เครื่องตัดเลเซอร์ มีกี่แบบ อะไรบ้าง? CO2, Fiber, Diode

เครื่องตัดแกะสลักเลเซอร์ในท้องตลาดมีหลายชนิด ซึ่งแต่ละชนิดมีข้อดีข้อเสียแตกต่างกันไป ทั้งแบบ CO₂, Diode และ Fiber บางชนิดเหมาะกับงานโลหะ บางชนิดเหมาะกับงานอโลหะตัดพลาสติก ตัดหนัง ตัดสไม้ เรามาทำความรู้จักเลเซอร์แต่ละชนิดกันเลยครับ

แบ่ง Laser ตามแหล่งกำเนินแสง
1. CO2 Laser แห่งกำเนิดแสงของ Laser ชนิดนี้มาจากหลอด CO2 โดยทั่วๆไปจะมีกำลัง 30-180Watt โดยมีความยาวคลื่น 10.6 uM (10600 nm) เป็นความยาวคลื่นที่ตาเรามองไม่เห็น ไม่จำเป็นต้องใส่แว่นป้องกัน เลเซอร์ชนิด CO2 จะเป็นเลเซอร์ที่นิยมใช้มากที่สุด ทำงานได้หลากหลาย แต่เน้นไปที่วัสดุอโลหะ

นิยมใช้กันมากที่สุด เหมาะกับแกะสลักและตัดวัสดุอโลหะ เช่น Acrylic, แผ่นไม้, หนัง, แผ่นยาง, แผ่นพลาสติกชนิดต่างๆ
ใช้พลังงาน input สูงที่สุด เกิดความร้อนมากสุด ถ้าเทียบกับกำลังตัดที่ได้
ตัดและ แกะสลัก Acrylic

งานจาก CO2 Laser

2. Diode Laser แห่งกำเนิดแสงมาจากตัว Diode มีขนาดเล็กมาก แต่แลกมาด้วยกำลังที่น้อยจะเห็นที่ 1-10Watt ลำแสงที่ออกมาอยู่ในช่วง UV 405 – 1080 nm (เป็นแสงที่ตาเรามองเห็นนะคับ จะเห็นเป็นสีน้ำเงิน-ม่วง ต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันเมื่อใช้งาน เช่น แว่นตา)

ขนาดเล็ก แกะสลักได้ดี แต่ไม่เหมาะงานตัด (ไม่แนะนำกับงานตัดเลย)
ต้องใช้แว่นป้องกัน ลำแสงมีอันตรายกับสายตา
หลังๆ Diode Laser ใช้ในการแพทย์และเสริมความงามมากขึ้น แต่ก่อนใช้ CO2 เลเซอร์ในการจี้ผิว แก้แผลเป็น หลังจากที่ Diode เลเซอร์มาจึงนิยม เนื่องจากเครื่องไม่ใหญ่ เคลื่อนย้ายสะดวก
แกะสลักลงบนพื้นผิวต่าง

เครื่องจะมีขนาดเล็กมาก

3. Fiber Laser เป็นเลเซอร์ที่มีกำลังมากที่สุด แหล่งกำเนิดแสงมาจาก Diode Laser จำนวนมากๆหลายตัว มารวมแสงผ่านกันที่เส้นไฟเบอร์นำแสง แสงของ Diode แต่ละเส้นจะมารวมกันที่เส้น Fiber เส้นใหญ่นำไปสู่หัวเลเซอร์และโฟกัสไปที่จุดเดียว Fiber Laser นิยมใช้ใน Fiber Marking 10-50Watt และ เครื่องตัดโลหะ ไฟเบอร์ Fiber Metal Cutter ขนาด 1000-5000Watt

เกิดจาก Diode Laser จำนวนหลาายๆตัว แสงเดินทางผ่านสาย Fiber เส้นเล็กๆหลายๆเส้น รวมเป็นเส้นใหญ่ ณ จุดปลายอีกข้างหนึ่ง

กำลังในการตัดสูงมาก สามารถตัดโลหะ หนาได้ (ต้อง Gas ช่วยเช่น Gas O2 หรือ N2)

เป็นเลเซอร์ที่กำลังสูงที่สุด
ราคาสูงที่สุด
ใช้แกะสลัก โลหะ หรือ ตัดโลหะหนาๆได้
ใช้ Fiber Laser ต้องใช้แว่นตาป้องกัน
Fiber Laser สามารถตัดโลหะ หนาๆได้

Note : นอกจาก Diode Laser/ Fiber Laser ใช้ในงานตัดหรืองานแกะสลักแล้ว ยังเอามาใช้ทำ 3D Printer อีกด้วยจะเห็นได้ที่ระบบ SLA (ใช้เลเซอร์ยิงบนน้ำเรซิ่น) หรือ SLS (ใช้เลเซอร์ยิงบนผงโพลิเมอร์ ผงไนลอน) หรือ SLM (ใช้ Fiber Laser กำลังสูงยิงหลอมผงโลหะเข้าด้วยกัน)

ใช้ Fiber Laser ยิงลงบนผง Nylon ในระบบ SLS 3D Printer

แบ่งการตามวิธีการเคลื่อนที่ของเลเซอร์

1. Cartesian หรือ หัวเลเซอร์เครื่องที่ในแกน XY โดยมอเตอร์ ระบบนี้พบเห็นได้บ่อยที่สุด พวกเครื่องตัด CO2, Fiber Laser ต่างๆในท้องตลาด ระบบนี้ข้อดีคือถูก แต่ยังมีข้อจำกัด ด้านความเร็วของการทำงาน หัวเลเซอร์ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้เร็ว เร็วเกินไปงานที่ได้ไม่ชัดไม่สวย เช่น ถ้าแกะสลักที่ 200mm/Sec เริ่มจะเห็น Ghost (ภาพเคลื่อนจากความหน่วงของหัวฉีด)

เคลื่อนที่แบบ cartesian หัวเลเซอร์เคลื่อนทั้งระนาบ X Y

2. Galvano หรือ การกวาดแสงโดยใช้ กระจก 2 บาน เป็นตัวหักเหลำแสงเลเซอร์ ไปยังจุดต่างๆบน Table จะเห็นระบบนี้ได้มากกับ เครื่อง Fiber Laser Marking ข้อดีของระบบนี้คือเร็วมาก ความเร็ว 5000mm/Sec มีให้เห็นได้ง่ายๆ ข้อเสียหลัก หลักๆของระบบนี้คือ คุณภาพของงานจะลดลงเมื่ออยู่ขอบชิ้นงาน ห่างจากจุดกึ่งกลางเท่าไหร่คุณภาพลดลงเท่านั้น เพราะเลเซอร์จะตั้งฉากที่จุดกึ่งกลางภาพ และจะตกกระทบเป็นมุมมากขึ้นเรื่อยหากห่างจุดกี่งกลาง

เคลื่อนที่แบบ Galvano Scanner จะเห็นได้มากใน Fiber Laser Marking

3. Hybrid cartesian & Galvano อันนี้เป็นอะไรที่มาใหม่มาก คือใช้กันหักเหแสง กับ การเครื่องที่ตามแกนมอเตอร์เข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่นเครื่อง Formlabs Form3 หัวเลเซอร์เคลื่อนที่ในแนวแกน X แบบ cartesian และ ใช้การหักเหของกระจกที่แกน Y เป็นการประยุกต์เอาข้อดีของทั้งสองระบบเข้าด้วยกัน คือเคลื่อนที่ยังเร็วอยู่ และแสงเลเซอร์ตกกระทบยังได้ฉากอยู่เสมอ

เลเซอร์สะท้อนกระจกในแนวแกน Y (Galvano) ชุดเลเซอร์นี้เคลื่อนที่บนรางแกน X เลเซอร์จะตกกระทบตั้งฉากชิ้นงานเสมอ

Note : เครื่อง Laser Cut&Engrave เกือบทั้งหมดจะเป็นแบบ cartesian ส่วนเครื่อง Fiber Marking เกือบทั้งหมดจะเป็นแบบ Galvano แบบ Hybrid เริ่มจะมีให้เห็นได้บ้าง ยังใช้ในเครื่อง 3D Printer

Laser Cutter and Engraver – CO2 เครื่องตัดและแกะสลักเลเซอร์ชนิด CO2
เลเซอร์ที่นิยมใช้กันมากที่สุด ขนาดเริ่มต้น 40*30cm ถึง 250*130cm