Hướng dẫn toàn diện để chọn hệ thống khắc laser

Hướng dẫn toàn diện cho OEM và nhà sản xuất

Max Owen
Giám đốc sản phẩm Videojet, Laser

January 18, 2026

Hệ thống khắc laser, Chọn tia laser, Tích hợp laser

Giới thiệu

Các hoạt động sản xuất hiện đại đòi hỏi độ chính xác, hiệu quả và khả năng truy xuất nguồn gốc lâu dài trong việc khắc mã sản phẩm. Công nghệ khắc laser đã trở thành tiêu chuẩn vàng để đạt được những mục tiêu này, nhờ khả năng mã hóa tốc độ cao, không tiếp xúc và tạo ra các mã khắc bền vĩnh viễn trên sản phẩm, áp dụng cho cả dây chuyền cố định và khi sản phẩm di chuyển.

Hướng dẫn toàn diện này sẽ giúp bạn:

Hiểu rõ công nghệ khắc laser.
Đánh giá các tùy chọn hệ thống khác nhau.
Xác định các yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn và triển khai hệ thống khắc laser phù hợp với nhu cầu.

Dù bạn là kỹ sư tập trung vào thông số kỹ thuật, lập kế hoạch tích hợp dây chuyền hay là nhà quản lý đánh giá hiệu quả đầu tư (ROI), tài liệu này cung cấp thông tin chi tiết được rút ra từ hàng chục nghìn triển khai laser thành công.

Hiểu về công nghệ khắc laser

Khắc laser là gì?

Khắc laser là một quy trình in không tiếp xúc, sử dụng chùm ánh sáng hội tụ để tạo mã, văn bản hoặc đồ họa vĩnh viễn trên bề mặt vật liệu.
Không giống như phương pháp in dùng mực, bột màu hoặc thuốc nhuộm, tia laser tương tác trực tiếp với vật liệu – thường bằng cách làm nóng hoặc thay đổi bề mặt – để tạo ra mã khắc lâu dài mà không cần bất kỳ vật tư tiêu hao nào.

Năng lượng từ chùm tia laser gây ra những thay đổi cục bộ:

Quá trình gia nhiệt có thể loại bỏ vật liệu (cắt bỏ).
Hoặc gây ra sự thay đổi màu sắc thông qua phản ứng hóa học trong chất nền.

Kết quả là một mã khắc chính xác, bền, chống mài mòn, dung môi và điều kiện môi trường. Điều này làm cho khắc laser trở thành giải pháp lý tưởng cho khả năng truy xuất nguồn gốc và các mã tuân thủ, đảm bảo luôn rõ ràng trong suốt vòng đời sản phẩm

Khắc laser hoạt động như thế nào?

Nói một cách đơn giản, bộ điều khiển sẽ hướng chùm tia laser qua các gương được điều khiển bởi động cơ galvo để khắc mã lên bề mặt mục tiêu. Khi ánh sáng tập trung chiếu vào vật liệu, vật liệu sẽ hấp thụ năng lượng từ tia laser và chuyển đổi ánh sáng thành nhiệt. Tùy thuộc vào loại vật liệu và cài đặt của hệ thống laser, quá trình này có thể tạo ra một số hiệu ứng khác nhau.

Videojet laser-engraved code on colored aluminum can pull tab – durable and high-contrast mark.

Khắc / Cắt bỏ

Tia laser loại bỏ lớp màu trên cùng của vật liệu đóng gói, để lộ lớp bên dưới nhằm tạo độ tương phản. Quá trình này tạo ra một mã khắc rất nông nhưng vĩnh viễn, đảm bảo độ bền vượt trội.

Videojet laser-etched image on glass vial – shallow, readable mark with minimal surface disruption.

Etching

Một hình thức khắc nhẹ nhàng hơn chỉ loại bỏ một lượng nhỏ vật liệu, tạo ra mã khắc nông. Phương pháp này tạo ra dấu hiệu với sự gián đoạn bề mặt tối thiểu nhưng vẫn dễ đọc.

Videojet laser-annealed code on plastic wire cables – high-contrast mark via surface oxidation.

Annealing

Thay vì loại bỏ vật liệu, tia laser làm nóng lớp kim loại bên dưới bề mặt, tạo ra một lớp oxy hóa làm thay đổi màu sắc (thường là màu đen). Quá trình ủ thường được áp dụng trên thép và titan để tạo độ tương phản cao mà không làm thay đổi kết cấu bề mặt.

Nóng chảy / Tạo bọt

Đối với một số loại nhựa nhất định, tia laser làm nóng vật liệu vừa đủ để khiến nó nở ra hoặc tạo bọt nhẹ, hình thành một mã khắc nhô lên có màu sáng hơn. Quá trình này không loại bỏ vật liệu và đủ nhẹ nhàng để duy trì tính toàn vẹn cấu trúc của nhựa — nghĩa là ngay cả các thùng chứa chịu áp suất như chai Polyethylene Terephthalate (PET) vẫn chắc chắn và an toàn sau khi khắc mã.

Nhuộm / Thay đổi màu sắc

Trong một số vật liệu, năng lượng của tia laser kích hoạt phản ứng hóa học hoặc cacbon hóa làm thay đổi rõ rệt màu sắc của vật liệu mà không cần loại bỏ vật liệu đáng kể.

Videojet laser code carbonized into wood – high-contrast mark example.

Cacbon hóa

Đối với gỗ và các vật liệu hữu cơ khác, tia laser gây ra quá trình đốt cháy hoặc cacbon hóa bề mặt một cách kiểm soát. Điều này làm tối vật liệu, tạo ra mã khắc vĩnh viễn với độ tương phản cao mà không làm mất nhiều độ sâu — lý tưởng cho các ứng dụng trang trí hoặc xây dựng thương hiệu trên bề mặt tự nhiên.

Mỗi quy trình khắc laser đều có những ứng dụng cụ thể. Ví dụ, phương pháp khắc được ưu tiên khi cần độ bền tối đa (như mã số nhận dạng xe – Vehicle Identification Number – trên phụ tùng ô tô), trong khi phương pháp ủ được sử dụng khi cần giữ nguyên độ mịn của bề mặt (như trên các thiết bị cấy ghép y tế).
Điểm mấu chốt là công nghệ khắc laser cung cấp nhiều phương pháp linh hoạt để tạo mã khắc, và lựa chọn tối ưu sẽ phụ thuộc vào loại vật liệu cũng như yêu cầu của ứng dụng.

Các loại hệ thống khắc laser

Không phải tất cả các tia laser đều giống nhau. Hệ thống khắc laser công nghiệp thường được chia thành một số loại chính, phân biệt bởi bước sóng và công nghệ sử dụng.
Bước sóng của tia laser quyết định vật liệu nào có thể được khắc mã hiệu quả, vì mỗi loại vật liệu hấp thụ năng lượng ánh sáng khác nhau.
Dưới đây là các loại laser phổ biến nhất cùng đặc điểm của chúng:

Loại laser	Bước sóng	Lý tưởng cho	Đặc điểm chính
Laser sợi quang (Fiber Ytterbium)	~1.064 nm (hồng ngoại)	Kim loại (thép, nhôm, đồng thau, titan) và một số loại nhựa mật độ cao (như ABS, polycarbonate)	Mật độ công suất cao cho phép khắc hoặc khắc mã trên kim loại với độ chính xác cao. Thường có thiết kế nhỏ gọn, yêu cầu bảo trì thấp và tuổi thọ dài (lên đến khoảng 100.000 giờ). Laser sợi quang thậm chí có thể tạo ra các dấu hiệu như màu ủ trên thép không gỉ mà các loại laser khác không thể thực hiện được.
Laser CO₂ (Khí Carbon Dioxide)	~9.300, 10.200 và 10.600 nm (hồng ngoại xa)	Vật liệu hữu cơ: giấy, bìa cứng, thủy tinh, gỗ, da và nhiều loại nhựa (ví dụ: PVC, PET)	Tuyệt vời cho việc khắc mã tốc độ cao trên vật liệu phi kim loại, nhựa và thủy tinh trong suốt. Laser CO₂ tạo ra mã khắc bằng cách mài mòn hoặc tạo bọt bề mặt (về cơ bản là đốt cháy vật liệu). Nói chung, để khắc mã trên kim loại bằng laser CO₂ cần phủ một lớp keo thấm hoặc lớp phủ lên bề mặt kim loại.
Laser UV (Tia cực tím, thường là nm)	355 nm (tia cực tím)	Vật liệu nhạy cảm với nhiệt và phạm vi rộng: nhựa dễ vỡ (như màng dẻo mỏng, nhựa y tế, PVC), thủy tinh, gốm sứ và thậm chí một số kim loại	Laser tia cực tím (UV) đôi khi được gọi là hệ thống “khắc mã lạnh” vì bước sóng ngắn của chúng được hấp thụ với độ sâu nhiệt tối thiểu. Công nghệ này có thể khắc mã trên hầu hết mọi loại vật liệu với chi tiết cực nhỏ, đồng thời gây ra rất ít tác động nhiệt. Laser UV đặc biệt lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao và giữ nguyên tính toàn vẹn của vật liệu, chẳng hạn như màng dẻo có chức năng rào cản cho thực phẩm, linh kiện điện tử hoặc sản phẩm dược phẩm.

Tương tác của mỗi loại laser với vật liệu là duy nhất, vì vậy việc chọn đúng loại là rất quan trọng.

Ví dụ: nếu bạn chủ yếu khắc mã trên kim loại, laser sợi quang thường là lựa chọn hàng đầu nhờ hiệu quả vượt trội trên bề mặt kim loại. Nếu bạn cần khắc mã trên màng bao bì hoặc thủy tinh, laser CO₂ hoặc laser tia cực tím (UV) có thể phù hợp hơn (CO₂ cho bao bì hữu cơ, UV nếu bạn yêu cầu mã khắc cực mịn hoặc cần giảm thiểu tác động nhiệt để đảm bảo các đặc tính rào cản của màng bao bì không bị ảnh hưởng).

Laser UV cung cấp khả năng tương thích vật liệu rộng nhất nhờ bước sóng đặc biệt, thường khắc được những vật liệu mà laser sợi quang hoặc CO₂ không thể xử lý.
Luôn xác nhận khả năng tương thích của vật liệu với nhà cung cấp của bạn – trên thực tế, bạn nên tiến hành thử nghiệm mẫu trong phòng thí nghiệm. Videojet cung cấp dịch vụ thử nghiệm mẫu tại các phòng thí nghiệm ứng dụng trên toàn thế giới để đảm bảo loại laser và cài đặt phù hợp, tạo ra mã khắc mong muốn trên vật liệu chính xác của bạn.

Phòng thí nghiệm mẫu

Đảm bảo mã phù hợp với thử nghiệm mẫu miễn phí bằng sản phẩm hoặc bao bì của bạn.

Các yếu tố chính trong việc lựa chọn hệ thống laser

Chọn một hệ thống khắc laser không chỉ liên quan đến bản thân tia laser. Đó là việc tìm kiếm một giải pháp phù hợp với môi trường sản xuất, yêu cầu khắc mã và mục tiêu kinh doanh của bạn.

Dưới đây là các yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn:

Thông số kỹ thuật hiệu suất và sự phù hợp của vật liệu

Kiểm tra vật liệu

Tất cả bắt đầu từ vật liệu. Một tia laser hoạt động tốt trên một loại chất nền có thể gần như không có tác dụng trên loại khác. Vì vậy, điều quan trọng là phải kiểm tra sản phẩm thực tế của bạn với hệ thống laser trước khi đưa ra quyết định cuối cùng.

Việc khắc mẫu giúp xác nhận xem loại laser, công suất và cấu hình ống kính có phù hợp với nhu cầu của bạn hay không.

Mặc dù chất lượng khắc mã là yếu tố quan trọng, nhưng việc đảm bảo bao bì vẫn nguyên vẹn và hoạt động bình thường cũng quan trọng không kém. Nhiều nhà cung cấp cung cấp dịch vụ thử nghiệm khắc mẫu.

Ví dụ, Videojet có thể kiểm tra vật liệu thực tế của bạn bằng cách sử dụng laser sợi quang, laser CO₂ và laser tia cực tím (UV) trong phòng thí nghiệm ứng dụng của họ để xác định và đề xuất giải pháp tối ưu.

Bước này không chỉ giúp bạn tránh những sai lầm tốn kém mà còn mang lại sự tự tin về chất lượng khắc mã với kết quả thực tế, rõ ràng.

Công suất laser

Công suất đầu ra (được đo bằng watt) là thông số kỹ thuật quan trọng ảnh hưởng đến khả năng khắc mã. Laser có công suất cao hơn có thể khắc nhanh hơn và/hoặc sâu hơn, đặc biệt trên vật liệu cứng.

Ví dụ: khắc mã trên kim loại thường yêu cầu laser sợi quang với công suất từ 20–50 watt để khắc bề mặt. Đối với các bản khắc sâu hơn hoặc dây chuyền sản xuất tốc độ rất cao, có thể cần laser sợi quang có công suất trên 50 watt.

Ngược lại, laser CO₂ – thường dùng để khắc mã trên vật liệu đóng gói như thùng carton – thường có công suất từ 10 watt cho các ứng dụng cơ bản đến 60 watt hoặc hơn cho các ứng dụng tốc độ cao như đóng chai Polyethylene Terephthalate (PET).

Laser tia cực tím (UV) thường có công suất thấp (2–10 watt) do cơ chế khắc mã khác biệt (thay đổi màu sắc), dựa trên bước sóng.

Điều quan trọng là phải có đủ công suất để khắc mã ở tốc độ và độ sâu mong muốn, nhưng không quá lớn đến mức gây hư hại vật liệu hoặc vượt quá ngân sách. Nhu cầu công suất cũng khác nhau tùy theo vật liệu – ví dụ: khắc mã trên nhãn nhựa mỏng có thể chỉ cần vài watt, trong khi khắc một bộ phận bằng thép có thể cần hàng chục watt và tốc độ di chuyển chậm hơn.

Tần số và thời lượng xung

Các cài đặt này ảnh hưởng đến cách năng lượng laser được phân phối. Nói chung, xung có tần số thấp hơn mang nhiều năng lượng hơn trên mỗi xung (phù hợp để khắc sâu hơn), trong khi tần số cao hơn cho phép khắc mã mượt mà, liên tục với ít nhiệt hơn trên mỗi xung (tốt hơn cho nhựa hoặc các mã khắc có độ chi tiết cao).

Hầu hết các hệ thống laser hiện đại cho phép điều chỉnh tần số xung (kilohertz – kHz) để tối ưu hóa chất lượng mã khắc so với tốc độ. Nếu mã khắc của bạn yêu cầu hình dạng cụ thể hoặc tác động nhiệt tối thiểu, hãy đảm bảo tia laser có thể hoạt động trong phạm vi cài đặt xung cần thiết.

Cân nhắc về an toàn vận hành và tuân thủ

Laser công nghiệp là thiết bị mạnh mẽ, vì vậy an toàn phải luôn là ưu tiên hàng đầu. Mỗi hệ thống laser đều đi kèm với một phân loại cho biết mức độ nguy hiểm của thiết bị:

Loại 1

An toàn trong điều kiện hoạt động bình thường. Chùm tia laser được bao bọc hoàn toàn hoặc không thể tiếp cận. Hầu hết các máy khắc laser tích hợp (có vỏ bảo vệ thích hợp) thuộc Loại 1, nghĩa là bạn có thể sử dụng chúng trên sàn nhà máy mà không cần thêm biện pháp an toàn laser.

Một ví dụ về hệ thống laser Loại 1 là đầu đĩa DVD. Bản thân thiết bị được phân loại là Loại 1, nhưng tia laser bên trong thực tế có cấp độ cao hơn. Việc được che chắn đúng cách khiến toàn bộ thiết bị trở thành hệ thống Loại 1.

Loại 4

Laser công suất cao có thể gây thương tích nghiêm trọng cho mắt hoặc da khi tiếp xúc trực tiếp hoặc qua tia khuếch tán. Hầu hết các máy khắc mã laser công nghiệp có chùm tia hở đều thuộc Loại 4 khi chùm tia có thể tiếp cận. Lớp này cũng tiềm ẩn nhiều rủi ro an toàn đáng kể.

Trong thực tế, nguồn laser khắc mã độc lập được phân loại là Loại 4, vì vậy bạn cần thiết kế các biện pháp bảo vệ an toàn xung quanh thiết bị này.

Đảm bảo an toàn cho loại 4

Nếu bạn tích hợp laser Loại 4 vào dây chuyền sản xuất, bạn nên thực hiện các biện pháp kiểm soát kỹ thuật để về cơ bản biến nó thành hệ thống Loại 1 cho người vận hành. Điều này yêu cầu sử dụng vỏ bảo vệ và khóa liên động.

Ví dụ: bạn có thể lắp một vỏ bảo vệ bằng kim loại xung quanh khu vực khắc mã, có cửa ra vào. Một công tắc khóa liên động được nối dây sao cho nếu cửa mở, tia laser sẽ tự động ngừng hoạt động.

Theo các chuyên gia an toàn laser, việc sử dụng khóa liên động và che chắn chùm tia thích hợp là bắt buộc để đảm bảo sản xuất thông minh và an toàn. Các biện pháp này đảm bảo không ai tiếp xúc với chùm tia nếu nắp được mở hoặc một bộ phận bị lệch.

Nhiều hệ thống laser hiện đại được trang bị sẵn mạch khóa liên động tích hợp để hỗ trợ việc này.

Hút khói

Một khía cạnh an toàn khác thường bị bỏ qua là quản lý khói. Khi tia laser khắc mã trên vật liệu, nó có thể làm bay hơi một lượng nhỏ vật liệu đó, tạo ra khói hoặc hơi. Tùy thuộc vào loại vật liệu, những khói này có thể gây hại tối thiểu (ví dụ: một chút khói từ gỗ cháy) hoặc rất nguy hiểm.

Ví dụ, khi khắc mã trên nhựa Polyvinyl Chloride (PVC), có thể giải phóng khí clo độc hại. Vì vậy, điều quan trọng là phải có hệ thống hút khói hoặc thông gió đạt tiêu chuẩn để loại bỏ các sản phẩm phụ của quá trình đốt khỏi khu vực vận hành và bề mặt sản phẩm.

Một hệ thống hút khói tốt sẽ bảo vệ người lao động và ngăn khói bám lên thấu kính hoặc sản phẩm. Luôn đánh giá loại vật liệu bạn sẽ khắc mã và đảm bảo tuân thủ các giới hạn phơi nhiễm tại nơi làm việc.

Tiêu chuẩn và đào tạo

Tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn laser như ANSI Z136.1 (hướng dẫn sử dụng laser an toàn) và mọi quy định hiện hành của địa phương. Điều này bao gồm việc cung cấp kính bảo hộ laser phù hợp với bước sóng của tia laser cho bất kỳ nhân viên nào có thể tiếp xúc với chùm tia hở (trong các tình huống Loại 4).

Chỉ định một Nhân viên An toàn Laser nếu được yêu cầu trong khu vực pháp lý của bạn và tiến hành đào tạo để người vận hành hiểu rõ các mối nguy hiểm cũng như các tính năng an toàn.

May mắn thay, với thiết lập vỏ bảo vệ + khóa liên động Loại 1 thích hợp, hoạt động thường xuyên không yêu cầu đồ bảo hộ đặc biệt vì mối nguy hiểm đã được ngăn chặn. Tuy nhiên, nhân viên bảo trì sẽ cần được đào tạo về quy trình an toàn khi vỏ bảo vệ được mở để bảo dưỡng.

Yêu cầu quy định của ngành (Tuân thủ đánh dấu)

Một số ngành có yêu cầu mã hóa cụ thể có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn hệ thống khắc mã của bạn. Công nghệ khắc laser vượt trội trong việc đáp ứng nhiều yêu cầu tuân thủ này nhờ độ bền và độ chính xác của mã khắc.

Nhận dạng thiết bị duy nhất (UDI) cho thiết bị y tế

Ngành y tế (Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm – FDA ở Hoa Kỳ) yêu cầu mã vĩnh viễn, có thể đọc được bằng máy trên nhiều dụng cụ và thiết bị cấy ghép. Laser thường là phương pháp khả thi duy nhất để đặt mã UDI (Unique Device Identification – tức là mã DataMatrix) trên dụng cụ phẫu thuật hoặc thiết bị cấy ghép vì mã này phải còn nguyên vẹn trong quá trình khử trùng và nhiều năm sử dụng.

Nếu bạn đang sản xuất thiết bị y tế, hãy đảm bảo tia laser có thể tạo ra mã khắc cần thiết mà không ảnh hưởng đến khả năng tương thích sinh học của vật liệu. Ví dụ: sử dụng phương pháp ủ trên các dụng cụ bằng thép không gỉ để tránh làm nhám bề mặt.

Mã dược phẩm và thực phẩm

Các ngành công nghiệp sản xuất khối lượng lớn như dược phẩm và đồ uống ngày càng sử dụng tia laser để khắc mã lô, ngày hết hạn và mã vạch 2D trên sản phẩm và bao bì. Các quy định trong lĩnh vực này yêu cầu mã phải dễ đọc và bền vĩnh viễn.

Laser có thể đáp ứng những yêu cầu này một cách đáng tin cậy, ví dụ: khắc mã vạch trên bao bì vỉ giấy bạc hoặc khắc mã trên lọ thủy tinh. Trên thực tế, một số quốc gia bắt buộc sử dụng mã khắc hoặc dập nổi cho một số sản phẩm nhất định nhằm chống hàng giả và đảm bảo mã tồn tại trong chuỗi cung ứng phức tạp hoặc đầy thách thức.

Truy xuất nguồn gốc điện tử và ô tô

Các nhà sản xuất thiết bị điện tử thường cần mã nhỏ trên các linh kiện để phục vụ việc truy xuất nguồn gốc hoặc chống hàng giả. Khắc mã bằng laser là phương pháp phổ biến để mã hóa bảng mạch in (Printed Circuit Board), đánh dấu chip và đánh số tuần tự cho các bộ phận ô tô. Nếu phải tuân thủ các tiêu chuẩn như tiêu chuẩn của Hiệp hội Chất lượng Hàng không Vũ trụ Quốc tế (IAQG) trong ngành ô tô về chất lượng nhãn, bạn cũng sẽ cần một hệ thống xác minh để chấm điểm. Khắc laser có thể tạo ra mã DataMatrix chất lượng cao khi được hiệu chỉnh chính xác.

Chứng nhận thiết bị

Về phía thiết bị, hãy đảm bảo hệ thống laser có đầy đủ chứng nhận bắt buộc, chẳng hạn như chứng nhận CE cho thị trường châu Âu hoặc tuân thủ các tiêu chuẩn của Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI). Các nhà cung cấp uy tín sẽ cung cấp tài liệu chứng minh hệ thống đáp ứng các quy định về điện, bức xạ và an toàn. Điều này đặc biệt quan trọng nếu bạn dự định tích hợp tia laser vào một máy lớn hơn. Việc sử dụng các thành phần đã được chứng nhận sẽ giúp quá trình tuân thủ cho toàn bộ hệ thống trở nên thuận lợi hơn.

Tóm lại, hãy xem xét kỹ bối cảnh quy định của sản phẩm. Công nghệ laser rất phù hợp để đáp ứng các yêu cầu mã hóa nghiêm ngặt, nhưng cần đảm bảo hệ thống được chọn có khả năng tạo ra đúng loại mã, kích thước và độ bền cần thiết. Thông thường, điều này đồng nghĩa với việc xác nhận rằng độ tương phản và độ bền của mã khắc đáp ứng các tiêu chuẩn cụ thể, chẳng hạn như hướng dẫn về Định danh Thiết bị Duy nhất (UDI) hoặc thông số kỹ thuật mã hai chiều trong ngành dược phẩm.

Cân nhắc tích hợp dây chuyền sản xuất

Technical Integration Hurdles

Tích hợp hệ thống khắc laser vào dây chuyền sản xuất đòi hỏi phải xem xét cả yếu tố cơ khí, điện và phần mềm. Lập kế hoạch tích hợp từ sớm sẽ giúp bạn tránh được nhiều rắc rối về sau.

Tích hợp cơ học (Gắn kết & Không gian)

Một khi hệ thống khắc laser được thiết lập đúng cách, nó thường vận hành với sự can thiệp tối thiểu — yêu cầu bảo trì ít hơn nhiều so với nhiều công nghệ mã hóa khác. Tuy nhiên, để đạt được trạng thái này có thể mất nhiều thời gian và kế hoạch hơn so với việc lắp đặt máy in phun liên tục (Continuous Inkjet – CIJ). Với máy in phun liên tục, bạn thường chỉ cần mở hộp, gắn máy in và bắt đầu hoạt động trong vòng một giờ. Ngược lại, việc tích hợp hệ thống khắc laser có thể bao gồm lắp đặt phần cứng, thiết lập vỏ bảo vệ an toàn, điều chỉnh tiêu điểm và lập trình bố cục khắc mã.

Mặc dù công việc chuẩn bị ban đầu có thể phức tạp hơn, nhưng lợi ích lâu dài là một giải pháp đáng tin cậy, ít bảo trì. Việc chọn một nhà cung cấp có kinh nghiệm về kỹ thuật ứng dụng và hỗ trợ hiện trường mạnh mẽ sẽ tạo ra sự khác biệt đáng kể — đặc biệt trong giai đoạn thiết lập. Đối tác có đội ngũ dịch vụ chuyên nghiệp sẽ giúp việc tích hợp trở nên dễ dàng hơn và nhanh chóng xử lý mọi sự cố tại chỗ.

Ví dụ tích hợp

Để minh họa việc lập kế hoạch tích hợp, hãy xem xét một dây chuyền đóng gói sữa chua với nhiều làn cốc được đổ đầy và niêm phong song song. Theo cách truyền thống, những dây chuyền này thường sử dụng đầu in phun trên mỗi làn hoặc máy in phun ngang để in mã ngày tháng lên nắp. Với công nghệ laser, một bộ phận điều khiển điện kế có thể bao phủ nhiều làn nếu vùng khắc mã đủ lớn, cho phép đánh dấu tất cả các nắp trong một lần quét. Điều này có thể giảm số lượng thiết bị từ sáu máy in phun xuống chỉ còn một hệ thống laser.

Tuy nhiên, bạn cần đảm bảo vùng khắc mã và tốc độ của tia laser phù hợp với chiều rộng của tất cả các làn và tốc độ dây chuyền. Trên thực tế, một số nhà sản xuất đã thay thế thành công cả cụm máy in phun bằng một hệ thống laser duy nhất, giúp đơn giản hóa đáng kể việc bảo trì và giảm chi phí vật tư tiêu hao — nhưng chỉ sau khi thực hiện tích hợp cẩn thận để phù hợp với bố cục nhiều làn.
Loại hợp nhất này là một lợi ích hấp dẫn của laser (ít thiết bị hơn để bảo trì), nhưng đòi hỏi quá trình tích hợp phải chính xác, bao gồm quang học, vị trí lắp đặt và điều khiển thời gian của dây chuyền.

Cân nhắc về chi phí sở hữu và ROI

Áp dụng hệ thống khắc laser là một khoản đầu tư đáng kể. Điều quan trọng là phải nhìn xa hơn chi phí ban đầu và đánh giá tổng chi phí sở hữu (Total Cost of Ownership – TCO) cũng như lợi tức đầu tư (Return on Investment – ROI) trong suốt vòng đời của hệ thống.

Đầu tư ban đầu

Hệ thống khắc laser thường yêu cầu khoản đầu tư ban đầu cao hơn so với máy in phun truyền thống hoặc hệ thống dán nhãn. Ví dụ, một tia laser CO₂ nhỏ có thể có chi phí gấp ba đến bốn lần so với hệ thống in phun liên tục (CIJ) cao cấp, trong khi laser sợi quang công suất lớn — đặc biệt là loại tích hợp với vỏ bảo vệ và băng tải an toàn — có thể đại diện cho chi phí vốn đáng kể hơn.

Tuy nhiên, khoản chi phí ban đầu này thường được bù đắp theo thời gian nhờ yêu cầu bảo trì và vật tư tiêu hao thấp hơn. Chi phí lắp đặt (giá treo, thiết bị an toàn, thời gian tích hợp) cũng góp phần làm tăng chi phí ban đầu, vì vậy việc lập ngân sách cho các yếu tố này là rất quan trọng.

Khi so sánh các công nghệ, hãy cân nhắc những gì bạn sẽ cần ở các hệ thống thay thế. Ví dụ: một tia laser duy nhất có thể thay thế nhiều máy in phun (như trong ví dụ về dây chuyền sữa chua) hoặc tạo ra các mã khắc mà hệ thống dùng mực hoặc nhãn hoàn toàn không thể thực hiện được. Điều này mở ra các khả năng mới, chẳng hạn như khắc mã trực tiếp lên bộ phận để đáp ứng yêu cầu tuân thủ.

Chi phí tiêu hao tối thiểu

Ưu điểm lớn nhất của khắc laser là không cần vật tư tiêu hao. Không có mực, dung môi hay ruy băng phải mua. Điều này giúp tiết kiệm ngay chi phí mua hàng và giảm công việc quản lý tồn kho chất lỏng cũng như xử lý chất thải. Đối với các công ty in hàng trăm triệu mã mỗi năm, chi phí mực in tăng lên đáng kể – laser loại bỏ hoàn toàn chi phí liên tục này.

Tiết kiệm bảo trì cũng là một lợi thế vì tia laser được chế tạo tốt có rất ít bộ phận hao mòn. Ví dụ, laser sợi quang là dạng trạng thái rắn và thường có thể hoạt động nhiều năm mà gần như không cần thay thế linh kiện, trong khi máy in phun phải thay bộ lọc thường xuyên và vệ sinh vòi phun. Trong khoảng thời gian 5 năm, khoản tiết kiệm từ bảo trì và vật tư tiêu hao của laser thường có thể bù đắp phần lớn chi phí đầu tư ban đầu.

Thời gian hoạt động và năng suất

Một yếu tố chi phí quan trọng khác là thời gian ngừng sản xuất. Mỗi lần bạn dừng dây chuyền để thay hộp mực in phun hoặc bảo dưỡng đầu in, sản lượng sẽ bị mất. Nếu dây chuyền ngừng hoạt động do lỗi máy in, chi phí có thể rất lớn. Các nghiên cứu cho thấy thời gian ngừng sản xuất có thể tiêu tốn hàng chục nghìn đô la mỗi giờ (thậm chí có trường hợp lên đến 260 nghìn đô la mỗi giờ).

Hệ thống khắc laser, khi đã được thiết lập ổn định, thường có thời gian hoạt động rất cao vì không có hệ thống mực dễ bị tắc nghẽn hoặc nhãn giấy bị kẹt. Chúng hoạt động liên tục, và trong một số trường hợp hiếm hoi chỉ cần làm sạch ống kính nhanh hoặc thực hiện một dịch vụ nhỏ tương tự.

Độ tin cậy này giúp giảm gián đoạn sản xuất, tiết kiệm chi phí và cải thiện hiệu quả. Một chuyên gia đã nhận xét: “Tia laser tốt nhất là tia laser mà bạn thậm chí không nhận ra nó ở đó”, nhấn mạnh rằng một hệ thống laser được lựa chọn đúng cách sẽ âm thầm thực hiện công việc với sự can thiệp tối thiểu.

Tiêu thụ năng lượng

Laser tiêu thụ điện, và các loại laser công suất cao có thể dùng từ vài trăm đến hơn một nghìn watt khi khắc mã. Laser sợi quang rất tiết kiệm năng lượng vì chuyển đổi phần lớn điện năng thành ánh sáng laser, trong khi các loại laser YAG cũ hoặc một số laser CO₂ có hiệu suất thấp hơn. Tuy nhiên, so với chi phí vật tư tiêu hao mà laser loại bỏ, chi phí điện thường rất nhỏ.

Để dễ hình dung: một laser sợi quang công suất 50 watt có thể tiêu thụ khoảng 500 watt khi hoạt động. Nếu chạy 8 giờ mỗi ngày, mức tiêu thụ là khoảng 4 kWh/ngày, chỉ tương đương vài đô la trên hóa đơn điện. Bạn cần đảm bảo hệ thống điện đủ công suất cho laser, nhưng không cần quá lo lắng — chi phí năng lượng không phải là yếu tố chính trong tính toán lợi tức đầu tư (ROI).

Tính toán ROI

Khi đánh giá ROI, hãy tính đến:

Tiết kiệm vật tư tiêu hao: Hãy tính toán chi phí hàng năm cho mực, dung môi, nhãn, v.v. Với công nghệ laser, những chi phí này gần như bằng không.

Tiết kiệm nhân công và giảm thời gian ngừng máy: Người vận hành hiện tại mất bao lâu để bảo dưỡng thiết bị mã hóa, như làm sạch đầu in hoặc thay ruy băng? Bao nhiêu giờ sản xuất bị mất? Laser giúp giảm đáng kể những công việc này.

Giảm phế liệu: Sau khi áp dụng, mã khắc bằng laser nhất quán, vĩnh viễn và chống giả mạo — không thể xóa mà không làm hỏng bề mặt sản phẩm. Tính bền vững này đảm bảo truy xuất nguồn gốc đáng tin cậy, chống hàng giả và hỗ trợ tuân thủ quy định. Sản phẩm được khắc mã đúng cách sẽ giữ nguyên mã trong suốt chuỗi cung ứng, giảm nguy cơ vi phạm và tránh phạt hoặc thu hồi. Không giống hệ thống dùng mực, dễ bị nhòe hoặc không đọc được nếu không phù hợp với ứng dụng, laser luôn tạo mã sắc nét, chất lượng cao. Tính nhất quán này giúp giảm phế liệu, hạn chế làm lại, giảm khiếu nại khách hàng và bảo vệ doanh thu cũng như danh tiếng thương hiệu.

Tăng năng suất: Chuyển đổi nhanh hơn và ít điểm dừng hơn đồng nghĩa với thông lượng cao hơn. Giao diện laser hiện đại cho phép chuyển đổi sản phẩm nhanh chóng (chỉ cần tải tệp công việc mới), đôi khi nhanh hơn việc thay đổi loại mực hoặc nhãn. Ví dụ: bộ điều khiển laser Videojet có công cụ tối ưu hóa thiết lập công việc, giúp giảm thời gian chuyển đổi tới 50% trong một số trường hợp.

Tuổi thọ: Một hệ thống laser có thể hoạt động lâu dài. Nguồn laser sợi quang có thể đạt tới khoảng 100.000 giờ MTBF (Thời gian trung bình trước khi hỏng), nghĩa là trong hoạt động 2 ca có thể kéo dài hơn 10 năm. Ngay cả laser CO₂ cũng thường đạt 50.000 giờ trước khi cần nạp lại. Trong khi đó, máy in phun thường được coi là cũ sau 5–7 năm sử dụng nhiều. Khấu hao laser trong hơn một thập kỷ giúp nó rất tiết kiệm chi phí. Nhiều nhà sản xuất đạt hoàn vốn từ việc lắp đặt laser chỉ trong vòng 2–3 năm nhờ tổng hợp tất cả các khoản tiết kiệm này.

Thực tiễn tốt nhất về triển khai

Triển khai thành công hệ thống khắc laser không chỉ phụ thuộc vào thiết bị mà còn cần thực hiện các phương pháp quản lý dự án tốt. Dưới đây là một số thực hành tốt nhất để đảm bảo quá trình triển khai diễn ra suôn sẻ và mang lại hiệu quả lâu dài:

Tiến hành nghiên cứu khả thi và thử nghiệm mẫu

Chuẩn bị từ trước: Kiểm tra sản phẩm của bạn bằng tia laser để xác nhận chất lượng mã khắc và thời gian chu kỳ. Đánh giá các yếu tố môi trường có thể ảnh hưởng — ví dụ, độ ẩm hoặc nhiệt độ cao trong cơ sở của bạn có tác động đến tia laser hoặc mã khắc không? Bằng cách thử nghiệm quy trình ở quy mô nhỏ hoặc trong phòng thí nghiệm, bạn có thể phát hiện và xử lý vấn đề trước khi triển khai sản xuất toàn diện. Videojet cũng cung cấp dịch vụ thử nghiệm mẫu để đảm bảo đáp ứng yêu cầu về mã và chức năng đóng gói.

Lập kế hoạch an toàn ngay từ đầu

Đừng coi vỏ bọc an toàn hoặc hệ thống hút khói là phần bổ sung sau cùng. Hãy thiết kế hoặc mua vỏ bọc phù hợp cùng lúc với việc chọn laser để đảm bảo chúng tương thích. Đảm bảo tất cả chùm tia laser Loại 4 được chứa an toàn. Thiết lập khóa liên động cho mọi cửa ra vào hoặc bảng điều khiển truy cập. Nếu quá trình khắc mã tạo ra khói độc hại (từ nhựa hoặc bề mặt sơn), hãy lắp đặt hệ thống hút khói trong khu vực khắc mã. Lập kế hoạch này ngay từ đầu sẽ giúp bạn có một thiết lập tuân thủ và an toàn.

Chuẩn bị trang web cài đặt

Điện – xác minh các yêu cầu về nguồn điện (voltage, amperage) và nhờ thợ điện lắp đặt ổ cắm hoặc thả nếu cần. Gắn kết – có giá đỡ hoặc khung ổn định sẵn sàng để gắn tia laser; Một số nhà cung cấp cung cấp phần cứng hoặc giá đỡ. Môi trường – laser thường thích môi trường sạch sẽ, khô ráo. Nếu nhà máy của bạn có nhiều bụi hoặc có nhiệt độ quá cao, hãy xem xét các biện pháp bảo vệ (như áp suất không khí dương trong hộp laser hoặc quạt làm mát) theo khuyến nghị của nhà cung cấp.

Tích hợp với Line Controls

Làm việc với các kỹ sư điều khiển để tích hợp tia laser vào dây chuyền sản xuất. Điều này có thể bao gồm việc gắn một bộ mã hóa trên dây chuyền để đồng bộ tốc độ, thêm cảm biến quang điện để phát hiện sản phẩm và kích hoạt tia laser, hoặc kết nối tia laser với bộ điều khiển logic lập trình (PLC) giám sát dây chuyền.
Lập kế hoạch logic: ví dụ, điều gì sẽ xảy ra nếu dây chuyền dừng đột ngột (hầu hết các tia laser có thể tạm dừng khắc mã). Trong quá trình vận hành, hãy chạy thử để tinh chỉnh thời gian. Đảm bảo vị trí khắc mã chính xác ở các tốc độ dây chuyền khác nhau. Dành thời gian cho bước này sẽ giúp tránh các vấn đề về chất lượng sau này.

Đào tạo nhân viên vận hành và nhân viên bảo trì

“Mặc dù laser cần ít chăm sóc hàng ngày, nhưng việc đào tạo là rất quan trọng. Nhóm của bạn nên biết cách vận hành hệ thống an toàn, điều chỉnh các cài đặt cơ bản và xử lý các cảnh báo hoặc lỗi phổ biến. Họ cũng nên thực hành các công việc thường xuyên như lấy nét tia laser (nếu thực hiện thủ công) hoặc làm sạch ống kính.
Đồng thời, hãy đào tạo họ về giao diện người dùng — ví dụ: cách tải mẫu tin nhắn mới hoặc điều chỉnh định dạng mã ngày. Về bảo trì, hãy xác định các thành phần cần kiểm tra định kỳ. Thông thường, điều này bao gồm làm sạch ống kính hoặc thay bộ lọc trong máy hút khói. Một danh sách kiểm tra ngắn (hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng) sẽ giúp giữ cho hệ thống hoạt động ở trạng thái tốt nhất.”

Tận dụng hỗ trợ nhà cung cấp

“Trong và sau khi cài đặt, hãy tận dụng tối đa các nguồn lực từ đối tác cung cấp laser của bạn. Một nhà cung cấp uy tín sẽ hỗ trợ dịch vụ cài đặt hoặc ít nhất là hỗ trợ qua điện thoại, cung cấp tài liệu (hướng dẫn sử dụng, hướng dẫn tích hợp) và đào tạo tại chỗ nếu cần. Họ cũng có thể giúp tối ưu hóa cài đặt cho ứng dụng của bạn (công suất, tốc độ, v.v.).
Sau khi hệ thống laser đi vào hoạt động, hãy cân nhắc ký hợp đồng dịch vụ hoặc ít nhất là nắm rõ quy trình nhận hỗ trợ kỹ thuật. Ví dụ, Videojet có mạng lưới dịch vụ toàn cầu, hỗ trợ này rất quan trọng nếu bạn gặp sự cố không điển hình, giúp giảm thiểu thời gian ngừng sản xuất.
Hãy nhớ rằng, bạn không chỉ mua một chiếc máy – lý tưởng nhất là bạn đang hợp tác với nhà cung cấp để đảm bảo hoạt động khắc mã luôn trơn tru.”

Bằng cách tuân thủ các phương pháp hay nhất này, bạn sẽ tạo nền tảng cho việc triển khai khắc laser thành công, đáp ứng mục tiêu ngay từ ngày đầu tiên.

Kết luận và các bước tiếp theo

Hệ thống khắc laser, khi được lựa chọn và triển khai đúng cách, mang đến cho các nhà sản xuất một công cụ mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu mã hóa và truy xuất nguồn gốc hiện đại. Trong hướng dẫn này, chúng tôi đã đề cập đến cách hoạt động của laser và các loại phổ biến, các yếu tố quan trọng trong việc chọn hệ thống phù hợp, cùng những phương pháp tốt nhất để tích hợp và sử dụng hiệu quả. Điểm mấu chốt là lựa chọn tốt nhất phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể của bạn — vật liệu, quy trình sản xuất và ưu tiên kinh doanh. Hiểu rõ những nhu cầu này và khả năng của công nghệ khắc laser hiện nay sẽ giúp bạn đưa ra quyết định sáng suốt, cải thiện hoạt động trong nhiều năm tới.

Hãy suy nghĩ dài hạn: giải pháp khắc laser phù hợp có thể mang lại lợi ích bền vững — từ tiết kiệm chi phí (không có vật tư tiêu hao, ít thời gian ngừng máy) đến nâng cao chất lượng (mã khắc vĩnh viễn, độ phân giải cao) và đảm bảo tuân thủ (dễ dàng đáp ứng các quy định ngành). Những lợi ích này trực tiếp giải quyết các vấn đề phổ biến như bảo trì máy in thường xuyên, mã bị nhòe hoặc chi phí chất lỏng đắt đỏ. Trong thời đại mà hiệu quả sản xuất và truy xuất nguồn gốc sản phẩm là yếu tố sống còn, khắc laser không chỉ là một nâng cấp mà còn là khoản đầu tư chiến lược cho tương lai dây chuyền của bạn.

Cuối cùng, hãy nhớ rằng bạn không cần phải thực hiện hành trình này một mình. Việc lựa chọn hệ thống laser là một bước quan trọng, và hợp tác với nhà cung cấp có kinh nghiệm là điều vô giá. Một đối tác lý tưởng sẽ có chuyên môn sâu về mã hóa và khắc mã (ví dụ: hàng chục năm kinh nghiệm và hàng nghìn dự án triển khai), đồng thời hỗ trợ bạn từ kiểm tra vật liệu, tích hợp, đào tạo đến dịch vụ sau bán hàng. Đội ngũ của chúng tôi đã giúp nhiều nhà sản xuất trong các ngành khác nhau triển khai giải pháp laser phù hợp — từ dây chuyền đồ uống tốc độ cao đến khắc mã thiết bị y tế chính xác. Chúng tôi sẵn sàng chia sẻ kiến thức đó với bạn.

Các bước tiếp theo

Nếu bạn đang cân nhắc triển khai hệ thống khắc laser, chúng tôi khuyến khích bạn liên hệ để được tư vấn hoặc yêu cầu demo. Chúng tôi có thể đánh giá ứng dụng cụ thể của bạn, cung cấp mẫu khắc thử và đề xuất cấu hình hệ thống tối ưu cho nhu cầu riêng.
Dành thời gian trao đổi với các chuyên gia laser sẽ giúp đảm bảo bạn có được giải pháp thực sự đáp ứng mục tiêu về hiệu suất và lợi tức đầu tư (ROI). Cuối cùng, một hệ thống khắc laser phù hợp, được triển khai cẩn thận, có thể nâng cao hiệu quả sản xuất, mang lại độ tin cậy cao cho nhóm của bạn và biến khoản đầu tư thành giá trị lâu dài cho hoạt động kinh doanh.