1 प्रस्तावना
1970 के दशक के अंत और 1980 के दशक की शुरुआत में, एक बिल्कुल नई लेज़र एप्लिकेशन तकनीक {{3}लेजर मार्किंग तकनीक {{4} चुपचाप अंतर्राष्ट्रीय मंच पर उभरी। लेज़र मार्किंग मशीन लेज़र प्रसंस्करण सिद्धांतों के एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग का प्रतिनिधित्व करती है; विशेष रूप से, यह किसी सामग्री की सतह को विकिरणित करने के लिए संसाधित लेजर बीम का उपयोग करता है। प्रकाश ऊर्जा तुरंत तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जिससे सतह की सामग्री तुरंत पिघल जाती है या वाष्पीकृत हो जाती है, जिससे पाठ, पैटर्न और अन्य तत्वों से बने चिह्न बन जाते हैं।
2 अनुप्रयोग क्षेत्र और लेजर मार्किंग के लाभ
औद्योगिक क्षेत्र में, विद्युत प्रसंस्करण से ऑप्टिकल प्रसंस्करण के युग में क्रमिक परिवर्तन हुआ है। लेज़र मार्किंग मशीनें अत्यधिक बहुमुखी हैं, उत्कृष्ट परिणाम और स्थिरता प्रदान करती हैं, और इसके परिणामस्वरूप कई क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग पाया गया है। वे विभिन्न धातु सामग्रियों के साथ-साथ कुछ गैर-धातु सामग्रियों को भी उकेरने या स्थायी, नकली-विरोधी चिह्न बनाने में सक्षम हैं, जिन्हें दोहराना बेहद मुश्किल है। कंप्यूटर इनपुट और आउटपुट सिस्टम द्वारा सुविधा और गैल्वेनोमीटर स्कैनिंग तंत्र को नियोजित करने से, ये मशीनें तीव्र प्रसंस्करण गति प्राप्त करती हैं। उनकी पूरी तरह से बंद प्रकाश मार्गदर्शक प्रणाली विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों के लिए मजबूत अनुकूलनशीलता प्रदर्शित करती है, जबकि उनकी मॉड्यूलर आंतरिक संरचना रखरखाव और सर्विसिंग को सरल बनाती है; वे "ऑनलाइन" उत्पादन वर्कफ़्लो में एकीकरण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं। विभिन्न हार्डवेयर आइटम, धातु के बर्तन, सटीक उपकरण, ऑटोमोटिव घटक, इलेक्ट्रॉनिक पार्ट्स, काटने के उपकरण, उपहार, टाइमपीस, प्लंबिंग फिक्स्चर, चश्मा फ्रेम, सामान बकल, ज़िपर, बटन, जूता बकल और कंप्यूटर कीबोर्ड सहित उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला में ट्रेडमार्क, बैच नंबर, दिनांक, बारकोड और अन्य पहचानकर्ताओं को लागू करने के लिए अब लेजर मार्किंग मशीनों का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। चित्र 1 और 2, क्रमशः, एक चुंबकीय डिस्क और एक इरेज़र पर लेजर अंकन के माध्यम से बनाए गए पैटर्न को दर्शाते हैं। लेजर मार्किंग प्रोसेसिंग से गुजरकर, उत्पादों की गुणवत्ता में सुधार किया जा सकता है और बाजार प्रतिस्पर्धा के मामले में बढ़ाया जा सकता है।
लेजर मार्किंग के ऐसे फायदे हैं जो पारंपरिक तरीकों (जैसे रासायनिक नक़्क़ाशी, विद्युत निर्वहन मशीनिंग, यांत्रिक उत्कीर्णन और मुद्रण) से लगभग बेजोड़ हैं। सबसे पहले, यह संख्यात्मक नियंत्रण (एनसी) तकनीक या प्रत्यक्ष कंप्यूटर नियंत्रण का उपयोग करता है, जिससे अंकन सामग्री को बदलना असाधारण रूप से आसान हो जाता है; यह क्षमता आधुनिक विनिर्माण की उच्च दक्षता और तेज़ गति वाली मांगों के साथ पूरी तरह से मेल खाती है। दूसरा, प्रसंस्करण माध्यम के रूप में लेजर का उपयोग करके, यह विभिन्न सामग्रियों के साथ व्यापक अनुकूलता का प्रदर्शन करते हुए उत्कृष्ट उत्कीर्णन परिशुद्धता प्राप्त करता है, जिससे सतहों की एक विस्तृत श्रृंखला पर अत्यधिक जटिल और असाधारण टिकाऊ चिह्नों के निर्माण को सक्षम किया जाता है। अंत में, क्योंकि इस प्रक्रिया में वर्कपीस पर कोई भौतिक संपर्क या यांत्रिक बल नहीं लगाया जाता है, यह सुनिश्चित करता है कि वर्कपीस की मूल सटीकता और अखंडता पूरी तरह से संरक्षित है। यह उत्पादन प्रक्रिया के अंतिम चरण के रूप में काम कर सकता है, जिससे परिष्करण कार्यों को चिह्नित करने के बाद की आवश्यकता समाप्त हो जाएगी। इसकी प्रसंस्करण विधि अत्यधिक लचीली है, जो प्रयोगशाला शैली, छोटे बैच उत्पादन और बड़े पैमाने पर औद्योगिक विनिर्माण दोनों की आवश्यकताओं को समायोजित करने में सक्षम है। इसके अलावा, यह कोई प्रदूषक उत्पन्न नहीं करता है और कोई पर्यावरणीय प्रदूषण नहीं फैलाता है, यह आज की दुनिया में विशेष महत्व का कारक है, जहां पर्यावरण संरक्षण को तेजी से प्राथमिकता दी जा रही है। सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि लेजर मार्किंग तकनीक का उपयोग करके बनाए गए चिह्नों को नकली बनाना या बदलना बेहद मुश्किल है, जिससे मजबूत जालसाजी विरोधी क्षमताएं मिलती हैं। 1990 के दशक के बाद से लेजर मार्किंग तकनीक की बढ़ती परिपक्वता, लेजर मार्किंग उपकरण के निरंतर शोधन और इस नवीन तकनीक के बारे में बाजार की गहरी समझ से प्रेरित होकर और बड़े पैमाने पर इसके विशिष्ट फायदों के कारण, लेजर मार्किंग तकनीक ने अंतरराष्ट्रीय स्तर पर तेजी से व्यापक अनुप्रयोग प्राप्त किया है। विशेष रूप से, जब प्रसिद्ध अमेरिकी निगम इंटेल ने अपनी नई पीढ़ी के कंप्यूटर सीपीयू चिप्स पेंटियम, पेंटियम प्रो और पेंटियम एमएमएक्स लॉन्च किए तो उसने प्रत्येक चिप की सतह पर निशान अंकित करने के लिए लेजर मार्किंग तकनीक का उपयोग किया।
3 लेजर मार्किंग मशीनों का वर्गीकरण
लेजर मार्किंग कैसे प्राप्त की जाती है? सामान्यतया, लेज़र मार्किंग को वर्कपीस और लेज़र बीम के बीच सापेक्ष गति बनाकर कंप्यूटर नियंत्रण के तहत पूरा किया जाता है; यह लेज़र बीम को वर्कपीस की सतह पर वांछित प्रतीकों और पैटर्न को अलग करने का कारण बनता है। सैद्धांतिक रूप से, जब तक लेज़र और वर्कपीस के बीच नियंत्रित सापेक्ष गति स्थापित की जा सकती है, लेज़र मार्किंग का एहसास किया जा सकता है। नतीजतन, लेजर मार्किंग के वर्तमान क्षेत्र में लेजर मार्किंग मशीनों की एक विस्तृत विविधता है।
लेज़र बीम स्थिर है या गति में है, इसके आधार पर, लेज़र मार्किंग मशीनों को मोटे तौर पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है: फिक्स्ड {{0}बीम सिस्टम और मूविंग-बीम सिस्टम। जैसा कि नाम से पता चलता है, पहले में एक चलती हुई वर्कपीस के साथ एक स्थिर लेजर बीम शामिल होती है, जबकि बाद में एक स्थिर वर्कपीस के साथ एक चलती हुई लेजर बीम शामिल होती है। फिक्स्ड {{4}बीम लेजर मार्किंग मशीनें आम तौर पर चिह्नित किए जा रहे वर्कपीस में हेरफेर करने के लिए एक सीएनसी नियंत्रित दो{6}आयामी वर्कटेबल का उपयोग करती हैं। उनका प्राथमिक लाभ उनकी अपेक्षाकृत कम लागत है; हालाँकि, उनके नुकसान भी समान रूप से स्पष्ट हैं: धीमी अंकन गति, कम अंकन सटीकता, तस्वीरों जैसी जटिल सामग्री को चिह्नित करने में कठिनाई, और उन्हें ऑनलाइन उत्पादन लाइनों में एकीकृत करने की चुनौती। चलती हुई -बीम लेजर मार्किंग मशीनों को बीम हेरफेर की विशिष्ट विधि के आधार पर विभिन्न प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है; जबकि प्रत्येक के अपने अनूठे फायदे और नुकसान होते हैं, गतिशील बीम सिस्टम आम तौर पर स्थिर बीम सिस्टम से बेहतर प्रदर्शन करते हैं। गतिशील बीम प्रणालियों में, गैल्वेनोमीटर आधारित लेजर मार्किंग मशीन एक प्रमुख उदाहरण के रूप में सामने आती है। वर्तमान में, अंतरराष्ट्रीय लेजर मार्किंग समुदाय के भीतर यह व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है कि, उपलब्ध मशीनों की विविध श्रृंखला के बीच, गैल्वेनोमीटर - आधारित प्रणाली अपने कई अंतर्निहित फायदों के कारण {{18} मुख्यधारा के उत्पाद के रूप में उभरी है और इसे लेजर मार्किंग तकनीक के भविष्य के विकास के लिए निश्चित दिशा माना जाता है।
नियोजित प्रकाश स्रोत के प्रकार के आधार पर, लेजर मार्किंग मशीनों को YAG लेजर मार्किंग मशीनों और CO2 लेजर मार्किंग मशीनों में भी वर्गीकृत किया जा सकता है; ये दो अलग-अलग प्रकाश स्रोत विभिन्न प्रकार की सामग्रियों को चिह्नित करने के लिए उपयुक्त हैं। तरंग दैर्ध्य में अंतर के कारण, CO2 गैस लेजर मार्किंग मशीनें गैर-धातु सामग्री को चिह्नित करने तक ही सीमित हैं, जबकि YAG ठोस राज्य लेजर मार्किंग मशीनें गैर-धातु और धात्विक दोनों सामग्रियों को चिह्नित करने में सक्षम हैं। CO2 गैस लेजर मार्किंग मशीन के लिए प्राथमिक उपभोग्य वस्तुएं गैस मिश्रण या प्रतिस्थापन लेजर ट्यूब हैं; इसके अतिरिक्त, जर्मेनियम लेंस घिसे-पिटे और फटे हुए घटक होते हैं जिनकी लागत अपेक्षाकृत अधिक होती है। इसके विपरीत, YAG सॉलिड स्टेट लेजर मार्किंग मशीन के लिए मुख्य उपभोग्य वस्तु पंप लैंप है (स्पंदित लेजर क्सीनन लैंप का उपयोग करते हैं, जबकि निरंतर तरंग लेजर क्रिप्टन लैंप का उपयोग करते हैं), जो सस्ता है। हाल के वर्षों में, सेमीकंडक्टर लेज़रों की लागत में गिरावट के कारण, एक नई प्रकार की लेज़र तकनीक उभरी है: सेमीकंडक्टर -पंप लेज़र क्रिस्टल (जैसे YAG), जो 1064 एनएम की तरंग दैर्ध्य पर एक लेज़र बीम उत्पन्न करते हैं। इन प्रणालियों की विशेषता 10,000 घंटों के रखरखाव मुक्त परिचालन जीवनकाल, एक कॉम्पैक्ट पदचिह्न, और पारंपरिक प्रणालियों के विपरीत, {21} बड़े पैमाने पर शीतलन बुनियादी ढांचे की आवश्यकता नहीं है। दाहेंग लेजर (चीन) घरेलू बाजार में अग्रणी था, जिसने पहली सेमीकंडक्टर पंप वाली YVO4 लेजर मार्किंग मशीन सफलतापूर्वक विकसित की; यह तकनीक एक उन्नत अंतरराष्ट्रीय मानक तक पहुंच गई है और तब से एक मानकीकृत, स्थापित उत्पाद बन गई है।
4 लेजर मार्किंग मशीनों का चयन
लेजर मार्किंग सिस्टम सब्सट्रेट पर निशान बनाने के लिए लेजर ऊर्जा का उपयोग करते हैं; हालाँकि, उत्पन्न वास्तविक प्रभाव काफी भिन्न हो सकते हैं, जो कि नियोजित लेजर के प्रकार और सब्सट्रेट सामग्री के अंतर्निहित गुणों जैसे कारकों पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, निरंतर {{1}तरंग CO2 लेजर आमतौर पर सतह के उच्छेदन (नक़्क़ाशी) के माध्यम से निशान बनाते हैं; स्पंदित ट्रांसवर्सली उत्तेजित वायुमंडलीय दबाव (टीईए) गैस लेजर कार्बोनाइजेशन के माध्यम से अंकन प्राप्त करते हैं; एक्साइमर लेजर फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं पर निर्भर करते हैं; जबकि Nd:YAG लेजर थर्मोकेमिकल प्रतिक्रिया विधियों का उपयोग करते हैं।
प्रत्येक विशिष्ट एप्लिकेशन प्रदर्शन आवश्यकताओं का एक अनूठा सेट प्रस्तुत करता है; परिणामस्वरूप, लेजर प्रणाली का चयन मनमाने ढंग से नहीं किया जा सकता है। लेजर मार्किंग सिस्टम के डिजाइनरों के लिए, एक आदर्श, उच्च गुणवत्ता वाले मार्क का निर्माण सुनिश्चित करने के लिए किसी भी सब्सट्रेट सामग्री के लिए सबसे उपयुक्त लेजर तरंग दैर्ध्य और ऑप्टिकल कॉन्फ़िगरेशन का चयन करना महत्वपूर्ण चुनौती है। सफल लेज़र मार्किंग की कुंजी "6-सिग्मा" पद्धति के कठोर अनुप्रयोग में निहित है। उदाहरण के लिए, प्लास्टिक मार्किंग के संदर्भ में, डिजाइनरों को सामग्री की रासायनिक संरचना और इसकी मोल्डिंग प्रक्रिया दोनों का गहन विश्लेषण करना चाहिए ताकि एडिटिव्स का एक समान फैलाव सुनिश्चित किया जा सके और गुणवत्ता नियंत्रण प्रौद्योगिकियों जैसे मशीन विजन सिस्टम के व्यापक एकीकरण को सुविधाजनक बनाया जा सके।
बीम{0}}स्टीयरेबल एनडी:YAG और CO2 लेजर सिस्टम, आज तक, लेजर मार्किंग अनुप्रयोगों के लिए सबसे आदर्श समाधान बने हुए हैं। एनडी: वाईएजी लेजर मार्किंग मशीन के भौतिक विन्यास का एक चित्रण चित्र 3 में पाया जा सकता है। एक विशिष्ट प्रणाली लेजर बीम को चलाने के लिए स्कैनिंग दर्पणों की एक जोड़ी का उपयोग करती है, जो इसे लक्ष्य सतह पर सटीक रूप से ध्यान केंद्रित करने के लिए एक उद्देश्य लेंस प्रणाली के माध्यम से निर्देशित करती है; ये दर्पण नियंत्रण कंप्यूटर द्वारा जारी आदेशों के अनुसार अपनी स्कैनिंग गतिविधियों को सख्ती से निष्पादित करते हैं। अन्य लेजर जैसे स्पंदित ट्रांसवर्सली उत्तेजित वायुमंडलीय दबाव गैस लेजर मास्क मार्किंग का उपयोग करते हैं, जबकि CO2 लेजर डॉट मैट्रिक्स मार्किंग सिस्टम भी मार्किंग उद्योग में अपना स्थान रखते हैं।
