Khắc laser sợi quang và laser CO2. Máy nào phù hợp cho ngành kim hoàn?

Laser sợi quang (Fiber laser) và Laser CO2 là hai công nghệ cắt, khắc phổ biến nhất hiện nay. Tuy đều sử dụng phương pháp tập trung các tia sáng tại một điểm cố định để hàn khắc. Nhưng mỗi loại laser sẽ có bước sóng và môi trường khuếch đại hoàn toàn khác nhau. Điều này sẽ ảnh hướng trực tiếp khả năng hàn khắc trên các vật liệu khác nhau của từng loại laser. Việc lựa chọn đúng loại laser sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình và năng suất làm việc.

Trong bài viết này DC Tech sẽ cung cấp cho bạn kiến thức về laser sợi quang cũng như laser CO2 và đâu là dòng laser phù hợp nhất cho ngành kim hoàn.

I. Khắc laser sợi quang là gì?

1. Laser sợi quang là gì? Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của laser sợi quang

1.1. Khái niệm

Laser sợi quang là loại laser sử dụng sợi quang pha tạp đất hiếm làm môi trường khuếch đại ánh sáng thay vì dùng tinh thể hoặc khí. Ánh sáng được dẫn và khuếch đại bên trong lõi sợi quang rất nhỏ, tạo ra chùm tia có độ chính xác cao, ổn định và hiệu suất lớn.

1.2. Nguyên tắc hoạt động

Laser sợi quang được đặt tên theo môi trường khuếch đại hoạt động của nó, đó là một sợi quang. Bất kỳ máy laser sợi quang nào tạo ra tia laser công suất cao được hội tụ tốt đều trải qua năm giai đoạn chính. Các giai đoạn đó như sau:

• Bước 1: Tạo ra đèn bơm.

Đèn bơm của các laser sợi quang hay còn gọi là các điốt laser bán dẫn. Các điốt này có tác dụng biến đổi năng lượng điện năng thành năng lượng ánh sáng. Trong quá trình chuyển đổi, tùy thuộc vào đèn bơm mà sẽ tạo ra các tia laser sẽ có bước sóng khác nhau.

• Bước 2: Thu thập và truyền tải vào sợi quang.

Laser sợi quang có một chi tiết được gọi là bộ ghép nối. Các Bộ ghép nối bao gồm nhiều điểm vào ở một phía và chỉ có một điểm ra duy nhất ở đầu còn lại. Sau khi các điốt laser chuyển năng lượng điện thành ánh sáng, các ánh sáng này sẽ được tập hợp và truyền tải vào sợi quang thông qua bộ ghép nối.

• Bước 3: Truyền ánh sáng qua sợi quang.

Một sợi quang bao gồm phần lõi và vỏ. Khi truyền ánh sáng đến vỏ của sợi quang, ánh sáng sẽ phản xạ ngược trở lại bên trong phần lõi của sợi. Khi tiếp tục truyền qua sợi quang, ánh sáng cuối cùng sẽ đến phần được pha tạp chất của sợi. Phần này được gọi là khoang laser.

• Bước 4: Phát xạ kích thích trong khoang laser.

Khi ánh sáng đi vào khoang laser nó sẽ va chạm với các nguyên tử của nguyên tố đất hiếm và kích thích các electron của chúng lên mức năng lượng cao hơn. Theo thời gian, điều này dẫn đến sự đảo ngược mật độ electron, từ đó tạo ra các dòng ánh sáng laser thô. 

• Bước 5: Khuếch đại ánh sáng laser thô thành chùm tia laser.

Để biến đổi các ánh sáng laser thô thành chùm tia laser sẽ dựa vào mắt lưới Bragg sợi quang. Mắt lưới này đóng vai trò như gương phản xạ để định hình bước sóng laser. Mắt lưới này cũng giúp đưa và định hướng chùm tia laser ra ngoài để phục vụ các ứng dụng thực tế như cắt, khắc hoặc hàn vật liệu.

2. Các dòng máy khắc sử dụng công nghệ laser sợi quang

• Máy khắc laserX: Bằng cách áp dụng công nghệ laser fiber tiên tiến, LaserX có thể đáp ứng được nhiều nhu cầu trong chế tác kim hoàn. Đặc biệt, máy còn đa dạng với các dòng có công suất khác nhau. Riêng dòng máy laserX 60W được áp dụng công nghệ Pulsed Fiber Laser còn các dòng máy còn lại sẽ sử dụng công nghê Q-Switched Fiber Laser.

Xem thêm: Máy khắc LaserX tại cửa hàng DC Tech

• Máy khắc laser FiberLux: Máy có thiết kế nhỏ gọn, dễ sử dụng. Máy đặc biệt phù hợp cho các xưởng gia công, chế tác nữ trang vừa và nhỏ. FiberLux sử dụng công nghệ fiber laser với nhiều tính năng nổi trội đảm bảo hiệu quả làm việc và độ chính xác cao.

Xem thêm: Máy khắc laser FiberLux tại cửa hàng DC Tech

II. Khắc laser CO2 là gì?

1. Laser CO2 là gì?

1.1. Khái niệm

Laser CO2 sử dụng khí carbon dioxide (CO2) làm môi trường laser. Chúng hoạt động bằng cách kích thích hỗn hợp khí chứa CO2, heli (He), hydro (H2), nitơ (N2) và xenon (Xe) bên trong một ống bằng sóng tần số vô tuyến hoặc điện áp một chiều. Quá trình này khuếch đại ánh sáng giữa các gương phản xạ, tạo ra một chùm tia laser mạnh.

1.2. Nguyên tắc hoạt động

CO2 Laser hoạt động dựa trên nguyên lý kích thích hỗn hợp khí để tạo ra chùm tia laser có cường độ cao.

• Bước 1: Tạo môi trường khí trong ống laser

Bên trong ống laser chứa hỗn hợp khí gồm CO2, Nitơ và Heli. Hai điện cực được đặt ở hai đầu ống để tạo điều kiện phóng điện

• Bước 2: Tạo ra photon ánh sáng (hạt ánh sáng laser)

Dòng điện hoặc sóng tần số vô tuyến được truyền qua các điện cực, tạo ra trạng thái plasma và kích thích các phân tử khí bên trong ống. Khi các phân tử khí trở về trạng thái năng lượng thấp hơn, chúng giải phóng ra các photon ánh sáng.

• Bước 3: Khuếch đại ánh sáng

Ống laser CO2 bao gồm một gương phản xah hoàn toàn và một gương phản xạ một phần. Các photo ánh sáng phản xạ qua lại liên tục giữa hai gương này giúp khuếch đại ánh sáng thông qua hiện tượng phát xạ kích thích.

• Bước 4: Tạo chùm tia laser CO2

Sau khi được khuếch đại đủ mạnh, chùm tia laser sẽ thoát ra ngoài thông qua gương phản xạ một phần dưới dạng tia laser kết hợp. Chùm tia laser được hội tụ tại một điểm nhỏ bằng hệ thống thấu kính để tăng mật độ năng lượng.

2. Các dòng máy khắc sử dụng công nghệ laser CO2

• Máy khắc laser Luxmark: là sản phẩm của Elletro laser, các dòng máy khắc của Luxmark luôn chú trọng đến không gian và công thái học cho người vận hành. Đặc biệt là dòng máy Luxmark M&TOP còn trang bị buồng làm việc cho phép sử dụng công nghệ khắc 3D cho các hình dạng phức tạp và khắc 2.5D để tạo các rãnh hoặc hình nón khuôn. Máy có thể kết hợp với hệ thống thị giác tích hợp, giúp mẫu máy này trở nên hiệu quả hơn, năng suất hơn và chính xác hơn với kết quả tuyệt vời.

Xem thêm: Laser Luxmark tại cửa hàng DC Tech

III. Khắc laser sợi quang và CO2 – có gì khác biệt? Đâu mới là lựa chọn phù hợp cho ngành kim hoàn.

1. Điểm khác nhau của laser sợi quang và laser CO2

Sự khác nhau của laser sợi quang và laser CO2 chủ yếu đến từ sự khác nhau của bước sóng. Sự khác nhau trong bước sóng sẽ dẫn đến sự khác biệt của các yếu tố như hiệu suất và vật liệu ứng dụng.

Hãy cùng xem bảng dưới đây để so sánh hai công nghệ laser trên;

Đặc tính	Laser sợi quang	Laser CO2
Bước sóng	Bước sóng nhỏ: 1064nm	Bước sóng lớn 10.600 nm
Vật liệu ứng dụng	Đa số kim loại và một số loại nhựa nhất định	Các vật liệu phi kim
Hiệu suất	Nhanh hơn 2-5 lần so với laser CO2	Thấp hơn
Độ bền	Tuổi thọ cao (khoảng 100.000 giờ)	Tuổi thọ ngắn (khoảng 20.000 giờ)
Chi phí đầu tư	Chi phí đầu tư ban đầu cao	Chi phí đầu tư ban đầu rẻ nhưng chi phí vận hành cao

2. Nên chọn công nghệ khắc laser sợi quang hay khắc laser CO2 cho ngành kim hoàn?

Dù là công nghệ laser sợi quang hay laser CO2 đều được ứng dụng rộng rãi trong ngành chế tác kim hoàn:

• Với bước sóng dài, laser CO2 có thể xuyên thấu tốt qua vật liệu hữu cơ. Laser CO2 được ứng dụng để khắc chữ lên hộp hoặc bao bì đựng trang sức. Bên cạnh đó, công nghệ này còn được ứng dụng để cắt khuôn mẫu vật trong quá trình chế tác trang sức.
• Với bước sóng ngắn, laser sợi quang có thể được hấp thụ cực kì tốt bởi kim loại. Chính vì vậy laser sợi quang có khả năng tạo ra các vết khắc cực kì sắc nét và chi tiết lên bề mặt kim loại. Được ứng dụng rộng rãi trong việc khắc logo, chi tiết siêu nhỏ trong quá trình chế tác trang sức.

Tùy vào nhu cầu, tuy nhiên có thể thấy máy khắc sử dụng laser fiber (laser sợi quang) đang được ưa chuộng hơn trong thị trường kim hoàn. Không chỉ dựa vào độ chính xác cao mà còn dựa vào vật liệu ứng dụng đa dạng. Laser CO2 cũng được sử dụng tuy nhiên chỉ là thiết bị hỗ trợ trong quá trình chế tác chứ chưa thể đáp ứng được hầu hết nhu cầu trong ngành kim hoàn.

Kết luận

Công nghệ laser sợi quang và CO2 đang được ứng dụng rộng rãi trong chế tác kim hoàn. Mỗi loại laser sẽ có những đặc tính khác nhau, ảnh hưởng trực tiếp đến tính ứng dụng của chúng. Tuy nhiên, công nghệ laser sợi quang đang nổi bật hơn trong việc ứng dụng vào các dòng máy khắc. Nhờ vào bước sóng ngắn laser fiber có thể khắc được hầu hết trên các kim loại. Đặc biệt, công nghệ này còn đảm bảo tính chính xác cực kì cao. Chính vì vậy, máy khắc laser sợi quang đang là lựa chọn hàng đàng trong ngành chế tác kim hoàn.  

Để mua hàng hoặc tư vấn về các dòng sản phẩm khắc laser uy tín, liên hệ DC Tech tại:

• Hotline: 0387 235 878
• Fanpgae: DC Tech
• Website: DC Công Nghệ Mới