حکاکی لیزری (Laser engraving)، زیرمجموعه‌ای از لیزرمارکینگ (Laser marking) بوده و فعالیتی در جهت ایجاد حک بر روی مواد مختلف می‌باشد. در این روش از هیچ‌گونه ماده اضافی مانند رنگ یا جوهر برای ایجاد حک استفاده نمی‌شود. بلکه، با گرما و تابش اشعه لیزر بر روی سطح مواد طرح‌های دلخواه ایجاد می‌شود.
موادی که با استفاده از لیزر قابل حک هستند عبارتند از:
1-مواد طبیعی:
حکاکی بر روی مواد آلی مانند چوب، بر اساس کربن‌سازی در سطح مواد صورت می‌گیرد به طوری که طی فرایند، علامت‌هایی با کنتراست بالا بر روی چوب ایجاد می‌شود. در واقع، یکی از اولین موارد استفاده لیزر حکاکی روی چوب وایجاد تصاویرمختلف بر آن می‌باشد. بسته به نوع لیزری که مورد استفاده قرار می‌گیرد، توان مورد نیاز برای حکاکی روی چوب گاهی کمتر از 10 وات می‌باشد. حکاکی بر روی چوب گردو، ماهون و افرا که ماهیتی سخت دارند از کیفیتی بالا برخوردار است. کاغذها و مقواهای ضخیم نیز مناسب حکاکی هستند اما کاغذهای نازک، روزنامه و چوب‌های نرم موقع حکاکی آسیب دیده و ممکن است آتش بگیرند. حکاکی بر روی چرم نیز یکی از روش‌های متداول گرمادهی بر روی مواد و ایجاد طرح‌های متنوع می‌باشد.
2-پلاستیک:
هر پلاستیک خواص مربوط به خود را دارد. پرتو لیزر بر روی هر نوع ماده پلاستیکی موجب تغییرات شیمیایی خاص، ذوب شدن یا تبخیر می‌شوند. پلاستیک‌ها به ندرت به صورت خالص در طبیعت یافت می‌شوند و طی فرایندهایی مواد افزودنی متعددی از جمله رنگ‌‌های مختلف به آن‌ها اضافه شده است. این عوامل و افزودنی‌ها بر روی نتیجه حکاکی و تغییراتی که ایجاد می‌شود تآثیرگذار هستند. ورقه‌های پلاستیکی از جنس اکریلیک عموما برای حکاکی با لیزرمناسب هستند. پلاستیک هایی مانند PVC که حاوی کلر هستند در هنگام حک گاز خورنده کلر را تولید می‌کنند که در مجاورت با هیدروژن موجود در هوا تبدیل به هیدروکلریک اسید شده و به دستگاه لیزر آسیب وارد می‌کند.
3-فلزات:
فلزات در مقابل گرمای حاصل از پرتوی لیزر مقاوم می‌باشند. هر دو گروه فلزات نرم مانند آلومینیوم و فلزات سخت مانند فولاد را می‌توان با سرعت و دقت بالا با دستگاه لیزر حکاکی نمود.
4-فلزهای پوشش دار:
انواع مختلفی از پوشش‌های مورد استفاده برای سخت شدن یا محافظت از فلزات در برابر خوردگی وجود دارد. بعضی از پوشش ها، مانند پوشش‌های پودری، ضخیم تر هستند و نیاز به تنظیمات دقیقتری برای حکاکی و از بین بردن پوشش با دستگاه لیزر می‌باشد. پوشش های دیگر مانند اکسید سیاه، نازک و سطحی هستند. این نوع پوشش بسیار ساده تر از بین رفته و حکاکی نیز بسیار زیبا انجام می‌شود.
5-سنگ و شیشه:
سنگ و شیشه به راحتی بخار نمی‌شوند. دو روش سندبلاست و برش با استفاده از الماس و آب برای این دو ماده بسیار متداول می‌باشند. اما با استفاده از دستگاه لیزر نیز می‌توان بر روی انواع سنگ و شیشه حکاکی انجام داد. باید در خاطر داشت، حکاکی بر روی سنگ زمان‌بر بوده و نیاز به تنظیمات دقیق دستگاه لیزر می‌باشد. انواع سنگها از جنس گرانیت، مرمر و ... را می‌توان با نوشته و عکس به زیبایی حکاکی نمود.
سنگ یا گوهرهای قیمتی و نیمه قیمتی طی فرایندی برش داده، جلا دیده و حکاکی شده و در اصطلاح به Engraved Gem معروف می‌باشند. گاهی با ایجاد تغییراتی بر روی این مواد از آن ها در ساخت مهر و یا در صنعت دکوراسیون داخلی نیز استفاده می‌شود. این سنگها اغلب از مناطق خاصی قابل استخراج بوده و زیبایی چشم‌نوازی دارند. باید اشاره کرد، رنگ روشن و شفافیت هر چه بیشتر یک گوهر به ارزش و اعتبار آن می‌افزاید.
گفته می‌شود حکاکی تصویر و یا نوشته بر روی سنگ‌های قیمتی برای نخستین بار در خاور نزدیک انجام شده است. حکاکی نقوش بر روی سنگها زینتی هنری لوکس که متعلق به دوران بسیار قدیم بوده و به Glyptography معروف می‌باشد. همانطور که اشاره شد، یکی از اولین موارد استفاده گوهرهای قیمتی در ساخت مهر و موم و همچنین طلسم‌های قدیمی بوده است که در تمدن‌های قدیمی سومر، بابل و آشور بسیار رواج داشته است. آن‌چه در این دوران بیشتر مورد استفاده قرار گرفته سنگها و گوهرهایی با جنسی نرم‌تر بوده و به همین دلیل تصویر دقیق و منظمی بر روی گوهر حکاکی نمی‌شده است. اوج هنر حکاکی با استفاده از دستگاه برش لیزری بر روی گوهرهای قدیمی و رسیدن به استانداردهای جدید در این زمینه را می‌توان به رومیان نسبت داد. در این زمان، ساخت مجسمه‌های با شکوه از جنس سنگ‌های قیمتی و نیمه قیمتی بسیار رواج پیدا کرده و این شروع مرحله جدیدی از برش و حک گوهرهای قیمتی به‌شمار می‌رفت. حکاکی گوهرها با استفاده از ابزارآلات و وسیله‌های موجود در دوران باستان کاری دشوار و زمان‌بر حساب شده و به همین دلیل داشتن گوهری با حک تصویر یا نوشته در آن زمان دلیلی محکم بر جایگاه اجتماعی و اقتصادی بالای فرد در جامعه داشته است.
حکاکی بر روی گوهرهای قیمتی و نیمه قیمتی به دو صورت انجام می‌گیرد:
روش Intaglio Carving یا حکاکی بر روی گوهر:
این روش به صورت معمول در غرب رواج داشته و بر روی گوهرهای نیمه قیمتی و با ابعاد نسبتا کوچک انجام می‌شده است. در روش فوق به طور معمول تصویر یا نوشته در یک طرف گوهر حک شده و طرح نهایی به صورت فرورفته دیده می‌شود. در اصطلاح به این روش کنده‌کاری یا Negative Relief نیز گفته می‌شود.
روش Cameo Carving یا ایجاد برجسته‌کاری بر روی گوهر:
در این روش، با برداشتن لایه‌های اضافی شکل مورد نظر ظاهر می‌شود. در این حالت تصویر به صورت برجسته بر روی سنگ باقی می‌ماند که به همین دلیل این روش را برجسته کاری Positive Relief می‌نامند.
طراحان و سازندگان جواهرات همواره به دنبال روش‌های مطمئنی بوده‌اند تا بتوانند هر چه بهتر به برش فلزات با ارزش بپردازند.دستگاه‌های برش لیزری با قدرت بالایی که دارند باعث بهبود روند تولید و نگه‌داری طلا و جواهرات شده اند.
این لیزرها توانایی برش انواع فلزات را داشته و می‌توانند آن‌ها را در ابعاد، ضخامت و اشکال متفاوت برش دهند. این دستگاه ها همچنین، با بالا بردن دقت، انعطاف پذیری و توان عملیاتی، باعث صرفه جویی در زمان و هزینه می‌شوند. همچنین، به طور همزمان سازندگان را در طراحی و تولید شکل های متفاوت آزاد میگذارند. شکل هایی که با روش های سنتی قابل ساخت نبود.
در ادامه به تعدادی از مزیت‌های دستگاه لیزر برش در مقایسه با دیگر روش‌های سنتی اشاره شده است:
-کمترین اعوجاج در قطعات به علت ایجاد حرارت بروری قسمت کوچکی از قطعه
-برش قطعات پیچیده
-عرض بریدگی باریک
-قابلیت تکرار بسیار بالا
با یک سیستم برش لیزری به آسانی خواهید توانست انواعی از برش های پیچیده را برای طراحی جواهرات داشته باشید.
-گردنبندهای طغرا با قابلیت متصل شدن به هم
-گردنبدهای طغرای دایره ای شکل
-گردنبند با شکل اسم
-آویز و اشکال متنوع
-الگوهای پیچیده
-قابلیت سفارش قطعات از هر طرح پیچیده
خدمات برش لیزر در حجم بالا
در سال های گذشته برش لیزری با تولیدات کم حجم مرتبط بوده است. با این حال افزایش و بهبود فناوری های موجود بدین معنی است که خدمات برش لیزری در حجم بالا به یک گزینه مقرون به صرفه تبدیل شده است و نسبت به سایر ابزارها و روش های سنتی می تواند مزایای بیشتری در اختیار افراد قرار دهد. این امر میتواند در برش لیزری فلزات و همچنین برش لیزری غیر فلزات مورد استفاده واقع شود.
مزایای برش لیزری در حجم بالا
مزیت اصلی خدمات برش لیزری در حجم بالا توانایی آن برای برطرف کردن نیازهای مشتریان است. این موضوع به اقتصاد جهانی امروز بسیار مرتبط است زیرا شرکت ها دوست دارند حجم وسیعی از کارها را در کمترین زمان و با کمترین هزینه انجام دهند. به طور کلی، برش لیزری را می توان با حداقل تنظیمات انجام داد. این موضوع بدین معناست که فرآیند برش به سادگی و در کمترین زمان انجام می شود.
کاربران برش لیزری با حجم بالا
یکی از اصلی ترین صنعت های بهره بردار از خدمات برش لیزری با حجم بالا، صنعت اتومبیل است. این صنعت از لیزر برش برای بیشتر نواحی موجود استفاده می کند. بیشتر قطعاتی که در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرد را می توان با برش لیزری تهیه کرد.
با اینحال صنایع دیگری نیز از برش لیزری با حجم بالا استفاده می کنند. به عنوان مثال شرکت های ساختمانی از این گزینه بهره مند می شوند
اصلاحات برش لیزری
بخش هایی که توسط ماشین برش لیزری با حجم بالا ایجاد می شود ممکن است به اصلاح نیاز داشته باشد. این موضوع می تواند کمی آزاردهنده باشد. با استفاده از اصلاحات برش لیزری همچون ایجاد سوراخ های اضافی یا اسلات ها، می توان با استفاده از نرم افزارهایی همچون اتوکد فرایند را شبیه سازی کرد. این موضوع بدین معنی است که ابزارهای اصلاح با سرعت بیشتری در اختیار افراد قرار می گیرد. علاوه بر این، انعطاف پذیری برش لیزری بدین معناست که بخش های اصلاح شده را می توان به همراه بخش های موجود تولید کرد تا فرآیند اصلاح کاملا انطباق پذیر و هماهنگ باشد.
برای اینکه بتوان فرآیند تولید در حجم وسیع را تسهیل کرد، شرکت های مختلفی از اتوماسیون استفاده می کنند. برای دستگاه های برش لیزری مسطح این موضوع به معنای استفاده از دو جدول است. علاوه بر این، دستگاه های برش لیزری را می توان با استفاده از فرایند بارگذاری خودکار مواد سفارشی سازی کرد. این موضوع اجازه تولید در حجم وسیع را می دهد. همچنین بهینه سازی های زیادی در توانایی تولید دستگاه های برش لیزری ۵ محوری نسبت به سال های گذشته ایجاد شده است. ما به صورت ۲۴ ساعته کار می کنیم و قادریم نیازهای مشتریان را به خوبی برطرف کنیم.
دستگاه لیزر برای ایجاد حک بر روی انواع سرامیک، ظروف چینی و پلاستیکی گزینه مطلوبی به نظر می‌رسد. از ویژگی‌های این دستگاه دقت بالا در ایجاد ظریف‌ترین شکل‌ها و تصاویر بر روی این مواد می‌باشد. با توجه به این که پرتو لیزر به طور مستقیم با سطح مواد در تماس نمی‌باشد، محصول نهایی سالم بوده و درصد خطا و بروز خسارت‌های احتمالی به شدت کاهش می‌یابد. با استفاده از لیزر، برش صفحات پلاستیکی و سرامیکی در کمترین زمان و با بیشترین دقت انجام می‌شود. پرتوی لیزر از طریق آینه‌های موجود در دستگاه برش لیزری به یک نقطه مشخص تابیده شده و با ایجاد گرما بر روی آن نقطه موجب ایجاد برش و حک می‌شود. برش‌های ایجاد شده از این طریق بسیار منظم و بدون خطا خواهد بود.
از دستگاه لیزر CO2 برای برش و حکاکی بر روی مواد پلاستیکی و سرامیکی استفاده می‌شود. آن چه موجب شده تا این تکنولوژی روز به روز بیشتر برای برش مواد سرامیکی و پلاستیکی مورد استفاده قرار گیرد، توانایی خارق العاده آن در ایجاد طرح های منظم و پیچیده می باشد. آلومینا (AL2O3) یکی از انواع سرامیک می‌باشد که به خاطر داشتن قابلیت بالا در جذب پرتوی لیزر بیشترین استفاده را برای ایجاد حک دارد. همانطور که گفته شد، لیزر با تابیدن بر روی نقطه‌ای خاص موجب بالا رفتن حرارت و تبخیر آن شده که در نهایت به بهترین شکل برش می‌خورد. در حال حاضر، برای ایجاد طرح‌های زیبا بر روی کاشی و دیگر سطوح سرامیکی از لیزر استفاده می‌شود. طرح‌های با سایه و روشن که به زیبایی ایجاد شده و برای استفاده در صنایع مختلف از جمله صنعت دکوراسیون داخلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. تا پیش از پیدایش تکنولوژی لیزر از روش‌هایی چون چاپ سیلک اسکرین برای حکاکی روی سرامیک استفاده می‌شد. اما روش‌های سنتی همواره با محدودیت‌هایی همراه بوده‌اند. به عبارتی توانایی لیزر در ایجاد طرح‌های زیبا و طبیعی بر روی سرامیک و کاشی موجب شده تا بهترین انتخاب برای این کار باشند.
دستگاه‌های لیزر می‌توانند با دقت و ظرافت بالا صفحات پلاستیکی را نیز برش داده و یا حکاکی کنند. تولیدکنندگان، هنرمندان و طراحان با استفاده از این تکنولوژی طرح‌های شگفت انگیزی از جنس پلاستیک خلق می‌کنند. لیزر به خاطر داشتن توانایی بی نظیر کار با انواع پلاستیک (پلی‌استر، پلی پروپیلن، پلی کربنات و ...) و به دلیل خلق لبه‌های برش دقیق و تمیز، در طول سال‌های گذشته به یکی از بهترین روش‌ها برای برش و حک این ماده تبدیل شده است.
لیزر با تابیدن بر سطح انواع پلاستیک موجب گرم شدن آن می‌شود. از آن‌جا که نوع پلاستیک و ترکیبات آن متفاوت می‌باشد، طول موج مورد نیاز برای پرتوی لیزر هم متفاوت خواهد بود. به طور مثال طول موج مورد استفاده برای برش و حک سیلیکون با اکریلیک متفاوت خواهد بود. پلاستیک با گرم شدن به سرعت شروع به برش خوردن به بهترین و دقیق‌ترین شکل می‌کند. یکی از مزایای استفاده از لیزر برای برش موادی از جمله پلاستیک عدم دخالت نیروی انسانی می‌باشد. زیرا طرح‌ها به وسیله رایانه به دستگاه لیزر منتقل شده و ایجاد طرح‌هایی پیچیده و زیبا به راحتی صورت می‌گیرد.