Muội sau khắc laser bám vào khe kẽ, ổ đá: Tại sao rất khó làm sạch?

Vì sao sau khắc laser lại xuất hiện vùng ám và muội?

Khắc laser dùng năng lượng tập trung trên một diện tích rất nhỏ để tác động lên bề mặt vật liệu. Quanh vùng khắc có thể xuất hiện hai nhóm hiện tượng:

• Biến đổi do nhiệt: bề mặt có thể biến màu hoặc biến đổi do nhiệt, tùy vật liệu và điều kiện gia công.
• Cặn và muội: hạt vật liệu nhỏ và muội sinh ra khi vật liệu bị bóc tách, rơi và bám lên bề mặt xung quanh.

Trong xưởng, hai hiện tượng này thường được gọi chung là "cháy" hoặc "muội laser". Tách riêng chúng là cần thiết, vì cách phòng ngừa và xử lý mỗi loại không giống nhau.

Vì sao ổ đá, khe nhỏ và hoa văn chìm đặc biệt khó làm sạch?

Hãy so sánh một miếng kim loại phẳng với một chiếc nhẫn có nhiều viên đá nhỏ, chân chấu, rãnh và hoa văn. Trên bề mặt phẳng, kỹ thuật viên tiếp cận tương đối dễ. Trên chi tiết phức tạp, cặn và muội rất nhỏ có thể đi vào:

• khe giữa đá và ổ đá;
• phía dưới chân chấu;
• rãnh hoa văn và chữ khắc chìm;
• những góc khuất mà dụng cụ cơ học khó tiếp cận.

Lúc đó, câu hỏi không còn là "muội có làm sạch được không", mà là "cần bao nhiêu công đoạn để làm sạch mà không ảnh hưởng đến bề mặt đã hoàn thiện và đến đá".

Chi phí thực sự thường nằm ở công đoạn làm lại

Khi sản phẩm bị ám sau laser, cách xử lý thông thường là làm sạch lại, rồi đánh bóng hoặc xử lý hoàn thiện thêm nếu chưa đạt. Với sản phẩm đã gần hoàn thiện, mỗi lần quay lại công đoạn trước đều tạo thêm rủi ro:

• Bề mặt mirror đánh bóng lại có thể thay đổi cạnh hoặc ảnh hưởng vùng khắc.
• Bề mặt satin xử lý lại cục bộ có thể không còn đồng vân với phần còn lại.
• Ở chân đá và khe nhỏ, xử lý cơ học đôi khi rất khó thực hiện.

Với vài sản phẩm, vài phút làm lại có thể không đáng kể. Khi sản xuất hàng trăm, hàng nghìn chi tiết, khoản này cộng lại thành nhân công, thời gian và thêm lượt kiểm tra.

Che chắn trước thay vì chỉ xử lý sau

Quy trình thông thường là: khắc laser → xuất hiện muội/ám màu → làm sạch → xử lý lại nếu cần. Một hướng khác là: phủ lớp che chắn lên vùng cần giữ nguyên → khắc laser → tẩy lớp che chắn → làm sạch hoàn thiện.

SCHUTZLACK ROSE LIQUIDE (tên trước đây: SCHUTZLACK 2005 SP L ROSE) là sơn che chắn của NGL Cleaning Technology SA (Thụy Sĩ). Theo thông báo của NGL, việc đổi tên không làm thay đổi thành phần sản phẩm. Hãng mô tả sản phẩm dùng để bảo vệ bề mặt trong các công đoạn gia công cơ (gia công cắt gọt, satin) và gia công nhiệt (khắc laser, hàn). Ngành trang sức nằm trong phạm vi ứng dụng mà NGL công bố.

Bài viết này chỉ xem xét vai trò che chắn bề mặt của Schutzlack, không đánh giá chất lượng nét khắc. Theo thực tế HHN đã kiểm chứng, khi cặn và muội bám trên lớp che chắn và được loại bỏ cùng lớp phủ khi tẩy, công việc làm sạch trực tiếp trên bề mặt giảm đi. Mức giảm phụ thuộc vật liệu, thông số laser và quy trình của từng xưởng, vì vậy cần đánh giá trên quy trình thực tế.

Hướng dẫn thi công và tẩy lớp phủ

• Chuẩn bị: theo tài liệu kỹ thuật của hãng, dùng nguyên chất, ở nhiệt độ phòng.
• Thi công: theo tài liệu kỹ thuật của hãng, phun bằng súng phun cách bề mặt 10–20 cm, hoặc nhúng, hoặc quét cọ; chọn cách thi công theo hình dạng sản phẩm và vùng cần bảo vệ. Theo xác nhận của HHN, thời gian khô bề mặt là khoảng 5–10 phút đối với phun, nhúng hoặc quét cọ; thời gian thực tế cần xem xét theo lượng lớp phủ và điều kiện thi công.
• Tẩy: theo tài liệu kỹ thuật của hãng, lớp sơn không tan trong nước, được loại bỏ bằng dung dịch tẩy rửa; tài liệu có ví dụ tẩy trong bể siêu âm, với dung dịch khác nhau cho thép không gỉ và cho đồng, thép nhạy cảm. Sau khi tẩy, tiếp tục rửa và làm sạch hoàn thiện theo quy trình của xưởng.
• An toàn: theo SDS của nhà sản xuất (phiên bản 3.1, 16/03/2021), sản phẩm là chất lỏng và hơi rất dễ cháy, có thể gây kích ứng mắt nghiêm trọng và gây buồn ngủ, chóng mặt khi hít phải hơi. Cần thao tác ở nơi thông gió tốt, không có ngọn lửa trần hay nguồn gây cháy, tránh tích điện tĩnh, và dùng kính bảo hộ, găng tay chống hóa chất phù hợp. Bảo quản sản phẩm theo hướng dẫn áp dụng cho sản phẩm, ở nơi phù hợp, tránh nguồn nhiệt, nguồn gây cháy và ánh nắng; liên hệ HHN để được hướng dẫn cụ thể. Thời gian khô nêu ở trên là thời gian khô bề mặt trong thi công, không phải tiêu chí an toàn trước khi khắc laser hoặc hàn. Trước khi áp dụng, xưởng cần đọc đầy đủ SDS và trao đổi với nhà cung cấp.

Khi đánh giá, không chỉ quan sát lớp phủ ngay sau laser; cần kiểm tra cả bề mặt sau khi tẩy và làm sạch.

Những gì tài liệu của hãng chưa cho biết

• Nhiệt: tài liệu đã kiểm tra chưa cung cấp mức chịu nhiệt hoặc hiệu quả cách nhiệt của lớp phủ. Vì vậy, chưa thể kết luận lớp phủ hạn chế được biến đổi do nhiệt quanh nét khắc đến mức nào. Việc này cần đánh giá bằng thử nghiệm, tách riêng khỏi việc đánh giá cặn và muội.
• Hàn: NGL ghi "hàn" (welding) trong nhóm gia công nhiệt nhưng không nêu phương pháp hàn cụ thể. Trước khi dùng cho một phương pháp hàn nào, cần hỏi nhà cung cấp và thử trên mẫu. Các công nghệ khác như cắt laser, khoan laser hay gia công phóng điện không nằm trong các ứng dụng hãng nêu.
• Đá và keo gắn đá: hãng ghi tương thích với "mọi kim loại". Tài liệu không nêu đá quý, keo gắn đá hay cả cụm chi tiết có đá. Với sản phẩm có đá, cần thử riêng cả bước phủ và bước tẩy (dung dịch, siêu âm, nhiệt độ) trên mẫu.

Đánh giá phương án che chắn trên mẫu thực tế

Phương án che chắn đáng xem xét khi sản phẩm đã có giá trị hoàn thiện cao trước công đoạn laser: trang sức đã đánh bóng, bề mặt mirror hoặc satin, sản phẩm có ổ đá và nhiều khe nhỏ, chi tiết đồng hồ, phụ kiện kim loại cao cấp. Để biết có nên đưa vào sản xuất hay không, nên thử như sau:

1. Chọn mẫu: sản phẩm thật, cùng vật liệu, cùng loại đá và cách gắn đá, cùng thông số laser đang dùng.
2. Chia hai nhóm: một nhóm khắc như hiện tại, một nhóm phủ Schutzlack trước khi khắc.
3. Làm đủ quy trình: phủ → để khô → khắc → tẩy lớp phủ → làm sạch → kiểm tra.
4. Kiểm tra theo từng loại lỗi: muội còn trong chân đá, ổ đá, rãnh; biến đổi do nhiệt quanh nét khắc; tình trạng đá và keo gắn đá sau bước tẩy.
5. So sánh hai nhóm: thời gian làm sạch sau laser; số sản phẩm phải xử lý lại; số sản phẩm đạt kiểm tra ngay lần đầu; thời gian và chi phí thêm cho bước phủ và tẩy.

Kết luận

Muội sau khắc laser trên bề mặt phẳng thường xử lý được. Bài toán khó nằm ở chân đá, ổ đá, khe nhỏ và bề mặt đã hoàn thiện, nơi mỗi lần làm lại đều tốn công và có rủi ro. Theo thực tế HHN đã kiểm chứng, che chắn trước bằng Schutzlack giúp giảm công làm sạch trực tiếp ở vùng cần giữ khi cặn và muội bám trên lớp che chắn và được loại bỏ cùng lớp phủ. Mức giảm trên từng sản phẩm cần được đánh giá trên quy trình thực tế. Xác nhận hiệu quả của HHN nêu trên chỉ đề cập việc giảm công làm sạch cặn/muội; chưa đưa ra kết luận về khả năng hạn chế biến đổi do nhiệt. Liên hệ HHN để được tư vấn về sản phẩm và cách thử. Xem sản phẩm: Schutzlack.