¿Qué es una máquina de marcado láser?
Marcado láser Es un método para etiquetar diversos tipos de objetos mediante un láser. El principio del marcado láser es que un rayo láser modifica de algún modo la apariencia óptica de la superficie que toca. Esto puede ocurrir a través de diversos mecanismos:
1. Ablación de material (grabado láser); a veces eliminando alguna capa superficial coloreada.
2. Fundir un metal, modificando así la estructura superficial.
3. Combustión ligera (carbonización), por ejemplo, de papel, cartón, madera o polímeros.
4. Transformación (por ejemplo blanqueo) de pigmentos (aditivos láser industriales) en un material plástico.
5. Expansión de un polímero, si por ejemplo se evapora algún aditivo.
6. Generación de estructuras superficiales como pequeñas burbujas.
Al escanear el haz láser (por ejemplo, con dos espejos móviles), es posible escribir rápidamente letras, símbolos, códigos de barras y otros gráficos, mediante un escaneo vectorial o un escaneo de trama. Otro método es utilizar una máscara que se proyecta sobre la pieza de trabajo (marcado por proyección, marcado de máscara). Este método es simple y más rápido (aplicable incluso con piezas de trabajo en movimiento), pero menos flexible que el escaneo.
El "marcado láser" es el marcado o etiquetado de piezas y materiales con un rayo láser. En este sentido, se distinguen diferentes procesos, como el grabado, el decapado, el teñido, el recocido y el espumado. Dependiendo del material y de los requisitos de calidad, cada uno de estos procedimientos tiene sus propias ventajas y desventajas.
¿Cómo funciona una máquina de marcado láser?
Conceptos básicos de la tecnología láser
Todos los láseres constan de 3 componentes:
1. Una fuente de bombeo externa.
2. El medio láser activo.
3. El resonador.
La fuente de bombeo guía la energía externa al láser.
El medio láser activo se encuentra en el interior del láser. Según el diseño, el medio láser puede consistir en una mezcla de gases (CO2 láser), de un cuerpo de cristal (láser YAG) o de fibras de vidrio (láser de fibra). Cuando se alimenta energía al medio láser a través de la bomba, emite energía en forma de radiación.
El medio láser activo se encuentra entre dos espejos, el "resonador". Uno de estos espejos es un espejo unidireccional. La radiación del medio láser activo se amplifica en el resonador. Al mismo tiempo, solo una cierta radiación puede salir del resonador a través del espejo unidireccional. Esta radiación concentrada es la radiación láser.
Beneficios de la máquina de marcado láser
Marcado de alta precisión con calidad constante
Gracias a la alta precisión del marcado láser, incluso los gráficos más delicados, las fuentes de 1 punto y las geometrías muy pequeñas se pueden leer con claridad. Al mismo tiempo, el marcado con láser garantiza resultados de alta calidad constantes.
Alta velocidad de marcado
El marcado láser es uno de los procesos de marcado más rápidos del mercado. Esto se traduce en una alta productividad y una reducción de costes durante la fabricación. Dependiendo de la estructura y el tamaño del material, se pueden utilizar diferentes fuentes láser (p. ej., láseres de fibra) o máquinas láser (p. ej., láseres galvo) para aumentar aún más la velocidad.
Marcado duradero
El grabado láser es permanente y, al mismo tiempo, resistente a la abrasión, al calor y a los ácidos. Según los parámetros del láser, también se pueden marcar determinados materiales sin dañar la superficie.
Aplicaciones de máquinas de marcado láser
La máquina de marcado láser tiene una gran variedad de aplicaciones:
1. Agregar números de piezas, fechas de caducidad y similares en paquetes de alimentos, botellas, etc.
2. Adición de información trazable para el control de calidad.
3. Marcado de placas de circuito impreso (PCB), componentes electrónicos y cables.
4. Impresión de logotipos, códigos de barras y otra información en los productos.
En comparación con otras tecnologías de marcado, como la impresión por inyección de tinta y el marcado mecánico, el marcado láser tiene una serie de ventajas, como velocidades de procesamiento muy altas, bajos costos de operación (sin uso de consumibles), alta calidad constante y durabilidad de los resultados, evitar contaminaciones, la capacidad de escribir características muy pequeñas y una gran flexibilidad en la automatización.
Los materiales plásticos, la madera, el cartón, el papel, el cuero y el acrílico suelen marcarse con potencias relativamente bajas. CO2 Láseres. Para superficies metálicas, estos láseres son menos adecuados debido a la pequeña absorción en sus longitudes de onda largas (alrededor de 10 μm); las longitudes de onda láser, por ejemplo, en la región de 1 μm, como las que se pueden obtener, por ejemplo, con láseres Nd:YAG bombeados por lámpara o diodo (normalmente de conmutación Q) o con láseres de fibra, son más apropiadas. Las potencias láser típicas utilizadas para el marcado son del orden de 10 a 100 W. Las longitudes de onda más cortas, como 532 nm, como las que se obtienen mediante la duplicación de frecuencia de los láseres YAG, pueden ser ventajosas, pero dichas fuentes no siempre son competitivas económicamente. Para el marcado de metales como el oro, que tiene una absorción demasiado baja en la región espectral de 1 μm, son esenciales las longitudes de onda láser cortas.
Metales
Acero inoxidable, aluminio, oro, plata, titanio, bronce, platino o cobre.
El láser es un elemento muy utilizado desde hace muchos años, sobre todo en el grabado y marcado de metales. No solo se pueden marcar con precisión, legibilidad y rapidez metales blandos como el aluminio, sino también acero o aleaciones muy duras. En el caso de determinados metales, como las aleaciones de acero, es posible incluso realizar marcados resistentes a la corrosión sin dañar la estructura de la superficie mediante el marcado por recocido. Los productos de metal se marcan con láser en una amplia gama de sectores.
Plásticos
Policarbonato (PC), poliamida (PA), polietileno (PE), polipropileno (PP), copolímero de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), poliimida (PI), poliestireno (PS), polimetilmetacrilato (PMMA), poliéster (PES)
Los plásticos se pueden marcar o grabar con láser de diversas formas. Con un láser de fibra, puede marcar muchos plásticos de uso comercial, como policarbonato, ABS, poliamida y muchos más, con un acabado permanente, rápido y de alta calidad. Gracias a los reducidos tiempos de preparación y a la flexibilidad que ofrece un láser de marcado, puede marcar incluso lotes pequeños de forma económica.
Materiales orgánicos
Los materiales orgánicos requieren soluciones especiales para poder proporcionarles un marcado permanente con contornos claros. Nuestros expertos desarrollan sistemas de marcado láser que satisfacen perfectamente esta necesidad. Sistemas cuya intensidad se puede controlar para mantener la generación de calor dentro de los límites deseados.
Vidrio y Cerámica
Los materiales como el vidrio y la cerámica imponen exigencias rigurosas a nuestros clientes y a las industrias en las que operan. Para ello, STYLECNC Ha desarrollado una tecnología capaz de aplicar marcas de alto contraste y sin grietas en el vidrio.
Diferentes procesos de la máquina de marcado láser
Marcado de recocido
El marcado por recocido es un tipo especial de grabado láser para metales. El efecto térmico del rayo láser provoca un proceso de oxidación debajo de la superficie del material, lo que da como resultado un cambio de color en la superficie del metal.
Durante el grabado láser, la superficie de la pieza se funde y se evapora con el láser. De esta manera, el rayo láser elimina el material. La impresión que se produce en la superficie es el grabado.
Extracción
Durante la eliminación, el rayo láser elimina las capas superiores aplicadas al sustrato. Se produce un contraste como resultado de los diferentes colores de la capa superior y el sustrato. Los materiales comunes que se marcan con láser mediante la eliminación de material incluyen aluminio anodizado, metales revestidos, láminas y películas o laminados.
Espumoso
Durante el proceso de espumado, el rayo láser funde un material. Durante este proceso se generan burbujas de gas en el material que reflejan la luz de forma difusa. De este modo, el marcado resulta más claro que las zonas que no han sido grabadas. Este tipo de marcado láser se utiliza principalmente para plásticos oscuros.
carbonización
La carbonización permite obtener fuertes contrastes en superficies claras. Durante el proceso de carbonización, el láser calienta la superficie del material (mínimo 100° C) y se emite oxígeno, hidrógeno o una combinación de ambos gases. Lo que queda es una zona oscurecida con mayor concentración de carbono.
La carbonización se puede utilizar para polímeros o biopolímeros como la madera o el cuero. Dado que la carbonización siempre produce marcas oscuras, el contraste en materiales oscuros será más bien mínimo.
El grabado en color es un proceso de marcado que utiliza una fuente láser de fibra MOPA para marcar el color en superficies metálicas como acero inoxidable, titanio, etc. MOPA se refiere a una configuración que consta de un láser maestro (o láser de semillas) y un amplificador óptico para aumentar la potencia de salida.
3D Calificación
El 3D sistema de marcado láser Es a través del control del software de la lente de haz óptico expandido en la dirección del eje óptico con movimiento alternativo de alta velocidad, ajuste dinámico de la longitud focal del rayo láser, haciendo que el punto focal en diferentes ubicaciones en la superficie de la pieza de trabajo se mantenga uniforme, para así realizar el 3D superficie, una precisión de superficie del procesamiento láser.
