Жижигшсэн электрон бараан дээр гарын ширхэг лазер яаж 25 мкм-с доош нарийвчлалд хүрэх вэ?
Үндсэн технологи: MOPA ширхэг лазерын динамик ба цацраг хүргэлтийн тогтвортой байдал
The гар дээрх ширхэг лазер mOPA буюу Мастер Хэлхээний Чадал Түгээгчийн архитектуртай байх нь тэдгээрийг маш нарийн нарийвчлалын түвшинд хүрэх боломжийг олгодог. Эдгээр системүүд бараг гауссын идеал хэлбэртэй маш тогтвортой цацраг үүсгэдэг. Тэдгээрийг ялангуяа онцлог болгодог зүйл бол импульсын үргэлжлэх хугацааг наносекунд, пикосекундын түвшинд хүртэл нарийвчлан удирдах чадвар юм. Ажиллагчид ажиллаж буй материалд нийцүүлэн энергийн илчлэлийг маш нарийвчлан тохируулж, мэдрэг хэсгүүдэд дуурайхгүй хэт халахийг сааруулдаг. Цацрагийн тогтвортой байдлыг хангахын тулд үйлдвэрлэгчид цацрагийг маш жижиг цэгт фокустуулах чадвартай цорын ганц горимын поляризацид тэсвэртэй ширхэгүүдийг ашигладаг. Үүний үр дүнд фокусын цэгийн диаметр зарим тохиолдолд зөвхөн 10 микрон хүртэл багасдаг. Мөн эдгээр төхөөрөмжүүдэд байршлын ердийн хөдөлгөөн ба хэлбийлтийг засварлахад тусалдаг дотоодын инерцийн хэмжилтийн нэгжүүд байдаг. Газрын чичирхийлэлтэй чинь тэдгээр кварцын хамгаалалттай тольнуудын тусламжтайгаар оптик зам хөдөлж байхад ч тогтвортой байдаг. Эдгээр бүхний улмаас гар унхрахгүй ажиллуулах үед нарийвчлал нь ойролцоогоор ±5 микрон байдаг. Ийм түвшний нарийвчлал нь полупроводник, RFID шошго шиг жижиг зүйлсийг тэмдэглэх үед маш их ач холбогдолтой.
Бодит Нөхцөлд Нарийвчлал: Калибрлалт, Хөдөлгөөний Компенсац, Байршилтын Хяналт Динамик Орчинд
Үйлдвэрлэлд зүйлсийг 25 мкм нарийвчлалтай байлган температурын өөрчлөлтөнд тасралтгүй тохируулга хийж, хөдөлгөөнийг нь засварлах шаардлагатай. Автомжуулсан фокусын тохируулгатай линзүүд инфра улаан туяаны сенсоруудын тусламжтайгаар (ойролцоогоор ±0.1 мм) зөв зайг хадгалж байхын тулд их хичээнэ. Гироскопууд эргэх хурдыг тодорхойлох бөгөөд үүгээрээ ажиллуулагч хөдөлсөн үед засвар хийх боломжийг олгодог. ХЭБ дээрх тэмдгүүдийг тэмдэглэх үед сканерийн гальванометрүүд секундэд 5 метр хурдтай хөдөлж, 0.001 градусын нарийвчлал хүртэл хүрдэг. Тэдгээр нь энкодерын хүрээлэлтийн тусламжтайгаар конвейерийн баганаас хамтран ажилладаг. Бүх процессын дараа визийн системүүд тэмдгүүд ISO/IEC 15415 стандартыг хангаж байгаа эсэхийг шалгадаг. 2023 онд хийсэн талбайн шалгалтанд сайн үр дүн гарсан бөгөөд, 12 мянгаас дээш компонентын шалгалтанд давталттай тэмдэглэгдсэн нь 99.2% байв. Энэхүү технологи нь эмнэлгийн багажинд суулгахуйц муруй гадаргуу шиг нарийн гадаргуун дээр ч гэсэн UDI шаардлагыг хангах боломжийг олгодог.
Гар дээрх ширхэг лазераар метал, пластик, найрмал материалд материалын төрлөөс хамаарсан тэмдэглэл боловсруулах
Метал дээрх тэмдэглэл: Хромжилтгүй, нарийн тунгалаг суулгасан зэс болон анодчилсон хайрцагны гадаргууд өндөр харьцаатай тэмдэглэл
Гарын хэмжээтэй ширхэг лазер нь хромжилт үүсгэхгүйгээр зэс, нарийн тунгалаг суулгасан зэс, анодчилсон хайрцаг зэрэг металл дээр удаан хугацаагийн тэмдэглэл үлдээх боломжийг олгоно. Ингэхдээ металл бүтцийг сулруулахгүй, гадаргуугийн ялгааг илтгэн харагдуулна. Лазер эдгээр материалд хүрэх үедээ тухайн долгионы урт нь металл гадаргуугийн шинж чанартай харилцан үйлчлэлд орж, хар эсвэл өнгөт оксидын давхаргуудыг үүсгэдэг. Энэ нь уламжлалт тэмдэглэх арга замаас ялгагдах нь физик харилцаа байхгүй тул хэлхээний хамгаалалт эсвэл жижиг холболтууд шиг мэдрэмтгий хэсгүүд процессийн үеэр дулааны деформацд өртөхгүй гэсэн юм. Үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааны хувьд энэ нь анхны үйлдвэрлэлийн явцад нэмэлт алхам хийх шаардлагагүй болгох ба нийлүүлэлтийн бүх гинжинд хяналт тавих чадварыг сайжруулдаг.
Инженерийн Пластик: PEI, PEEK болон LCP дээр Хагарал эсвэл Давхарга болохгүйгээр Хяналттай Абляци болон Шимжилт
PEI, PEEK болон шингэн кристаллын полимер (LCP) зэрэг инженерийн пластиктай ажиллах үед гар дээр барьдаг ширхэг лазер нь жигд уртшилтын микро секундын импульсийн зохицуулгыг ашиглан удирдлагатай задлалтын нөлөөг үүсгэх эсвэл микроскопын цэврүүт үзэгдлийг үүсгэдэг. Үр дүн нь? Материалд дулааны хор хөнөөл учруулахгүй өндөр нарийвчлалтай Data Matrix код болон давтагдашгүй таних тэмдэг (UID). Хамгийн бага хэмжээний дулааны нөлөөлөл ч бүхнийг гэмтээж болох хэвлэмэл хэлхээний суурь ба бага зэргийн микро холбоос зэрэг мэдрэмтгий бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй ажиллах үед энэ нь маш чухал юм. Боловсруулалт явуулах үед трещин үүсэхээс сэргийлэхийн тулд үйлдвэрлэгчид ийм дэвшилтэт параметрийн санг бий болгосон. Гадаргуугийн температурыг 150 градусаас доош хадгалснаар орчин үеийн үйлдвэрлэлийн орчинд шаардагдаж буй нарийн тэмдэглэгээг хийж байх үед пластик материалын бүтцэд хийгдэх эвдрэлийг сэргийлдэг.
| Материал | Тэмдэглэх арга | Гол давуу тал | Дулааны нөлөө |
|---|---|---|---|
| PEEK | Нүүрстөрөгчийн нүүлт | Химийн бодис агуулаагүй хар өнгөтэй тэмдэглэл | < 3 µm HAZ |
| LCP | Микро-цэврүүжилт | Өндөр нэвтрэх чадварын харьцаа | Хучилтгүй |
Нарийн цацрагийн удирдлага нь тусгай хэлхээний тэмдэглэл зэрэг чухал шинж чанаруудад 0.1% нарийвчлалыг хадгалж байдаг. Электроник үйлдвэрлэгчид эдгээр системүүдэд тулгуурлан UDI шаардлагыг хангаж, жилд дараалал таних боломжгүй кодуудын улмаас $740 мянган орох дуудлагын зардлыг Понемоны институтын 2023 оны мэдээллийн алдааны талаарх судалгааны дагуу саатуулдаг.
Дулааны хувьд мэдрэг электрон багажинд хүрэлцэхгүй, бага THD-тэй тэмдэглэл
HAZ-ийн бууруулах арга замууд: Импульсын үргэлжлэх хугацааг тохируулах (Наносекундээс Пикосекунд хүртэл) ба Сканнерийн хурдыг оновчтой болгох
Микрочип, MEMS сенсорууд болон танзим хальсны хэлхээ шиг дулааны хувьд мэдрэг электрон бараанууд нь дулаанаас гэмтэх эрсдэлтэй тул харьцах замаар тэмдэглэх арга барилыг шаарддаг. Гар утаслагч ширхэгийн лазер нь импульсын үргэлжлэх хугацааг нарийн удирдах боломжийг олгох ба ухаалаг сканнерийн арга техникийг ашиглах замаар энэ асуудлыг сайн шийдвэрлэдэг. Хэрэглэгчид наносекундын импульсаас пикосекундын импульс рүү шилжих үед термал диффузыг ойролцоогоор 60 хувиар бууруулдаг. Энэ нь энерги жижиг цэгт төвлөрч, ихэд тархахгүй байхыг хангана. Үүний үр дүнд полимер, уян хатан хэлхээний самбар зэрэг температурт мэдрэг материалуудад суурин материал деформаци болохыг саатуулдаг бөгөөд үйлдвэрлэгчид яг үнэхээр ийм зүйлийг зогсоохыг хүсдэг.
Сканнерийн хурдыг тохируулах нь импульсыг удирдахтай нийцдэг:
- Өндөр хурдны сканнер (>5 м/с) туяаны байх хугацааг 0.1 мс-аас бага байлгана
- Хувьсах цэгийн давхардаж буй хэсэг (10–90%) нийлмэл халах үзэгдлийг саатуулна
- Идэвхтэй хөргөлтийн алгоритмууд муруй гадаргууд тэмдэглэх үед параметрүүдийг динамик байдлаар тохируулна
Эдгээр стратегийн тусламжтайгаар Нийт гармоник искэлтийн хувь (THD)-ийг 3%-иас бага байлган, байршлын нарийн төвөгтэй тэмдэглэлүүдийг бат жигд хийх боломжийг олгодог. Бодит цагийн дулааны загварчлал нь дулааны цуглуулалтыг урьдчилан таамаглаж, агуурахын температур ±5°C-ийн хязгаараас гарах үед параметрүүдийг автоматаар тохируулдаг. Энэ хоёр удирдлагын арга нь хамгаалах багаж хэрэгсэл эсвэл боловсруулалтын дараах термик боловсролтгүйгээр дулаан мэдрэг бүрэлдэхүүн хэсэг дээр шууд тэмдэглэх боломжийг олгоно.
| Параметр | Наносекундын хүрээ | Пикосекундын хүрээ |
|---|---|---|
| HAZ-ийн гүн | 15–40 µm | <5 µm |
| Хамгийн их сканнерийн хурд | 3 м/с | 7 м/с |
| THD-ийн нөлөө | Дунд зэрэг (2–5%) | Хамгийн бага (<1.5%) |
Пикосекундын цохилтөөр шилжих нь наносекундын системүүдтэй харьцуулахад полииамидын уян хатан хэлхээн дэх нүүрстөрөгчийн үүсэлтийг 78%-иар бууруулдаг бөгөөд оновчтой сканерийн загварууд нь олон давхаргатай хэлхээний хавтангуудын давхарга нь тасрах эрсдэлийг арилгадаг тул функциональ чанар болон амьдралын хугацааг нь алдуулахгүйгээр UDI-ийн шаардлагад нийцэж байна.
Хяналтын стандартыг хангах: UDI, GS1 болон ISO/IEC 15415 шаардлагад гар бариулан ажилладаг ширхэг лазерын системийн тусламжтай нийцүүлэх
Гар дээр барьж ашигладаг ширхэг лазерын систем нь электроник, эмнэлгийн тоног төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлд UDI стандарт, GS1 баар кодны шаардлага, ISO/IEC 15415-ийн үнэлгээний шалгуур зэрэг чухал хяналтын шаардлагыг хангахад үйлдвэрлэгчдэд тусалдаг. Эдгээр нягт багаж нь олон удаагийн стерилизацийн явцад, химийн бодис, элэгдлийн эсрэг тэсвэртэй, уншигдах чанарыг хугацаатай нь алдалгүй өндөр харьцуулах чанартай тэмдэглэгээг бий болгодог. UDI хэрэгжүүлэх хувьд эдгээр лазер нь мэс заслын хэрэгслүүдийн муруй гадаргууд тохиолддог 300x300 микрон хэмжээтэй жижиг Data Matrix кодыг шууд боловсруулдаг. Тэдгээр нь ISO/IEC 15415-ийн 0.8-аас дээш харьцуулах харьцааг байнга хангаж, ихэнх баталгаажуулалтын туршлого нь 99.5%-иас дээш унших түвшинтэй байдаг. Энэ процесс нь материалyn гадаргуугийн шаҳалтанд орохгүй тул мэдрэг эмнэлгийн тоног төхөөрөмжийг бохирлох эрсдэл үүсгэдэггүй. Мөн үйлдвэрлэлийн явцад дулааныг мэдрэмтгий материал дээр ч GS1-д нийцсэн QR кодыг немэх замаар өөрчлөх боломжтой. Инкжет принтер, сунгасан хавчуурь зэрэг хэрэгслээс татгалзах нь хуучин тэмдэглэлтийн арга замаас хамааран урт хугацааны зардлыг ойролцоогоор 40% бууруулдаг. Үүнээс гадна энэ бүхэн ирээдүйд болох боломжит зохицуулах шалгалтуудад бэлэн бүрэн бүрдүүлэх баримт бичиг үүсгэдэг.
| Харгалзах онцлог | Гар дээрх лазерын гүйцэтгэл | Салбарын стандартын утга |
|---|---|---|
| Тэмдэглэл бат бөх байдал | 100+ удаагийн автоклавын циклийг тэсвэрлэнэ | ISO 13485:2016 |
| 2D кодны контраст харьцаа | зэвэрдэггүй болон ган дээр доод тал нь 0.85 | ISO/IEC 15415 Грейд B |
| Хамгийн бага уншигдах хэмжээ | титан дээрх 0.3 мм өгөгдлийн матриц | FDA UDI Хавсралт B |
| Загварын дотоод зөвхөн байрлал | муруй гадаргуу дээр ±25 µm | GS1 Ерөнхий Тодорхойлолт |
Түгээмэл асуулт
Гар дээр барьж ашигладаг шилэн ширмийн лазер яаж нарийвчлалыг хадгалдаг вэ?
Гар дээр барьж ашигладаг шилэн ширмийн лазерууд MOPA архитектур ашиглан тогтвортой цацрагийг нь хадгалдаг. Мөн динамик үйлдлийн үед ч нарийвчлалыг хангахын тулд дэвшмэл калибранд иж бүрдэл хөдөлгөөнийг тохируулах аргачлалыг ашигладаг.
Гар дээр барьж ашигладаг шилэн ширмийн лазераар тэмдэглэх үед гэмтээхгүйгээр маркажуулж болох материалууд юу вэ?
Гар дээр барьж ашигладаг шилэн ширмийн лазерууд исэлдээгүй зэвэрдэггүй болон анодчлогдсон хөнгөн цагаан металл зэрэг металлууд, мөн PEI, PEEK, LCP зэрэг зарим нэг пластик материалыг трещин эсвэл давхарга нь салснаас сэргийлэн тэмдэглэхэд үр дүнтэй ажилладаг.
Гар дээр барьж ашигладаг шилэн ширмийн лазерууд дулаан мэдрэг электрон багажинд ашиглахад тохиромжтой юу?
Тийм ээ, тэд хүрэлцэхгүй аргыг ашиглан импульсын үргэлжлэх хугацаа болон сканнерийн хурдыг оновчтой болгох замаар дулааны нөлөөллийг ихэд багасгаж, дулаан мэдрэг электрон багажийг гэмтэх эрсдэлийг хамгийн бага болгодог.
Гар дээр барьж ашигладаг шилэн ширмийн лазерууд салбарын хяналтын стандартыг хангаж байна уу?
Гар дээр барьж ашигладаг ширхэг лазер нь стерижлэх зэрэг олон төрлийн нөхцөлд тэсвэртэй өндөр чанартай тэмдэглэгээ хийх замаар UDI, GS1 болон ISO/IEC 15415 зэрэг чухал стандартын шаардлагад нийцэхийг дэмждэг.