Esta guía le cuenta todo sobre las máquinas de marcado láser; qué son, cómo funcionan, los beneficios que aportan y sus posibles aplicaciones.
Índice del contenido
¿Qué es una máquina de marcado láser?
¿Cómo funciona una máquina de marcado láser?
Beneficios de la máquina de marcado láser
Aplicaciones de la máquina de marcado láser
Diferentes procesos de máquinas de marcado láser
¿Qué es una máquina de marcado láser?
Marcado láser utiliza un rayo láser para marcar permanentemente todo tipo de objetos. El principio detrás del marcado láser es que el rayo láser modifica la apariencia óptica de la superficie de un objeto a través de una reacción causada cuando la energía del láser golpea la superficie del objeto. Esto puede ocurrir a través de una variedad de mecanismos:
1. Ablación del material (grabado láser); a veces eliminando parte de la capa superficial coloreada.
2. Fundir un metal, modificando así la estructura superficial.
3. Combustión leve (carbonización) generalmente de papel, cartón, madera o polímeros.
4. Transformación (blanqueo) de los pigmentos (aditivos láser industriales) en un material plástico.
5. Expansión de un polímero, por ejemplo por evaporación de un aditivo.
6. Generación de características superficiales, como pequeñas burbujas, por ejemplo.
Al escanear el rayo láser (p. ej., con dos espejos móviles), es posible escribir rápidamente letras, símbolos, códigos de barras y otros gráficos, usando escaneo vectorial o de trama. Otro método es utilizar una máscara que se refleja en la pieza de trabajo (marcado de proyección, marcado de máscara). Este método es simple y rápido e incluso se puede utilizar con piezas de trabajo en movimiento. Sin embargo, es menos flexible que escanear.
El marcado láser es el marcado o etiquetado de piezas de trabajo y materiales con un rayo láser. Echaremos un vistazo a las diferentes formas en que esto puede suceder, como el grabado, la eliminación, la tinción, el recocido y la formación de espuma. Según el tipo de material y la calidad que se desee, cada uno de estos procedimientos tiene sus ventajas y desventajas.
¿Cómo funciona una máquina de marcado láser?
Conceptos básicos de la tecnología láser
Todos los láseres constan de tres componentes principales:
1. Una fuente de energía, generalmente conocida como fuente de bombeo externa.
2. Un medio láser activo.
3. Dos o más espejos que forman el resonador.
1. La fuente de la bomba guía la energía externa hacia el laser y puede ser óptico, eléctrico o químico dependiendo del medio activo.
2. El medio láser activo es el material en el que tiene lugar la acción del láser. Según el diseño, puede ser una mezcla de gases (láser de CO2), cristales sólidos (láser YAG) o fibras ópticas dopadas con elementos metálicos de tierras raras (láser de fibra). Cuando se bombea energía al medio activo, se transforma parcialmente en energía de radiación.
3. El resonador acumula la energía de la luz en el rayo láser. Se forma colocando dos o más espejos uno frente al otro para que la luz emitida entre ellos se refleje de un lado a otro. Uno de los espejos es un espejo unidireccional. La radiación del medio láser activo se amplifica en el resonador. Solo una cierta cantidad de radiación puede salir del resonador a través del espejo unidireccional. Esta es la radiación láser.
Beneficios de la máquina de marcado láser
Marcado de alta precisión con calidad uniforme
Gracias a la alta precisión del marcado láser, incluso los gráficos más delicados, las fuentes de 1 punto y las geometrías realmente pequeñas serán claramente legibles. Al mismo tiempo, el marcado con un marcador láser garantiza resultados continuos de alta calidad.
Alta velocidad de marcado
El marcado láser es uno de los procesos de marcado más rápidos disponibles en el mercado. Esto se traduce en una alta productividad y beneficios económicos para su negocio. Dependiendo de la estructura y el tamaño del material, se pueden usar diferentes fuentes de láser (p. ej., láseres de fibra) o máquinas láser (p. ej., láseres galvo) para velocidades aún más rápidas.
Marcaje de larga duración
El grabado con láser es permanente, por lo que solo será necesario hacerlo una vez y es resistente a la abrasión, el calor y los productos químicos como los ácidos. Dependiendo de la configuración de los parámetros del láser, ciertos materiales también se pueden marcar sin dañar la superficie.
Aplicaciones de la máquina de marcado láser
Máquinas de marcado láser tienen una gran variedad de aplicaciones:
1. Agregar números de pieza, códigos de barras, fechas de caducidad, etc., en envases 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 sobre los productos.
En comparación con otras tecnologías de marcado, como la impresión por inyección de tinta y el marcado mecánico, el marcado láser tiene muchas ventajas, incluidas velocidades de procesamiento muy altas, bajos costos operativos (sin uso de consumibles), alta calidad constante, resultados duraderos, es limpio, hay sin contaminación, y puede marcar pequeñas características mientras es muy flexible.
Los materiales plásticos, la madera, el cartón, el papel, el cuero y el acrílico suelen marcarse con láseres de CO2 de potencia relativamente baja. Sin embargo, estos láseres son menos adecuados para superficies metálicas debido a su baja absorción en longitudes de onda largas. Se pueden obtener diferentes longitudes de onda del láser con láseres Nd:YAG bombeados por lámparas o diodos (típicamente Q-switched) o con láseres de fibra, que son más apropiados para superficies metálicas. La potencia de los láseres utilizados para el marcado es generalmente de 10 a 100 W. Las longitudes de onda más cortas, como 532 nm, obtenidas duplicando la frecuencia de los láseres YAG, pueden ser ventajosas, pero son costosas. Para marcar metales como el oro, que tiene un espectro de absorción de alrededor de 350-416 nm, las longitudes de onda cortas del láser son esenciales.
Metales
El acero inoxidable, el aluminio, el oro, la plata, el titanio, el bronce, el platino o el cobre se pueden marcar de forma permanente.
Los láseres se han utilizado durante varios años, particularmente en el grabado y marcado de metales. No solo se pueden marcar metales blandos como el aluminio; El acero o las aleaciones muy duras también se pueden marcar de forma precisa, legible y rápida con un láser. Con metales como las aleaciones de acero, incluso es posible implementar marcas resistentes a la corrosión sin dañar la estructura de la superficie mediante el marcado de recocido. Los productos hechos de metal se marcan con láser en una amplia gama de industrias.
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 a través de varios métodos. Puede marcar muchos plásticos comerciales diferentes con un láser de fibra, incluidos policarbonato, ABS, poliamida y muchos más. El acabado será permanente, rápido y de alta calidad. Gracias a los cortos tiempos de configuración y la flexibilidad que ofrece un láser de marcado, puede incluso hacer lotes pequeños de forma económica.
Materiales orgánicos
Los materiales orgánicos requieren solo una pequeña cantidad de energía láser para proporcionarles marcas claras y permanentes. Los expertos han desarrollado sistemas de marcado láser que cumplen perfectamente este requisito. 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 son difíciles de marcar de manera segura con los métodos tradicionales. Para este propósito, STYLECNC ha desarrollado una tecnología capaz de aplicar marcas de alto contraste y sin grietas en vidrio y cerámica. Imagínese, prácticamente sin roturas ni productos desperdiciados.
Diferentes procesos de máquinas de marcado láser
Marcado de recocido
El marcado de recocido es un tipo especial de grabado láser para metales. El rayo láser calienta lentamente el metal provocando un proceso de oxidación debajo de la superficie del material, lo que resulta en un cambio de color en la superficie del metal. No se elimina nada y la superficie no se daña, por lo que es ideal para aplicaciones donde se puede acumular óxido.
Grabado por láser
Durante el grabado con láser, el rayo láser simplemente derrite el material y se usa gas a alta presión, generalmente nitrógeno, para expulsar el metal fundido de la ranura. La impresión en la superficie es el grabado.
Eliminación de láser
Durante la eliminación, el rayo láser elimina cualquier capa superior aplicada al sustrato. Se produce un contraste como resultado de los diferentes colores de la capa de acabado y el sustrato. Los materiales comunes que se marcan con láser con este método incluyen aluminio anodizado, metales revestidos, láminas, películas o laminados. También se puede utilizar para quitar pintura.
Espumoso
Esto se utiliza en materiales poliméricos. Durante la formación de espuma, el rayo láser funde el material. El proceso de fusión produce burbujas de gas en el material, que reflejan la luz de forma difusa. La marca será entonces más clara que las áreas que no han sido grabadas. Este tipo de marcado láser se utiliza principalmente para plásticos oscuros.
carbonización
La carbonización permite fuertes contrastes en superficies brillantes. Durante el proceso de carbonización, el láser de alta energía hace que la capa superior del material se evapore y se emita oxígeno, hidrógeno o una combinación de ambos gases. Se forman enlaces carbono-carbono y lo que queda es un área oscurecida (carbonizada).
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 los materiales oscuros no será muy bueno.
Grabado en color
El grabado en color es un proceso de marcado que utiliza una fuente de láser de fibra MOPA para agregar color a una superficie metálica como acero inoxidable, titanio, etc. MOPA se refiere a una configuración que consta de un láser maestro (o láser semilla) y un amplificador óptico para impulsar la potencia de salida. La superficie se tiñe básicamente con el color que desee.
marcado 3D
Esto se usa para marcar formas y objetos 3D en lugar de superficies planas. Una lente óptica de haz expandido se controla a través de una computadora en la dirección del eje óptico en un movimiento alternativo de alta velocidad. El ajuste dinámico de la distancia focal del rayo láser crea puntos focales en diferentes lugares de la superficie y mantiene el marcado uniforme y preciso.
Fuente de estilocnc
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