Este guia informa tudo sobre as máquinas de marcação a laser; o que são, como funcionam, os benefícios que trazem e suas aplicações potenciais.
Conteúdo
O que é uma máquina de marcação a laser?
Como funciona uma máquina de marcação a laser?
Benefícios da máquina de marcação a laser
Aplicações de máquina de marcação a laser
Diferentes processos de máquina de marcação a laser
O que é uma máquina de marcação a laser?
Marcação a laser usa um feixe de laser para marcar permanentemente todos os tipos de objetos. O princípio por trás da marcação a laser é que o feixe de laser modifica a aparência óptica da superfície de um objeto por meio de uma reação causada quando a energia do laser atinge a superfície do objeto. Isso pode ocorrer através de uma variedade de mecanismos:
1. Ablação do material (gravura a laser); às vezes removendo parte da camada de superfície colorida.
2. Fusão de um metal, modificando assim a estrutura da superfície.
3. Leve queima (carbonização) geralmente de papel, papelão, madeira ou polímeros.
4. Transformação (branqueamento) dos pigmentos (aditivos industriais de laser) em material plástico.
5. Expansão de um polímero, por exemplo, por evaporação de um aditivo.
6. Geração de características de superfície, como pequenas bolhas por exemplo.
Ao escanear o feixe de laser (por exemplo, com dois espelhos móveis), é possível escrever rapidamente letras, símbolos, códigos de barras e outros gráficos, usando escaneamento vetorial ou raster. Outro método é usar uma máscara que é impressa na peça de trabalho (marcação de projeção, marcação de máscara). Este método é simples e rápido e pode até ser usado com peças em movimento. No entanto, é menos flexível do que a digitalização.
A marcação a laser é a marcação ou rotulagem de peças e materiais com um feixe de laser. Vamos dar uma olhada nas diferentes maneiras que isso pode acontecer, como gravação, remoção, coloração, recozimento e formação de espuma. Dependendo do tipo de material e da qualidade desejada, cada um desses procedimentos tem suas vantagens e desvantagens.
Como funciona uma máquina de marcação a laser?
Noções básicas de tecnologia a laser
Todos os lasers consistem em três componentes principais:
1. Uma fonte de energia, geralmente conhecida como fonte de bomba externa.
2. Um meio de laser ativo.
3. Dois ou mais espelhos que formam o ressonador.
1. A fonte da bomba orienta a energia externa para o laser e pode ser óptico, elétrico ou químico dependendo do meio ativo.
2. O meio ativo do laser é o material no qual ocorre a ação do laser. Dependendo do projeto, pode ser uma mistura de gases (laser de CO2), cristais sólidos (laser YAG) ou fibras ópticas dopadas com elementos metálicos de terras raras (laser de fibra). Quando a energia é bombeada para o meio ativo, ela é parcialmente transformada em energia de radiação.
3. O ressonador acumula a energia luminosa no feixe de laser. É formado colocando dois ou mais espelhos um de frente para o outro para que a luz emitida entre eles seja refletida para frente e para trás. Um dos espelhos é um espelho unidirecional. A radiação do meio laser ativo é amplificada no ressonador. Apenas uma certa quantidade de radiação pode deixar o ressonador através do espelho unidirecional. Isso é radiação laser.
Benefícios da máquina de marcação a laser
Marcação de alta precisão com qualidade consistente
Graças à alta precisão da marcação a laser, mesmo gráficos muito delicados, fontes de 1 ponto e geometrias muito pequenas serão claramente legíveis. Ao mesmo tempo, a marcação com um marcador a laser garante resultados contínuos de alta qualidade.
Alta velocidade de marcação
A marcação a laser é um dos processos de marcação mais rápidos disponíveis no mercado. Isso resulta em alta produtividade e benefícios de custo para o seu negócio. Dependendo da estrutura e tamanho do material, diferentes fontes de laser (por exemplo, lasers de fibra) ou máquinas a laser (por exemplo, lasers galvo) podem ser usadas para velocidades ainda mais rápidas.
Marcação de longa duração
A gravação a laser é permanente, portanto, só precisará ser feita uma vez e é resistente à abrasão, calor e produtos químicos como ácidos. Dependendo das configurações dos parâmetros do laser, certos materiais também podem ser marcados sem danificar a superfície.
Aplicações de máquina de marcação a laser
Máquinas de marcação a laser têm uma enorme variedade de aplicações:
1. Adicionar números de peças, códigos de barras, datas de validade, etc., em embalagens de alimentos, garrafas, etc.
2. Adicionando informações rastreáveis para controle de qualidade.
3. Marcação de placas de circuito impresso (PCBs), componentes eletrônicos e cabos.
4. Impressão de logotipos, códigos de barras e outras informações sobre os produtos.
Em comparação com outras tecnologias de marcação, como impressão a jato de tinta e marcação mecânica, a marcação a laser tem muitas vantagens, incluindo velocidades de processamento muito altas, baixos custos operacionais (sem uso de consumíveis), alta qualidade constante, resultados duradouros, é limpo, há sem contaminação, e pode marcar pequenos recursos sendo muito flexível.
Materiais plásticos, madeira, papelão, papel, couro e acrílico são frequentemente marcados com lasers de CO2 de potência relativamente baixa. No entanto, esses lasers são menos adequados para superfícies metálicas devido à sua baixa absorção em comprimentos de onda longos. Diferentes comprimentos de onda do laser podem ser obtidos com lasers Nd:YAG bombeados por lâmpada ou diodo (tipicamente Q-switched) ou com lasers de fibra, que são mais apropriados para superfícies metálicas. A potência dos lasers usados para marcação é geralmente entre 10 a 100 W. Comprimentos de onda mais curtos, como 532 nm, obtidos pela duplicação da frequência dos lasers YAG, podem ser vantajosos, mas são caros. Para marcar metais como o ouro, que tem um espectro de absorção de cerca de 350-416 nm, os comprimentos de onda curtos do laser são essenciais.
Metais
Aço inoxidável, alumínio, ouro, prata, titânio, bronze, platina ou cobre podem ser marcados permanentemente.
Os lasers são usados há vários anos, principalmente na gravação e marcação de metais. Não são apenas metais macios como o alumínio que podem ser marcados; aço ou ligas muito duras também podem ser marcadas com precisão, legibilidade e rapidez usando um laser. Com metais como ligas de aço, é possível implementar marcações resistentes à corrosão sem danificar a estrutura da superfície usando marcação de recozimento. Os produtos feitos de metal são marcados com laser em uma grande variedade de indústrias.
Plásticos
Policarbonato (PC), Poliamida (PA), Polietileno (PE), Polipropileno (PP), Copolímero de acrilonitrila butadieno estireno (ABS), Poliimida (PI), Poliestireno (PS), Polimetil metacrilato (PMMA), Poliéster (PES).
Os plásticos podem ser marcados ou gravados com lasers através de vários métodos. Você pode marcar diversos plásticos usados comercialmente com um laser de fibra, incluindo policarbonato, ABS, poliamida e muito mais. O acabamento será permanente, rápido e de alta qualidade. Graças aos baixos tempos de configuração e flexibilidade que um laser de marcação oferece, você pode até mesmo pequenos tamanhos de lotes de forma econômica.
Materiais orgânicos
Os materiais orgânicos requerem apenas uma pequena quantidade de energia do laser para fornecer marcações permanentes e claras. Os especialistas desenvolveram sistemas de marcação a laser que atendem perfeitamente a esse requisito. Sistemas cuja intensidade pode ser controlada para manter a geração de calor dentro dos limites desejados.
Vidro e cerâmica
Materiais como vidro e cerâmica são difíceis de marcar com segurança usando métodos tradicionais. Para isso, a STYLECNC desenvolveu uma tecnologia capaz de aplicar marcações de alto contraste e sem fissuras em vidros e cerâmicas. Imagine, praticamente sem quebras ou produtos desperdiçados.
Diferentes processos de máquina de marcação a laser
Marcação de recozimento
A marcação por recozimento é um tipo especial de gravação a laser para metais. O feixe de laser aquece lentamente o metal causando um processo de oxidação sob a superfície do material, resultando em uma mudança de cor na superfície do metal. Nada é removido e a superfície não é danificada, por isso é ideal para aplicações onde a ferrugem pode se acumular.
A gravação a laser
Durante a gravação a laser, o feixe de laser simplesmente derrete o material e gás de alta pressão, geralmente nitrogênio, é usado para soprar o metal fundido para fora do corte. A impressão na superfície é a gravura.
Remoção a laser
Durante a remoção, o feixe de laser remove quaisquer acabamentos aplicados ao substrato. Um contraste é produzido como resultado das diferentes cores do acabamento e do substrato. Os materiais comuns que são marcados a laser por este método incluem alumínio anodizado, metais revestidos, folhas, filmes ou laminados. Também pode ser usado para remover tinta.
Espumante
Isso é usado em materiais poliméricos. Durante a formação de espuma, o feixe de laser derrete o material. O processo de fusão produz bolhas de gás no material, que refletem a luz de forma difusa. A marcação será então mais clara do que as áreas que não foram gravadas. Este tipo de marcação a laser é usado principalmente para plásticos escuros.
Carbonização
A carbonização permite contrastes fortes em superfícies brilhantes. Durante o processo de carbonização, o laser de alta energia faz com que a camada superior do material evapore e seja emitido oxigênio, hidrogênio ou uma combinação de ambos os gases. As ligações carbono-carbono são formadas e o que resta é uma área escurecida (carbonizada).
A carbonização pode ser usada para polímeros ou biopolímeros, como madeira ou couro. Como a carbonização sempre leva a marcas escuras, o contraste em materiais escuros não será grande.
Gravação a cores
A gravação em cores é um processo de marcação que usa uma fonte de laser de fibra MOPA para adicionar cor a uma superfície de metal, como aço inoxidável, titânio, etc. MOPA refere-se a uma configuração que consiste em um laser mestre (ou laser de sementes) e um amplificador óptico para aumentar a potência de saída. A superfície é basicamente manchada com a cor desejada.
marcação 3D
Isso é usado para marcar formas e objetos 3D em vez de superfícies planas. Uma lente de feixe óptico expandido é controlada por meio de um computador na direção do eixo óptico em um movimento alternativo de alta velocidade. O ajuste dinâmico da distância focal do feixe de laser cria pontos focais em diferentes locais da superfície e mantém a marcação uniforme e precisa.
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