Jan 13,2026
ระบบเลเซอร์ไฟเบอร์สำหรับการพิมพ์มาร์กทำงานด้วยความยาวคลื่นอินฟราเรดที่ 1064 นาโนเมตร ซึ่งสามารถยึดติดกับโลหะตัวนำไฟฟ้าได้ดีเนื่องจากคุณสมบัติการดูดซับความร้อน เมื่ออิเล็กตรอนอิสระภายในวัสดุโลหะดูดซับพลังงานนี้ จะเปลี่ยนเป็นความร้อนอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงผิวอย่างควบคุมได้ ซึ่งเราเห็นเป็นผลของออกซิเดชัน โดยเฉพาะเมื่อทำงานกับเหล็กกล้าไร้สนิม ที่จะสร้างชั้นออกไซด์สีเข้มระหว่างกระบวนการอบอ่อน สิ่งที่ทำให้วิธีนี้มีประสิทธิภาพคือ ไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้างวัสดุชั้นล่าง และยังคงคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนไว้ได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่ผู้ผลิตให้ความสำคัญมาก นอกจากนี้ ความเร็วในการมาร์กยังสามารถเร็วกว่าเลเซอร์ยูวีแบบดั้งเดิมได้ประมาณ 30% เมื่อทำงานกับโลหะเช่น ไทเทเนียม และโลหะผสมอลูมิเนียม สำหรับชิ้นส่วนที่ใช้ในเครื่องยนต์อากาศยาน เครื่องมือผ่าตัด หรือชิ้นส่วนเครื่องยนต์รถยนต์ ซึ่งไม่สามารถยอมรับความล้มเหลวได้ มาร์กที่แข็งแรงและมองเห็นได้ชัดเจนเหล่านี้จึงมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อข้อกำหนดด้านการควบคุมคุณภาพและการตรวจสอบย้อนกลับ
โลหะที่ความยาวคลื่น 355 นาโนเมตรมีค่าการสะท้อนมากกว่า 80% โดยเฉพาะพื้นผิวทองแดงและอลูมิเนียมขัดมัน ความสะท้อนสูงนี้จำกัดปริมาณแสงที่ถูกดูดซับและเปลี่ยนเป็นความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ กระบวนการเย็นที่ใช้ทำเครื่องหมายพลาสติกได้ผลดี กลับไม่สามารถกระตุ้นการเกิดออกไซด์อย่างเข้มข้นบนวัสดุนำไฟฟ้านี้ได้ เมื่อผู้ผลิตพยายามเพิ่มระดับพลังงานหรือทำหลายรอบเพื่อแก้ปัญหา พวกเขากลับพบกับปัญหา เช่น การแตกร้าวเล็กๆ พื้นผิวบิดงอ และเครื่องหมายที่ไม่สม่ำเสมอระหว่างชิ้นงานต่างๆ เนื่องจากข้อจำกัดพื้นฐานทางฟิสิกส์เหล่านี้ เลเซอร์ยูวีจึงไม่คุ้มค่าสำหรับงานการทำเครื่องหมายโลหะในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ที่ต้องการความเร็วในการผลิต ความสม่ำเสมอระหว่างชุดผลิตแต่ละชุด และเครื่องหมายที่ต้องทนทานต่อการสึกหรอจากการใช้งานจริง
เลเซอร์ไฟเบอร์สามารถทำเครื่องหมายบนโลหะตัวนำไฟฟ้าได้เร็วกว่าระบบยูวีแบบดั้งเดิมถึงสามเท่า ตัวอย่างเช่น สามารถทำได้ประมาณ 700 มิลลิเมตรต่อวินาทีบนเหล็กกล้าไร้สนิม ในขณะที่ระบบยูวีทำได้เพียง 250 มม./วินาทีเท่านั้น ความเร็วที่เพิ่มขึ้นนี้เกิดจากความสามารถในการดูดซับโฟตอนที่ความยาวคลื่น 1064 นาโนเมตรได้ดีกว่า การทดสอบตามมาตรฐาน ISO/IEC 15415 แสดงให้เห็นว่า เลเซอร์ชนิดนี้สามารถสร้างเครื่องหมายที่ชัดเจนและอ่านได้บนพื้นผิวต่างๆ รวมถึงพื้นผิวโค้งและพื้นผิวหยาบ โดยไม่ต้องลบเนื้อวัสดุออกไป เมื่อทำการทดสอบบนไทเทเนียมเกรดการบินอวกาศ เครื่องหมายที่ทำด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ยังคงอ่านได้ชัดเจนประมาณ 95% หลังจากการทดสอบพ่นละอองเกลือ ขณะที่ชิ้นส่วนที่ทำเครื่องหมายด้วยยูวีลดลงเหลือเพียง 62% เลเซอร์ไฟเบอร์ยังสามารถทำเครื่องหมายขนาดตัวอักษร 0.2 มม. บนอลูมิเนียมอะโนไดซ์ได้อย่างสม่ำเสมอ และรักษาความคมชัดได้มากกว่า 90% ตลอดหลายพันรอบของการทดสอบภายใต้แรงเครียดทางความร้อนและกลไกบนเหล็กเครื่องมือ ขณะที่เทคโนโลยียูวีมีปัญหาเนื่องจากมีการสะท้อนแสงสูง จึงจำเป็นต้องใช้หลายรอบในการทำเครื่องหมาย ทำให้เกิดบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนและขอบที่เบลอ ปัญหานี้จะรุนแรงเป็นพิเศษเมื่อทำงานกับโลหะผสมทองแดง ซึ่งอัตราการสะท้อนมักสูงกว่า 80% ทำให้ควบคุมคุณภาพได้ยากขึ้น
การให้ความร้อนด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์จะเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของผลึกผิวในช่วงอุณหภูมิระหว่าง 500 ถึง 900 องศาเซลเซียส โดยไม่ทำให้วัสดุส่วนนั้นสูญเสียมวลไป การดำเนินการนี้ช่วยคงสภาพชั้นใต้ผิวไว้ได้อย่างสมบูรณ์ และยังคงคุณสมบัติด้านความเหนื่อยล้าที่ดีไว้ได้เช่นเดิม ผลการทดสอบจากหน่วยงานภายนอกพบว่าเมื่อเหล็กกล้าไร้สนิมเกรด 316L ผ่านกระบวนการดังกล่าว จะยังคงความสามารถในการต้านทานแรงเครียดซ้ำๆ ได้ประมาณ 98% ของค่าเริ่มต้น แต่ในกรณีตัวอย่างที่ผ่านการบำบัดด้วยวิธี UV ablation กลับมีลักษณะแตกต่างออกไป ซึ่งงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Surface Engineering Journal เมื่อปีที่แล้วระบุว่า ตัวอย่างเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการลดลงของความแข็งแรงประมาณ 18% เนื่องจากเกิดรอยแตกขนาดเล็กกระจายอยู่ทั่วโครงสร้าง รอยแตกจิ๋วเหล่านี้กลายเป็นจุดเริ่มต้นของการกัดกร่อนแบบเป็นหลุม โดยเฉพาะเมื่อชิ้นส่วนต้องเผชิญกับแรงที่กระทำต่อเนื่องเป็นเวลานาน ซึ่งเป็นประเด็นสำคัญมากสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ฝังเข้าไปในร่างกายมนุษย์ หรืออุปกรณ์ที่ใช้งานในทะเล เหล็กกล้าไร้สนิมที่ถูกทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ยังคงมีชั้นเคลือบโครเมียมออกไซด์ป้องกันอยู่บนผิว หมายความว่าสามารถทนต่อการทดสอบหมอกเกลือได้มากกว่า 1,000 ชั่วโมงโดยไม่แสดงอาการเปลี่ยนสี ส่วนการทำเครื่องหมายด้วย UV ablation นั้น ขอเพียงบอกว่าประสิทธิภาพในเงื่อนไขเหล่านี้ไม่ดีพอๆ กันเลย
เมื่อพูดถึงเศรษฐกิจในการดำเนินงาน ระบบเลเซอร์ไฟเบอร์ถือว่าโดดเด่นอย่างแท้จริง ไดโอดปั๊มแบบสเตตัสของแข็งสามารถใช้งานได้นานกว่า 100,000 ชั่วโมงโดยไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนเลย ไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการหมดก๊าซ การเปลี่ยนผลึก หรือปัญหาเลนส์โฟโต้ทวีความถี่ที่ดูเหมือนจะต้องบำรุงรักษาตลอดเวลา การบำรุงรักษารวมไปถึงเพียงแค่การทำความสะอาดชิ้นส่วนออปติกอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบริการรายปีลงประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับที่บริษัทต่าง ๆ ใช้จ่ายกับเครื่องเลเซอร์ยูวีหรือโมเดล CO2 นอกจากนี้ระบบเหล่านี้ยังไม่กินไฟมาก โดยปกติจะใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยกว่า 2 กิโลวัตต์ และสำหรับธุรกิจที่ทำงานทำเครื่องหมายบนโลหะในปริมาณมาก ปัจจัยทั้งหมดนี้รวมกันทำให้เกิดการลงทุนระยะยาวที่คุ้มค่าที่สุด และให้ระยะเวลาการใช้งานที่เชื่อถือได้อย่างมากโดยไม่ขัดข้อง
ต้นทุนตลอดอายุการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับระบบเลเซอร์ยูวีมักจะสูงกว่าทางเลือกอื่นๆ ค่อนข้างมาก โดยผลึกกำเนิดฮาร์โมนิกที่สามซึ่งใช้ในระบบเหล่านี้จะสึกหรออย่างรวดเร็วเมื่อนำมาใช้ในการประมวลผลโลหะ มักจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ภายในระยะเวลาประมาณ 8 ถึง 12 เดือน และผลึกใหม่แต่ละชิ้นจะมีราคาประมาณ 3,500 ดอลลาร์สหรัฐ โดยอาจมีความคลาดเคลื่อนเล็กน้อย นอกจากนี้ยังมีปัญหาเกี่ยวกับระบบระบายความร้อนแบบแม่นยำ ซึ่งไม่เพียงแต่จะใช้พลังงานมากกว่าเดิมประมาณ 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ แต่ยังสร้างจุดบกพร่องเพิ่มเติมที่อาจทำให้ระบบขัดข้องได้อีกด้วย เมื่อพิจารณาว่าโดยทั่วไปแล้วเลเซอร์ยูวีมีต้นทุนเริ่มต้นสูงกว่าทางเลือกอื่นๆ ประมาณ 50 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์ จึงไม่แปลกใจที่หลายธุรกิจจะพบว่าการลงทุนดังกล่าวให้ผลตอบแทนที่ไม่คุ้มค่า เมื่อมองจากตัวเลขจริงในอุตสาหกรรม ผู้ผลิตส่วนใหญ่พบว่าอุปกรณ์แกะสลักด้วยเลเซอร์ยูวีให้ผลตอบแทนน้อยกว่าประมาณ 35 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับเลเซอร์ไฟเบอร์ ภายในระยะเวลา 5 ปี เมื่อทำงานกับวัสดุเช่น สแตนเลสและไทเทเนียม ช่องว่างนี้เกิดขึ้นส่วนใหญ่จากต้นทุนการบำรุงรักษาที่ต้องจ่ายอย่างต่อเนื่อง ช่วงเวลาหยุดทำงานที่ไม่คาดคิด และภาระค่าไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ตามระยะเวลาการใช้งาน
การใช้เลเซอร์ไฟเบอร์ทำเครื่องหมายทำงานด้วยความยาวคลื่นอินฟราเรดที่ 1064 นาโนเมตร ซึ่งถูกดูดซับโดยโลหะตัวนำไฟฟ้า ทำให้เกิดผลทางความร้อนและก่อให้เกิดการออกซิเดชัน โดยไม่ทำลายโครงสร้างของโลหะ
การใช้เลเซอร์ยูวีทำเครื่องหมายมีปัญหาบนโลหะเนื่องจากมีการสะท้อนแสงสูงที่ความยาวคลื่น 355 นาโนเมตร จำกัดการดูดซับแสง และทำให้ได้รอยทำเครื่องหมายที่ไม่สม่ำเสมอและมีความทนทานต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเลเซอร์ไฟเบอร์
เลเซอร์ไฟเบอร์มีต้นทุนการบำรุงรักษาน้อยกว่า อายุไดโอดยาวนานเกิน 100,000 ชั่วโมง และไม่ต้องใช้วัสดุสิ้นเปลือง ทำให้เป็นทางเลือกที่คุ้มค่ากว่าสำหรับการระบุโลหะในอุตสาหกรรม
ระบบเลเซอร์ยูวีมีต้นทุนการลงทุนสูง ต้องเปลี่ยนผลึกบ่อย ต้องการระบบระบายความร้อนเพิ่มเติม และให้ผลตอบแทนจากการลงทุนที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับระบบเลเซอร์ไฟเบอร์
EN
