Una guía para los tipos de marcado láser

El principio básico del sistema de marcado láser es que el generador láser genera un rayo 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 en 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 se puede marcar en cualquier superficie de forma especial sin deformación ni tensión interna. Es adecuado para marcar materiales como metales, plásticos, vidrio, cerámica, madera, cuero, etc.

Sistema de marcado de modo de máscara

El marcado de máscara también se denomina marcado de proyección. El sistema de marcado de máscara se compone de láser, máscara y lente de imagen. Su principio de funcionamiento es que el rayo 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 de la placa de máscara se refleja en la pieza de trabajo (plano focal) a través de la lente. Normalmente, 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. El láser de CO2 y el láser YAG se utilizan generalmente para marcar en modo máscara. La principal ventaja del marcado en modo máscara es que un pulso láser puede realizar una marca completa que incluye 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 matrices

Utiliza varios láseres pequeños para emitir pulsos al mismo tiempo. Después de pasar a través del reflector y la lente de enfoque, varios pulsos de láser eliminan (funden) pequeños hoyos de tamaño y profundidad uniformes en la superficie del material marcado. Cada carácter y patrón se compone de 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, el láser de CO2 excitado por RF de baja potencia 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 online 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 cual es inútil para los caracteres chinos.

Sistema de marcado de escaneo

El sistema de marcado de escaneo está compuesto por computadora, láser y mecanismo de escaneo X-Y. Su principio de funcionamiento es ingresar la información necesaria para marcar en la computadora. La computadora controla el láser y el mecanismo de escaneo X-Y de acuerdo con el programa diseñado previamente, de modo que el punto láser de alta energía transformado por un sistema óptico especial pueda escanear y moverse sobre la superficie mecanizada para formar marcas.

Generalmente, el mecanismo de escaneo X-Y tiene 2 tipos de estructura: uno es escaneo mecánico y el otro es escaneo galvanométrico.

Escaneo mecánico

El sistema de marcado de escaneo mecánico no mueve el rayo cambiando el ángulo de rotación del espejo, sino que cambia las coordenadas X-Y del espejo mediante un método mecánico, para cambiar la posición del rayo láser que llega a la pieza de trabajo. El mecanismo de escaneo X-Y de este sistema de marcado generalmente se vuelve a equipar con un trazador. Su proceso de trabajo: el rayo 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 a 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 del plano, marcando así cualquier gráfico y carácter.

Escaneo de galvanómetro

El sistema de marcado de escaneo del galvanómetro se compone principalmente de láser, espejo de desviación 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 se controla por computadora. Los 2 espejos pueden escanear a lo largo de los ejes X e Y respectivamente, para lograr la desviación 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 del galvanómetro se pueden utilizar gráficos y caracteres vectoriales. Este método utiliza el software de gráficos de la computadora para procesar los gráficos. Tiene las características de alta eficiencia, buena precisión y sin distorsión, lo que mejora en gran medida la calidad y velocidad del marcado láser. Al mismo tiempo, también se puede adoptar el método de marcado 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 de escaneo por galvanómetro utiliza un láser de fibra con una longitud de onda de trabajo de bomba óptica continua de 1,06 μm y una potencia de salida de 10 ~ 120W. La salida del láser puede ser continua o conmutada Q. El láser de CO2 excitado por RF desarrollado también se utiliza en la máquina de marcado láser de escaneo con galvanómetro.

El marcado por escaneo con galvanómetro se ha convertido en el producto principal debido a su amplia gama de aplicaciones, marcado vectorial y marcado por matriz 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 gran adaptabilidad al medio ambiente. Se ha convertido en el producto principal y se considera que representa la dirección de desarrollo de las máquinas de marcado láser en el futuro. Tiene una amplia perspectiva de aplicación.

El láser utilizado para marcar incluye principalmente láser de fibra y láser de CO2. El láser producido por láser de fibra puede ser bien absorbido por metales y la mayoría de los plásticos, y su longitud de onda (1,06 μm) y su pequeño punto de enfoque son adecuados para marcar de alta resolución en metales y otros materiales. La longitud de onda del láser de CO2 es de 10,6 μ M. Los productos de madera, el vidrio, los polímeros 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 del láser de CO2 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 sea 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 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 marcar materiales.