حكاكي مارك با ليزرهاي حكاكي

واژه لیزر«Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» به معنی «تقویت نور به روش گسیل القایی تابش» است. لیزر ابزاری است که نوررا به صورت پرتوهای موازی بسیار باریکی که طول موج مشخصی دارند ساطع می‌کنند.

 

این دستگاه از ماده‌ای جمع کننده یا فعال کننده نور تشکیل شده که درون محفظه تشدید نور قرار دارد.

این ماده پرتو نور را که به وسیله یک منبع انرژی بیرونی (از نوع الکتریسیته یا نور) به وجود آمده، تقویت می‌کند.

نخستین بار طرح اولیه لیزر (میزر) را انیشتن داد. کار لیزر به این گونه‌است که با تابش یک فوتونبه یک ذره (اتمیا مولکولیا یون) برانگیخته، یک فوتون دیگر نیز آزاد می‌شود که این دو فوتون با هم، هم فرکانس هستند. با ادامه این روند شمار فوتون‌ها افزایش می‌یابد که می‌توانند باریکه‌ای از فوتون‌ها را به وجود بیاورند.لیزر این نور شگفت از نظر ماهیت هیچ تفاوتی با نور عادی ندارد و خواص فیزیکی لیزر، آن را از نورهای ایجاد شده از دیگر منابع متمایز می‌سازد. از نخستین روزهای تکنولوژی لیزر، به خواص ویژه آن پی برده شد. و ما بطور گزینشی به این خواص از ماهیت فرآیند لیزر می‌پردازیم که خود این خواص بستری عظیم برای کاربردهای وسیع این پدیده در علوم گوناگون به ویژه صنعت و پزشکی ایجاد کرده‌است. پیشرفت دانش بدون تکنولوژی لیزر امکان پذیر نیست.

درج مارك و نقش بر روي طلا

 

يكي از مراحل توليد يك قطعه طلا درج استاندارد، نام و يا مارك توليد كننده بر روي آن است. روش هاي كوبشي كه در گذشته براي اين كار استفاده مي شد مشكلاتي را به دنبال داشتند :

•             عدم يكنواختي مارك و نا خوانايي

•             نا ممكن بودن ايجاد مارك هاي بسيار ريز

•             محدوديت در انتخاب محل مارك زدن

•             وارد آمدن نيرو به كار و امكان تغيير شكل يا تخريب

با  معرفي تكنولوژي ليزر به بخش صنعت، استفاده از اين تكنولوژي در طلا سازي جايگاه مهمي را به خود اختصاص داد . نسل اول ليزرهايي كه در اين صنعت براي عملياتي چون حكاكي ، برش به خدمت گرفته شد ليزر هايي با لامپ مولد ليزر گازي بودند كه در سال 1961 توسط پروفسور علي جوان اختراع گشت امروزه اين ليزر ها با نام ليزر لامپي در بازار شناخته شدند .اين ليزر ها عموما براي برش و جوشكاري در ابعاد صنعتي به كار ميروند و لامپ آن ها نيز عموما لامپ CO2 است.

مولد و تقويت كننده ليزر CO2


پروفسور علي جوان مخترع ليزر CO2

 

به زودي اين ليزر ها كاربرد بسيار زيادي در صنعت پيدا كردند، اما استفاده از اين ليزر هاي در صنعت زرگري از لحاظ كيفيت مشكلاتي را نيز به دنبال داشتند:

•             عدم يكنواختي سطح ليزر شده از نظر كيفيت و رنگ

•             عمر كم لامپ هاي مولد ليزر حدود 2000 ساعت

•             نا خوانا بودن مارك هاي كوچك

•             مصرف بالا و راندمان كم اين ليزر ها ( راندمان 10%)

•             بزرگ و حجيمبودن تجهيزات و رزونيتور مولد ليزر (افزايش توان موجب افزايش سايز مولد ليزر ميشود )

•             ظرافت كم در طرح حكاكي شده و پراش زياد پرتو ليزر

 

با توجه به ضعف هايي كه در ليزر گازي وجود داشت نسل بعدي ليزر كه ليزر با مولد جامد نام دارد وارد بازار شد . اين ليزر ها در بازار به نام Nd.YAG(ایتریوم، آلومینیوم گارنت )- كه يكي از انواع ليزر با مولد جامداست - شناخته شده اند و اساس كار آن ها توليد ليزر به كمك يك كريستال مركزي و ديودهاي جانبي آن است . اين نسل ليزر برتري هايي به ليزر هاي نسل پيشين دارد :

•             توانايي حكاكي در ابعاد بسيار كوچك

•             توليد پرتو ليزر با نقطه اثر mm0.02 و در نتيجه امكان حكاكي بسيار ظريف

•             كيفيت سطح حكاكي شده يكنواخت و دقيق

•             قدرت و سرعت بسيار بالاتر از نسل قبل

•             حجم بسيار كوچك ( اين ليزر ها براي افزايش توان نيازي به حجيم تر شدن ندارند و ابعاد آنها بسيار كوچكتر از مولد ليزر گازي با توان مشابه است)

•             عمر بسيار زياد مولد ليزر بيش از 60000 ساعت

•             توليد طول موج ليزر 1064 نانومتر كه مناسب براي حكاكي بر روي فلزات ، برش و... است

•             امكان استفاده در صنعت قالب سازي براي توليد قالب هاي ريخته گري دقيق

هرچند از نظر اقتصادي قيمت اوليه خريد ليزر هاي نوع جامد (Nd.YAG) بالا تر است اما با در نظر گرفتن عمر چندين برابر مولد ليزر آن ها در مقابل عمر كم لامپ مولد ليزر هاي گازي (CO2) و برتري كيفيت، سرعت و قدرت و دقت آن ها ، محاسبات و تجربيات صرفه اقتصادي را در استفاده از ليزر هاي نسل جديد يعني نوع جامد  (Nd.YAG) خواهد يافت . به همين دليل رفته رفته در صنعت مولد هاي گازي  ليزر هاي حكاكي جاي خود را به ليزر هاي جامد داده اند و از ليزر هاي گازي جهت استفاده هاي پزشكي و يا صنعتي ( برش و جوشكاري ) استفاده مي شود.