Cad iad na Treochtaí agus na Nuálaíochtaí Suntacha um Mharcáil Léasair Do 2023?

Ó lár{0}}, baineadh úsáid as léasair chun marcanna, eitseáil agus gearradh a dhéanamh. Forbraíodh an chéad mheaisín marcáil léasair ar domhan i 1965, nuair a bhí sé mar thodhchaí poill druileála i múnlaí déantúsaíochta diamanta, agus fuair an teicneolaíocht forbairt go mear ina dhiaidh sin.
Tugadh isteach go luath léasair CO2 le haghaidh marcáil i 1967, agus tháinig an teicneolaíocht in aibíocht i lár na mblianta trí thráchtálú córais léasair CO2 nua-aimseartha. Agus ó shin i leith, tá córais mharcála léasair mar phríomhghné i raon leathan tionscal le feidhmchláir ó aeraspáis go déantúsaíocht feistí leighis, cógaisíocht agus miondíola.
Cad iad roinnt treochtaí marcála léasair suntasacha agus nuálaíochtaí do 2023?
Tugann Panasonic isteach léiriú oibriúcháin ar a mheaisín marcáil léasair cruinneas snáithín gearr-pulse 3D (creidmheas íomhá: Panasonic)
In ainneoin iomaíocht le teicneolaíochtaí eile cosúil le priontáil inkjet, tá léasair stampáilte mar theicneolaíocht déantúsaíochta marcála cumhachtach, ar chostas íseal agus in-athdhéanta. Rud atá tábhachtach, tá an próiseas cairdiúla don chomhshaol agus ní gá aon ábhair inchaite (cosúil le dúch, cartúis agus páipéar).
Sa lá atá inniu ann, níl córais mharcála léasair ag brath ar léasair CO2 amháin a thuilleadh; cuireann cinn eile, mar léasair snáithíní agus foinsí solais soladach-staid Nd:YAG, lorg coise níos lú, costais chothabhála níos ísle agus roghanna éifeachtacha eile ar fáil. Is léir freisin dul chun cinn i gcumais teicneolaíochta. Is féidir leis na meaisíní marcála léasair tráchtála is tapúla anois na mílte páirteanna a phróiseáil in aghaidh na huaire.
Cé go bhfuil forbairt na teicneolaíochta marcála léasair tapa, tá monaróirí agus úsáideoirí córais marcála léasair ag lorg bealaí nua anois chun teicneolaíocht marcála a chur chun cinn chun freastal ar dhúshláin nua agus torthaí próiseála a fheabhsú.
Treocht 1: Marcáil Léasair ar Chiorcaid Ceirmeacha
Tagann na dúshláin seo ó ábhair nua atá le próiseáil, agus iarratais nua le freastal orthu - gach ceann acu ag tiomáint an ghá atá le fás agus nuálaíocht agus ag an am céanna an margadh d'fhorbairt córais léasair a mhúnlú.
Tá criadóireacht, mar shampla, ar cheann de na hábhair is mó fáis i bpróiseáil léasair, agus tá an t-ábhar seo tábhachtach go háirithe i gcodanna leathsheoltóra agus i ndéantúsaíocht boird chiorcaid. Go minic dá ngairtear "máthair gach táirgí córais leictreonacha," tá boird chiorcaid phriontáilte (PCBanna) mar chomhpháirt a úsáidtear i mbeagnach gach táirge leictreonach, agus tá tionchar mór ag athruithe beaga ar fhorbairt PCB ar threochtaí an mhargaidh.
Le blianta beaga anuas, tá an fócas ar úsáid na criadóireachta i gcláir chiorcaid phriontáilte traidisiúnta (PCBanna), atá déanta as roisíní eapocsa plaisteach mar FP4. Tairgeann boird chiorcaid ceirmeacha inchóireáil teasa den scoth, tá siad éasca le cur i bhfeidhm, agus soláthraíonn siad feidhmíocht níos fearr i gcomparáid le PCBanna neamhcheirmeacha. Mar sin féin, níl go leor teicnící marcála - cosúil le próiseáil scáileáin - oiriúnach do chriadóireacht. Tá an mharcáil dúch ar chriadóireacht an-chúng, éilíonn sé roinnt ábhar inchaite, agus níl sé resistant abrasion. De bharr brittleness agus cruas na criadóireachta tá siad ar cheann de na hábhair is deacra le marcáil.
Mar thoradh air sin, tá méadú tagtha ar fheiceálacht léasair le blianta beaga anuas mar mhalairt ar theicneolaíocht priontála dúch, agus tá go leor cuideachtaí léasair tar éis córais a fhorbairt a oireann go háirithe do mharcáil ceirmeacha, mar shampla léasair UV soladstaide dé-phumpáilte, chomh maith le CO2 traidisiúnta. léasair.
"Cuimsíonn sé seo cinnte treocht i dtreo miniaturization," a deir Andrew May, stiúrthóir na cuideachta marcáil léasair ES Precision. Mar sin féin, d'aibhsigh sé go dtógann sé am freisin treochtaí nua sa mhargadh a thabhairt isteach, "An bhfuil iarratas nua ann gach seachtain? Níl. Ach 15 bliain ó shin níor mharcáil muid riamh ar mhionchriadóireacht, agus anois déanaimid."
Treocht 2: Ábhair, cruthanna agus méideanna níos solúbtha
Mar sin féin, in ainneoin an fháis tapa, níl marcóirí ceirmeacha le haghaidh leictreonaic ar an margadh is mó ag ES Precision faoi láthair. "Is é an tionscal is mó dúinn ná feistí leighis," a deir Andrew May, "ansin feithicleach, leictreonaic agus comhpháirteanna innealtóireachta ginearálta. Athraíonn raon na dtáirgí atá ag teastáil go mór ag brath ar an tionscal agus ar an tionscal atá i gceist."
Tá ocht gcóras léasair ag an gcuideachta (cúig cinn acu faoi thiomáint Galv) a sholáthraíonn seirbhísí marcála do raon leathan feidhmchlár. Mar gheall air seo, agus toisc go bhfuil an chuideachta ag fáil custaiméirí nua i gcónaí a bhfuil riachtanais shaincheaptha acu - leagann May béim go bhfuil an cumas a bheith solúbtha ríthábhachtach do ES Precision.
Mar thoradh air sin, úsáideann sé léasair atá oiriúnach chun ábhair, cruthanna agus méideanna éagsúla a mharcáil, chomh maith le méideanna baisc éagsúla. Tá raon na marcóirí is féidir leis a thairiscint chomh héagsúil leis an mbonn custaiméirí, agus tá na léasair in ann gach rud a tháirgeadh ó chóid go grafaic agus maitrísí sonraí - iad seo ar fad ar ardluas agus le hin-atáirgtheacht ard.
Mar sin ní mór freastal ar an tsolúbthacht seo do mhonaróirí marcóirí léasair ar nós Bluhm Systeme, a deir Antoinette Aufdermauer, eagarthóir na cuideachta, a bhíonn i gcónaí ag déanamh monatóireachta ar an margadh agus ag forbairt a chuid táirgí dá réir.
Áirítear ar a chórais mharcála léasair gáis, snáithíní agus soladstaide, lena n-áirítear córais CO2 agus YAG. Tá na marcóirí léasair pulsed agus oibríonn siad sa raon tonnfhad de 0.355 μm go 10.6 μm. Tá a saintréithe féin ag gach léasair agus roinnt cosúlachtaí: is féidir léasair CO2 a úsáid chun plaistigh, rubair, páipéar agus scragaill a mharcáil; tá léasair snáithíní buntáisteach chun cruach agus roinnt plaistigh a mharcáil; agus tá léasair YAG oiriúnach chun miotail agus criadóireacht a mharcáil. Déanaimid tástáil leathan ar ábhair ár gcustaiméirí go léir roimh ré inár saotharlann léasair," a deir Aufdermauer.
Tá an inaistritheacht tábhachtach freisin chun solúbthacht a áirithiú in oibríochtaí marcála léasair, atá oiriúnach do chustaiméirí tionsclaíocha, a deir Aufdermauer. Ar an gcúis seo, tá léasair snáithín 20W ag baint le táirge is déanaí Bluhm Systeme, an "Lightworx," i stáisiún oibre dlúth is féidir a bhogadh go héasca i dtimpeallachtaí táirgthe. Táirgeann an córas marcanna "buan, géara agus dobhearnaithe" ar mhiotail agus ar phlaistigh.
Treocht 3: Éileamh méadaithe ar inrianaitheacht comhpháirteanna
Treocht thábhachtach eile i réimse na marcáil léasair is ea dearbhú agus mionchoigeartú inrianaitheachta - sainaithint aonair táirge trí mharc aitheantais uathúil ar a dhromchla. D’fhéadfadh go leor foirmeacha a bheith sa mharcáil seo, ach tá éileamh níos mó agus níos tábhachtaí ar úsáid maitrísí sonraí ar nós cóid déthoiseacha (cóid QR).
Trí tháirge aonair a mharcáil lena chód maitrís sonraí uathúil féin, is féidir é a aithint go héasca ar bhealach neamh-ionsáite le sonraí tábhachtacha mar mhonaróir, uimhir bhaisc agus saolré. Soláthraíonn sé seo dearbhú cáilíochta: is féidir le tomhaltóirí agus úsáideoirí tionscnamh beacht táirge a chinneadh. Cruthaíonn an dearbhú cáilíochta seo nasc díreach idir an tomhaltóir agus an monaróir agus tugann sé breisluach don táirge, rud a chuireann ar a gcumas dul san iomaíocht le déantúsaíocht ar chostas níos ísle.
Mar gheall ar a chruinneas dochreidte, tá an léasair an-oiriúnach chun cóid mhionsonraithe a scríobh chomh beag le 200 μm i méid - ró-bheag le feiceáil ag duine a théann thart, ach is furasta é a sheiceáil le fón cliste má tá a fhios ag duine a shuíomh. Ag méideanna den sórt sin, is féidir maitrísí sonraí a úsáid chun críocha frith-ghóchumtha, rud a fhágann go bhfuil sé éasca barántúlacht earraí ardcháilíochta a sheiceáil ar bhealach neamh-ionsáiteach. Tá tionchar mór aige seo ar an tionscal cógaisíochta mar is bealach é chun a chinntiú nach dtáirgtear agus nach ndéantar cógais ar nós piollaí a tháirgeadh agus a dháileadh go calaoiseach.
Tá ról tábhachtach ag inrianaitheacht comhpháirte freisin nuair a úsáidtear é mar fhianaise i ndlíthíocht. Mar shampla, má tá trasphlandú leighis ag duine éigin agus má theipeann ar an trasphlandú, cuireann inrianaitheacht ar a gcumas fios a bheith acu go díreach cad a chuaigh mícheart, cá háit a ndeachaigh sé mícheart, agus cén baisc a ndeachaigh sé mícheart. Is cinnte go méadaíonn sé seo éifeachtúlacht i rudaí cosúil le hathghairmeacha táirgí, ach tugann sé níos mó neamhspleáchais don chustaiméir freisin. B'fhéidir nach bhfuil sé soiléir, ach de réir mar a éiríonn an tsochaí níos mó suime sa dlíthíocht, beidh ar an teicneolaíocht a fhéadfaidh feabhas a chur ar fhíoraisc dlíthíochta coimeád suas.
Cuidíonn inrianaitheacht freisin le treocht eile ar fud na déantúsaíochta: feabhas a chur ar inbhuanaitheacht chomhshaoil ​​agus laghdú ar an tionchar éiceolaíoch. Trí tháirge a rianú chun a fhios nuair a theipeann air, nó a fhios agam nuair a shroicheann sé deireadh a shaolré, is fearr a bhíonn monaróirí in ann athsholáthar agus athchúrsáil a dhéanamh go réamhghníomhach. Ciallaíonn sé seo freisin gur féidir táirgí a thabhairt ar ais lena n-athchóiriú mar a bhí beartaithe, ionas go bhféadfadh níos lú trealaimh dul i líonadh talún.
Mar sin féin, tá go leor dúshlán os comhair na gcóras lipéadaithe maitrís sonraí atá ann faoi láthair. Déanann ábhair áirithe láimhseáil níos deacra - go háirithe gloine agus polaiméirí, chomh maith le miotail tanaí agus scragaill. Caithfidh an marcáil a bheith buan agus cobhsaí freisin, agus ní mór don chóras a bheith in ann freastal ar raon leathan de mhéideanna táirgí.
Dúshlán ar leith do roinnt marcóirí léasair is ea marcáil ar dhromchlaí neamhphlánacha. Tá níos mó fós ag clódóirí inkjet le córais léasair-bhunaithe sa réimse seo. Mar thoradh air sin, tá innealtóirí córais ag obair chun na dúshláin seo a shárú. Mar shampla, cuireann Laserax, monaróir córais marcála léasair, léasair CO2 agus snáithíní ar fáil le meánchumhacht 20-500 W agus amanna timthriallta éagsúla, atá feistithe le optaic fhócasaithe uath-choigeartaithe le húsáid ar dhromchlaí 3D, ar féidir iad a choigeartú. le cuaire an ruda. Chun cuntas a thabhairt ar dhromchlaí le céimseataí anaithnide, úsáideann córais Laserax córas fís uathfhócas a dhéanann scanadh ar an dromchla 3D ar dtús agus ansin a choigeartóidh an fócas léasair le linn an phróisis mharcála.
Mar sin féin, ní dromchlaí neamh-réidh an t-aon dúshlán atá roimh mhonaróirí córais marcála léasair. Míníonn an Dr Florent Thibaut, POF QiOVA, monaróir réitigh marcála léasair, “I go leor cásanna, níl réitigh marcála atá caighdeánaithe go domhanda, mar shampla inkjet, in ann na ceanglais is gá chun marcálacha sonracha a sholáthar do gach táirge a chomhlíonadh. Faoi láthair, tá gnáthúsáid léasair ar fáil cheana féin mar mhodh leanúnach, díreach cosúil le peann a úsáid. Mar sin féin níl sé seo tapa go leor - ní mór dúinn teacht ar réiteach a chothromaíonn toirt agus cruinneas táirgeachta."
Bíonn tionchar ag an mharcáil seicheamhach toisc go gcaithfidh an mharcáil léasair athrú do gach táirge, agus mar sin tá sé ríthábhachtach go mbeadh teicneolaíocht marcála ann is féidir a oiriúnú do gach táirge. Tá tréchur an-ard ag teastáil ó mhonaróirí - ní mór don mharcáil a oiriúnú agus ní mór an ráta marcála a bheith ard - agus ní chuireann sé seo san áireamh na deacrachtaí a bhaineann le hábhair áirithe mar ghloine nó polaiméirí a phróiseáil.
Chun an fhadhb seo a réiteach, phaitinnigh QiOVA a dteicneolaíocht VULQ1, a bhuaigh Gradam Nuálaíochta Córais Laser ag Innealtóireacht Táirgthe Tionscail Laser World Photonics na bliana seo, nach roghnaíonn modh a úsáideann léas solais aonair, leanúnach (mar a dhéanann córais marcála traidisiúnta. ). Ina áit sin, úsáideann sé na céadta léas solais chun éifeacht cosúil le stampa a tháirgeadh - ag giniúint cód maitrís sonraí iomlán ar an toirt. Is é an modh a úsáidtear chun an stampa uathúil seo a tháirgeadh ná múnlú bíoma dinimiciúil, a chuirtear i gcrích ag baint úsáide as comhpháirteanna cosúil le modulator solas spásúil (SLM). Tá an SLM in ann coigeartú a dhéanamh ar bhonn in aghaidh an lámhaigh chun bíomaí le struchtúr uathúil a chruthú.
Cé go bhféadfadh teicneolaíochtaí marcála léasair eile tosaíocht a thabhairt do rátaí arda athrá le haghaidh tréchur ard, úsáideann QiOVA fuinneamh cuisle níos airde agus próiseáil chomhthreomhar le haghaidh torthaí níos fearr.
Deir Thibaut, "Díghlasálann an réiteach marcála seo cosúil le stampa acmhainneacht táirgiúlachta iontach do mharcáil barrachóid 2D agus is simplí é a chur i bhfeidhm."
Mar shampla, is féidir a theicneolaíocht a úsáid chun páirteanna leighis PVC a mharcáil le cód maitrís sonraí 570-μm ar leithead ag ráta 77,000 in aghaidh na huaire. I measc na n-ábhar eile is féidir leis an gcóras a mharcáil tá alúmanam atá brataithe le polaiméir HDPE; gloine sóid-aoil; gloine borosilicate, ór íon agus ilchodach múnlaithe eapocsa.
Cuireann Thibault leis, "Is féidir le méideanna patrún a bheith chomh beag le 100 μm agus inléiteacht breá soiléir a choinneáil, fiú nuair a dhéantar iad a mharcáil i líne dhíreach, toisc go bhfuil gach ponc marcáilte ag an am céanna." Ina theannta sin, toisc nach gá dó a bheith ag brath ar mhinicíochtaí arda athrá, is féidir le QiOVA córais a thógáil ag baint úsáide as léasair infridhearg agus glas Nd:YAG as an tseilf le minicíochtaí athrá timpeall 20-30Hz, ag cinntiú go bhfanann a chórais chomh cost-éifeachtach agus is féidir.
Treocht #4: Déanann léasair ultra-luath an ghloine a thiontú ina stóráil sonraí
Réimse nua spreagúil eile de mharcáil léasair: stóráil sonraí. Maíonn taighdeoirí gur féidir leo córais stórála sonraí éifeachtacha a tháirgeadh trí léasair ultrafast a úsáid chun sonraí a ionchódú i meáin ghloine/criostalach. Stóráiltear sonraí i ngloine/criostail i bhfoirm miocrabhlaithe, agus nuair a tháirgtear iad, beifear in ann iad a chaomhnú ar feadh tréimhse iontach ama,
In 2013, d'fhógair Hitachi a chéad chóras stórála sonraí criostail Grianchloch, agus in 2014, d'fhógair taighdeoirí ag Ionad Taighde Optoelectronics (ORC) Ollscoil Southampton go raibh siad ag forbairt córas gloine eitseáilte léasair femtosecond. Tá tús curtha ag an ORC ag comhoibriú le Microsoft Research ar "Tionscadal shilice," a geallúintí a fhorbairt zz-céatadán gloine. Tá an ORC tar éis tosú ag obair le Microsoft Research ar "Project Silica", a gheallann córais stórála ar scála zb a fhorbairt agus "athmhachnamh bunúsach a dhéanamh ar conas córais stórála mais a thógáil.
Ní haon tasc éasca é scríobh ar ghloine, áfach, agus féadann córais léasair UV nó CO2 caighdeánach bíogacha micreabhráin a chruthú - is féidir damáiste a dhéanamh ag spotaí te teirmeacha de bharr téamh iomarcach ar dhromchla an ábhair. Cé gur féidir dul timpeall air seo tríd an bhfuinneamh cuisle a laghdú, níl sé iontach nuair is gá cruinneas ard. Sin an fáth go bhfuil taighdeoirí ag casadh ar chórais léasair ultrafast (femtosecond) chun an baol damáiste teirmeach a íoslaghdú. Cinntíonn ré ultra-ghearr na bíge ardfhuinnimh go seachadtar go leor fuinnimh don ábhar chun é a mharcáil le fíorchruinneas, ag cruthú criosanna íosta a mbíonn tionchar ag teas orthu agus ag seachaint microcracks.
Mar sin féin, is é teorannú na teicneolaíochta seo faoi láthair ná an ráta fíor-íseal ar féidir sonraí a scríobh, agus féadfaidh sé blianta a ghlacadh chun sonraí ar scála Tb a scríobh. Ar an dea-uair, tá cinn leanúnacha ag moladh bealaí chun luasanna scríbhneoireachta sonraí a mhéadú. An bhliain seo caite, d'fhoilsigh taighdeoirí ORC modh scríbhneoireachta léasair atá tíosach ar fhuinneamh san iris Optica: ní hamháin go bhfuil an modh seo go tapa, ach is féidir leis thart ar 500 Tb de shonraí a stóráil ar dhioscaí silica ar mhéid CD - is ionann iad agus 10,000 uaireanta níos dlúithe ná teicneolaíocht stórála Diosca Blu-ray.
Úsáideann modh nua na dtaighdeoirí léasair snáithín 515-nm le minicíocht athrá 10 MHz agus fad bíge de 250 fs chun claiseanna bídeacha a chruthú sa ghloine shilice, ina bhfuil struchtúir nanolamelar aonair nach bhfuil ach 500 × 50 nm acu. Is féidir na nanastruchtúir ard-dlúis seo a úsáid chun sonraí optúla a stóráil go fadtéarmach. Bhain na taighdeoirí amach luas scríofa de 1,000,000 voxel in aghaidh an tsoicind, atá comhionann le thart ar 225 KB sonraí a thaifeadadh (níos mó ná 100 leathanach téacs) in aghaidh an tsoicind.
Baineadh úsáid as an modh nua chun 5GB de shonraí téacs a scríobh ar dhiosca gloine sileacain ar mhéid CD-ROM traidisiúnta le cruinneas beagnach 100 faoin gcéad léite. Tá ceithre ghiotán faisnéise i ngach voxel, agus comhfhreagraíonn gach dhá voxel do charachtar téacs amháin. Ag baint úsáide as an dlús scríobh a sholáthraíonn an modh, beidh an diosca in ann 500 Tb de shonraí a choinneáil. Tríd an gcóras scríbhneoireachta comhthreomhar a uasghrádú, ba cheart go mbeadh sé indéanta an oiread sin sonraí a scríobh i thart ar 60 lá, a dúirt na taighdeoirí.