Máy khắc laser bản mạch

Giới thiệu chung về máy khắc laser bản mạch

Máy khắc laser bản mạch là thiết bị sử dụng nguồn laser công suất cao để khắc các thông tin như mã vạch, QR code, số seri, logo lên bề mặt sản phẩm. Với ưu điểm chính xác cao, tốc độ nhanh, máy khắc laser ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất hiện đại. Ngành công nghiệp sản xuất đang ngày càng phát triển mạnh mẽ, kèm theo đó là những yêu cầu khắt khe, đòi hỏi chất lượng cao. Công nghệ laser khắc 2D ngày càng được ứng dụng nhiều trong sản xuất với tính linh hoạt, khả năng tự động hóa dễ dàng, được lắp ráp trên các dây chuyền tự động đã đáp ứng được các yêu cầu quan trọng trong ngành sản xuất.

Máy khắc laser bản mạch thường được lắp đặt trên dây chuyền sản xuất tự động để tự động khắc các thông tin cần thiết lên sản phẩm. Máy hoạt động dựa trên nguyên lý tập trung năng lượng laser vào một điểm nhỏ trên bề mặt vật liệu, làm nóng chảy hoặc bốc hơi vật liệu tại điểm đó tạo thành các đường khắc mong muốn.

Máy khắc laser bản mạch dùng để làm gì?

Trong dây chuyền sản xuất PCB, mỗi sản phẩm có thể cần được gắn một mã nhận diện riêng để phục vụ quản lý và truy xuất. Máy khắc laser cho phép thông tin này được tạo trực tiếp trên PCB thay vì phải sử dụng phương pháp đánh dấu thủ công. Các nội dung thường được khắc bao gồm mã QR, mã vạch, số serial, mã sản phẩm, ký tự, logo hoặc thông tin nhận diện khác theo yêu cầu của từng sản phẩm. Đối với các mã được sử dụng để truy xuất, hệ thống có thể kết hợp với camera để kiểm tra nội dung sau khi khắc, giúp phát hiện các trường hợp mã không đạt yêu cầu trước khi PCB chuyển sang công đoạn tiếp theo. Khả năng lập trình cũng cho phép máy thay đổi nội dung khắc theo từng model hoặc chương trình sản xuất. Đây là yếu tố quan trọng đối với các nhà máy có nhiều mã sản phẩm hoặc cần quản lý thông tin riêng cho từng PCB.

Ứng dụng của máy khắc laser bản mạch

Máy khắc laser bản mạch được sử dụng trong các dây chuyền sản xuất và lắp ráp thiết bị điện tử, đặc biệt tại những công đoạn cần đánh dấu thông tin nhận diện trực tiếp lên PCB. Máy có thể đáp ứng các nhu cầu như khắc mã QR, barcode, số serial, mã sản phẩm, logo hoặc các ký tự phục vụ quản lý sản xuất và truy xuất nguồn gốc. Trong dây chuyền, máy có thể được bố trí tại vị trí phù hợp với quy trình của từng nhà máy, chẳng hạn sau một công đoạn lắp ráp hoặc trước công đoạn kiểm tra. Khi kết hợp với camera, hệ thống không chỉ tạo mã mà còn có thể kiểm tra thông tin vừa khắc trước khi PCB được chuyển tiếp. Thiết bị phù hợp với các nhà máy sản xuất PCB, linh kiện điện tử, thiết bị điện, sản phẩm điện tử công nghiệp và các dây chuyền yêu cầu quản lý sản phẩm bằng mã nhận diện.

Nguyên lý hoạt động của máy khắc laser PCB

Quá trình khắc được thực hiện theo một chu trình tự động. PCB trước tiên được đưa vào máy thông qua hệ thống Input hoặc băng tải. Sau khi sản phẩm đến vị trí quy định, cơ cấu định vị giữ PCB ổn định để đảm bảo vùng cần khắc nằm đúng vị trí. Người vận hành lựa chọn chương trình tương ứng với sản phẩm. Nội dung chương trình có thể bao gồm ký tự, logo, mã vạch, mã QR hoặc các thông tin khác cần đánh dấu. Khi bắt đầu chu trình, nguồn laser phát tia và hệ thống quét điều khiển tia laser theo hình dạng đã được lập trình. Năng lượng laser tác động lên bề mặt vật liệu tại những vị trí xác định, tạo thành dấu khắc theo nội dung yêu cầu. Sau khi quá trình khắc hoàn thành, PCB có thể được đưa qua hệ thống camera để kiểm tra vị trí và chất lượng của mã. Sản phẩm đạt yêu cầu sẽ được chuyển sang công đoạn tiếp theo của dây chuyền.

Như vậy, một chu trình cơ bản có thể bao gồm cấp PCB → định vị → đọc chương trình → khắc laser → kiểm tra bằng camera → chuyển sản phẩm sang công đoạn tiếp theo.

Tính năng nổi bật của máy khắc laser bản mạch CNC VINA

Khắc mã và thông tin trực tiếp trên PCB

Máy có khả năng đánh dấu nhiều dạng thông tin phục vụ nhận diện và truy xuất sản phẩm như mã QR, mã vạch, số serial, ký tự, logo và mã sản phẩm. Việc khắc trực tiếp lên PCB giúp thông tin nhận diện gắn liền với sản phẩm trong suốt quá trình sản xuất, hạn chế sự phụ thuộc vào nhãn giấy hoặc tem rời có thể bị bong, mất hoặc nhầm lẫn trong quá trình vận chuyển.

Độ chính xác cao đối với các ký tự và mã nhỏ

Hệ thống laser và cơ cấu quét được điều khiển chính xác để tạo ra các dấu khắc theo chương trình. Theo cấu hình tham khảo của máy, kích thước ký tự tối thiểu có thể đạt khoảng 0,1 mm. Khả năng tạo các ký tự nhỏ giúp máy phù hợp với những PCB có diện tích hạn chế nhưng vẫn cần bố trí mã nhận diện. Tuy nhiên, kích thước thực tế của ký tự và chất lượng dấu khắc còn phụ thuộc vào vật liệu, loại laser, công suất và yêu cầu của từng sản phẩm.

Tốc độ khắc phù hợp với sản xuất liên tục

Khác với phương pháp đánh dấu thủ công, quá trình tạo mã bằng laser được thực hiện theo chương trình đã thiết lập. Sau khi PCB được đưa vào đúng vị trí, hệ thống có thể tự động thực hiện nội dung khắc mà không cần người vận hành thao tác từng ký tự. Cách vận hành này phù hợp với các dây chuyền có sản lượng lớn và yêu cầu duy trì chu kỳ sản xuất ổn định. Thời gian khắc thực tế sẽ phụ thuộc vào nội dung, kích thước vùng đánh dấu, mật độ ký tự và yêu cầu chất lượng của từng sản phẩm.

Không cần khuôn hoặc dụng cụ tiếp xúc trực tiếp

Laser tạo dấu bằng năng lượng ánh sáng tập trung nên không cần sử dụng mũi khắc cơ học tiếp xúc trực tiếp với bề mặt sản phẩm. Điều này giúp giảm các vấn đề liên quan đến hao mòn dụng cụ trong quá trình đánh dấu và thuận tiện khi thay đổi nội dung khắc. Đây cũng là một trong những lý do công nghệ laser phù hợp với các sản phẩm yêu cầu đánh dấu nhỏ, chính xác và có nhiều nội dung khác nhau.

Lập trình nội dung khắc linh hoạt

Nội dung khắc được thiết lập thông qua phần mềm điều khiển. Người vận hành có thể lựa chọn chương trình tương ứng với model PCB thay vì phải thay đổi khuôn hoặc dụng cụ cơ khí mỗi khi thay đổi nội dung. Với những dây chuyền sản xuất nhiều model, việc quản lý chương trình theo từng sản phẩm giúp giảm thời gian thiết lập và hạn chế lỗi do nhập sai nội dung.

Có thể kết hợp camera kiểm tra sau khắc

Đối với các ứng dụng yêu cầu kiểm soát chất lượng, hệ thống khắc có thể kết hợp camera để kiểm tra thông tin sau khi hoàn thành. Camera có thể được sử dụng để xác nhận vị trí, sự hiện diện và chất lượng nhận diện của mã theo yêu cầu của dây chuyền. Việc kết hợp khắc và kiểm tra trong cùng một quy trình giúp doanh nghiệp phát hiện sớm sản phẩm có dấu khắc không đạt trước khi chuyển sang công đoạn tiếp theo.

Thiết kế phù hợp với dây chuyền tự động

Máy có thể được thiết kế để tích hợp vào dây chuyền SMT hoặc các dây chuyền sản xuất điện tử hiện có. PCB được vận chuyển bằng hệ thống băng tải, tự động đưa đến vị trí khắc và tiếp tục chuyển sang công đoạn sau khi hoàn thành. Tùy layout nhà máy, kích thước PCB và thiết bị liên quan, cấu hình máy có thể được điều chỉnh để phù hợp với chiều cao chuyền, hướng di chuyển sản phẩm và phương án kết nối tín hiệu.

Lợi ích khi sử dụng máy khắc laser bản mạch

Việc sử dụng máy khắc laser giúp doanh nghiệp tự động hóa công đoạn đánh dấu PCB thay vì phụ thuộc vào thao tác thủ công. Nội dung khắc được quản lý bằng chương trình nên quá trình tạo mã có tính ổn định và lặp lại cao hơn giữa các sản phẩm. Đối với các mã QR, barcode hoặc serial dùng để truy xuất, việc khắc trực tiếp lên PCB giúp thông tin nhận diện đi cùng sản phẩm trong suốt quá trình sản xuất. Điều này đặc biệt hữu ích khi PCB phải trải qua nhiều công đoạn và được kiểm tra hoặc truy xuất dữ liệu ở các vị trí khác nhau trong nhà máy. Máy cũng giúp giảm các vật tư liên quan đến phương pháp đánh dấu bằng tem nhãn hoặc dụng cụ khắc cơ học. Vì tia laser tác động trực tiếp lên bề mặt sản phẩm nên quá trình khắc không yêu cầu khuôn hoặc mũi khắc tiếp xúc như một số phương pháp cơ khí. Bên cạnh đó, khả năng lập trình nhiều nội dung và kết nối với hệ thống camera giúp máy phù hợp với những dây chuyền cần vừa đánh dấu vừa kiểm soát thông tin sản phẩm. Khi được tích hợp Inline, công đoạn khắc có thể được thực hiện ngay trong dòng sản xuất, hạn chế việc đưa PCB ra khỏi dây chuyền để đánh dấu riêng.

Thông số kỹ thuật máy khắc laser bản mạch

Các thông số cụ thể của máy có thể thay đổi tùy theo mục đích sử dụng và yêu cầu của khách hàng. 

Các loại máy khắc laser mã sản phẩm tương tự

Đối với chất liệu được khắc và chất lượng khắc yêu cầu, CNC VINA sẽ chọn các công nghệ khắc khác nhau:

Khắc laser (Laser engraving)

Khắc laser bằng cách sử dụng chùm tia để loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt của chi tiết. Trong quá trình này, vật liệu sẽ hấp thụ nhiệt từ tia laser cho đến khi nó bốc hơi, tạo ra các vết lõm. Vật liệu này cũng sẽ phản ứng với không khí, gây ra sự thay đổi màu sắc thành màu đen khiến nhãn hiệu trở nên rõ ràng hơn.

Vì không cần vật tư tiêu hao để thực hiện khắc laser, nên nó thường tiết kiệm chi phí hơn so với các phương pháp khắc khác dựa vào, chẳng hạn như mũi khoan, cần thay thế khi chúng bị mòn, gãy. Hơn nữa, khắc laser rất linh hoạt; nó có thể được thực hiện trên nhiều loại vật liệu, bao gồm các kim loại như thép, nhôm và đồng, cũng như một số loại nhựa và gốm sứ. 

Ăn mòn laser (Laser etching)

Sự khác biệt chính giữa ăn mòn laser (laser etching) và khắc laser (laser engraving) là ăn mòn làm tan chảy bề mặt vi mô để tạo ra các vết nổi lên, trong khi khắc loại bỏ vật liệu để tạo ra các vết sâu. Độ cao ăn mòn laser có thể đạt tới 80µm, trong khi các dấu khắc thường có thể sâu tới 500µm. Giống như khắc laser (laser engraving), ăn mòn laser là một quy trình linh hoạt và phù hợp để đánh dấu nhiều loại kim loại bao gồm nhôm, thép, kẽm, chì và magiê, cũng như các phi kim loại như giấy, gỗ và nhựa.

So với khắc laser (laser engraving), ăn mòn laser là một quá trình nhanh hơn, tiêu thụ ít năng lượng hơn. Mặc dù khắc laser (laser engraving) không chiếm ưu thế về tốc độ và mức tiêu thụ năng lượng, nhưng các dấu của nó bền hơn đáng kể so với ăn mòn laser. Điều này là do các vết lõm được tạo ra bằng cách ăn mòn có khả năng bảo vệ chống mài mòn tốt hơn so với các vết nâng cao được hình thành bằng cách khắc. Tuy nhiên, ăn mòn laser có ưu thế khi tạo ra các dấu có độ tương phản cao. Điều này là do nó có thể được sử dụng để tạo các vết trắng, đen và xám, trong khi khắc laser chỉ có thể được sử dụng để tạo các vết đen.

Đầu khắc laser trên sản phẩm tấm kim loại

Ủ laser

Ủ bằng laser liên quan đến việc bề mặt kim loại được nung nóng từ từ bằng chùm tia. Điều này tạo ra một vết 20-30µm bên dưới bề mặt khi kim loại bắt đầu oxy hóa bên trong. Độ dày và do đó màu sắc của lớp oxit bên trong được xác định bởi nhiệt độ cao nhất đạt được trên bề mặt kim loại trong quá trình nung nóng. Nhiệt độ này được kiểm soát bởi cường độ của tia laser, tốc độ mà chùm tia quét qua bề mặt và khoảng cách giữa các đường truyền liên tiếp của chùm tia. Các dấu được tạo ra bằng cách ủ laser có thể được tạo ra với nhiều màu sắc khác nhau, không bị mài mòn và không ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn của bộ phận (như trường hợp khắc). Điều này làm cho quy trình rất phù hợp để đánh dấu các vật liệu được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như kim loại đen và titan.

Thâm nhập carbon (Carbon migration)

Thông qua quá trình di chuyển cacbon, vật liệu cơ bản được đốt nóng bằng chùm tia laze, khiến vật liệu này liên kết hóa học với các phân tử cacbon ở hoặc gần bề mặt của nó. Điều này tạo ra một vết sẫm màu, nhẵn, vĩnh viễn, làm cho nó phù hợp để sử dụng trên các thiết bị y tế, nơi bất kỳ độ nhám bề mặt nào cũng có thể chứa chất gây ô nhiễm và/hoặc vi khuẩn, đồng thời quá trình này diễn ra nhanh chóng so với quá trình ủ. Di chuyển carbon có thể được sử dụng để dán nhãn lên kim loại, giấy, gỗ, da và vật liệu đóng gói. Tuy nhiên, các vết được tạo ra bằng cách di chuyển carbon sẽ không dễ dàng nhìn thấy trên các bộ phận có màu tối.

Tạo bọt (Foaming)

Tạo bọt thích hợp để tạo ra các vết sáng màu trên nhựa tối màu và đôi khi là thép không gỉ. Thông qua quá trình này, bề mặt của vật liệu được đốt nóng bằng tia laze để nó tan chảy và tạo ra các bong bóng bị giữ lại trong quá trình làm mát. Kết quả đánh dấu được nâng cao khoảng 20-40μm và có thể tương đối rộng. Ánh sáng sau đó phản chiếu các vết nổi lên, làm cho chúng sáng lên trên nhựa sẫm màu. Các thông số cụ thể của máy có thể thay đổi tùy theo mục đích sử dụng và yêu cầu của khách hàng. 

Một số thiết bị khắc và đánh dấu sản phẩm khác

Ngoài máy khắc laser mã sản phẩm, một số sản phẩm tương tự khác có thể sử dụng để khắc các chi tiết lên sản phẩm bao gồm:

• Máy khắc laser CO2: Sử dụng laser CO2 công suất lớn, thường dùng để cắt, khắc kim loại

• Máy khắc laser fiber: Sử dụng laser fiber, khắc chính xác các chi tiết nhỏ

• Máy in laser: Sử dụng nhiệt để in ấn trực tiếp lên sản phẩm

• Máy in mã vạch: In các nhãn vạch lên bề mặt sản phẩm

• Máy dập laser: Sử dụng lực đập mạnh của chùm tia laser để tạo ký tự

 Máy khắc laser bản mạch là một trong những sản phẩm máy tự động chuyên dụng được CNC VINA cung cấp cho các khách hàng trong nhiều năm qua. CNC VINA luôn đưa ra giải pháp, thiết kế tối ưu nhất với mức đầu tư thấp nhất.

Khách hàng có nhu cầu về các máy tự động phục vụ ngành lắp ráp điện tử vui lòng liên hệ:

CÔNG TY CỔ PHẦN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ & CNC VIỆT NAM

Nhà máy: Điểm công nghiệp Sông Cùng, xã Đồng Tháp, Huyện Đan Phượng, Tp. Hà Nội, Việt Nam

Văn phòng: Tòa nhà Rox Center Hồ Tùng Mậu ( Rox Tower Goldmark City), 136 Hồ Tùng Mậu, Bắc Từ Liêm, Hà Nội.

Điện thoại: +84.916 63 9355 / +84.915 74 4664

Website: https://cncvina.com.vn; https://cncvina.net; https://cncviname.com.vn

Email: Sales01@cncvina.com.vn | Sales03@cncvina.com.vn