Determining the Optimal Parameters of Laser Color Engraving Processing Using Engineering Experimental Design Techniques

Main Article Content

Supat Silaloy
Thammawit Prasert
Chirawat na-Badalung

Abstract

This study investigates the laser color engraving process on 304 stainless steel using a color fiber laser prototype. The prototype's manufacturer, intending to create an instructional manual for customers, specified an acceptable engraving depth of 10–15 µm. However, after the prototype’s completion, no specific parameters were established for the engraving process. Therefore, the researcher designed an experimental procedure, utilizing the Design of Experiments (DOE) methodology, specifically employing the Central Composite Design (CCD) technique to identify optimal parameters for laser color engraving. The primary parameters evaluated were laser power, ranging from 10 to 30 W, and engraving speed, ranging from 300 to 800 mm/s. The experiment indicated that optimal parameters included a power setting of 17 W and an engraving speed of 500 mm/s, achieving an engraving depth of approximately 13 µm, which met the manufacturer’s specified range. Applying these optimized parameters in practical testing confirmed their effectiveness and facilitated the development of a comprehensive user manual for future customers.

Article Details

How to Cite
Silaloy, S., Prasert, T. ., & na-Badalung, C. . (2024). Determining the Optimal Parameters of Laser Color Engraving Processing Using Engineering Experimental Design Techniques. Thai Industrial Engineering Network Journal, 10(2). Retrieved from https://ph02.tci-thaijo.org/index.php/ienj/article/view/254893
Section
Research and Review Article

References

จุฬาลักษณ์ บัวศรี และธนกร ชาวกงจักร. อิทธิพลของพารามิเตอร์ต่อคุณภาพผิวในกรรมธีการแกะสลักอะคริลิกด้วยเลเซอร์ [ปริญญานิพนธ์ปริญญาวิศวกรรมศาสตร์บัณฑิต]. กรุงเทพฯ; มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ; 2554

บริษัท วรภาสดี จำกัด. เรื่องเกี่ยวกับสี [อินเตอร์เน็ต]. 2564 [เข้าถึงเมื่อ 9 พฤศจิกายน 2566]. เข้าถึงจาก http://www.vorabhasd.co.th.

WIKIPEDIA. การแกะสลัก [อินเตอร์เน็ต]. 2562 [เข้าถึงเมื่อ 9 พฤศจิกายน 2566]. เข้าถึงจาก http://th.m.wikipedia.org/wigi/การแกะสลัก

พจนานุกรมศัพท์วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์และโทคโนโลยี. โฟกัส [อินเตอร์เน็ต]. 2565 [เข้าถึงเมื่อ 1 ธันวาคม 2566]. เข้าถึงจาก https://dekgenius.com/dictionary/science/focus-focal-point--2668.htm#google_vignette

Electric-mart Solution for Electricians. กำลังไฟฟ้า [อินเตอร์เน็ต]. 2565 [เข้าถึงเมื่อ 1 ธันวาคม 2566]. เข้าถึงจาก http://www.electric-mart.com

ตงกวน Mactron เทคโนโลยี จำกัด. ความแตกต่างไฟเบอร์เลเซอร์ CO2 เครื่องจักรและเครื่องแกะสลักเลเซอร์ [อินเตอร์เน็ต]. 2563 [เข้าถึงเมื่อ 18 ธันวาคม 2566]. เข้าถึงจาก http://www.mactron-tech.com/th

สมาคมสแตนเลสไทย. ความรู้เกี่ยวกับสแตนเลส [อินเตอร์เน็ต]. 2565 [เข้าถึงเมื่อ 15 มกราคม 2567]. เข้าถึงจาก http://www.tssda.org

LPHITECH. ผู้คิดค้นเลเซอร์ [อินเตอร์เน็ต]. 2564 [เข้าถึงเมื่อ 10 มกราคม 2567]. เข้าถึงจาก http://www.lphitech.wordpress.com

บริษัท คีย์เอ็นซ์ (ไทยแลนด์) จำกัด. ความรู้พื้นฐาน [อินเตอร์เน็ต]. 2564 [เข้าถึงเมื่อ 10 มกราคม 2567]. เข้าถึงจาก http://www.keyence.co.th

อรจิตร แจ่มแสง และนิวัฒน์ มูเก็ม. การแก้ปัญหาตอบสนองหลายอย่างของการตัดเลเซอร์สำหรับเหล็ก SM490 โดยใช้การวิเคราะห์ความสัมพันธ์แบบเกรย์. วารสารวิจัย UTK ราชมงคลกรุงเทพ 2561; 12: 132-143

Krystian L. Wlodarczyk, Marcus Ardron, Andrew J. Waddie, Andrew Dunn, Matthew D. Kidd, Nicholas J. Weston and Duncan P. Hand. Laser microsculpting for the generation of robust diffractive security markings on the surface of metals. Journal of Materials Processing Technology. 2015; 222: 206-218.

Jon Inaki Arrizubieta, Aitzol Lamikiz, Magdalena Cortina, Eneko Ukar and Amaia Alberdi. Hardness, grainsize and porosity formation prediction on the Laser Metal Deposition of AISI 304 stainless steel. Internation Journal of Machine Tools and Manufacture. 2018; 135: 53-64.