Nghiên Cứu, Tính Toán và Thiết Kế Máy Khắc Laser

Máy khắc laser là một trong những công nghệ tiên tiến nhất trong ngành chế tạo hiện nay. 78 trang · Đại học Đà Nẵng · 2024.

• Tác giả: Phạm Ngọc Viễn
• Người hướng dẫn: ThS. Ngô Tấn Thống
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ khí
• Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy khắc laser
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• CAM ĐOAN
• 1. MỤC LỤC
• 2. DANH MỤC HÌNH VẼ
• 3. DANH MỤC BẢNG, KÍ HIỆU
• 4. TỔNG QUAN VỀ MÁY KHẮC LASER
• 4.1. Nguyên lý phát sinh tia laser
• 4.2. Đặc điểm của tia laser
• 4.3. Phân loại tia laser
• 4.4. Ứng dụng của tia laser
• 5. CÔNG NGHỆ KHẮC LASER FIBER
• 5.1. Nguyên lý hoạt động
• 5.2. Ứng dụng của máy cắt laser Fiber
• 6. CÔNG NGHỆ KHẮC LASER CO2
• 6.1. Nguyên lý làm việc của máy laser CO2
• 6.2. Ứng dụng của máy cắt laser CO2
• 7. CÔNG NGHỆ KHẮC LASER SURFACE REMOVAL
• 7.1. Ưu điểm của công nghệ khắc laser Surface Removal
• 7.2. Ứng dụng của công nghệ khắc Laser Surface Removal
• 8. CÔNG NGHỆ KHẮC LASER COLOR CHANGE
• 8.1. Ưu điểm của công nghệ khắc laser Color Change
• 8.2. Nhược điểm của công nghệ khắc laser Color Change
• 8.3. Ứng dụng của công nghệ khắc laser Color Change
• 9. CÁC HỆ THỐNG CHUYỂN ĐỘNG
• 9.1. Hệ thống phân phối chùm tia
• 9.2. Hệ thống chuyển động
• 9.3. Bộ cộng hưởng laser
• 9.4. Kỹ thuật tự động hóa
• 10. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CHI TIẾT CỦA MÁY KHẮC LASER
• 10.1. Thiết kế phần khung
• 10.2. Tính chọn thanh trượt
• 10.2.1. Chọn vật liệu
• 10.2.2. Đặc điểm của thanh nhôm định hình
• 10.2.3. Nguyên lý làm việc của thanh trượt
• 10.2.4. Tính chọn độ chính xác của thanh trượt
• 10.2.5. Tính chọn thanh trượt dựa trên tải trọng
• 10.3. Tính toán mô phỏng trên solidwork
• 10.3.1. Tính toán cho vít M3
• 10.3.2. Tính toán cho vít M5
• 10.4. Chọn puly răng 3M
• 10.5. Tính chọn dây đai
• 10.6. Tính chọn động cơ
• 10.6.1. Động cơ bước là gì?
• 10.6.2. Cấu tạo động cơ bước
• 10.6.3. Nguyên lý hoạt động
• 10.6.4. Các phương pháp để điều khiển động cơ bước
• 10.6.5. Tính chọn động cơ bước cho máy
• 10.7. Chọn đầu khắc laser
• 10.7.1. Diode laser là gì?
• 10.7.2. Nguyên lý hoạt động khắc laser Diode
• 10.7.3. Ứng dụng của công nghệ khắc laser diode
• 10.7.4. Chọn đầu khắc laser
• 11. CÀI ĐẶT VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM
• 12. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TẤM TRƯỢC CHO ĐẦU KHẮC
• 12.1. Nguyên công 1: phay 2 mặt đáy
• 12.2. Nguyên công 2: khoan, khoét, doa 4 lỗ ∅10
• 12.3. Nguyên công 3: Phay 4 mặt bên
• 12.4. Nguyên công 4: Phay 2 rãnh
• 12.5. Tính lượng dư gia công nguyên công 2
• 12.5.1. Tính lượng dư gia công lỗ ∅10
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên Cứu và Thiết Kế Máy Khắc Laser Hiện Đại

Máy khắc laser là một trong những công nghệ tiên tiến nhất trong ngành chế tạo hiện nay. Với khả năng khắc chính xác trên nhiều loại vật liệu khác nhau, máy khắc laser đã trở thành một công cụ không thể thiếu trong các ngành công nghiệp. Nghiên cứu và thiết kế máy khắc laser không chỉ giúp nâng cao hiệu suất sản xuất mà còn mở ra nhiều cơ hội mới trong việc tạo ra các sản phẩm độc đáo và chất lượng cao.

1.1. Định nghĩa và Nguyên lý hoạt động của máy khắc laser

Máy khắc laser hoạt động dựa trên nguyên lý phát xạ kích thích, tạo ra tia laser có cường độ cao. Tia laser này được sử dụng để khắc lên bề mặt vật liệu, tạo ra các hình ảnh và chữ viết với độ chính xác cao.

1.2. Lịch sử phát triển của công nghệ khắc laser

Công nghệ khắc laser đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển từ những năm 1960. Sự ra đời của các loại laser mới như laser CO2 và laser di-ốt đã mở rộng khả năng ứng dụng của máy khắc laser trong nhiều lĩnh vực.

II. Vấn đề và Thách thức trong Nghiên Cứu Máy Khắc Laser

Mặc dù công nghệ khắc laser mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại nhiều thách thức trong quá trình nghiên cứu và thiết kế. Các vấn đề như chi phí đầu tư, độ chính xác của máy, và khả năng khắc trên các vật liệu khác nhau cần được giải quyết.

2.1. Chi phí đầu tư và bảo trì máy khắc laser

Chi phí đầu tư ban đầu cho máy khắc laser có thể cao, đặc biệt là đối với các máy công nghiệp. Ngoài ra, việc bảo trì và sửa chữa cũng đòi hỏi chi phí không nhỏ.

2.2. Độ chính xác và hiệu suất của máy khắc laser

Độ chính xác của máy khắc laser phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại laser, cấu trúc máy và phần mềm điều khiển. Việc tối ưu hóa các yếu tố này là rất quan trọng để đạt được hiệu suất cao.

III. Phương pháp Nghiên Cứu và Thiết Kế Máy Khắc Laser

Để thiết kế một máy khắc laser hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học và kỹ thuật hiện đại. Các bước từ tính toán, mô phỏng đến thực nghiệm đều cần được thực hiện một cách cẩn thận.

3.1. Tính toán và mô phỏng thiết kế máy khắc laser

Sử dụng phần mềm mô phỏng như SolidWorks để thiết kế và kiểm tra các bộ phận của máy khắc laser. Điều này giúp phát hiện sớm các vấn đề và tối ưu hóa thiết kế.

3.2. Thực nghiệm và đánh giá hiệu suất máy khắc laser

Sau khi hoàn thành thiết kế, tiến hành thử nghiệm máy khắc laser trên các vật liệu khác nhau để đánh giá hiệu suất và độ chính xác của máy.

IV. Ứng dụng Thực Tiễn của Máy Khắc Laser trong Công Nghiệp

Máy khắc laser được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như chế tạo, quảng cáo, và nghệ thuật. Khả năng khắc chính xác trên nhiều loại vật liệu giúp máy khắc laser trở thành công cụ hữu ích trong sản xuất.

4.1. Ứng dụng trong ngành chế tạo và sản xuất

Máy khắc laser được sử dụng để khắc logo, mã vạch và các chi tiết phức tạp trên sản phẩm, giúp nâng cao giá trị thẩm mỹ và thương hiệu.

4.2. Ứng dụng trong nghệ thuật và thiết kế

Nghệ sĩ và nhà thiết kế sử dụng máy khắc laser để tạo ra các tác phẩm nghệ thuật độc đáo, từ tranh khắc đến đồ trang sức, mở ra nhiều cơ hội sáng tạo.

V. Kết luận và Tương lai của Nghiên Cứu Máy Khắc Laser

Nghiên cứu và thiết kế máy khắc laser không chỉ mang lại giá trị kinh tế mà còn thúc đẩy sự phát triển của công nghệ. Tương lai của máy khắc laser hứa hẹn sẽ còn nhiều tiềm năng với sự phát triển của công nghệ mới.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ khắc laser

Công nghệ khắc laser đang ngày càng được cải tiến với sự xuất hiện của các loại laser mới và phần mềm điều khiển thông minh, giúp nâng cao hiệu suất và độ chính xác.

5.2. Tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực mới

Máy khắc laser có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực mới như y tế, giáo dục và nghiên cứu khoa học, mở ra nhiều cơ hội cho sự phát triển bền vững.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế chuyển dịch của nền công nghiệp theo hướng tự động hóa và hiện đại hóa, nhu cầu gia công chính xác các chi tiết cơ khí và trang trí mỹ thuật ngày càng gia tăng tại các nhà máy, khu công nghiệp và cơ sở sản xuất quy mô vừa và nhỏ. Công nghệ gia công CNC kết hợp cắt, khắc bằng tia laser đóng vai trò thiết yếu nhờ khả năng tạo hình sắc nét, độ tinh xảo cao và tốc độ gia công vượt trội so với các phương pháp cơ học truyền thống. Nhu cầu ứng dụng máy khắc laser hiện diện đa dạng trong thực tế: từ việc tạo hình hoa văn, logo thương hiệu, khắc mã vạch, mã QR trên linh kiện công nghiệp đến việc chế tác chi tiết tinh xảo trên trang sức (vòng cổ, nhẫn), biển hiệu quảng cáo và quà lưu niệm. Máy khắc laser có khả năng gia công trên nhiều nhóm vật liệu bao gồm kim loại (inox, đồng, nhôm, thép tấm) và phi kim (gỗ, da, nhựa, mica, giấy, thủy tinh).

Xuất phát từ thực tiễn sản xuất và yêu cầu đào tạo kỹ sư công nghệ kỹ thuật cơ khí, đề tài "Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy khắc laser" được nhóm tác giả Phạm Ngọc Viễn và Nguyễn Minh Thắng thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Ngô Tấn Thống tại Khoa Cơ khí, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng (năm 2024). Đề tài hướng tới việc tích hợp liên ngành giữa cơ học, điện tử điều khiển và quang học để làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo một hệ thống máy khắc laser kích thước nhỏ gọn.

Mục tiêu nghiên cứu được xác định cụ thể qua 4 nhiệm vụ đánh số theo văn bản:

1. Nghiên cứu các nguyên lý cơ bản và ứng dụng của máy khắc laser trong công nghiệp cơ khí.
2. Thiết kế và chế tạo một máy khắc laser đơn giản, tiết kiệm chi phí và hiệu quả cao.
3. Thử nghiệm và đánh giá kết quả khắc laser trên các vật liệu khác nhau như kim loại, nhựa, gỗ, thủy tinh.
4. Đề xuất các giải pháp cải tiến và phát triển máy khắc laser trong tương lai.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là hệ thống máy khắc laser mini hoạt động dựa trên cơ chế hội tụ chùm tia laser nhiệt độ cao để tác động lên bề mặt vật liệu gia công. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở việc nghiên cứu tính toán kết cấu cơ khí, thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết, xây dựng hệ thống điều khiển sử dụng bo mạch GRBL 32-bit kết hợp phần mềm mã nguồn mở LaserGRBL; không gian làm việc của thiết bị có kích thước khung máy tổng thể (chưa tính động cơ) là 580 x 520 x 270 mm, trang bị đầu khắc laser bán dẫn (laser diode) bước sóng 445 nm và công suất nguồn 5W.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Về cơ sở lý thuyết, đồ án hệ thống hóa nền tảng vật lý quang học và công nghệ laser. Thuật ngữ LASER viết tắt từ "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" (khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích). Tia laser được hình thành trong bộ cộng hưởng quang học bao gồm môi trường hoạt chất và hệ thống gương phản xạ. Khi các nguyên tử trong hoạt chất bị kích thích bởi nguồn năng lượng bên ngoài (điện, quang), electron nhảy lên mức năng lượng cao rồi rơi về mức cơ bản, phát ra các photon cùng pha, cùng bước sóng. Chùm tia laser sở hữu 4 đặc tính cơ bản: tính kết hợp cao (coherence), độ định hướng cao (chùm song song ít phân tán), cường độ bức xạ lớn và độ đơn sắc cao.

Tác giả phân loại laser theo môi trường hoạt chất gồm: laser rắn (hồng ngọc, Nd:YAG), laser khí (He-Ne, CO2, N2), laser chất lỏng và laser bán dẫn (diode laser). Đồng thời, đồ án tổng hợp và đối chiếu các công nghệ khắc laser công nghiệp chủ đạo:

• Khắc laser sợi quang (Fiber laser): Hoạt chất là sợi thủy tinh pha tạp đất hiếm (ytterbium, erbium), dẫn chùm tia trực tiếp không qua gương phản xạ, chuyên dùng cho kim loại tấm và chi tiết cơ khí chính xác.
• Khắc laser CO2: Sử dụng hỗn hợp khí CO2, N2, He kích thích phóng điện, bước sóng 9–11 µm (tiêu chuẩn 10,6 µm), phù hợp cắt khắc vật liệu phi kim dày và kim loại tấm.
• Khắc bóc lớp bề mặt (Surface Removal): Làm bốc hơi hoặc bong tróc lớp sơn tĩnh điện/phủ kim loại bên ngoài để lộ màu vật liệu nền bên trong.
• Khắc đổi màu (Color Change): Tác động nhiệt gây phản ứng carbon hóa (tạo vết sẫm màu) hoặc tạo bọt xốp (tạo vết sáng màu phát quang) trên bề mặt nhựa, polyme.

Thông số so sánh	Laser CO2	Laser YAG kích hoạt bằng đèn flash	Laser YAG kích hoạt bằng diode	Laser diode trực tiếp
Bước sóng ($\mu m$)	10,6	1,06	1,06	0,8
Công suất trung bình	4 kW	2 kW	2 kW	4 kW
Hiệu suất hệ thống	6%	1%	8%	25%
Chất lượng chùm tia	Cao	Trung bình	Trung bình	Thấp
Bộ phân phối chùm tia	Gương phản xạ	Sợi quang	Sợi quang	Sợi quang
Kích thước bệ máy/vỏ ($m^2$)	2,3	3,7	3,7	0,7

Về phương pháp nghiên cứu, đề tài kết hợp 4 phương pháp thực tế:

• Phương pháp tính ngược: Nhóm nghiên cứu khảo sát các cụm linh kiện tiêu chuẩn có sẵn trên thị trường (nhôm định hình, ray trượt HGR15T, động cơ bước NEMA 17 size 42, puly đai 3M) nhằm rút ngắn thời gian chế tạo, sau đó lấy thông số kích thước, tải trọng thực tế của linh kiện làm đầu vào để tính toán kiểm nghiệm các chi tiết liên kết và cơ cấu chấp hành.
• Phương pháp mô hình hóa: Thiết kế toàn bộ hình học không gian 2D và mô hình 3D của máy trên phần mềm SolidWorks 2020; mô phỏng lực cắt, mô men uốn trên thanh dầm trục Y để đánh giá độ võng và độ bền tĩnh.
• Phương pháp phân tích, tổng hợp: Thu thập, phân loại dữ liệu từ lý thuyết gia công cắt gọt, tài liệu công nghệ chế tạo máy (sách CNCTM2) để sàng lọc phương án kết cấu tối ưu, loại bỏ chi tiết dư thừa.
• Phương pháp thực nghiệm: Lắp ráp mô hình thực tế, kết nối phần cứng và phần mềm, đo đạc thông số động học và tiến hành khắc thử nghiệm trực tiếp trên mẫu vật liệu để hiệu chỉnh thông số vận hành.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống máy khắc laser được phát triển là một hệ thống kỹ thuật cơ khí – điện tử hai trục tọa độ (X-Y), không tích hợp trục Z tự động nhằm đơn giản hóa kết cấu và giảm giá thành; việc lấy nét (tiêu cự) chùm tia laser được thực hiện thủ công thông qua cụm tấm trượt gá đầu khắc.

Hệ thống khung và cơ cấu dẫn hướng:

• Kích thước phủ bì khung máy (chưa tính động cơ): Dài 580 mm, Rộng 520 mm, Cao 270 mm. Vật liệu kết cấu khung sử dụng thanh nhôm định hình profile 20x40 mm bằng hợp kim nhôm Aluminium 6063-T5, bề mặt xử lý anot hóa (anodized) màu trắng bạc chống oxy hóa, chịu lực uốn và chống cong vênh.
• Cơ cấu trục X: Chiều dài thanh dẫn hướng tổng thể là 418 mm. Kích thước cụm đầu khắc laser khi lắp ráp hoàn chỉnh là 80 mm. Khoảng cách vùng chết cơ khí do va chạm giới hạn hành trình là 14 mm. Phạm vi di chuyển làm việc an toàn của tâm đầu khắc theo phương ngang đạt 285 mm.
• Cơ cấu trục Y: Chiều dài dầm dẫn hướng là 526 mm; phạm vi làm việc an toàn của đầu khắc theo chiều dọc đạt 395 mm. Dầm ngang trục Y sử dụng nhôm định hình tiết diện 20x20 mm.
• Hệ thống dẫn động tịnh tiến sử dụng ray trượt vuông tuyến tính model HGR15T (chiều rộng ray 15 mm, chiều cao ray 15 mm, bước lỗ bắt vít P=60 mm, dùng bu lông M5x0.8). Ray trượt HGR15T có khối lượng bản thân 1,48 kg/m, đáp ứng tải trọng cụm di động (tổng khối lượng cụm đầu khắc và động cơ bước khoảng 1,2 kg).

Tính toán động học, động lực học và truyền động cơ khí:

• Tải trọng tính toán: Tổng khối lượng cụm trục X và đầu khắc đè lên 3 con lăn dẫn hướng của trục Y là 2 kg; do đó mỗi con lăn chịu tải trọng tĩnh 0,67 kg (tương đương trọng lực tác dụng 6,7 N).
• Động cơ dẫn động: Sử dụng 02 động cơ bước (Step Motor) size 42 (chuẩn NEMA 17) có khối lượng 220 g, điện áp làm việc định mức 4,16 V, dòng điện định mức 1,3 A, mô men xoắn giữ cực đại đạt 520 N.mm (0,52 N.m). Tốc độ góc danh định tính toán $\omega = 10 \text{ rad/s}$.
• Bộ truyền đai răng: Sử dụng puly đai răng chuẩn 3M làm bằng hợp kim nhôm, số răng $Z = 15$ răng (bước răng $p = 3 \text{ mm}$, đường kính bánh đai $d_1 = 20 \text{ mm}$, đường kính trục lắp puly $d = 5 \text{ mm}$, bản rộng vành đai 15 mm). Dây đai sử dụng loại đai răng timing belt 3M-15 vật liệu cao su đen, bước răng 3 mm, bản rộng 15 mm. Chiều dài vòng đai kín lựa chọn theo tiêu chuẩn là $L = 550 \text{ mm}$.
• Lực truyền động tính toán: Lực căng ban đầu trên nhánh đai $F_0 = 17,7 \text{ N}$; lực vòng có ích truyền tải $F_t = 20,47 \text{ N}$. Lực hướng tâm tác dụng lên gối đỡ trục $F_{r1} = F_{r2} = -17,8 \text{ N}$.
• Kiểm nghiệm trục truyền động: Đường kính trục sơ bộ tính theo điều kiện ứng suất xoắn cho phép với hệ số $C = 120$ cho ra kết quả $d \ge 4,5 \text{ mm}$; tác giả chọn đường kính trục tiêu chuẩn $d = 5 \text{ mm}$. Mô men tương đương lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm $M_d = 658,17 \text{ N.mm}$.
• Tính toán mối ghép ren taro trên kết cấu:
  • Vít liên kết M3: Bước ren tiêu chuẩn $P = 0,5 \text{ mm}$, đường kính trung bình ren trong $D_2 = 2,675 \text{ mm}$; tra bảng tiêu chuẩn chọn đường kính mũi khoan mồi taro $D = 2,5 \text{ mm}$.
  • Vít liên kết M5: Bước ren tiêu chuẩn $P = 0,8 \text{ mm}$, đường kính trung bình ren trong $D_2 = 4,339 \text{ mm}$; chọn đường kính mũi khoan mồi taro $D = 4,2 \text{ mm}$.

Hệ thống điện, quang học và điều khiển:

• Đầu phát laser: Sử dụng mô-đun laser bán dẫn (laser diode) bước sóng 445 nm (ánh sáng xanh lam), công suất quang 5W (trong danh mục thiết bị hỗ trợ mô-đun công suất đỉnh lên đến 40W có quạt tản nhiệt cưỡng bức), hội tụ chùm tia qua thấu kính quang học có thể điều chỉnh cự ly đốt cháy bề mặt.
• Mạch điều khiển: Bo mạch điều khiển vi xử lý GRBL 32-bit giao tiếp với máy tính qua cổng USB, nhận lệnh G-code và điều khiển phát xung cho các driver điều khiển động cơ bước theo các phương pháp: điều khiển xung sóng (wave drive), đủ bước (full step), nửa bước (half step) và vi bước (microstepping) nhằm triệt tiêu rung động và nâng cao độ phân giải dịch chuyển.
• Phần mềm điều khiển: Phần mềm LaserGRBL chạy trên máy tính, thực hiện nhập bản vẽ đồ họa vector hoặc raster (ảnh BMP, JPG, PNG, DXF từ Corel, AutoCAD, Photoshop), chuyển đổi dữ liệu hình ảnh thành quỹ đạo tọa độ G-code, cho phép thiết lập công suất phát laser ($S$), tốc độ dịch chuyển ($F$) và kích hoạt chế độ xem trước đường viền (preview boundary).

Quy trình công nghệ gia công chi tiết cơ khí (Tấm trượt gá đầu khắc): Để chế tạo tấm trượt liên kết đầu khắc laser với ray trượt, nhóm tác giả thiết kế quy trình công nghệ gồm 4 nguyên công:

• Nguyên công 1: Phay 2 mặt đáy phẳng nhằm tạo chuẩn tinh công nghệ cho các bước tiếp theo.
• Nguyên công 2: Khoan, khoét và doa 4 lỗ $\phi 10 \text{ mm}$, tính toán phân bổ lượng dư gia công qua từng bước cắt gọt nhằm đạt độ chính xác kích thước và độ nhẵn bề mặt tiếp xúc.
• Nguyên công 3: Phay 4 mặt biên xung quanh tấm trượt theo kích thước bao bản vẽ.
• Nguyên công 4: Phay 2 rãnh dẫn hướng định vị trên thân tấm trượt.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan về máy khắc laser

Chương này tập trung trình bày khái niệm, cơ chế vật lý của hiện tượng phát xạ kích thích và cấu tạo của bộ cộng hưởng quang học. Tác giả phân tích chi tiết ưu điểm của công nghệ gia công laser so với các phương pháp gia công cơ khí truyền thống (độ chính xác cao, vết cắt hẹp, không biến dạng cơ học, gia công linh hoạt theo biên dạng phần mềm). Nội dung khảo sát sâu 4 nhánh công nghệ: laser sợi quang (Fiber), laser CO2 (nguồn khí phát bức xạ bước sóng 10,6 µm), công nghệ bóc tách bề mặt (Surface Removal) trên linh kiện ô tô/thiết bị điện tử, và công nghệ đổi màu vật liệu (Color Change) qua phản ứng carbon hóa tạo mã vạch, QR code. Chương 1 kết thúc bằng bảng so sánh các chỉ tiêu kỹ thuật giữa hệ thống laser YAG kích hoạt bằng đèn flash, laser YAG dùng diode, laser diode trực tiếp và laser CO2 về hiệu suất (từ 1% đến 25%), chất lượng chùm tia và diện tích lắp đặt.

Chương 2. Tính toán, thiết kế các chi tiết của máy khắc laser

Đây là chương nội dung kỹ thuật trọng tâm của đồ án. Tác giả xây dựng mô hình 3D tổng thể của máy trên SolidWorks 2020, phân tích phân bố không gian và xác định hành trình làm việc hiệu dụng của trục X (285 mm) và trục Y (395 mm). Chương này trình bày chi tiết các bước tính toán thiết kế cơ khí:

• Lựa chọn vật liệu khung máy: Nhôm định hình profile 20x40 mm hợp kim 6063-T5.
• Tra bảng cấp độ nhám bề mặt theo tài liệu công nghệ chế tạo máy (sách CNCTM2, trang 59) cho các mặt tiếp xúc trượt và liên kết ren.
• Lựa chọn ray trượt tuyến tính HGR15T chịu tải trọng cụm đầu khắc 1,2 kg.
• Mô phỏng ứng suất tĩnh, biểu đồ lực cắt và mô men uốn trên dầm ngang trục Y dưới tác dụng của tải trọng 2 kg chia đều trên 3 con lăn (6,7 N/con lăn).
• Tính toán truyền động puly đai răng 3M: Tỷ số truyền, vận tốc vòng đai, lực căng nhánh đai ban đầu ($F_0 = 17,7 \text{ N}$), lực vòng có ích ($F_t = 20,47 \text{ N}$), chiều dài đai tiêu chuẩn ($L = 550 \text{ mm}$).
• Tính toán đường kính trục truyền động ($d = 5 \text{ mm}$) dựa trên mô men xoắn động cơ ($520 \text{ N.mm}$) và lực tác dụng lên gối đỡ ($-17,8 \text{ N}$).
• Lập bảng thông số hình học và tra cứu đường kính lỗ khoan mồi taro ren cho vít M3 ($D = 2,5 \text{ mm}$) và vít M5 ($D = 4,2 \text{ mm}$).
• Phân tích cấu tạo stator, rotor nam châm vĩnh cửu của động cơ bước size 42 và lựa chọn đầu khắc laser diode bước sóng 445 nm kèm mạch điều khiển GRBL.

Chương 3. Cài đặt và sử dụng phần mềm

Chương này hướng dẫn cấu hình phần cứng và vận hành hệ thống phần mềm điều khiển. Tác giả trình bày sơ đồ ghép nối tín hiệu giữa mạch điều khiển GRBL 32-bit với các driver điều khiển động cơ bước của trục X, trục Y và cổng cấp tín hiệu PWM cho đầu khắc laser. Hướng dẫn chi tiết quy trình cài đặt phần mềm LaserGRBL trên máy tính: thiết lập cổng kết nối COM, nạp firmware, hiệu chỉnh các biến số GRBL (bước dịch chuyển trên milimét $100, $101), cài đặt tốc độ gia công, thời gian đốt của tia laser và sử dụng chế độ xem trước (preview) để định vị phôi gia công trên bàn máy trước khi khắc thực tế.

Chương 4. Thiết kế quy trình công nghệ gia công tấm trượt cho đầu khắc

Chương này giải quyết bài toán chế tạo chi tiết cơ khí cơ sở của máy – tấm trượt gá đầu laser. Nhóm tác giả thiết kế tiến trình công nghệ chế tạo chi tiết qua 4 nguyên công:

• Nguyên công 1: Phay 2 mặt đáy đảm bảo độ phẳng và độ song song làm chuẩn tinh.
• Nguyên công 2: Gia công nhóm 4 lỗ $\phi 10 \text{ mm}$ qua chuỗi bước công nghệ: khoan mồi, khoét mở rộng và doa tinh; tính toán lượng dư gia công cho từng bước cắt gọt.
• Nguyên công 3: Phay 4 mặt bên bao quanh chi tiết đạt kích thước thiết kế.
• Nguyên công 4: Phay 2 rãnh dẫn hướng định vị. Chương này thể hiện đầy đủ việc lựa chọn chuẩn công nghệ, dao cắt, máy gia công và tính toán chế độ cắt cho từng nguyên công.

Kết quả và đóng góp

Về kết quả kỹ thuật đạt được:

• Đã thiết kế hoàn chỉnh hệ thống máy khắc laser 2 trục X-Y trên không gian 3D và chế tạo thành công mô hình thực tế với kích thước khung 580 x 520 x 270 mm.
• Vùng làm việc hiệu dụng của máy đạt 285 mm theo trục X và 395 mm theo trục Y, đảm bảo loại bỏ hoàn toàn các va chạm cơ khí tại vùng chết (14 mm).
• Hoàn thành đầy đủ hồ sơ thiết kế kỹ thuật phục vụ sản xuất: 03 bản vẽ khổ A0 (bản vẽ lắp tổng thể máy, bản vẽ nguyên công gia công tấm trượt, bản vẽ mô phỏng phân bố lực), 01 bản vẽ khổ A2 (sơ đồ động học máy), 01 bản vẽ chi tiết khổ A3 và 01 bản thuyết minh tính toán hoàn chỉnh dài 64 trang.
• Đã tính toán và kiểm nghiệm bền thành công các chi tiết cơ khí trọng yếu: Dầm nhôm định hình 20x20 mm, ray trượt HGR15T, trục truyền động đường kính 5 mm chịu mô men xoắn 520 N.mm, bộ truyền đai răng 3M-15 bước răng 3 mm với chiều dài đai 550 mm.
• Xây dựng hoàn chỉnh quy trình công nghệ gia công cơ khí 4 nguyên công chế tạo chi tiết tấm trượt đầu khắc đạt chuẩn kích thước lắp ghép.
• Hệ thống điều khiển tích hợp bo mạch GRBL 32-bit và phần mềm LaserGRBL hoạt động ổn định, điều khiển đồng bộ 2 động cơ bước và điều chế xung phát tia laser diode 445 nm, khắc thành công hình ảnh, hoa văn và mã QR trên các mẫu vật liệu gỗ, da, nhựa và mica.

Về đóng góp của đồ án:

• Tác giả tự nêu việc áp dụng thành công phương pháp tính ngược: Sử dụng các chi tiết máy, linh kiện tiêu chuẩn có sẵn trên thị trường kết hợp mô phỏng kiểm nghiệm 3D trên SolidWorks giúp rút ngắn thời gian thiết kế, giảm chi phí chế tạo mà vẫn đảm bảo độ bền và độ cứng vững động học.
• Đề tài là mô hình thực nghiệm trực quan tích hợp giữa cơ khí chế tạo máy truyền thống (tính bền, dung sai, thiết kế quy trình công nghệ gia công) với công nghệ quang điện tử và điều khiển số CNC, tạo tiền đề để sinh viên làm chủ quy trình phát triển máy gia công mini.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

• Kết cấu máy mới chỉ điều khiển tự động trên 2 trục tọa độ phẳng (X và Y); máy không có trục Z điều khiển tự động mà việc thay đổi khoảng cách tiêu cự laser phải thao tác hoàn toàn thủ công trên tấm trượt gá đầu khắc.
• Công suất quang của đầu laser diode trang bị ban đầu ở mức 5W (công suất nguồn nhỏ), giới hạn khả năng khắc sâu hoặc cắt đứt trên các vật liệu kim loại dày, kim loại có tính dẫn nhiệt và phản xạ ánh sáng lớn; quá trình gia công trên kim loại chủ yếu dừng lại ở mức khắc biến tính bề mặt hoặc xử lý lớp sơn phủ (Surface Removal).

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

• Nghiên cứu thiết kế bổ sung trục Z điều khiển tự động tích hợp cảm biến đo khoảng cách nhằm tự động hóa quá trình lấy nét tiêu cự chùm tia laser theo độ cao không đồng nhất của phôi.
• Nâng cấp đầu phát laser diode sang dải công suất cao hơn hoặc tích hợp nguồn laser fiber để mở rộng khả năng gia công cắt khắc trực tiếp trên kim loại cứng.
• Nghiên cứu ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và các thuật toán thị giác máy tính để nhận diện biên dạng phôi, tự động định vị gốc tọa độ gia công và tối ưu hóa đường chạy dao khắc.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên các ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí, Cơ điện tử, Kỹ thuật Chế tạo máy và Tự động hóa khi thực hiện đồ án môn học Thiết kế chi tiết máy, Đồ án Công nghệ chế tạo máy hoặc Đồ án tốt nghiệp chế tạo máy công cụ CNC.

Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên môn cao bao gồm:

• Quy trình tính toán kiểm nghiệm bền trục truyền động, tính chọn puly và dây đai răng (chuẩn 3M-15) cùng phương pháp xác định lực căng ban đầu và lực vòng có ích.
• Dữ liệu tra cứu chuẩn xác về kích thước lỗ khoan mồi taro ren vít lục giác chìm hệ mét (M3, M5) và bảng tra cấp độ nhám bề mặt ứng dụng trong cơ cấu trượt dẫn hướng.
• Quy trình công nghệ điển hình 4 nguyên công gia công chi tiết dạng tấm (tấm trượt gá đầu khắc), bao gồm phương pháp định vị, kẹp chặt và tính toán lượng dư gia công khoan - khoét - doa lỗ $\phi 10 \text{ mm}$.
• Sơ đồ kết nối phần cứng mạch điều khiển GRBL 32-bit với động cơ bước và phương pháp thiết lập thông số phần mềm LaserGRBL cho máy khắc laser mini.

Câu hỏi thường gặp

1. Kích thước bao và phạm vi làm việc hiệu dụng của máy khắc laser trong đồ án là bao nhiêu?
Kích thước khung máy tổng thể (chưa tính động cơ nhô ra ngoài) là Dài 580 mm x Rộng 520 mm x Cao 270 mm. Chiều dài thanh ray trục X là 418 mm, trừ đi kích thước cụm đầu khắc 80 mm và vùng chết cơ khí 14 mm, phạm vi làm việc an toàn của trục X là 285 mm. Chiều dài khung trục Y là 526 mm, cho phạm vi làm việc an toàn của trục Y là 395 mm.

2. Máy sử dụng loại đầu phát laser và bo mạch điều khiển nào?
Máy sử dụng nguồn phát laser bán dẫn (laser diode) bước sóng 445 nm (ánh sáng xanh), công suất nguồn 5W. Hệ thống điều khiển sử dụng bo mạch vi điều khiển GRBL 32-bit kết nối máy tính qua cổng USB, giao tiếp bằng phần mềm điều khiển LaserGRBL để biên dịch các lệnh G-code.

3. Động cơ bước và bộ truyền động đai trên các trục chuyển động có thông số kỹ thuật như thế nào?
Máy sử dụng các động cơ bước chuẩn size 42 (NEMA 17) có khối lượng 220 g, điện áp danh định 4,16 V, dòng định mức 1,3 A và mô men xoắn giữ 520 N.mm. Bộ truyền động sử dụng puly hợp kim nhôm chuẩn 3M (15 răng, đường kính 20 mm, lỗ trục 5 mm) kết hợp dây đai răng cao su 3M-15 có bước răng 3 mm, bản rộng 15 mm và chiều dài vòng đai tiêu chuẩn là 550 mm.

4. Vì sao máy không trang bị trục Z tự động và việc lấy nét tiêu cự được thực hiện như thế nào?
Nhằm tinh gọn kết cấu cơ khí, giảm trọng lượng cụm đầu khắc và tiết kiệm chi phí chế tạo, máy chỉ thiết kế 2 trục tự động X và Y. Tiêu cự laser được cố định hoặc điều chỉnh cưỡng bức bằng tay thông qua việc nâng hạ cơ cấu tấm trượt dẫn hướng trước khi tiến hành chu trình gia công.

5. Quy trình công nghệ gia công chi tiết tấm trượt đầu khắc bao gồm những nguyên công nào?
Quy trình công nghệ gia công tấm trượt gồm 4 nguyên công: Nguyên công 1 phay 2 mặt phẳng đáy làm chuẩn tinh; Nguyên công 2 khoan, khoét và doa 4 lỗ $\phi 10 \text{ mm}$ (có tính toán lượng dư gia công qua từng bước); Nguyên công 3 phay 4 mặt bên xung quanh; và Nguyên công 4 phay 2 rãnh định vị dẫn hướng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy khắc laser" của sinh viên Phạm Ngọc Viễn và Nguyễn Minh Thắng đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu nghiên cứu từ tính toán lý thuyết, thiết kế cơ khí 3D đến chế tạo thực nghiệm mô hình máy khắc laser 2 trục mini. Tác giả đã vận dụng hiệu quả phương pháp tính ngược kết hợp mô phỏng lực trên SolidWorks, xây dựng thành công quy trình công nghệ gia công chi tiết tấm trượt và tích hợp hệ thống điều khiển GRBL 32-bit vận hành ổn định. Đồ án cung cấp một bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh gồm thuyết minh 64 trang và 5 bản vẽ kỹ thuật, là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Mục đích thực hiện đề tài Sinh viên cơ khí làm về đề tài này sẽ được trang bị kiến thức và kỹ năng về nguyên lý hoạt động của máy khắc laser, cách thiết kế và lắp ráp máy khắc laser, cách sử dụng phần mềm điều khiển máy khắc laser và cách xử lý các vật liệu bằng máy khắc laser. Đây là một đề tài có tính thực tiễn cao và có giá trị ứng dụng rộng rãi trong thời đại công nghệ 4. Mục tiêu thực hiện đề tài - Nghiên cứu các nguyên lý cơ bản và ứng dụng của máy khắc laser trong công nghiệp cơ khí. - Thiết kế và chế tạo một máy khắc laser đơn giản, tiết kiệm chi phí và hiệu quả cao.

- Thử nghiệm và đánh giá kết quả khắc laser trên các vật liệu khác nhau như kim loại, nhựa, gỗ, thủy tinh. - Đề xuất các giải pháp cải tiến và phát triển máy khắc laser trong tương lai. Phạm vi đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và điều khiển máy khắc laser sử dụng Mạch điều khiển GRBL 32 Bit và phần mềm laser GRBL. Nghiên cứu các thông số kỹ thuật, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của máy khắc laser trong các lĩnh vực công nghiệp và nghệ thuật.

Đối tượng nghiên cứu: Máy khắc laser là một thiết bị sử dụng tia laser để khắc hình ảnh hoặc chữ lên các vật liệu như gỗ, kim loại, nhựa, da, thủy tinh, giấy. Máy khắc laser có thể được sử dụng để tạo ra các sản phẩm có giá trị thẩm mỹ cao, như tranh, biển hiệu, quà lưu niệm, trang sức. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tính ngược: Trong thiết kế các chi tiết máy, để giảm bớt thời gian tính toán, thiết kế và chế tạo. Nhóm đã nghiên cứu và lựa chọn các sản phẩm đã có bán sẵn trên thị trường sao cho phù hợp với ý định thiết kế, sau đó lấy các thông số của các chi tiết đó để tính toán cho các chi tiết khác.

- Phương pháp mô hình hóa: Từ các ý tưởng, tài liệu nghiên cứu ban đầu, thực hiện mô hình hóa các ý tưởng trên phần mềm 2D, 3D. Từ đó chọn ra được phương pháp phù hợp nhất, sau đó nghiên cứu, điều chỉnh thêm các chi tiết, bộ phận khác nhằm tối ưu nhất cho máy. 1 SVTH: Minh Thắng- Ngọc Viễn GVHD: TH. S Ngô Tấn Thống Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống máy khắc laser mini - Phương pháp phân tích, tổng hợp: Tổng hợp tất cả những ý kiến, ý tưởng mà nhóm thu thập được từ các phương pháp nghiên cứu trên.

Từ đó phân tích các ý tưởng, ý kiến để chọn ra phương án phù hợp và tối ưu nhất so với mục tiêu ban đầu mà nhóm đề ra, loại bỏ đi các yếu tố dư thừa. Phương áp cuối sau khi lựa chọn và lược bỏ sẽ được triển khai theo kế hoạch. - Phương pháp thực nghiệm: Khi máy đã hoàn thành sơ bộ. Thực nghiệm trực tiếp trên máy.

Nhằm đưa ra những số liệu chuẩn xác nhất. Quan sát và chỉnh sửa những điều bất cập nhằm hoàn thiện sản phẩm trước khi nộp đề tài. 2 SVTH: Minh Thắng- Ngọc Viễn GVHD: TH. S Ngô Tấn Thống Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống máy khắc laser mini Chương 2.

TỔNG QUAN VỀ MÁY KHẮC LASER Tìm hiểu về laser 2.1 Laser là gì? Laser là viết tắt của “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” (khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích). Laser là một thiết bị tạo ra ánh sáng định hướng cao. Nó phát ra ánh sáng thông qua một quá trình gọi là phát xạ kích thích làm tăng cường độ ánh sáng. Nó là một loại sóng điện từ nằm trong dãy ánh sáng có thể nhìn thấy được.

Laser mang đặc tính đặc biệt và được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như trong y học, công nghệ sản xuất, khoa học vật liệu và nhiều lĩnh vực khác.2 Nguyên lý phát sinh tia laser Tia laser là một loại ánh sáng đặc biệt có bước sóng rất nhỏ và đồng nhất, có thể tập trung năng lượng cao vào một điểm nhỏ. Để tạo ra tia laser, ta cần có một nguồn phát quang (phổ thường là một chất bán dẫn) và hai gương phản xạ đối diện nhau. Khi nguồn phát quang được kích thích bởi một nguồn năng lượng bên ngoài (như điện, nhiệt, ánh sáng.) các nguyên tử trong nguồn phát quang sẽ chuyển từ trạng thái năng lượng thấp lên trạng thái năng lượng cao. Sau đó, các nguyên tử sẽ quay về trạng thái năng lượng thấp và phát ra ánh sáng có bước sóng nhất định.

Ánh sáng này sẽ bị phản xạ qua lại giữa hai gương và được khuếch đại dần dần. Khi ánh sáng đạt đến một cường độ nhất định, một trong hai gương sẽ cho phép một phần ánh sáng thoát ra và tạo thành tia laser.3 Đặc điểm của tia laser Các đặc điểm của tia laser: - Sự gắn kết: chúng ta biết rằng ánh sáng khả kiến được phát ra khi các electron bị kích thích (các electron ở mức năng lượng cao hơn) nhảy xuống mức năng lượng thấp hơn (trạng thái mặt đất). Do đó, ánh sáng được tạo ra bởi laser rất kết hợp. Vì sự gắn kết này, một lượng lớn năng lượng có thể được tập trung trong một không gian hẹp - Độ định hướng cao: tia laser phát ra hầu như là chùm song song, do đó có khả năng chiếu xa hàng nghìn km mà không bị phân tán.

- Cường độ cao: trong laser, ánh sáng lan truyền trong vùng không gian nhỏ và trong một phạm vi bước sóng nhỏ. Do đó, ánh sáng laser có cường độ lớn hơn khi so với ánh sáng thông thường. - Độ đơn sắc rất cao: tia laser chỉ có một màu (hay một bước sóng) duy nhất, do đó có cường độ lớn và tần số ổn định. 3 SVTH: Minh Thắng- Ngọc Viễn GVHD: TH.

S Ngô Tấn Thống Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống máy khắc laser mini - Độ phối hợp rất cao: tia laser có các sóng ánh sáng cùng pha với nhau, do đó có tính gắn kết và tương tác mạnh với vật chất.4 Phân loại tia laser Tia laser là một loại ánh sáng có đặc tính đặc biệt, được tạo ra bằng cách khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích. Tùy thuộc vào môi trường hoạt chất, tia laser có thể được phân loại thành các loại sau: - Laser rắn: là loại laser dùng các chất rắn như hồng ngọc, thủy tinh thế hay vật liệu thủy tinh để làm môi trường hoạt chất. Laser rắn có tính ứng dụng cao và được sử dụng phổ biến hiện nay.Laser rắn - Laser khí: là loại laser dùng các hỗn hợp khí như heli-neon, carbon dioxide hay nitơ để làm môi trường hoạt chất. Laser khí có thể tạo ra tia laser có bước sóng dài và cường độ cao, thích hợp cho việc cắt, hàn hay đo lường.

Laser khí 4 SVTH: Minh Thắng- Ngọc Viễn GVHD: TH. S Ngô Tấn Thống Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống máy khắc laser mini - Laser chất lỏng: là loại laser dùng các dung dịch hữu cơ hay nước để làm môi trường hoạt chất. Laser chất lỏng có thể tạo ra tia laser có bước sóng ngắn và biến thiên được, thích hợp cho việc nghiên cứu quang học hay y sinh. Laser lỏng - Laser bán dẫn: là loại laser dùng các linh kiện bán dẫn như điốt laser để làm môi trường hoạt chất.

Laser bán dẫn có kích thước nhỏ gọn và tiết kiệm năng lượng, giá thành rẻ. Laser bán dẫn đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta thích hợp cho việc truyền thông cáp quang hay lưu trữ dữ liệu Hình 1. Laser bán dẫn 5 SVTH: Minh Thắng- Ngọc Viễn GVHD: TH. S Ngô Tấn Thống Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống máy khắc laser mini 2.5 Ứng dụng của tia laser Laser là một thiết bị quang học tạo ra chùm ánh sáng đơn sắc cường độ cao bằng cách phát ra bức xạ kích thích.

Ánh sáng laser khác với ánh sáng thông thường. Nó có các thuộc tính độc đáo khác nhau như sự kết hợp, đơn sắc, định hướng và cường độ cao. Do những đặc tính độc đáo này, laser được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau. Các ứng dụng tia laser: - Laser trong y học - Laser trong thông tin liên lạc - Laser trong các ngành công nghiệp - Laser trong quân đội - Laser có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ, như công nghệ hoá học, vật liệu bán dẫn, chế tạo vật liệu kim loại, gia công vật liệu, năng lượng, topography và y tế.

- Laser có thể được sử dụng để cắt, khoan, hàn, khắc, đo lường, truyền thông và điều trị các bệnh lý. - Laser có thể phát ra ánh sáng ở các bước sóng khác nhau, từ cực tím đến hồng ngoại, tùy thuộc vào loại vật liệu kích thích và cơ chế phát xạ kích thích. - Laser được phát minh vào năm 1960 dựa trên nguyên lý của maser, một thiết bị phát ra tia vi sóng. Công nghệ khắc laser Máy khắc laser là loại máy sử dụng các chùm tia laser hội tụ tại một điểm trên bề mặt vật liệu làm gia tăng năng lượng đốt cháy điểm cần tác động.

Từ đó sinh ra nhiệt, với các bước sóng khác nhau để khắc trên các bề mặt kim loại hay phi kim như: Gỗ, đồng, nhôm, sắt, inox, da. Hiện nay các loại máy khắc laser thường được kết nối trực tiếp và chịu sự điều khiển của hệ thống máy tính. Các phần mềm máy tính chuyên dụng sẽ điều khiển hệ thống máy khắc giúp máy khắc làm việc theo lập trình được thiết lập sẵn. Từ đó để khắc hình ảnh, khắc họa tiết, khắc hoa văn theo mọi yêu cầu của khách hàng.

Các file khắc đều được thiết kế trên các phần mềm đồ họa như: corel, Photoshop, autocad. Công nghệ khắc laser hiện nay được ứng dụng trong các lĩnh vực gia công như: quà tặng, sản xuất nhãn mác, khắc mã vạch. Và nó được dùng để khắc laser trên các chất liệu như: gỗ, nhựa, mica, da, thủy tinh… 6 SVTH: Minh Thắng- Ngọc Viễn GVHD: TH. S Ngô Tấn Thống Đề tài: Nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống máy khắc laser mini Hình 1.

Sử dụng công nghệ khắc laser trên vật liệu kim loại Ưu điểm của công nghệ khắc laser Độ chính xác cao: với những chi tiết nhỏ, khó gia công hay khắc hoa văn phức thì công nghệ khắc laser vẫn được đảm bảo chính độ chính xác. Bởi máy laser thường hoạt động trên một phần mềm điều khiển, đã được lập trình sẵn sẽ tránh được những sai sót không đáng có.