CO2-lasergravéringsmaskiner smälter i princip bort material under arbetet och släpper ut mikroskopiska partiklar som kan andas in. Dessa inkluderar PM10-partiklar, som är 10 mikrometer eller mindre, samt ännu mindre PM2,5-partiklar med en diameter på mindre än 2,5 mikrometer. Studier vid Carnegie Mellon har visat att dessa mikroskopiska partiklar, när man arbetar med plast och kompositmaterial, faktiskt kan tränga djupt in i lungvävnaden. De allra minsta partiklarna – alltså de som är mindre än en mikrometer – tenderar att sväva i luften i flera timmar, vilket innebär att de kan andas in om det inte finns tillräcklig ventilation. Vad som graveras påverkar också resultatet. Akrylytor ger vanligtvis mycket finare damm jämfört med trämaterial. Skinn är en helt annan sak, eftersom gravering av skinn ger upphov till komplicerade blandningar av både organiska och oorganiska föreningar – något som kräver specialfilter för att hanteras på rätt sätt.
Vilka material som graveras har stor inverkan på vilka typer av gaser som släpps ut från CO2-lasermaskiner. Vid bearbetning av akryl frigörs metylmetakrylat, en av de flyktiga organiska föreningarna som kan irritera människors lungor. Träbearbetning är inte mycket bättre heller, eftersom den tenderar att släppa ut formaldehyd tillsammans med kolmonoxid i koncentrationer mellan 15 och 40 delar per miljon. Detta ligger under OSHAs gräns på 50 ppm, men arbetare bör ändå övervaka sin exponering. Läder innebär ännu större problem, eftersom det producerar farliga ämnen som hexavalent krom och vätecyanid. Och glöm inte heller bort syntetiska tyger – de kan börja frigöra skadliga cyanidföreningar om de upphettas för mycket. Ny forskning från förra året visade att när lasrar bearbetar textilier utan tillräcklig ventilation överskrider halterna av flyktiga organiska föreningar (VOC) vad NIOSH anser säkert med cirka tre gånger. Det gör därför effektiva ventilationssystem absolut nödvändiga för alla som driver denna typ av verksamhet.
CO₂-lasergravérare kräver i allmänhet cirka 30–50 procent mer effekt jämfört med motsvarande fiberlasersystem. Anledningen? Jo, dessa CO₂-system fungerar utmärkt för material som trä, akryl och läder, men de är inte lika effektiva när det gäller att omvandla elektrisk effekt till verklig laserstrålning. Titta till exempel på siffrorna: En standard CO₂-maskin på 100 watt drar cirka 1800 watt från vägguttaget, medan en liknande fiberlaser kan utföra nästan samma arbete med endast cirka 1200 watt. Varför är skillnaden så stor? Det beror helt enkelt på hur dessa maskiner är uppbyggda inuti. CO₂-lasrar kräver högspänningsladdningar för att excitera gasmolekylerna, medan fiberlasrar använder diodpumpad faststofteknik som inte slösar bort lika mycket värme under processen.
Hur miljövänlig en koldioxidlasergravör verkligen är beror långt mer på vad den drivs av än på själva maskinen. När den används på elnät där kol fortfarande dominerar släpper dessa CO₂-lasrar ut cirka 1,2 kilogram CO₂ per förbrukad kilowattimme. Det är nästan dubbelt så mycket som fiberlasrar producerar vid sin nivå på 0,7 kg per kWh, om allt annat är lika. Men byter man till ren energi minskar båda typerna plötsligt till endast 0,05 kg per kWh i utsläpp. Verkstäder som installerar egna solpaneler kan minska sitt totala koldioxidavtryck med nästan 90 procent. Detta visar något viktigt om att gå över till grön energi: ibland spelar det lika stor roll var vi får vår el ifrån som vilken typ av maskiner vi köper för våra verksamheter.
| Energifaktor | CO₂-laser | Fiberlaser |
|---|---|---|
| Genomsnittlig effektförbrukning (100 W) | 1,8 kW | 1.2 kW |
| CO₂-utsläpp (kolbaserat elnät) | 1,2 kg/kWh | 0,7 kg/kWh |
| Utsläppsminskning (solenergi) | 89% | 91% |
CO2-lasergravörer eliminerar alla farliga kemikalier och fysiska material som är förknippade med äldre graveringstekniker. Ta en titt på skillnaderna jämfört med metoder som kemisk ätning, sandstrålning eller mekanisk fräsning. Laseranläggningar behöver helt enkelt inte lösningsmedel, syror eller de utbytbara verktygen som alla ständigt köper in. De fungerar genom en process som kallas precisionablation, där materialet i princip ångas bort utan att komma i direkt kontakt med verktyget. Skärbredden kan också bli mycket smal – ibland så liten som 0,1 millimeter – vilket innebär mindre materialspill i allmänhet. Dessutom hjälper digital upprepbarhet till att förhindra irriterande justeringsproblem och överbearbetning av material. Verkstäder som har bytt till lasergravering berättar att de sparar mellan 15 och nästan 40 procent på material jämfört med traditionella metoder. En annan stor fördel är att lasrar undviker alla VOC-utsläpp, rester av tungmetaller och förbrukade abrasivmaterial som är förknippade med silkskärmsdruck, roterande gravering och de syrbad som används för märkning av metall.
Denna kemikalie-fria profil med låg avfallsmängd stödjer målen för en cirkulär ekonomi – och minskar de långsiktiga regleringskraven i samband med bortskaffande av farligt avfall och rapportering av luftutsläpp.
CO2-lasergraverings-tekniken förändrar hur vi tillverkar hållbara textilier och avslutar i princip de gamla metoderna som förbrukar resurser i stort omfattning, såsom sten tvättning och kemiska bad. Vad som händer här är faktiskt ganska imponerande – maskinen använder värme för att förånga ytfibrer och skapa de klassiska blekta effekterna, veck och anpassade mönster på jeans utan att behöva vattenbad eller skadliga ämnen. Det handlar verkligen om effektivitet! En enda installation kan spara cirka 1500 liter H₂O per batch tillverkade jeans samt minska energiförbrukningen under avslutningsfasen med ungefär 60 % jämfört med traditionella metoder. Och det finns en ytterligare fördel: eftersom allt nu styrs digitalt kan tillverkare producera exakt vad de behöver, precis när de behöver det – vilket innebär mindre lagerhållning och betydligt färre restmaterial som slängs på soptippar. Medan modeföretag idag kämpar för att uppfylla striktare miljökrav och kunderna blir mer medvetna om sina inköp, är övergången till laseravslutning både ekologiskt och kommersiellt rimlig. Resultaten talar för sig själva – utan att offra kreativa möjligheter eller produktionshastighet.
CO2-lasergravéringsmaskiner genererar mikroskopiska partiklar, till exempel PM10 och PM2.5, som kan andas in. Partiklar som är mindre än en mikrometer kan förbli i luften i flera timmar.
Material som akryl producerar flyktiga organiska föreningar, medan trä emitterar formaldehyd och kolmonoxid. Läder kan producera hexavalent krom och vätecyanid, vilket alla kräver lämplig ventilation.
CO2-lasrar använder i allmänhet 30–50 procent mer energi än fiberlasrar, främst på grund av en lägre verkningsgrad vid omvandling av elektrisk energi till laserutgång.
CO2-lasrar som drivs med el från kol kan släppa ut dubbelt så mycket CO2 som fiberlasrar. Att använda förnybar el minskar avsevärt utsläppen för båda typerna.
De minimerar avfallet genom att eliminera behovet av lösningsmedel och syror samt förhindrar problem som är kopplade till traditionell gravering, såsom utsläpp av flyktiga organiska föreningar (VOC) och avfall som innehåller tungmetaller.