Cắt mica và gỗ trên máy cắt laser mini 3020

Gia công quà tặng, biển bảng quảng cáo mini và sản phẩm decor đòi hỏi tiêu chuẩn hoàn thiện bề mặt khắt khe hơn nhiều so với việc chỉ cắt đứt phôi cơ học. Đối với thợ làm đồ mỹ nghệ và xưởng quảng cáo nhỏ, giá trị gia tăng của thành phẩm nằm ở độ tinh tế: cạnh cắt mica phải đạt độ trong suốt tự nhiên như đánh bóng gương, mặt gỗ sau khi khắc chi tiết vi mô phải giữ nguyên màu vân sáng, không được ám khói đen hay cháy xém viền. Đạt được độ hoàn mỹ này trên phân khúc máy để bàn không phụ thuộc vào may rủi, mà nằm ở kỹ thuật kiểm soát nhiệt lượng, phân bổ dòng khí phụ trợ và xử lý che chắn bề mặt phôi trước khi phát tia.

Cơ chế thăng hoa nhiệt và nguyên nhân gây ố vàng, ám khói bề mặt gỗ mộc​

Khi chùm tia laser CO2 bước sóng 10.6um chiếu vào phôi gỗ (như gỗ ép Plywood, veneer, gỗ thông, gỗ balsa), năng lượng nhiệt tập trung nung nóng các hợp chất xenlulozo và lignin vượt ngưỡng 300 - 500 độ C, làm chúng bốc hơi và thăng hoa thành khói hữu cơ. Hiện tượng bề mặt gỗ bị ố vàng, quầng đen xung quanh nét cắt bắt nguồn từ các yếu tố:

• Khí bốc hơi ngưng tụ ngược: Khói gỗ chứa hạt mù hữu cơ. Nếu quạt hút khói yếu hoặc không có luồng khí nén thổi dạt tức thời, các hạt dầu này bay lơ lửng rồi rơi ngưng tụ ngược lại ngay trên bề mặt gỗ mộc, tạo thành các vệt ố vàng loang lổ.
• Tích tụ nhiệt âm ỉ trong mạch cắt: Gỗ ép công nghiệp Plywood hay MDF chứa keo dán liên kết. Khi tốc độ cắt quá chậm hoặc nhiệt lượng quá cao, chất keo này bắt lửa âm ỉ bên trong thớ gỗ, sinh ra khói đen đậm đặc và làm cháy than hóa mạch cắt.
• Phản xạ nhiệt từ mặt bàn: Tia laser xuyên thủng phôi gỗ đập vào các thanh đỡ nhôm hoặc mắt lưới tổ ong bên dưới rồi phản xạ nhiệt ngược lên mặt sau của phôi.

Thiết lập thông số cắt đứt mica 2-3mm bóng cạnh trên máy cắt laser mini 3020​

Vật liệu mica (Acrylic) có cơ chế phân rã nhiệt hoàn toàn khác biệt so với gỗ: polyme PMMA khi gặp nhiệt độ cao sẽ bị bẻ gãy liên kết chuỗi và bốc hơi dưới dạng khí monomer MMA. Nếu điều phối nhiệt chuẩn xác, thành vết cắt sẽ tự động nóng chảy cục bộ và tự hàn phẳng lại thành một bề mặt láng mịn, trong suốt như gương.

Khi thao tác cắt đứt tấm mica dày 2mm - 3mm trên máy cắt laser mini 3020, thợ đứng máy cần làm chủ quy tắc cân bằng:

• Mica đúc 2.0mm: Công suất phát tia 55% - 62%, Tốc độ cắt 8 - 11 mm/s. Đặt cữ bép cắt cách mặt phôi chuẩn 10 mm. Mép cắt thẳng đứng, trong suốt, không có bavia đáy.
• Mica đúc 2.8mm – 3.0mm: Công suất phát tia 68% - 75%, Tốc độ cắt 5 - 7 mm/s. Hạ bép xuống 0.8mm (lấy nét lọt vào lòng phôi). Cạnh cắt bóng láng, độ vát góc (taper) dưới 1.5 độ. Lưu ý kỹ thuật: Bắt buộc phải sử dụng mica đúc nguyên sinh (Cast Acrylic) để đạt được độ bóng quang học hoàn hảo, không dùng mica đùn giá rẻ (mica Trung Quốc pha tạp chất tái chế) vì vết cắt bị đục mờ và sủi bọt.

Tác dụng của khí thổi phụ trợ (Air Assist) trong việc triệt tiêu ngọn lửa bùng phát​

Hệ thống cấp khí thổi phụ trợ xuyên qua nòng bép cắt quyết định đến 70% chất lượng bề mặt:

• Đối với phôi gỗ mỹ nghệ (Cần áp suất cao và luồng gió gom): Ngay khi tia laser chiếu vào thớ gỗ, luồng khí nén với áp suất 2.0 - 2.5 bar thổi thẳng qua lỗ bép siêu nhỏ sẽ dập tắt ngọn lửa tức thì. Đồng thời, luồng khí tốc độ cao này đẩy toàn bộ khói mụi và tro than tống thẳng xuống đáy bàn máy.
• Đối với phôi mica bóng cạnh (Cần lưu lượng khí rất nhẹ): Nếu xả khí nén quá mạnh, luồng khí lạnh đột ngột sẽ làm đông cứng bề mặt nhựa PMMA đang nóng chảy, tạo ra các đường sọc răng cưa. Để cạnh mica bóng láng, chỉ cần duy trì áp suất khí nhẹ ở mức 0.5 - 0.8 bar thông qua van tiết lưu.

Kỹ thuật điều tiết lưu lượng khí theo từng loại vật liệu được chuẩn hóa từ kinh nghiệm thử nghiệm thực tế của đội ngũ kỹ thuật ứng dụng tại Golden Micron.

Mẹo dùng băng keo giấy bảo vệ và dung dịch làm sạch bề mặt thành phẩm​

1. Dán phủ băng dính giấy y tế/băng keo giấy ngành sơn: Trước khi đưa gỗ mộc hoặc da thuộc lên bàn cắt, dán kín một lớp băng keo giấy bản rộng (10cm - 15cm) lên bề mặt phôi. Tia laser xuyên qua lớp giấy mỏng để gia công; toàn bộ mụi than, khói dầu và quầng ố vàng sẽ bám hoàn toàn lên lớp giấy này. Sau khi máy chạy xong, lột bỏ lớp băng dính giấy ra là bề mặt gỗ bên dưới vẫn trắng sáng.
2. Kê đệm phôi cách ly chống cháy lưng: Để triệt tiêu hoàn toàn vệt cháy sọc do phản xạ nhiệt từ bàn tổ ong ở mặt sau phôi, dùng các con kê nhỏ nâng cao tấm phôi cách mặt bàn kim loại từ 5mm - 10mm.
3. Dung dịch làm sạch chuyên dụng cho mica: Sau khi cắt mica, không được dùng cồn khan hay xăng thơm để lau bề mặt và cạnh cắt. Cồn tiếp xúc với vết cắt mica vừa gia công nhiệt sẽ gây hiện tượng nứt chân chim (Crazing). Nên dùng nước xà phòng loãng hoặc nước rửa kính thông thường.