El principio básico de sistema de marcado láser El láser genera un haz de láser continuo de alta energía y el láser enfocado actúa sobre el material de impresión, lo que hace que el material de la superficie se derrita o incluso se vaporice instantáneamente. Al controlar la trayectoria del láser sobre la superficie del material, se pueden formar los gráficos y las marcas gráficas requeridas.
El marcado láser se caracteriza por un procesamiento sin contacto, que permite marcar cualquier superficie con forma especial sin deformación ni tensión interna. Es adecuado para marcar materiales como metales, plásticos, vidrio, cerámica, madera, cuero, etc.
Sistema de marcado en modo máscara
El marcado de máscara también se denomina marcado por proyección. El sistema de marcado de máscara se compone de láser, máscara y lente de imagen. Su principio de funcionamiento es que el haz láser expandido por el telescopio se proyecta uniformemente sobre la máscara hecha de antemano y la luz se transmite desde el espacio tallado. El patrón en la placa de la máscara se proyecta en la pieza de trabajo (plano focal) a través de la lente. Por lo general, cada pulso puede formar un marcador. La superficie del material irradiado por láser se calienta rápidamente para vaporizarse o producir una reacción química, y el color cambia para formar marcas claras y distinguibles. CO2 El láser y el láser YAG se utilizan habitualmente para el marcado en modo máscara. La principal ventaja del marcado en modo máscara es que un pulso láser puede realizar una marca completa que incluya varios símbolos a la vez, por lo que la velocidad de marcado es rápida. Para grandes cantidades de productos, se puede marcar directamente en la línea de producción. Las desventajas son la poca flexibilidad y el bajo consumo de energía.
Sistema de marcado de matriz
Utiliza varios láseres pequeños para emitir pulsos al mismo tiempo. Después de pasar por el reflector y la lente de enfoque, varios pulsos láser extirpan (funden) pequeños hoyos de tamaño y profundidad uniformes en la superficie del material marcado. Cada carácter y patrón está compuesto por estos pequeños hoyos negros redondos, generalmente 5 puntos en trazos horizontales y 7 puntos en trazos verticales, formando así una matriz de 5 × 7. Generalmente, RF de baja potencia excitada CO2 El láser se utiliza en el marcado de matrices y su velocidad de marcado puede alcanzar hasta 6000 caracteres/mu. Por lo tanto, se ha convertido en una opción ideal para el marcado en línea de alta velocidad. Su desventaja es que solo puede marcar caracteres de matriz de puntos y solo puede alcanzar una resolución de 5 × 7, lo que no sirve para los caracteres chinos.
Sistema de marcado por escaneo
El sistema de marcado por escaneo está compuesto por un ordenador, un láser y un mecanismo de escaneo XY. Su principio de funcionamiento es introducir la información necesaria para marcar en el ordenador. El ordenador controla el láser y el mecanismo de escaneo XY según el programa diseñado de antemano, de modo que el punto láser de alta energía transformado por un sistema óptico especial puede escanear y moverse sobre la superficie mecanizada para formar marcas.
Generalmente, el mecanismo de escaneo XY tiene dos tipos de estructura: uno es escaneo mecánico y el otro es escaneo galvanométrico.
Escaneo mecánico
El sistema de marcado por escaneo mecánico no mueve el haz cambiando el ángulo de rotación del espejo, sino que cambia la coordenada XY del espejo por un método mecánico, de modo de cambiar la posición del haz láser que llega a la pieza de trabajo. El mecanismo de escaneo XY de este sistema de marcado generalmente se reequipa con un trazador. Su proceso de funcionamiento: el haz láser pasa a través del reflector que gira la trayectoria de la luz y luego a través del lápiz óptico (lente de enfoque) para disparar sobre la pieza de trabajo que se va a procesar. Entre ellos, el brazo del lápiz del trazador solo puede moverse hacia adelante y hacia atrás a lo largo del eje x con el reflector; el lápiz óptico y su reflector superior (ambos fijados juntos) solo pueden moverse a lo largo de la dirección del eje y. Bajo el control de la computadora (generalmente a través del puerto paralelo para emitir la señal de control), el movimiento del lápiz óptico en la dirección Y y el movimiento del brazo del lápiz en la dirección X pueden hacer que el láser de salida alcance cualquier punto en el plano, marcando así cualquier gráfico y carácter.
Escaneo de galvanómetro
El sistema de marcado por escaneo con galvanómetro se compone principalmente de láser, espejo de deflexión XY, lente de enfoque y computadora. El principio de funcionamiento es que el rayo láser incide sobre 2 espejos (espejos vibratorios) y el ángulo de reflexión de los espejos es controlado por computadora. Los 2 espejos pueden escanear a lo largo de los ejes X e Y respectivamente, para lograr la deflexión del rayo láser, de modo que el foco láser con una cierta densidad de potencia se mueva sobre el material de marcado de acuerdo con los requisitos requeridos, dejando así marcas permanentes en la superficie del material y el punto de enfoque. Puede ser un círculo o un rectángulo.
En el sistema de marcado con galvanómetro, se pueden utilizar gráficos vectoriales y caracteres. Este método utiliza el software de gráficos en la computadora para procesar los gráficos. Tiene las características de alta eficiencia, buena precisión y ausencia de distorsión, lo que mejora en gran medida la calidad y la velocidad del marcado láser. Al mismo tiempo, también se puede adoptar el método de marcado de tipo galvanómetro, que es muy adecuado para el marcado en línea. Según la línea de producción con diferente velocidad, se puede utilizar un galvanómetro de escaneo o 2 galvanómetros de escaneo. En comparación con el marcado de matriz mencionado anteriormente, puede marcar más información de red.
En términos generales, el sistema de marcado por escaneo con galvanómetro utiliza un láser de fibra con una longitud de onda de trabajo de bombeo óptico continuo de 1.06 μm y una potencia de salida de 10 ~ 120WLa salida del láser puede ser continua o conmutada por Q. El excitador de RF desarrollado CO2 El láser también se utiliza en la máquina de marcado láser con escaneo galvanométrico.
El marcado por escaneo galvanométrico se ha convertido en un producto común debido a su amplio rango de aplicación, marcado vectorial y marcado matricial de puntos, rango de marcado ajustable, velocidad de respuesta rápida, alta velocidad de marcado (se pueden marcar cientos de caracteres por segundo), alta calidad de marcado, buen rendimiento de sellado de la trayectoria óptica y fuerte adaptabilidad al medio ambiente. Se ha convertido en un producto común y se considera que representa la dirección de desarrollo de la máquina de marcado láser en el futuro. Tiene una amplia perspectiva de aplicación.
El láser utilizado para marcar incluye principalmente láser de fibra y CO2 El láser producido por el láser de fibra puede ser bien absorbido por el metal y la mayoría de los plásticos, y su longitud de onda (1.06 μm) y su pequeño punto de enfoque son adecuados para el marcado de alta resolución en metales y otros materiales. La longitud de onda del láser de fibra CO2 El láser es de 10.6 μM. Los productos de madera, vidrio, polímero y la mayoría de los materiales transparentes tienen un buen efecto de absorción, por lo que es especialmente adecuado para marcar en superficies no metálicas.
La desventaja del láser de fibra y CO2 El láser es que el daño térmico y la difusión térmica de los materiales son graves, y el efecto de borde caliente a menudo hace que la etiqueta se vea borrosa. Por el contrario, la luz ultravioleta producida por el láser excimer no calienta el material, solo evapora la superficie del material, lo que produce un efecto fotoquímico en la estructura de la superficie y deja una marca en la superficie del material. Por lo tanto, al marcar con láser excimer, el borde de la marca es muy claro. Debido a la fuerte absorción de la luz ultravioleta, el efecto del láser sobre el material solo ocurre en la capa superficial del material y casi no hay fenómeno de quemado en el material. Por lo tanto, el láser excimer es más adecuado para el marcado de materiales.
