LASER Printer
เครื่องพิมพ์วันที่ผลิตแบบ เลเซอร์ (Laser Marking Machine) เป็นเทคโนโลยีการพิมพ์ที่ล้ำสมัยและได้รับความนิยมอย่างมากในอุตสาหกรรมการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องการการพิมพ์ที่มีความคมชัดสูง ถาวร และรวดเร็ว สามารถพิมพ์ข้อมูลต่างๆ เช่น วันที่ผลิต วันหมดอายุ เลขล็อต บาร์โค้ด QR Code หรือโลโก้ ลงบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์หรือบรรจุภัณฑ์ได้หลากหลายประเภท
หลักการทำงานของเครื่องพิมพ์เลเซอร์
เครื่องพิมพ์เลเซอร์ไม่ได้ใช้หมึกพิมพ์เหมือนเครื่องพิมพ์ประเภทอื่น ๆ แต่ใช้ พลังงานของลำแสงเลเซอร์ ที่มีความเข้มข้นสูงในการ เปลี่ยนแปลงพื้นผิวของวัสดุ โดยตรง ทำให้เกิดการทำเครื่องหมายที่ถาวรและไม่สามารถลบเลือนได้ง่าย หลักการทำงานจะแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับประเภทของเลเซอร์ที่ใช้ แต่โดยรวมมีองค์ประกอบหลักและกระบวนการดังนี้
ส่วนประกอบหลัก :
- แหล่งกำเนิดเลเซอร์ (Laser Source) : เป็นหัวใจของเครื่องพิมพ์ ทำหน้าที่สร้างลำแสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นและกำลังงานที่เหมาะสมกับวัสดุแต่ละชนิด (เช่น CO2 Laser, Fiber Laser, UV Laser)
- ระบบกระจกสแกน (Galvo Scanner) : ประกอบด้วยกระจกสะท้อนขนาดเล็ก 2 บานที่ควบคุมด้วยมอเตอร์ความเร็วสูง ทำหน้าที่สะท้อนและควบคุมทิศทางของลำแสงเลเซอร์ให้เคลื่อนที่ไปตามรูปแบบของข้อความหรือรูปภาพที่ต้องการพิมพ์
- เลนส์โฟกัส (Focus Lens) : ทำหน้าที่รวมลำแสงเลเซอร์ให้เป็นจุดเล็กๆ ที่มีความเข้มข้นสูงบนพื้นผิวของวัสดุ เพื่อให้สามารถทำเครื่องหมายได้อย่างแม่นยำและคมชัด
- ชุดควบคุมและซอฟต์แวร์ (Controller and Software) : เป็นส่วนที่ใช้ในการป้อนข้อมูล ออกแบบข้อความหรือรูปภาพที่ต้องการพิมพ์ และควบคุมการทำงานของระบบเลเซอร์ทั้งหมดให้เป็นไปตามโปรแกรม
กระบวนการทำงาน :
- สร้างลำแสงเลเซอร์ : แหล่งกำเนิดเลเซอร์จะสร้างลำแสงที่มีพลังงานสูงขึ้นมา
- ควบคุมทิศทาง : ลำแสงเลเซอร์จะถูกส่งผ่านระบบกระจกสแกน (Galvo Scanner) ซึ่งจะควบคุมทิศทางของลำแสงให้เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วและแม่นยำตามรูปแบบของข้อมูลที่ถูกป้อนจากซอฟต์แวร์
- โฟกัสลำแสง : เลนส์โฟกัสจะรวมลำแสงให้เป็นจุดเล็กๆ ที่มีพลังงานสูงที่สุด ณ จุดที่ต้องการพิมพ์บนพื้นผิวของวัสดุ
- ทำเครื่องหมายบนวัสดุ : เมื่อลำแสงเลเซอร์กระทบกับพื้นผิวของวัสดุ จะเกิดปฏิกิริยาขึ้น ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิว ซึ่งอาจเป็นได้หลายรูปแบบขึ้นอยู่กับวัสดุและประเภทของเลเซอร์:
- การระเหย/การแกะสลัก (Ablation/Engraving) : เลเซอร์จะเผาไหม้หรือระเหยวัสดุบางส่วนออกไป ทำให้เกิดรอยสลักที่มองเห็นได้ชัดเจน
- การเปลี่ยนสี (Color Change/Carbonization) : เลเซอร์จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีหรือกายภาพบนพื้นผิววัสดุ ทำให้สีของพื้นผิวเปลี่ยนไป (เช่น การทำให้พลาสติกเปลี่ยนเป็นสีดำหรือเทา) โดยไม่จำเป็นต้องขูดวัสดุออกไป
- การเกิดฟอง (Foaming) : ในพลาสติกบางชนิด เลเซอร์อาจทำให้เกิดฟองอากาศเล็กๆ ใต้พื้นผิว ทำให้เกิดรอยนูนหรือเปลี่ยนสี
- การลอกชั้นเคลือบ (Coating Removal) : เลเซอร์จะลอกชั้นสีหรือชั้นเคลือบด้านบนออก เพื่อเปิดเผยสีของวัสดุที่อยู่ด้านล่าง
ประเภทของเครื่องพิมพ์เลเซอร์ที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรม
สำหรับเครื่องพิมพ์วันที่ผลิต มักจะแบ่งตามแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ที่เหมาะสมกับวัสดุที่แตกต่างกัน:
- CO2 Laser (เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์) :
o เหมาะสำหรับ : วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ เช่น พลาสติก (PET, PVC, HDPE), แก้ว, กระดาษ, กระดาษแข็ง, ไม้, ยาง, หนัง, เซรามิก
o หลักการ : ทำให้เกิดการระเหย เปลี่ยนสี หรือเกิดฟองบนวัสดุ
o จุดเด่น : ใช้งานได้หลากหลายวัสดุ ราคาเข้าถึงง่ายกว่าเลเซอร์บางประเภท
- Fiber Laser (ไฟเบอร์เลเซอร์) :
o เหมาะสำหรับ : วัสดุโลหะ เช่น เหล็ก, สเตนเลส, อลูมิเนียม, ทองแดง, ทองเหลือง รวมถึงพลาสติกบางชนิดที่มีสารเติมแต่งพิเศษ
o หลักการ : ทำให้เกิดการแกะสลัก การเปลี่ยนสี (ดำ/ขาว) หรือการหลอมบนพื้นผิวโลหะ
o จุดเด่น : มีความเร็วสูง ความละเอียดสูงมาก ทนทานต่อการใช้งานหนัก เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูงบนโลหะ
- UV Laser (ยูวีเลเซอร์) :
o เหมาะสำหรับ : วัสดุที่ละเอียดอ่อนหรือต้องการการทำเครื่องหมายที่ไม่สร้างความร้อนสูงมากนัก เช่น พลาสติกบางชนิด (PE, HDPE, PP), แก้ว, กระดาษเคลือบ, ซิลิโคน
o หลักการ : "Cold Marking" หรือ "Photo-ablation" คือการตัดพันธะโมเลกุลโดยใช้พลังงาน UV ที่สูง โดยมีผลกระทบจากความร้อนน้อยที่สุด (minimizing heat-affected zone)
o จุดเด่น : ให้งานพิมพ์ที่ละเอียดมาก ไม่ทำให้วัสดุเสียรูปทรงหรือเสียหายจากความร้อน เหมาะสำหรับวัสดุที่ไวต่อความร้อน และมีความปลอดภัยสูง
ข้อดีของเครื่องพิมพ์เลเซอร์
- งานพิมพ์ถาวรและทนทาน : ข้อมูลที่พิมพ์ด้วยเลเซอร์จะติดแน่นกับวัสดุ ไม่หลุดลอกง่าย ทนทานต่อการขูดขีด ความชื้น ความร้อน สารเคมี และการซีดจาง
- ไม่ต้องใช้วัสดุสิ้นเปลือง (No Consumables) : ไม่ต้องใช้หมึกหรือผ้าหมึก ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในระยะยาว และลดปัญหาการจัดการของเสีย
- ความเร็วสูง : เหมาะสำหรับสายการผลิตที่มีความเร็วสูงและปริมาณการผลิตมาก
- ความแม่นยำและความคมชัดสูง : สามารถสร้างตัวอักษรขนาดเล็ก บาร์โค้ด QR Code และโลโก้ที่มีรายละเอียดซับซ้อนได้อย่างคมชัด
- ลดการบำรุงรักษา : เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่มากนักและไม่มีการใช้หมึก ทำให้ลดความจำเป็นในการบำรุงรักษาและทำความสะอาด
- เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม : ไม่มีการปล่อยสารเคมีหรือของเสียจากหมึกพิมพ์
- ความยืดหยุ่นในการพิมพ์ : สามารถเปลี่ยนข้อมูลที่พิมพ์ได้ง่ายและรวดเร็วผ่านซอฟต์แวร์
ข้อจำกัดของเครื่องพิมพ์เลเซอร์
- ต้นทุนเริ่มต้นสูง : ราคาเครื่องพิมพ์เลเซอร์มักจะสูงกว่าเครื่องพิมพ์ระบบหมึกพิมพ์ (TTO, CIJ, TIJ)
- ความเข้ากันได้ของวัสดุ : ไม่สามารถพิมพ์บนวัสดุทุกประเภทได้ บางวัสดุอาจไม่ตอบสนองต่อเลเซอร์ หรืออาจสร้างผลลัพธ์ที่ไม่ต้องการ
- สร้างฝุ่น/ควัน : การทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์บนวัสดุบางชนิดอาจทำให้เกิดฝุ่น ควัน หรือกลิ่น ซึ่งอาจต้องมีระบบดูดควันหรือระบายอากาศเพิ่มเติม
- ความปลอดภัย : ต้องมีมาตรการความปลอดภัยที่เข้มงวดในการใช้งาน เนื่องจากเป็นลำแสงพลังงานสูงที่อาจเป็นอันตรายต่อดวงตาและผิวหนังได้
โดยสรุปแล้ว เครื่องพิมพ์วันที่ผลิตแบบเลเซอร์เป็นโซลูชั่นที่ยอดเยี่ยมสำหรับอุตสาหกรรมที่ต้องการการทำเครื่องหมายที่ถาวร มีคุณภาพสูง และมีความเร็วในการผลิตที่ต้องการความน่าเชื่อถือในระยะยาว
