Khắc laser là công nghệ không thể thiếu trong mọi ngành công nghiệp hiện đại. Từ những chi tiết siêu nhỏ trong lĩnh vực điện tử, đến các sản phẩm trang sức được cá nhân hóa, hay các vật phẩm thủ công mỹ nghệ bằng gỗ, da,… Khi sở hữu công nghệ in khắc laser này, các doanh nghiệp sẽ tối ưu hóa quy trình sản xuất, đảm bảo chất lượng và truy xuất nguồn gốc sản phẩm một cách hiệu quả nhất.
Bài viết này, VNTECH sẽ cung cấp một cái nhìn toàn diện về công nghệ khắc laser (in khắc laser) từ nguyên lý hoạt động cơ bản đến các loại máy móc và ứng dụng thực tế.
Nội dung bài viết
Khắc Laser là gì?
Khắc laser (Laser Engraving) là một quá trình gia công sử dụng chùm tia laser hội tụ có năng lượng cao để tương tác với bề mặt vật liệu. Cơ chế hoạt động của máy khắc laser dựa trên việc truyền nhiệt hoặc phá vỡ liên kết hóa học, từ đó tạo ra một dấu ấn vĩnh viễn và sắc nét.
Về bản chất, tia laser hoạt động như một công cụ chính xác, đốt nóng, làm nóng chảy, hoặc làm bay hơi vật liệu tại điểm tiếp xúc. Cụ thể:
– Hội tụ tia Laser: Một nguồn năng lượng laser được tạo ra và sau đó được hội tụ qua một hệ thống thấu kính hoặc gương (hệ thống Galvo) thành một điểm cực nhỏ.
– Tác động lên vật liệu: Khi điểm laser siêu nhỏ và mang năng lượng cực lớn này chạm vào vật liệu, nhiệt độ tại điểm đó tăng vọt chỉ trong tích tắc.
– Thay đổi bề mặt: Vật liệu tại điểm khắc bị hóa hơi (bay hơi) ngay lập tức (tạo ra vết khắc sâu) hoặc thay đổi màu sắc/cấu trúc hóa học (tạo ra dấu ấn bề mặt).
Quá trình này được điều khiển hoàn toàn bằng máy tính (CNC), cho phép tạo ra các mẫu hình, logo, mã vạch hoặc chữ viết với độ chính xác tuyệt đối.
Điểm nổi bật của công nghệ khắc Laser
Dưới đây là những điểm nổi bật của công nghệ Khắc Laser:
– Độ Chính Xác Tuyệt Đối:
+ Khả năng tạo ra các đường nét, chi tiết và ký tự siêu nhỏ với sai số cực thấp, lý tưởng cho sản xuất chính xác.
– Tạo Dấu Ấn Vĩnh Viễn:
+ Tạo ra sự thay đổi vật lý hoặc hóa học trên vật liệu, đảm bảo dấu ấn không bị phai mờ, bong tróc hay mài mòn theo thời gian.
– Tốc Độ Siêu Nhanh:
+ Với hệ thống Galvo, tốc độ đánh dấu đạt hàng ngàn mm/s, tối ưu hóa năng suất sản xuất hàng loạt.
– Khắc Không Tiếp Xúc:
+ Gia công mà không cần chạm vào vật liệu, tránh gây biến dạng, hỏng hóc hoặc lãng phí vật liệu.
– Linh hoạt vật liệu:
+ Khắc hiệu quả trên hầu hết các vật liệu (kim loại, gỗ, da, nhựa, thủy tinh) bằng cách lựa chọn đúng loại laser (Fiber, CO2, UV).
– Dễ dàng tích hợp vào dây chuyền sản xuất CNC và hệ thống tự động hóa.
>>> Xem thêm: Máy khắc laser 3D (Công suất 50W)
Các mức độ in khắc laser
Có 3 mức độ khắc laser chính, được phân biệt dựa trên cách tia laser tương tác với vật liệu và độ sâu của dấu ấn để đạt được mục đích khác nhau:
1/ Đánh Dấu Laser (Laser Marking): Đây là mức độ nông nhất, chỉ làm thay đổi bề mặt vật liệu mà không loại bỏ vật liệu đáng kể.
– Mục đích: Tạo ra sự thay đổi màu sắc, độ tương phản hoặc cấu trúc hóa học ngay tại bề mặt vật liệu.
– Độ sâu: Rất nông, thường chỉ vài micromet (dưới 0.02mm).
– Phương pháp phổ biến:
+ Annealing (Ủ nhiệt): Tia laser tạo ra nhiệt khiến bề mặt kim loại bị oxy hóa có kiểm soát, tạo ra các màu sắc (đen, nâu, xanh) với độ tương phản cao.
+ Foaming (Tạo bọt): Tia laser làm nóng chảy một lớp mỏng nhựa, tạo ra các bọt khí nhỏ giúp phân tán ánh sáng và tạo ra dấu ấn sáng màu.
+ Color Change (Thay đổi màu): Thay đổi sắc tố màu trên vật liệu.
– Ứng dụng: Mã vạch, số seri, logo lên nhựa, kim loại, bao bì.
2/ Khắc Laser (Laser Engraving): Đây là mức độ trung bình, sử dụng nhiệt để hóa hơi và loại bỏ một phần vật liệu, tạo ra vết khắc rõ rệt.
– Mục đích: Tạo ra vết lõm vật lý có thể sờ thấy được trên bề mặt vật liệu.
– Độ sâu: Độ sâu vừa phải, thường từ 0.05mm – 0.5mm.
– Cơ chế: Tia laser di chuyển qua lại trên một khu vực, loại bỏ từng lớp vật liệu (hoặc từng đường nét) để tạo ra hình ảnh 2D chìm.
– Ứng dụng: Khắc logo lên gỗ, da, quà tặng cá nhân hóa, khắc thông tin sản phẩm lên mặt sau đồng hồ.
3/ Khắc Sâu Laser (Deep Engraving): Đây là mức độ khắc sâu nhất, thường được coi là một bước tiến của Laser Engraving, sử dụng công suất cao để tạo ra độ sâu đáng kể.
– Mục đích: Tạo ra độ sâu lớn để đảm bảo dấu ấn chịu được mài mòn cao hoặc để tạo hình khuôn mẫu.
– Độ sâu: Từ 0.5mm đến vài milimet (mm).
– Cơ chế: Thường yêu cầu máy Laser Fiber công suất cao (50W trở lên) hoặc nhiều lượt khắc với tốc độ chậm hơn để loại bỏ vật liệu từng chút một.
– Ứng dụng: Khắc khuôn mẫu, khắc các chi tiết cơ khí chịu mài mòn, hoặc khắc tạo ra các bề mặt kết cấu 3D.
Khắc laser làm được những gì?
Công nghệ khắc Laser có thể làm được rất nhiều công việc như:
1/ Khắc Mã Vạch/QR Code: Tạo mã vạch Data Matrix, mã QR, hoặc mã số seri vĩnh viễn lên các linh kiện kim loại, thép, nhôm để truy xuất nguồn gốc sản phẩm.
2/ Khắc Sâu Khuôn Mẫu: Khắc logo, thông tin, hoặc các chi tiết nhỏ vào bề mặt khuôn đúc, khuôn ép nhựa, đòi hỏi độ bền khắc cao.
3/ Khắc Tên Thương hiệu/Logo: Đánh dấu logo vĩnh viễn lên vỏ máy móc, công cụ, hoặc phụ tùng ô tô để xác định thương hiệu và chống làm giả.
4/ Khắc Chi tiết Chịu Mài Mòn: Tạo các dấu ấn trên các chi tiết máy, dao cắt, hoặc dụng cụ thường xuyên chịu mài mòn
5/ Khắc Da và Giày Dép: Khắc hoa văn, logo lên ví da, thắt lưng, ốp điện thoại da, hoặc các chi tiết trên giày.
6/ Khắc Đồ Gỗ Trang Trí: Khắc hình ảnh, chữ viết lên bảng gỗ, mô hình, hoặc các vật phẩm nội thất bằng gỗ.
7/ Cá nhân hóa Quà tặng: Khắc tên, thông điệp lên các vật phẩm như bút kim loại, bật lửa, USB, mặt dây chuyền (kim loại) hoặc hộp quà bằng gỗ/mica.
8/ Khắc Trang Sức: Khắc chữ, hoa văn, hoặc các chi tiết siêu nhỏ lên nhẫn, vòng cổ, mặt dây chuyền bằng vàng, bạc, và các kim loại quý.
9/ Khắc PCB (Bo Mạch): Đánh dấu mã nhận dạng, cắt hoặc khắc chi tiết siêu mịn lên các bảng mạch in mà không làm cháy linh kiện.
10/ Đánh dấu Linh kiện Nhạy nhiệt: Khắc thông tin lên vỏ nhựa mỏng, chip IC, hoặc các linh kiện điện tử có độ nhạy nhiệt cao.
11/ Khắc Phím bấm: Khắc ký hiệu, chữ cái lên phím bấm máy tính, điện thoại, hoặc các bảng điều khiển điện tử.
12/ Khắc Thủy tinh và Gốm sứ: Khắc logo, hoa văn trên chai, lọ thủy tinh, cốc sứ mà không gây nứt (thường dùng Laser UV hoặc CO2).
13/ Khắc Mã Dược phẩm: Khắc hạn sử dụng, số lô, mã nhận dạng lên bao bì nhựa y tế, vỉ thuốc hoặc các vật liệu đóng gói thực phẩm.
14/ Cắt và Khắc Mica/Acrylic: Cắt các hình dạng phức tạp trên tấm mica/acrylic cho ngành quảng cáo, mô hình.
Các công nghệ khắc Laser phổ biến
Các công nghệ khắc laser được phân loại dựa trên nguồn laser và bước sóng phát ra. Mỗi loại được tối ưu hóa để phù hợp với các nhóm vật liệu khác nhau:
Công nghệ khắc Laser Fiber
Laser Fiber (Laser sợi quang) là công nghệ hàng đầu cho việc khắc laser kim loại, nổi bật với tốc độ và độ bền vượt trội.
– Hoạt động ở bước sóng 1064nm (Hồng ngoại gần).
+ Tia laser được khuếch đại trong sợi quang.
+ Cơ chế chính là truyền nhiệt cường độ cao khiến kim loại nóng chảy và hóa hơi tại điểm chạm.
– Vật liệu Tối ưu:
+ Kim loại: Tất cả các loại thép, nhôm, đồng, vàng, bạc, titan, hợp kim.
+ Nhựa: ABS, POM, nhựa kỹ thuật (tạo màu đen/trắng).
– Ưu điểm:
+ Tốc độ: Rất nhanh nhờ sử dụng hệ thống Galvo tốc độ cao.
+ Độ sâu: Có khả năng khắc sâu (Deep Engraving) trên kim loại.
+ Tuổi thọ: Nguồn laser có tuổi thọ cực cao (thường trên 100,000 giờ).
– Ứng dụng: Trang sức, linh kiện ô tô, khuôn mẫu, mã vạch vĩnh viễn, thẻ tag kim loại.
>>> Xem thêm: Máy khắc laser mini cầm tay siêu tốc
Công nghệ khắc Laser CO2
Laser CO2 là công nghệ linh hoạt và kinh tế nhất cho việc khắc và cắt vật liệu hữu cơ.
– Hoạt động ở bước sóng 10,600nm (Hồng ngoại xa).
+ Tia laser được tạo ra từ hỗn hợp khí (carbon dioxide) và phản xạ qua gương.
+ Cơ chế chính là hấp thụ nhiệt mạnh mẽ làm đốt cháy, hóa hơi hoặc làm tan chảy vật liệu.
– Vật liệu Tối ưu:
+ Vật liệu Hữu cơ: Gỗ, Da, Vải, Giấy, Cao su.
+ Polyme: Acrylic, Mica.
+ Khác: Gốm sứ, Thủy tinh (khắc bề mặt), Đá.
– Ưu điểm:
+ Linh hoạt: Cắt và khắc hiệu quả trên nhiều loại vật liệu phi kim.
+ Khổ làm việc: Dễ dàng mở rộng khổ làm việc cho các ứng dụng quảng cáo, thủ công mỹ nghệ lớn.
+ Chi phí: Chi phí đầu tư ban đầu thường thấp hơn Laser Fiber.
– Ứng dụng: Cắt Mica quảng cáo, khắc hoa văn trên đồ gỗ, cắt và khắc da thủ công.
>>> Xem thêm: Máy khắc laser CO2 – D200
Công nghệ khắc Laser UV
Laser UV là công nghệ cao cấp nhất, chuyên dùng cho các vật liệu nhạy cảm và yêu cầu độ chính xác siêu mịn.
– Hoạt động ở bước sóng ngắn 355nm (Tia cực tím).
+ Cơ chế đặc trưng là Khắc Lạnh: Tia laser phá vỡ liên kết hóa học của vật liệu thay vì truyền nhiệt mạnh.
– Vật liệu Tối ưu:
+ Vật liệu Nhạy nhiệt: Nhựa mỏng, silicone, PCB, pin, linh kiện điện tử.
+ Vật liệu Dễ vỡ: Thủy tinh, pha lê, gốm sứ.
+ Vật liệu Phi kim cao cấp: Khắc siêu mịn trên một số kim loại/nhựa cao cấp.
– Ưu điểm:
+ Độ chính xác: Siêu mịn (đường khắc 0.01mm), không tạo bavia.
+ Không ảnh hưởng nhiệt (HAZ): Đảm bảo vật liệu không bị biến dạng, nứt hay cháy xém.
+ An toàn vật liệu: Lý tưởng cho ngành y tế và điện tử.
– Ứng dụng: Khắc PCB, đánh dấu chip IC, khắc logo trên thủy tinh, khắc mã số lên bao bì dược phẩm.
>>> Xem thêm: Máy khắc laser UV-3C (3W, 5W, 10W)
So sánh các công nghệ khắc laser hiện nay
Dưới đây là bảng so sánh chi tiết nhất về 3 công nghệ khắc laser phổ biến hiện nay: Laser Fiber, Laser CO2 và Laser UV.
| Tiêu chí | Laser Fiber | Laser CO2 |
Laser UV
|
| Bước Sóng | 1064 nm (Hồng ngoại gần) | 10,600 nm (Hồng ngoại xa) |
355 nm (Tử ngoại/Cực tím)
|
| Cơ chế | Khắc Nóng (Nóng chảy & Hóa hơi) | Khắc Nóng (Đốt cháy & Hóa hơi) |
Khắc Lạnh (Phá vỡ liên kết hóa học)
|
| Vùng Ảnh hưởng nhiệt | Nhỏ | Lớn (có thể gây cháy xém) |
Rất nhỏ, gần như bằng không
|
| Tốc độ khắc | Siêu nhanh (Sử dụng hệ Galvo) | Nhanh (Sử dụng Galvo hoặc trục X-Y) | Nhanh |
| Độ nét | Cao | Trung bình |
Siêu mịn và Tinh xảo nhất
|
| Vật liệu | Kim loại, Hợp kim, Nhựa cứng (ABS, POM), Vật liệu phủ. | Gỗ, Da, Acrylic, Vải, Giấy, Kính, Gốm sứ. |
Vật liệu nhạy nhiệt, Thủy tinh, PCB, Silicon, Nhựa cao cấp.
|
| Ứng dụng | Cơ khí chính xác, Trang sức kim loại, Công nghiệp Ô tô, Mã hóa vĩnh viễn. | Quảng cáo, Thủ công mỹ nghệ, Nội thất, Dệt may, Bao bì phi kim. |
Điện tử, Bán dẫn, Thiết bị y tế, Dược phẩm, Khắc bề mặt thủy tinh.
|
| Khả năng khắc sâu | Tốt nhất (Đặc biệt với công suất cao) | Khắc sâu và cắt vật liệu dày (phi kim) |
Rất nông (Chủ yếu là đánh dấu bề mặt)
|
| Chi phí đầu tư | Trung bình – Cao | Thấp – Trung bình | Cao nhất |
| Tuổi thọ nguồn | Rất cao (Lên đến 100,000 giờ) | Trung bình | Cao |
Ứng dụng khắc Laser trong công nghiệp
Dưới đây là các ứng dụng chính của khắc laser trong công nghiệp hiện đại:
1/ Ngành Cơ Khí Chính Xác, Chế Tạo:
– Khắc mã Data Matrix, mã QR code và số seri để theo dõi lịch sử sản xuất, bảo trì và xuất xứ.
– Khắc các thông tin, logo hoặc ký hiệu sâu vào bề mặt khuôn đúc, khuôn dập, đảm bảo dấu khắc chịu được nhiệt độ và áp lực sản xuất.
– Đánh dấu công cụ: Khắc vĩnh viễn tên thương hiệu, mã số hoặc thông số kỹ thuật lên các dụng cụ cắt gọt, đo lường và công cụ cầm tay.
– Gia công bề mặt: Tạo các họa tiết kết cấu vi mô trên bề mặt kim loại để cải thiện độ ma sát, bám dính, hoặc tính thẩm mỹ.
2/ Ngành Ô tô, Hàng không:
– Linh kiện động cơ: Khắc mã số lên piston, van, trục khuỷu và các bộ phận động cơ, nơi yêu cầu dấu khắc chịu được nhiệt độ và dầu mỡ cao.
– Chi tiết nội thất: Khắc biểu tượng, ký hiệu lên các phím bấm nhựa và vỏ kim loại.
– Đánh dấu bộ phận hàng không: Khắc thông tin lên các chi tiết máy bay và thiết bị hàng không bằng các vật liệu hợp kim đặc biệt.
3/ Ngành điện tử, công nghệ cao:
– Đánh dấu bán dẫn: Khắc các ký tự và mã nhận dạng siêu nhỏ lên các chip IC, wafer silicon.
– Sản xuất PCB: Cắt, đánh dấu, và tạo lớp mặt nạ trên bảng mạch in với độ chính xác cao.
– Sản phẩm điện tử Tiêu dùng: Khắc số IMEI, logo, và thông tin kỹ thuật lên vỏ điện thoại, máy tính bảng và các thiết bị ngoại vi.
4/ Ngành Y tế, Dược phẩm:
– Dụng cụ Y tế: Khắc mã nhận dạng vĩnh viễn lên các dụng cụ phẫu thuật, cấy ghép bằng thép không gỉ hoặc titanium.
– Bao bì dược phẩm: Khắc mã lô, hạn sử dụng lên bao bì nhựa, vỉ thuốc hoặc chai lọ thủy tinh để đảm bảo tính an toàn và dễ truy xuất.
5/ Đóng gói: Tích hợp máy khắc laser vào dây chuyền sản xuất để đánh dấu mã sản xuất, hạn sử dụng lên bao bì carton, nhựa, hoặc kim loại với tốc độ cao.
6/ Gia công vật liệu phi kim: Cắt khắc vật liệu Acrylic, Mica, da, hoặc gỗ với độ chính xác cao cho các sản phẩm công nghiệp hoặc quảng cáo.
Kinh nghiệm lựa chọn máy khắc Laser
Để đưa ra quyết định đúng đắn, bạn cần trả lời 3 câu hỏi chiến lược liên quan đến vật liệu, mục đích và ngân sách.
1/ Xác định công nghệ khắc Laser phù hợp: Đây là tiêu chí quan trọng nhất, quyết định loại máy bạn cần mua:
| Vật liệu chính | Loại Laser | Lý do |
| Kim loại, Hợp kim, Nhựa cứng | Laser Fiber (Sợi Quang) | Hấp thụ bước sóng tốt nhất, cho tốc độ nhanh và khả năng khắc sâu. |
| Gỗ, Da, Acrylic, Vải, Thủy tinh | Laser CO2 | Hấp thụ nhiệt tốt, giá thành vật tư (ống laser) thấp hơn Fiber. |
| PCB, Linh kiện điện tử, Nhựa nhạy nhiệt, Thủy tinh | Laser UV (Tia Cực Tím) | Cơ chế “khắc lạnh” (Cold Marking) để tránh biến dạng và nứt vỡ. |
2/ Lựa chọn công suất nguồn: Công suất ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng làm việc của máy:
– Đối với Laser Fiber (Khắc Kim loại):
+ 20 – 30W: Lý tưởng cho khắc bề mặt, mã vạch, logo nhỏ, trang sức mỏng. Phù hợp cho DIY và kinh doanh nhỏ.
+ 50 – 100W: Phù hợp cho khắc sâu khuôn mẫu, chi tiết chịu mài mòn, tốc độ sản xuất công nghiệp trung bình.
– Đối với Laser CO2 (Cắt và Khắc Phi kim):
+ 40 – 60W: Thích hợp cho khắc và cắt mica/gỗ mỏng, các sản phẩm thủ công.
+ 80 – 150W: Dùng để cắt các vật liệu dày (như gỗ dày, acrylic) và sản xuất công nghiệp.
3/ Khổ làm việc: Xác định kích thước vật liệu bạn sẽ làm việc.
– Máy Mini/Cầm Tay: Chọn khi bạn cần khắc các vật liệu nhỏ, cần tính di động cao, hoặc cần khắc trực tiếp lên các vật thể lớn/cồng kềnh.
– Máy Khổ Lớn (CNC): Chọn khi bạn cần gia công vật liệu có kích thước lớn (ví dụ: tấm gỗ, tấm acrylic) hoặc cần hệ thống tự động hóa.
– Khắc 3D: Nếu sản phẩm của bạn có bề mặt cong, dốc, hoặc phức tạp.
Công nghệ khắc laser là giải pháp chiến lược cho sản xuất hiện đại. Cho dù bạn đang ở trong ngành cơ khí, điện tử hay thủ công mỹ nghệ, việc lựa chọn đúng loại máy khắc laser sẽ giúp bạn tối ưu hóa quy trình, giảm thiểu sai sót và nâng cao đáng kể chất lượng sản phẩm. Đầu tư vào khắc laser chính là đầu tư vào độ chính xác, độ bền và năng suất – những yếu tố then chốt quyết định sự thành công và khả năng cạnh tranh trong kỷ nguyên công nghiệp 4.0.
Hãy liên hệ ngay tới VNTECH để được tư vấn chi tiết về giải pháp khắc laser phù hợp nhất với sản phẩm của bạn.
VNTECH - Đơn vị cung cấp máy móc gia công cơ khí chính hãng, uy tín, đa dạng về chủng loại, đáp ứng mọi nhu cầu sản xuất. Để được tư vấn chi tiết và nhận báo giá tốt nhất, quý khách vui lòng liên hệ theo thông tin bên dưới.
________________
THÔNG TIN LIÊN HỆ
- Địa chỉ văn phòng:
- Địa chỉ Hà Nội: NO-05A23 Khu TĐC Giang Biên, Ngõ 1 Nguyễn Khắc Viện, Phường Việt Hưng, Hà Nội
- Chi Nhánh Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, Nguyễn Sinh Sắc, Hoà Minh, Liên Chiểu, Đà Nẵng
- Chi Nhánh HCM: 43 Đường N2, KP Thống Nhất, Dĩ An, Bình Dương
- SĐT: 0984.537.333
- Email: sale@vntechcnc.vn
- Facebook: https://www.facebook.com/vntechcnc
- Website: https://thietbivntech.vn
