Questa guida ti racconta tutto sulle macchine per marcatura laser; cosa sono, come funzionano, i vantaggi che apportano e le loro potenziali applicazioni.
Sommario
Cos'è una macchina per marcatura laser?
Come funziona una macchina per marcatura laser?
Vantaggi della macchina per marcatura laser
Applicazioni della macchina per marcatura laser
Diversi processi di macchine per marcatura laser
Cos'è una macchina per marcatura laser?
marcatura laser utilizza un raggio laser per contrassegnare in modo permanente tutti i tipi di oggetti. Il principio alla base della marcatura laser è che il raggio laser modifica l'aspetto ottico della superficie di un oggetto attraverso una reazione causata quando l'energia laser colpisce la superficie dell'oggetto. Ciò può avvenire attraverso una varietà di meccanismi:
1. Ablazione del materiale (incisione laser); a volte rimuovendo parte dello strato superficiale colorato.
2. Fondere un metallo, modificando così la struttura della superficie.
3. Leggera combustione (carbonizzazione) solitamente di carta, cartone, legno o polimeri.
4. Trasformazione (candeggio) dei pigmenti (additivi laser industriali) in materiale plastico.
5. Espansione di un polimero, ad esempio evaporando un additivo.
6. Generazione di caratteristiche di superficie, come ad esempio piccole bolle.
Scansionando il raggio laser (ad es. con due specchi mobili), è possibile scrivere rapidamente lettere, simboli, codici a barre e altri elementi grafici, utilizzando la scansione vettoriale o raster. Un altro metodo consiste nell'utilizzare una maschera che viene stampata sul pezzo (marcatura di proiezione, marcatura di maschera). Questo metodo è semplice e veloce e può essere utilizzato anche con pezzi in movimento. Tuttavia, è meno flessibile della scansione.
La marcatura laser è la marcatura o l'etichettatura di pezzi e materiali con un raggio laser. Daremo un'occhiata ai diversi modi in cui ciò può accadere, come l'incisione, la rimozione, la colorazione, la ricottura e la formazione di schiuma. A seconda del tipo di materiale e della qualità che si desidera, ognuna di queste procedure ha i suoi vantaggi e svantaggi.
Come funziona una macchina per marcatura laser?
Nozioni di base sulla tecnologia laser
Tutti i laser sono costituiti da tre componenti principali:
1. Una fonte di energia, generalmente nota come fonte di pompa esterna.
2. Un mezzo laser attivo.
3. Due o più specchi che formano il risuonatore.
1. La sorgente della pompa guida l'energia esterna verso il laser e può essere ottico, elettrico o chimico a seconda del mezzo attivo.
2. Il mezzo laser attivo è il materiale in cui avviene l'azione del laser. A seconda del design, può essere una miscela di gas (laser CO2), cristalli solidi (laser YAG) o fibre ottiche drogate con elementi di terre rare (laser a fibra). Quando l'energia viene pompata nel mezzo attivo, viene parzialmente trasformata in energia radiante.
3. Il risonatore accumula l'energia luminosa nel raggio laser. È formato posizionando due o più specchi uno di fronte all'altro in modo che la luce emessa tra di loro venga riflessa avanti e indietro. Uno degli specchi è uno specchio unidirezionale. La radiazione del mezzo laser attivo viene amplificata nel risonatore. Solo una certa quantità di radiazione può lasciare il risonatore attraverso lo specchio unidirezionale. Questa è la radiazione laser.
Vantaggi della macchina per marcatura laser
Marcatura ad alta precisione con qualità costante
Grazie all'elevata precisione della marcatura laser, saranno ben leggibili anche grafiche molto delicate, caratteri a 1 punto e geometrie molto piccole. Allo stesso tempo, la marcatura con un marcatore laser garantisce risultati continui di alta qualità.
Elevata velocità di marcatura
La marcatura laser è uno dei processi di marcatura più veloci disponibili sul mercato. Ciò si traduce in un'elevata produttività e vantaggi in termini di costi per la tua azienda. A seconda della struttura e delle dimensioni del materiale, è possibile utilizzare diverse sorgenti laser (ad es. laser a fibra) o macchine laser (ad es. laser galvo) per velocità ancora più elevate.
Marcatura a lunga durata
L'incisione laser è permanente, quindi sarà necessario eseguirla solo una volta ed è resistente all'abrasione, al calore e alle sostanze chimiche come gli acidi. A seconda delle impostazioni dei parametri laser, alcuni materiali possono anche essere marcati senza danneggiare la superficie.
Applicazioni della macchina per marcatura laser
Macchine per marcatura laser hanno una grande varietà di applicazioni:
1. Aggiunta di codici articolo, codici a barre, date di scadenza, ecc. su imballaggi alimentari, bottiglie, ecc.
2. Aggiunta di informazioni tracciabili per il controllo di qualità.
3. Marcatura di circuiti stampati (PCB), componenti elettronici e cavi.
4. Stampa di loghi, codici a barre e altre informazioni sui prodotti.
Rispetto ad altre tecnologie di marcatura come la stampa a getto d'inchiostro e la marcatura meccanica, la marcatura laser presenta molti vantaggi, tra cui velocità di elaborazione molto elevate, bassi costi operativi (nessun utilizzo di materiali di consumo), alta qualità costante, risultati di lunga durata, è pulita, c'è nessuna contaminazione e può segnare piccoli dettagli pur essendo molto flessibile.
Le materie plastiche, il legno, il cartone, la carta, la pelle e l'acrilico sono spesso contrassegnati con laser CO2 a potenza relativamente bassa. Tuttavia, questi laser sono meno adatti per superfici metalliche a causa del loro basso assorbimento a lunghe lunghezze d'onda. Diverse lunghezze d'onda del laser possono essere ottenute con laser Nd:YAG pompati con lampada o diodo (tipicamente Q-switched) o con laser a fibra, che sono più appropriati per superfici metalliche. La potenza dei laser utilizzati per la marcatura è generalmente compresa tra 10 e 100 W. Le lunghezze d'onda più corte come 532 nm, ottenute mediante il raddoppio della frequenza dei laser YAG, possono essere vantaggiose, ma sono costose. Per la marcatura di metalli come l'oro, che ha uno spettro di assorbimento di circa 350-416 nm, sono essenziali lunghezze d'onda laser corte.
metalli
Acciaio inossidabile, alluminio, oro, argento, titanio, bronzo, platino o rame possono essere tutti contrassegnati in modo permanente.
I laser sono utilizzati ormai da diversi anni, in particolare per l'incisione e la marcatura dei metalli. Non sono solo i metalli teneri come l'alluminio che possono essere marcati; anche l'acciaio o le leghe molto dure possono essere marcati in modo preciso, leggibile e veloce utilizzando un laser. Con metalli come le leghe di acciaio, è anche possibile realizzare marcature resistenti alla corrosione senza danneggiare la struttura della superficie mediante marcatura di ricottura. I prodotti in metallo sono marcati con il laser in una vasta gamma di settori.
plastica
Policarbonato (PC), Poliammide (PA), Polietilene (PE), Polipropilene (PP), Copolimero acrilonitrile-butadiene stirene (ABS), Poliimmide (PI), Polistirene (PS), Polimetilmetacrilato (PMMA), Poliestere (PES).
La plastica può essere marcata o incisa con il laser attraverso diversi metodi. È possibile contrassegnare molte diverse materie plastiche utilizzate in commercio con un laser a fibra, inclusi policarbonato, ABS, poliammide e molti altri. La finitura sarà permanente, rapida e di alta qualità. Grazie ai bassi tempi di attrezzaggio e alla flessibilità offerta da un laser di marcatura, è possibile realizzare anche piccoli lotti in modo economico.
Materiali organici
I materiali organici richiedono solo una piccola quantità di energia laser per fornire loro segni permanenti e chiari. Gli esperti hanno sviluppato sistemi di marcatura laser che soddisfano perfettamente questa esigenza. Sistemi la cui intensità può essere controllata per mantenere la produzione di calore entro i limiti desiderati.
Vetro e ceramica
Materiali come vetro e ceramica sono difficili da marcare in sicurezza con i metodi tradizionali. A tale scopo, STYLECNC ha sviluppato una tecnologia in grado di applicare marcature ad alto contrasto e prive di crepe su vetro e ceramica. Immagina, praticamente nessuna rottura o spreco di prodotti.
Diversi processi di macchine per marcatura laser
Marcatura di ricottura
La marcatura di ricottura è un tipo speciale di incisione laser per metalli. Il raggio laser riscalda lentamente il metallo provocando un processo di ossidazione al di sotto della superficie del materiale, con conseguente cambiamento di colore sulla superficie del metallo. Nulla viene rimosso e la superficie non viene danneggiata, quindi è ideale per applicazioni in cui la ruggine può accumularsi.
Incisione laser
Durante l'incisione laser, il raggio laser fonde semplicemente il materiale e il gas ad alta pressione, solitamente azoto, viene utilizzato per soffiare via il metallo fuso dal taglio. L'impressione sulla superficie è l'incisione.
Rimozione laser
Durante la rimozione, il raggio laser rimuove eventuali finiture applicate al supporto. Viene prodotto un contrasto a causa dei diversi colori della finitura e del supporto. I materiali comuni che sono marcati al laser con questo metodo includono alluminio anodizzato, metalli rivestiti, lamine, pellicole o laminati. Può essere utilizzato anche per rimuovere la vernice.
la formazione di schiuma
Questo è usato su materiali polimerici. Durante la formazione di schiuma, il raggio laser fonde il materiale. Il processo di fusione produce bolle di gas nel materiale, che riflettono la luce in modo diffuso. La marcatura sarà quindi più chiara delle aree che non sono state incise. Questo tipo di marcatura laser viene utilizzato principalmente per le plastiche scure.
Carbonizzazione
La carbonizzazione consente forti contrasti su superfici luminose. Durante il processo di carbonizzazione, il laser ad alta energia fa evaporare lo strato superiore del materiale e viene emesso ossigeno, idrogeno o una combinazione di entrambi i gas. Si formano legami carbonio-carbonio e ciò che rimane è un'area oscurata (carbonizzata).
La carbonizzazione può essere utilizzata per polimeri o biopolimeri come legno o pelle. Poiché la carbonizzazione porta sempre a segni scuri, il contrasto sui materiali scuri non sarà eccezionale.
Incisione a colori
L'incisione a colori è un processo di marcatura che utilizza una sorgente laser in fibra MOPA per aggiungere colore a una superficie metallica come acciaio inossidabile, titanio, ecc. MOPA si riferisce a una configurazione composta da un laser master (o laser seed) e un amplificatore ottico per potenziare la potenza di uscita. La superficie è fondamentalmente macchiata con il colore desiderato.
Marcatura 3D
Viene utilizzato per contrassegnare forme e oggetti 3D anziché superfici piatte. Una lente ottica a fascio espanso è controllata tramite un computer nella direzione dell'asse ottico con un movimento alternativo ad alta velocità. La regolazione dinamica della lunghezza focale del raggio laser crea punti focali in diversi punti della superficie e mantiene la marcatura uniforme e precisa.
Fonte da Stilecnc
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