CO2 lazerio graviravimo įrenginiai veikdami esminiu būdu ištirpina medžiagą, išsklisdami mažiausias daleles, kurias galima įkvepuoti. Tai yra PM10 dalelės, kurių dydis yra 10 mikronų ar mažesnis, taip pat dar mažesnės PM2,5 dalelės, kurių skersmuo mažesnis nei 2,5 mikronai. Carnegie Mellon universiteto atliktose tyrimuose nustatyta, kad dirbant su plastikais ir kompozitinėmis medžiagomis šios mikroskopinės dalelės gali prasiskverbti giliai į plaučių audinį. Labai mažos dalelės – mažesnės nei vieno mikrono – dažnai kelias valandas plūduriuoja ore, todėl jas galima įkvepuoti, jei nėra tinkamos ventiliacijos. Taip pat svarbu, ką graviruojama. Akrilo paviršiai sukuria žymiai smulkesnį dulkių kiekį nei medžio medžiagos. Odos graviravimas – visiškai kitas reikalas, nes jis sukuria sudėtingą organinių ir neorganinių junginių mišinį, kuriam tvarkyti reikia specialių filtrų.
Kokie medžiagų paviršiai graviruojami, labai paveikia CO2 lazerinėse mašinose išsiskleidžiančių dujų rūšis. Dirbant su akrilu, procesas išsklaido metilmetakrilatą – vieną iš lengvai išgaruojančių organinių junginių, kurie gali dirginti žmonių plaučius. Medienos apdirbimas taip pat nėra daug geriau, nes jis išsklaido formaldehidą kartu su anglies monoksidu koncentracijomis nuo 15 iki 40 dalių milijone. Tai žemiau OSHA nustatyto 50 dalių milijone ribos, tačiau darbuotojai vis tiek turėtų stebėti savo veikiamumą. Dar didesnę problemą kelia odos apdirbimas, nes jis gamina pavojingas medžiagas, tokius kaip šešiavalentinis chromas ir vandenilio cianidas. Taip pat neverta pamiršti ir sintetinių audinių – per daug įkaitus jie taip pat gali pradėti išsklaidyti pavojingus cianido junginius. Praėjusiais metais atlikti naujausi tyrimai parodė, kad dirbant su tekstiliais lazeriu be tinkamos ventiliacijos lengvai išgaruojančių organinių junginių (VOC) koncentracija viršija NIOSH nustatytą saugos ribą net tris kartus. Todėl tinkamos ventiliacijos sistemos yra absoliučiai būtinos visiems, vykdantiems šio tipo veiklas.
CO₂ lazeriniai graviravimo įrenginiai paprastai sunaudoja apie 30–50 procentų daugiau energijos nei jų pluoštiniai lazeriniai atitikmenys. Kodėl taip? Na, šios CO₂ sistemos puikiai tinka medžiagoms, tokioms kaip medis, akrilas ir odos, tačiau jos nėra tokios efektyvios, kai reikia elektros energijos paversti tikruoju lazerio spinduliu. Pažvelkite į skaitmenis kaip pavyzdį. Standartinė 100 W CO₂ mašina iš elektros tinklo suvartoja apytiksliai 1800 W, tuo tarpu panašus pluoštinis lazeris gali atlikti beveik tą pačią užduotį sunaudodamas tik apie 1200 W. Kodėl tokia didelė skirtis? Visas dalykas susijęs su šių įrenginių vidinės sandaros ypatumais. CO₂ lazeriams reikia aukštos įtampos įkrovos, kad būtų sužadintos dujų molekulės, tuo tarpu pluoštiniai lazeriai naudoja diodais varomą kietąją būseną, kurioje šilumos praradimai yra žymiai mažesni.
Kiek žalias yra anglies dioksido lazerinis graviravimo įrenginys priklauso daug labiau nuo to, kuo jis maitinamas, o ne nuo paties įrenginio. Kai jis veikia tinkluose, kuriuose vis dar vyrauja akmeninis anglis, šie CO₂ lazeriai suvartoja apie 1,2 kg CO₂ už kiekvieną sunaudotą kilovatvalandę. Tai beveik dvigubai daugiau nei pluoštiniai lazeriai, kurie sukuria 0,7 kg CO₂ už kiekvieną kilovatvalandę, kai visi kiti veiksniai lieka tokie patys. Tačiau pereinant prie švarios energijos šaltinių abiejų tipų išmetamosios anglies dioksido normos staiga sumažėja iki tik 0,05 kg/kWh. Įmonės, kurios įsirengia savo saulės baterijas, gali sumažinti bendrą anglies pėdsaką beveik 90 procentų. Tai rodo svarbų dalyką, susijusį su žaliuoju vystymusi: kartais tai, iš kur mes gauname energiją, yra taip pat svarbu kaip ir tai, kokius įrenginius įsigyjame savo veiklai.
| Energijos koeficientas | CO₂ lazeris | Skaidulinis lazeris |
|---|---|---|
| Vidutinis galios suvartojimas (100 W) | 1,8 kW | 1.2 KW |
| CO₂ emisijos (anglies dioksido energijos tinklas) | 1,2 kg/kWh | 0,7 kg/kWh |
| Emisijų sumažinimas (saulės energija) | 89% | 91% |
CO2 lazerio graviravimo įrenginiai pašalina pavojingas chemines medžiagas ir fizinius komponentus, susijusius su senaisiais graviravimo metodais. Pažvelkite, kas nutinka, palyginus juos su cheminio graviros, smėlio šluostymo ar mechaninio frezavimo metodais. Lazeriniai sistemos tiesiog nereikalauja tirpiklių, rūgščių ar keičiamųjų frezų, kurių visi nuolat perka. Jos veikia tikslinio abliacijos procesu, kai medžiaga išgarinama be tiesioginio lietimosi. Įpjovos plotis taip pat gali būti labai siauras – kartais net mažesnis nei 0,1 mm, todėl bendrai sunaudojama mažiau medžiagos. Be to, skaitmeninė pakartojamumas padeda išvengti erzinančių lygiavimo problemų ir neleidžia perdirbti medžiagų. Parduotuvės, kurios pereito prie šių sistemų, praneša taupant nuo 15 iki beveik 40 procentų medžiagų lyginant su tradiciniais metodais. Kitas svarbus privalumas yra tas, kad lazeriai visiškai apeina VOC išmetimą, sunkiųjų metalų likučius bei išnaudotų šlifuojančių medžiagų problemas, susijusias su ekraninėmis spausdinimo technologijomis, sukamuoju graviravimu ir rūgščių voniomis, naudojamomis metalams žymėti.
Šis becheminis, mažai atliekų sukeliantis profilis palaiko apskritojo ekonomikos tikslus – taip pat sumažina ilgalaikius reguliavimo atitikties įsipareigojimus, susijusius su pavojingų atliekų šalinimu ir oro emisijų ataskaitų teikimu.
CO2 lazerio graviravimo technologija keičia mūsų požiūrį į tvarių tekstilės gamybą, iš esmės pakeisdama senąsias, išteklių švaistančias technologijas, tokias kaip akmenų plovimas ir cheminiai panardinimai. Čia vykstantys procesai iš tikrųjų yra labai įdomūs – įrenginys naudoja šilumą, kad „išgarintų“ paviršiaus pluoštus, sukurdamas klasikinius išblukusius vaizdus, „švelnius“ linijas (whiskers) ir individualizuotus dizainus džinsuose be jokių vandens vonių ar pavojingų medžiagų. Kalbant apie efektyvumą! Vieno ciklo metu galima sutaupyti apie 1500 litrų H2O kiekvienam pagamintų džinsų partijos vienetui, o taip pat sumažinti energijos sąnaudas apdorojant gaminį maždaug 60 % lyginant su tradicinėmis technologijomis. Be to, yra dar viena privalumų – kadangi viskas dabar vyksta skaitmeninėje aplinkoje, gamintojai gali gaminti tik tiek, kiek reikia, ir tik tuo metu, kai reikia, todėl mažiau prekių ilgai stovi sandėliuose ir žymiai sumažėja atliekų kiekis, kuris patenka į sąvartynus. Šiuolaikinėse sąlygose, kai mados įmonės stengiasi atitikti vis griežtesnius aplinkosaugos reikalavimus, o vartotojai tampa išmintingesni savo pirkimų klausimu, perėjimas prie lazerinio apdorojimo yra logiškas tiek ekologiškai, tiek komerciškai. Rezultatai kalba patys už save – neprarandant kūrybiškumo galimybių ar gamybos greičio.
CO2 lazerinės graviravimo mašinos sukuria mažyčias daleles, pvz., PM10 ir PM2.5, kurios gali būti įkvėpamos. Mažesnės nei vieno mikrono dalelės gali likti ore kelias valandas.
Tokios medžiagos kaip akrylas išskiria lakiusius organinius junginius, o mediena – formaldehidą ir anglies monoksidą. Odos apdorojimas gali sukelti šešiavalenčio chromo ir vandenilio cianido išsiskyrimą; visoms šioms medžiagoms reikalinga tinkama ventilacija.
CO2 lazeriai paprastai sunaudoja 30–50 procentų daugiau energijos nei pluošminiai lazeriai, daugiausia dėl mažesnio elektros energijos konvertavimo į lazerinę spinduliuotę naudingumo.
CO2 lazeriai, veikiantys naudojant anglis, gali išskirti dvigubai daugiau CO2 nei pluošminiai lazeriai. Naudodami atsinaujinančius energijos šaltinius abiejų tipų lazerių išmetamosios teršalų kiekis žymiai sumažėja.
Jie sumažina atliekas pašalindami reikiamybę naudoti tirpiklius ir rūgštis bei išvengia tradicinio graviravimo būdu kylančių problemų, tokių kaip pavojingų organinių junginių (VOC) emisijos ir sunkiųjų metalų atliekos.