3D lazer işaretleme, geleneksel 2D sistemlere göre önemli bir gelişme olup, odak veya kaliteden ödün vermeden, eğimli, düzensiz ve çok seviyeli yüzeylerde hassas, yüksek hızlı işaretleme yapılmasını sağlar. Sabit bir odak düzlemiyle sınırlı olan 2D işaretlemeden farklı olarak, 3D sistem, odak noktasını gerçek zamanlı olarak dinamik bir şekilde ayarlar. Bu özellik, karmaşık parça geometrilerinin yaygın olduğu otomotiv, elektronik ve tıbbi cihazlar gibi endüstrilerdeki uygulamalar için vazgeçilmezdir.
3D lazer işaretleyicinin çalışmasındaki temel fark, genellikle bir dinamik odaklama sistemi(genellikle bir 3 eksenli galvo tarayıcı veya ön odaklama sistemi olarak adlandırılır) kullanılarak elde edilen lazer ışınının odak mesafesini kontrol etme yeteneğidir.
3D lazer işaretleme makinesi sistemi birkaç önemli bileşenden oluşur:
- Lazer Kaynağı: Yüksek enerjili lazer ışınını üretir (örneğin, malzemeye bağlı olarak Fiber, UV veya CO2 lazer).
- Galvanometre (Galvo) Tarayıcı: Bu, "işaretleme kafasıdır". İstenen deseni oluşturarak lazer ışınını çalışma alanı boyunca yönlendiren iki yüksek hızlı aynayı (X ve Y ekseni) içerir.
- Dinamik Odaklama Aynası (Z Ekseni): Bu, 3D işlevselliği sağlayan bileşendir. Optik yol boyunca hızla hareket edebilen ek bir ayna veya lens sistemidir.
- Kontrol Sistemi ve Yazılım: Makinenin "beyni". 3D CAD tasarım verilerini işler, tüm işaretleme yolu için hassas X, Y ve Z koordinatlarını hesaplar ve galvo tarayıcıyı ve dinamik odaklama aynasını mükemmel bir senkronizasyon içinde kontrol eder.
- F-Theta Lens (İsteğe Bağlı/Değişken): 2D sistemde, F-theta lens son odaklama lensidir. 3D sistemlerde, dinamik odaklamayı ve daha büyük alan boyutunu barındırmak için işlevi farklı bir optik kurulum tarafından entegre edilebilir veya değiştirilebilir.
3D işaretleme süreci, donanım ve yazılımın sofistike bir koordinasyonudur:
-
3D Tasarım ve Veri Girişi: İstenen işaret (logo, seri numarası, desen) işaretleme yazılımında oluşturulur veya yüklenir. Bu tasarım, hedef yüzeyin X, Y ve Z ekseni (derinlik/yükseklik) bilgilerini içerir.
-
Yazılım Hesaplaması: Özel 3D yazılım, lazer ışınının işaretleme dosyasındaki her bir nokta için ideal odak noktasında yüzeye çarpması için gereken dinamik odaklama aynasının konumunu hesaplar.
-
Dinamik Odak Ayarlaması: X ve Y galvanometre aynaları lazeri yüzey üzerinde hızla tararken, Z ekseni odaklama aynası, mükemmel bir şekilde odaklanmış bir lazer noktası sağlamak için sürekli hareket eder.
-
İşaretleme Reaksiyonu: Odaklanmış, yüksek enerjili lazer ışını, malzeme ile etkileşime girerek karbonizasyon(koyulaşma), köpürme(yüzeyi aydınlatma/yükseltme, plastiklerde yaygın), oyma(malzeme çıkarma) veya tavlama(metalde renk değişimi) gibi işlemlerle kalıcı bir işaret oluşturur.12
Z ekseninde odak noktasını kontrol etme yeteneği, birkaç temel fayda sağlar:
| Özellik | 3D Lazer İşaretleme | 2D Lazer İşaretleme |
|---|---|---|
| Yüzey | Karmaşık eğriler, eğimler, silindirler ve küreler | Sabit bir odak düzleminde düz veya hafif eğimli yüzeyler |
| İşaretleme Derinliği | Gerçek zamanlı otomatik odak ayarıyla kolay derin oyma | Zor derin oyma, iş parçasının veya lazer kafasının manuel olarak ayarlanmasını gerektirir |
| İşaretleme Alanı | Geniş, düzgün işaretleme alanı | Küçük, sabit alan |
| İşleme | Karmaşık parçalar yalnızca bir kurulum gerektirir | Düzensiz yüzeyler birden fazla kurulum gerektirebilir |
Esasen, bir 3D lazer işaretleme makinesi, neredeyse her şekildeki ürünleri kalıcı olarak işaretlemek için esneklik ve hassasiyet sağlar, bu da giderek karmaşıklaşan parça tasarımlarına sahip modern üretim için paha biçilmezdir.