حکاکی فلزات

حکاکی فلزات یکی از تکنیک های پیشرفته و نوین در دنیای طراحی و ساخت است که توانسته جایگاه خود را نه تنها در صنایع بزرگ بلکه در کاربردهای شخصی نیز تثبیت کند. با استفاده از دستگاه های حکاکی لیزری افراد عادی نیز می توانند روی فلزاتی مانند طلا، نقره یا استیل طرح های اختصاصی از جمله ساخت جواهرات سفارشی یا هدایای شخصی سازی شده حک کنند.

در این راهنما به بررسی دقیق فرآیند حکاکی فلزات با لیزر می پردازیم. در ادامه با انواع فلزات مناسب برای این کار، تکنولوژی های لیزری متناسب و ایده هایی برای کاربردهای خلاقانه آشنا خواهید شد.

فرآیند حکاکی فلزات با لیزر چگونه انجام می شود؟

در قلب فرآیند حکاکی فلزات یک پرتو لیزر متمرکز وجود دارد که انرژی بسیار بالایی دارد. هنگامی که این پرتو به سطح فلز برخورد می کند انرژی آن جذب فلز شده و بخشی از سطح فلز را بخار می کند. در واقع ماده از حالت جامد مستقیم به گاز تبدیل می شود؛ این فرآیند از نظر شیمیایی به نام تصعید شناخته می شود.

دستگاه های حکاکی لیزری توسط نرم افزارهای خاص کنترل می شوند که شدت پرتو لیزر را بسته به طرح مورد نظر تنظیم می کنند. مثلا اگر نقطه ای نیاز به عمق بیشتری داشته باشد دستگاه آن قسمت را با شدت بالاتری حکاکی می کند.

در برخی فلزات مانند استیل ضدزنگ پس از حکاکی رنگ هایی روی سطح ظاهر می شود. این پدیده به دلیل واکنش لایه ی اکسیدی سطح فلز با پرتو لیزر است. نوع فلز، سرعت حکاکی و توان لیزر همگی در ایجاد این رنگ ها نقش دارند. در فلزات خالص و بدون پوشش چنین تغییر رنگ هایی معمولاً مشاهده نمی شود.

چه فلزاتی قابل حکاکی با لیزر هستند؟

در میان فلزات مختلف چند نمونه ی پرکاربرد وجود دارد که معمولاً با لیزر حکاکی می شوند:

استیل ضد زنگ

حکاکی فلزات روی استیل ضدزنگ یکی از رایج ترین کاربردها است. از بطری های فلزی گرفته تا تجهیزات پزشکی و ابزار دقیق همه قابل حکاکی هستند. برای این نوع فلز استفاده از لیزر فایبر بهترین گزینه است. البته دیود و لیزر CO۲ نیز در برخی موارد استفاده می شوند.

فولاد

فولاد نیز در بسیاری از وسایل روزمره کاربرد دارد. حکاکی فلزات روی فولاد بیشتر به منظور شناسایی تولیدکننده یا شماره قطعه انجام می شود.

آلومینیوم

آلومینیوم به دلیل کاربرد گسترده اش در لوازم آشپزخانه، کارت های ویزیت فلزی و محصولات الکترونیکی یکی از فلزات محبوب برای حکاکی است. هم برای تزئین و هم برای شناسایی استفاده می شود.

تیتانیوم

فلزی کاربردی برای ابزارهای جراحی، جواهرات، پروتزها و قطعات هواپیما است. در پروتزهای پزشکی می توان با حکاکی فلزات شماره سریال یا کد مشخصی ایجاد کرد.

مس و برنج

با استفاده از دستگاه های حکاکی فلزات می توان طرح ها و نوشته هایی روی سکه های مسی یا قطعات برنجی حک کرد. این دو فلز به دلیل رسانایی بالا و رنگ خاصشان بسیار محبوب اند.

طلا

جواهرات، مدال ها و لوح های تقدیر طلایی معمولاً با لیزر حکاکی می شوند. برای شخصی سازی و اهدای هدایا حکاکی روی طلا بسیار رایج است.

نقره

مانند طلا، نقره نیز برای حکاکی جواهرات، مدال ها و اشیاء لوکس به کار می رود. لیزر این امکان را می دهد که بدون آسیب به فلز طرحی دائمی و دقیق ایجاد شود.

چه نوع لیزرهایی برای حکاکی فلزات مناسب هستند؟

دستگاه های حکاکی فلزات با لیزر انواع مختلفی دارند که هر یک برای نوع خاصی از فلز مناسب هستند:

لیزر فایبر

قوی ترین و مؤثرترین نوع لیزر برای حکاکی فلزات بوده که این نوع لیزر قادر به حکاکی روی تمام فلزات است و قابلیت ایجاد برش های عمیق را دارد. از این لیزر حتی برای برش و تمیزکاری فلزات نیز استفاده می شود.

لیزر CO۲

لیزرهای CO۲ با طول موج حدود ۱۰.۶ میکرومتر بیشتر برای مواد غیر فلزی یا فلزات با روکش مناسب هستند. توانایی حکاکی مستقیم روی فلزات خالص را ندارند اما در صورت استفاده از پوشش، نتیجه مطلوبی دارند.

لیزر دیودی

مدلی اقتصادی تر برای حکاکی فلزات مخصوصاً استیل ضدزنگ یا فلزات با پوشش است. توانایی حکاکی محدودتری دارد اما گزینه ای مقرون به صرفه برای کاربردهای خانگی یا سبک است.

لیزر مادون قرمز

لیزرهای مادون قرمز با طول موج ۱۰۶۴ نانومتر به خوبی توسط فلزات و برخی پلاستیک ها جذب می شوند. این ویژگی باعث ایجاد حکاکی های دقیق و تمیز روی سطح فلز می شود.

حکاکی فلزات چگونه انجام می شود؟

حکاکی فلزات نه تنها با فناوری لیزر بلکه به صورت مکانیکی نیز انجام می گیرد. بسته به نیاز، ظرافت مورد نظر و نوع فلز روش مناسب انتخاب می شود. در ادامه با مهم ترین روش های مکانیکی حکاکی آشنا می شویم:

حکاکی با نوک الماس

در این روش از ابزاری مخروطی شکل با نوک الماس استفاده می شود که بدون چرخش روی سطح فلز کشیده می شود و اثری دقیق و منظم برجای می گذارد. این روش بیشتر برای فلزات نرم مانند طلا و نقره مناسب است و در ساخت جواهرات و لوح های تقدیر کاربرد زیادی دارد. مزیت آن سرعت بالا و هزینه ی پایین است.

برنیشینگ

در این روش ابزار چرخان با فشار محدود سطح فلز را صیقلی و براق می کند. این ابزار معمولاً از الماس یا کاربید ساخته می شود. برنیشینگ امکان ایجاد حروف با ارتفاع بیشتر و جلوه ی براق تری را فراهم می کند، هرچند تجهیزات بیشتری مانند موتور حکاکی و آداپتور نیاز دارد.

حکاکی چرخشی

روش چرخشی از تیغه هایی استفاده می کند که با سرعت بالا می چرخند و لایه ای از فلز را می تراشند. این روش امکان حکاکی عمیق تر و حتی برش کامل قطعات را فراهم می سازد. معمولاً در کاربردهای صنعتی از این روش استفاده می شود. نتیجه ی نهایی آن بسیار مقاوم و ماندگار است اما نیاز به ابزار تخصصی و پاک سازی دارد.

نتیجه گیری

چه در زمینه شخصی سازی محصولات و چه در کاربردهای صنعتی حکاکی فلزات یک روش دقیق، ماندگار و قابل اعتماد است که به لطف پیشرفت های فناورانه امکان پذیرتر از همیشه شده است. از میان روش های متنوع مکانیکی و لیزری می توان متناسب با نیاز، فلز و بودجه بهترین انتخاب را داشت.