El 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 una superficie que toca. Esto puede ocurrir a través de una variedad de mecanismos:
1. Ablación del material (grabado láser); a veces eliminando alguna capa superficial coloreada.
2. Derretimiento de un metal, modificando así la estructura de la superficie.
3. Quemado leve (carbonización), por ejemplo, de papel, cartón, madera o polímeros.
4. Transformación (por ejemplo, blanqueo) de pigmentos (aditivos industriales para láser) en un material plástico.
5. Expansión de un polímero, por ejemplo, si se evapora algún aditivo.
6. Generación de estructuras superficiales, como pequeñas burbujas.
Mediante el escaneo del 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" significa marcar o etiquetar piezas de trabajo 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 del requisito de calidad, cada uno de estos procedimientos tiene sus propias ventajas y desventajas.
Todos los láseres constan de tres componentes:
1. Una fuente de bombeo externa.
2. El medio láser activo.
3. El resonador.
La fuente de bombeo dirige la energía externa al láser.
El medio láser activo se encuentra en el interior del láser. Según el diseño, el medio láser puede estar compuesto por una mezcla de gases (láser de CO2), un cuerpo de cristal (láser YAG) o fibras de vidrio (láser de fibra). Cuando se alimenta energía al medio láser a través de la bomba, este 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 agrupada es la radiación láser.
Gracias a la alta precisión del marcado láser, incluso los gráficos muy delicados, las fuentes de 1 punto y las geometrías muy pequeñas resultarán claramente legibles. Al mismo tiempo, el marcado con láser garantiza resultados de alta calidad constante.
El marcado láser es uno de los procesos de marcado más rápidos disponibles en el mercado. Esto se traduce en una alta productividad y ventajas económicas durante la fabricación. Según 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.
El grabado láser es permanente y, al mismo tiempo, resistente a la abrasión, el calor y los ácidos. Según los ajustes de los parámetros del láser, también se pueden marcar determinados materiales sin dañar la superficie.
La máquina de marcado láser tiene una gran variedad de aplicaciones:
1. Añadir números de piezas, fechas de caducidad y similares en paquetes de alimentos, botellas, etc.
2. Añadir información rastreable para el control de calidad.
3. Marcar placas de circuito impreso (PCB), componentes electrónicos y cables.
4. Imprimir logotipos, códigos de barras y otra información en 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, bajo costo de operación (sin uso de consumibles), alta calidad constante y durabilidad de los resultados, evitando 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 a menudo se marcan con láseres de CO2 de potencia relativamente baja. Para superficies metálicas, estos láseres son menos adecuados debido a la pequeña absorción en sus longitudes de onda largas (alrededor de 10 μm); longitudes de onda láser, por ejemplo, en la región de 1 μm, como se pueden obtener, por ejemplo, Los láseres de Nd:YAG bombeados por lámpara o diodo (normalmente de conmutación Q) o de fibra son más apropiados. 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 duplicando la frecuencia de los láseres YAG, pueden ser ventajosas, pero estas 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.
Acero inoxidable, aluminio, oro, plata, titanio, bronce, platino o cobre
El láser es una herramienta muy útil desde hace muchos años, sobre todo en el grabado y marcado de metales. No solo los metales blandos, como el aluminio, sino también el acero o las aleaciones muy duras se pueden marcar con precisión, legibilidad y rapidez con un láser. 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.
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 una gran variedad de 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 la flexibilidad que ofrece un láser de marcado, puede marcar incluso lotes pequeños de forma económica.
Los materiales orgánicos requieren soluciones especiales para proporcionarles un marcado permanente con contornos claros. Nuestros expertos desarrollan sistemas de marcado láser que satisfacen perfectamente este requisito. Sistemas cuya intensidad se puede controlar para mantener la generación de calor dentro de los límites deseados.
Los materiales como el vidrio y la cerámica plantean exigencias rigurosas a nuestros clientes y a las industrias en las que operan. Para ello, EagleTec CNC ha desarrollado una tecnología capaz de aplicar marcas de alto contraste y sin grietas al vidrio.
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 de trabajo se funde y se evapora con el láser. En consecuencia, el rayo láser elimina el material. La impresión así producida en la superficie es el grabado.
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.
Durante el espumado, el rayo láser funde un material. Durante este proceso, se producen burbujas de gas en el material, que reflejan la luz de forma difusa. De este modo, el marcado resultará más claro que las áreas que no se han grabado. Este tipo de marcado láser se utiliza principalmente para plásticos oscuros.
La carbonización permite obtener fuertes contrastes en superficies brillantes. Durante el proceso de carbonización, el láser calienta la superficie del material (un mínimo de 100 °C) y se emite oxígeno, hidrógeno o una combinación de ambos gases. Lo que queda es una zona oscura con una 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 bastante 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.
El sistema de marcado láser 3D se controla mediante software con un lente de haz óptico expandido en la dirección del eje óptico con un movimiento alternativo de alta velocidad, ajuste dinámico de la longitud focal del haz láser, lo que hace que el punto focal en diferentes ubicaciones de la superficie de la pieza de trabajo se mantenga uniforme, a fin de lograr una superficie 3D y una precisión de superficie del procesamiento láser.
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