Načelo delovanja ročnega laserskega označevalnega stroja

Vgrajen-laserski generator (kot je laser z vlakni, CO₂ laser; različne vrste so primerne za različne materiale) je osrednja komponenta opreme. Po vklopu se medij znotraj generatorja (kot so redkozemeljski elementi v optičnih vlaknih, plin CO₂) vzbudi z električno energijo in sprosti fotone določene valovne dolžine. Ti fotoni se združijo in ojačajo z reflektorjem, da tvorijo laserski žarek s koncentrirano energijo. Ta korak je enakovreden zagotavljanju "vira energije" za "označevalno orodje", na tej stopnji pa se določi tudi moč laserja (npr. 20 W, 60 W).

Ustvarjeni laserski žarek uravnava optični sistem (vključno z lečo za fokusiranje in galvanometrom) znotraj opreme:

- Leča za ostrenje: konvergira razpršeni laserski žarek v izjemno tanko "svetlobno točko" (s premerom, ki je tako majhen kot raven mikrometra). Tanjša kot je svetlobna točka, večja je natančnost označevanja.

- Galvanometer (opremljen v nekaterih modelih): Po navodilih nadzornega sistema hitro spremeni smer odboja laserskega žarka kot »majhno ogledalo«, zaradi česar se svetlobna točka premika glede na prednastavljeno besedilo in pot vzorca. Ta korak je primerljiv z risanjem z »laserskim kazalcem« po predlogi, vendar z veliko večjo hitrostjo in veliko natančnejšo potjo.

Medtem pa zasnova ročne označevalne glave operaterju omogoča prilagodljivo prilagajanje razdalje med žariščem laserja in površino materiala, kar zagotavlja, da laserski žarek deluje natančno na območje, ki ga je treba označiti.

Ko fokusirani laserski žarek pride v stik s površino materiala, pride do različnih fizikalnih/kemičnih sprememb glede na lastnosti materiala in na koncu nastanejo sledi. Obstajajo 3 običajne metode interakcije:

- Površinska odstranitev: Laserska energija takoj stopi ali upari površinsko plast materiala (kot je plast oksida na kovinski površini, plastična površinska plast), pri čemer izpostavi podlago drugačne barve pod njo in oblikuje "vgravirano" oznako (npr. črne serijske številke na nerjavnem jeklu).

- Sprememba barve: pod delovanjem laserja se molekularna struktura površinske plasti nekaterih materialov (kot so nekatere plastike in eloksirani aluminij) spremeni, tako da se barva razlikuje od prvotnega materiala (npr. bela plastika se spremeni v črno besedilo), oznake pa lahko nastanejo, ne da bi odstranili material.

- Mikro-deformacija: Laser z nizko-energijo lahko povzroči rahlo deformacijo površinske plasti materiala (kot so drobne udrtine na kovinski površini), oznake pa so predstavljene z razliko v odboju svetlobe, kar je primerno za scenarije, ki zahtevajo visoko ravnost površine.

Celoten proces sinhrono usklajuje nadzorni sistem opreme. Od prejema navodil za "označevalni vzorec" do dokončanja premikanja tirnice laserskega žarka traja le nekaj milisekund do sekund, kar ne zagotavlja le učinkovitosti, temveč tudi visoko-natančnost in stabilno označevanje.