دستگاههای حکاکی با لیزر CO₂ اساساً با عمل کردن، ماده را ذوب کرده و ذرات ریزی را آزاد میکنند که ممکن است وارد ریهها شوند. این ذرات شامل ذرات PM10 (ذراتی با اندازه ۱۰ میکرون یا کوچکتر) و همچنین ذرات بسیار ریزتر PM2.5 (با اندازهای کمتر از ۲٫۵ میکرون) میشوند. مطالعات انجامشده در دانشگاه کارنگی ملون نشان دادهاند که هنگام کار با پلاستیکها و مواد مرکب، این ذرات میکروسکوپی میتوانند عمیقاً وارد بافت ریه شوند. ذرات بسیار ریزتر—یعنی آنهایی که اندازهشان کمتر از یک میکرون است—تمایل دارند برای چندین ساعت در هوا شناور بمانند؛ بنابراین در صورت عدم وجود تهویه مناسب، احتمال استنشاق آنها افزایش مییابد. همچنین نوع مادهای که حکاکی میشود نیز اهمیت دارد: سطوح آکریلیک بهطور معمول گرد و غبار بسیار ریزتری نسبت به مواد چوبی تولید میکنند. چرم موضوعی کاملاً متفاوت است، زیرا حکاکی آن ترکیبی پیچیده از ترکیبات آلی و غیرآلی ایجاد میکند که برای مدیریت صحیح آن نیاز به فیلترهای ویژه است.
موادی که روی آنها حکاکی انجام میشود، تأثیر زیادی بر نوع گازهایی دارد که از دستگاههای لیزر CO2 خارج میشوند. هنگام کار با آکریلیک، این فرآیند متیل متاکریلات تولید میکند که یکی از ترکیبات آلی فرار (VOC) است و میتواند باعث تحریک ریههای افراد شود. کار با چوب نیز چندان بهتر نیست، زیرا معمولاً فرمالدهید و مونوکسید کربن را در سطحی بین ۱۵ تا ۴۰ قسمت در میلیون (ppm) منتشر میکند. این مقدار پایینتر از حد مجاز OSHA که ۵۰ ppm است، میباشد؛ با این حال، کارگران باید به میزان قرار گرفتن خود در معرض این گازها توجه کافی داشته باشند. پوست مشکلات بیشتری ایجاد میکند، زیرا ترکیبات خطرناکی مانند کروم ششظرفیتی و سیانید هیدروژن تولید میکند. همچنین نباید پارچههای مصنوعی را نیز فراموش کرد؛ زیرا در صورت حرارتدیدن بیش از حد، ممکن است ترکیبات سیانیدی مضر را آزاد کنند. تحقیقات اخیر انجامشده در سال گذشته نشان داد که هنگامی که لیزر روی پارچهها بدون تهویه مناسب کار میکند، سطح ترکیبات آلی فرار (VOC) حدود سه برابر بیشتر از سطح ایمن تعیینشده توسط NIOSH میشود. این امر وجود سیستمهای تهویه مناسب را برای هرکسی که این نوع عملیاتها را انجام میدهد، ضروری میسازد.
دستگاههای حکاکی لیزر CO₂ عموماً حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد توان بیشتری نسبت به همتایان فیبر لیزر خود نیاز دارند. دلیل این امر چیست؟ خب، این سیستمهای CO₂ برای موادی مانند چوب، آکریلیک و چرم عملکرد عالی دارند، اما از نظر تبدیل توان الکتریکی به عمل لیزری واقعی، چندان کارآمد نیستند. به عنوان مثال، اعداد و ارقام را در نظر بگیرید: یک دستگاه استاندارد CO₂ با توان ۱۰۰ وات، حدود ۱۸۰۰ وات از پریز برق مصرف میکند، در حالی که یک دستگاه فیبر لیزر مشابه میتواند تقریباً همان کار را تنها با حدود ۱۲۰۰ وات انجام دهد. چرا این تفاوت بزرگ وجود دارد؟ این موضوع در نهایت به نحوه ساخت داخلی این دستگاهها برمیگردد. لیزرهای CO₂ نیازمند ولتاژ بالا برای تحریک مولکولهای گاز هستند، در حالی که لیزرهای فیبر از فناوری حالت جامد با پمپ دیودی بهره میبرند که در طول روند کار، گرمای کمتری هدر میدهد.
میزان سبز بودن دستگاه حکاکی لیزر دیاکسید کربن به میزان قابل توجهی بیشتر به نوع انرژیای که آن را راهاندازی میکند بستگی دارد تا به خود دستگاه. هنگامی که این لیزرها در شبکههایی کار میکنند که زغالسنگ هنوز سهم عمدهای را تشکیل میدهد، حدود ۱٫۲ کیلوگرم دیاکسید کربن بر هر کیلوواتساعت مصرفی تولید میکنند. این مقدار تقریباً دو برابر میزان تولید لیزر فیبر است که در شرایط یکسان، ۰٫۷ کیلوگرم بر کیلوواتساعت منتشر میکند. اما با انتقال به منابع انرژی پاک، انتشار هر دو نوع لیزر ناگهان به تنها ۰٫۰۵ کیلوگرم بر کیلوواتساعت کاهش مییابد. کارگاههایی که پنلهای خورشیدی خود را نصب میکنند، میتوانند ردپای کربنی کلی خود را تقریباً ۹۰ درصد کاهش دهند. این موضوع نکتهای مهم دربارهٔ سبز شدن فعالیتها را نشان میدهد: گاهی اوقات منبع تأمین انرژی ما به اندازهای که ما چه نوع ماشینآلاتی برای عملیات خود خریداری میکنیم اهمیت دارد.
| عامل انرژی | لیزر CO₂ | لیزر فیبر |
|---|---|---|
| میانگین مصرف توان (۱۰۰ وات) | 1.8 کیلووات | 1.2 kW |
| انتشار دیاکسید کربن (شبکه زغالسنگی) | ۱٫۲ کیلوگرم/کیلوواتساعت | ۰٫۷ کیلوگرم/کیلوواتساعت |
| کاهش انتشار (انرژی خورشیدی) | 89% | 91% |
دستگاههای حکاکی لیزری CO₂ باعث کاهش قابل توجه آن مواد شیمیایی خطرناک و عوامل فیزیکی میشوند که در روشهای سنتی حکاکی وجود دارند. به مقایسهٔ این دستگاهها با روشهایی مانند حکاکی شیمیایی، شنپاشی و فرزکاری مکانیکی توجه کنید. سیستمهای لیزری اصلاً نیازی به حلالها، اسیدها یا آن قطعات قابل تعویضی که همواره توسط کاربران خریداری میشوند، ندارند. این سیستمها از طریق فرآیندی به نام «تخریب دقیق» کار میکنند که در آن مواد بهصورت بخار شده و بدون تماس مستقیم با سطح، از بین میروند. عرض برش (kerf width) نیز میتواند بسیار باریک باشد — گاهی تا حدود ۰٫۱ میلیمتر — که این امر منجر به کاهش ضایعات مواد میشود. علاوه بر این، تکرارپذیری دیجیتالی به جلوگیری از مشکلات آزاردهندهٔ تنظیم موقعیت و همچنین پردازش اضافی مواد کمک میکند. فروشگاههایی که به این فناوری مهاجرت کردهاند، گزارش دادهاند که در مقایسه با روشهای سنتی، بین ۱۵ تا تقریباً ۴۰ درصد در هزینهٔ مواد صرفهجویی کردهاند. مزیت بزرگ دیگر این است که لیزرها بهطور کامل از انتشار ترکیبات آلی فرار (VOC)، بقایای فلزات سنگین و سایشرسهای مصرفشده که در روشهای چاپ غربالی، حکاکی چرخشی و حمامهای اسیدی مورد استفاده برای علامتگذاری فلزات ایجاد میشوند، عبور میکنند.
این پروفایل بدون مواد شیمیایی و کم زباله از اهداف اقتصاد دایره ای حمایت می کند و بار انطباق قانونی طولانی مدت مربوط به دفع زباله های خطرناک و گزارش انتشار در هوا را کاهش می دهد.
فناوری حکاکی با لیزر CO2 در حال تغییر روشهای تولید پارچههای پایدار است و اساساً پایانی بر روشهای قدیمیای میگذارد که منابع را بهصورت فراوان مصرف میکنند، مانند شستوشوی سنگی و غوطهوری در مواد شیمیایی. آنچه در اینجا اتفاق میافتد در واقع بسیار جالب است: دستگاه از حرارت برای از بین بردن الیاف سطحی استفاده میکند و ظاهر محوشدهٔ کلاسیک، خطوط «ویسکر» (Whiskers) و طرحهای سفارشی روی جین را بدون نیاز به حمامهای آب یا مواد مضر ایجاد میکند. واقعاً صحبت از کارایی است! تنها یک تنظیم دستگاه میتواند حدود ۱۵۰۰ لیتر آب را در هر دسته جین تولیدشده صرفهجویی کند و همچنین مصرف انرژی در مرحله پایانی تولید را نسبت به روشهای سنتی حدود ۶۰ درصد کاهش دهد. و این مزیت دیگری نیز وجود دارد: ازآنجاکه اکنون تمام فرآیندها بهصورت دیجیتالی انجام میشوند، تولیدکنندگان میتوانند دقیقاً همان چیزی را که نیاز دارند و زمانی که نیاز دارند تولید کنند؛ بنابراین کالاهای انباشتهشده در انبارها کمتر میشوند و ضایعات ارسالشده به دفنگاهها نیز بهطور چشمگیری کاهش مییابند. امروزه با افزایش فشار بر شرکتهای مد برای رعایت استانداردهای زیستمحیطی سختگیرانهتر و هوشمندتر شدن مشتریان در مورد خریدهایشان، انتقال به فرآیند پایانیسازی با لیزر از نظر زیستمحیطی و تجاری هر دو منطقی است. نتایج خودشان سخن میگویند — بدون اینکه از گزینههای خلاقانه یا سرعت تولید کاسته شود.
دستگاههای حکاکی لیزر CO₂ ذرات ریزی مانند PM10 و PM2.5 تولید میکنند که قابل استنشاق هستند. ذراتی با اندازه کوچکتر از یک میکرون میتوانند برای چندین ساعت در هوا باقی بمانند.
موادی مانند آکریلیک ترکیبات آلی فرار (VOC) تولید میکنند، در حالی که چوب فرمالدهید و مونوکسید کربن ساطع میکند. چرم نیز میتواند کروم ششظرفیتی و سیانید هیدروژن تولید کند؛ همه این گازها نیازمند تهویه مناسب هستند.
لیزرهای CO₂ معمولاً ۳۰ تا ۵۰ درصد بیشتر از لیزرهای فیبر انرژی مصرف میکنند که عمدتاً به دلیل تبدیل کمبازدهتر انرژی الکتریکی به خروجی لیزر است.
لیزرهای CO₂ که از برق زغالسنگ تغذیه میشوند، میتوانند دو برابر بیشتر از لیزرهای فیبر CO₂ انتشار داشته باشند. استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، انتشارات هر دو نوع لیزر را بهطور قابلتوجهی کاهش میدهد.
این دستگاهها با حذف نیاز به حلالها و اسیدها، ضایعات را به حداقل میرسانند و مشکلات مرتبط با حکاکی سنتی مانند انتشار ترکیبات آلی فرار (VOC) و ضایعات فلزات سنگین را جلوگیری میکنند.
شاندونگ ژونگ گوانگ دیان ماشینهای نشانگذاری لیزر پیشرفته و تجهیزات لیزر سفارشی برای صنایع مختلف ارائه میدهد. محصولات قابل اتکا، تحویل سریع و ضمانت طولانیمدت ما رضایت مشتری را تضمین میکند.
EN
