Què és una màquina de marcatge làser?
Marcatge làser és un mètode per etiquetar diversos tipus d'objectes mitjançant un làser. El principi del marcatge làser és que un feix làser modifica d'alguna manera l'aspecte òptic d'una superfície que colpeja. Això pot ocórrer a través de diversos mecanismes:
1. Ablació de material (gravat làser); de vegades eliminació d'alguna capa superficial de color.
2. Fonent un metall, modificant així l'estructura superficial.
3. Combustió lleugera (carbonització), p. ex., de paper, cartró, fusta o polímers.
4. Transformació (per exemple, blanqueig) de pigments (additius industrials per a làser) en un material plàstic.
5. Expansió d'un polímer, si per exemple s'evapora algun additiu.
6. Generació d'estructures superficials com ara petites bombolles.
Mitjançant l'escaneig del feix làser (per exemple, amb 2 miralls mòbils), és possible escriure ràpidament lletres, símbols, codis de barres i altres gràfics, utilitzant un escaneig vectorial o un escaneig raster. Un altre mètode és utilitzar una màscara que es projecta sobre la peça (marcatge de projecció, marcatge de màscara). Aquest mètode és senzill i ràpid (aplicable fins i tot amb peces en moviment) però menys flexible que l'escaneig.
"Marcatge làser" significa el marcatge o etiquetatge de peces i materials amb un raig làser. En aquest sentit, es distingeixen diferents processos, com ara el gravat, l'eliminació, la tinció, el recuit i l'escuma. Segons el material i el requisit de qualitat, cadascun d'aquests procediments té els seus propis avantatges i desavantatges.
Com funciona una màquina de marcatge làser?
Conceptes bàsics de la tecnologia làser
Tots els làsers consten de 3 components:
1. Una font de bombament externa.
2. El medi làser actiu.
3. El ressonador.
La font de bombament guia energia externa al làser.
El medi làser actiu es troba a l'interior del làser. Segons el disseny, el medi làser pot consistir en una mescla de gasos (CO2 làser), d'un cos cristal·lí (làser YAG) o fibres de vidre (làser de fibra). Quan s'alimenta l'energia al medi làser a través de la bomba, aquest emet energia en forma de radiació.
El medi làser actiu es troba entre 2 miralls, el "ressonador". Un d'aquests miralls és un mirall unidireccional. La radiació del medi làser actiu s'amplifica al ressonador. Al mateix temps, només una determinada radiació pot sortir del ressonador a través del mirall unidireccional. Aquesta radiació agrupada és la radiació làser.
Beneficis de la màquina de marcatge làser
Marcatge d'alta precisió amb qualitat constant
Gràcies a l'alta precisió del marcatge làser, fins i tot els gràfics molt delicats, les fonts d'1 punt i les geometries molt petites resultaran clarament llegibles. Alhora, el marcatge amb làser garanteix resultats constants d'alta qualitat.
Alta velocitat de marcatge
El marcatge làser és un dels processos de marcatge més ràpids disponibles al mercat. Això es tradueix en una alta productivitat i avantatges en termes de costos durant la fabricació. Depenent de l'estructura i la mida del material, es poden utilitzar diferents fonts làser (per exemple, làsers de fibra) o màquines làser (per exemple, làsers galvo) per augmentar encara més la velocitat.
Marcatge durador
El gravat làser és permanent i alhora resistent a l'abrasió, la calor i els àcids. Segons la configuració dels paràmetres del làser, també es poden marcar certs materials sense danyar la superfície.
Aplicacions de màquines de marcatge làser
La màquina de marcatge làser té una gran varietat d'aplicacions:
1. Afegir números de peça, dates de caducitat i similars en envasos d'aliments, ampolles, etc.
2. Afegir informació rastrejable per al control de qualitat.
3. Marcatge de plaques de circuits impresos (PCB), components electrònics i cables.
4. Impressió de logotips, codis de barres i altra informació sobre els productes.
En comparació amb altres tecnologies de marcatge com la impressió per raig de tinta i el marcatge mecànic, el marcatge làser té diversos avantatges, com ara velocitats de processament molt elevades, baix cost operatiu (sense ús de consumibles), alta qualitat constant i durabilitat dels resultats, evitant contaminacions, la capacitat d'escriure característiques molt petites i una flexibilitat molt alta en l'automatització.
Els materials plàstics, la fusta, el cartró, el paper, el cuir i l'acrílic sovint es marquen amb una potència relativament baixa. CO2 làsers. Per a superfícies metàl·liques, aquests làsers són menys adequats a causa de la petita absorció a les seves longituds d'ona llargues (al voltant de 10 μm); les longituds d'ona làser, per exemple, a la regió d'1 μm, com les que es poden obtenir amb làsers Nd:YAG bombats per làmpada o díode (normalment de commutació Q) o amb làsers de fibra, són més apropiades. Les potències làser típiques utilitzades per al marcatge són de l'ordre de 10 a 100 W. Les longituds d'ona més curtes, com ara 532 nm, com les que s'obtenen duplicant la freqüència dels làsers YAG, poden ser avantatjoses, però aquestes fonts no sempre són econòmicament competitives. Per al marcatge de metalls com l'or, que té una absorció massa baixa a la regió espectral d'1 μm, les longituds d'ona làser curtes són essencials.
Metalls
Acer inoxidable, alumini, or, plata, titani, bronze, platí o coure
El làser ha estat donant bons resultats durant molts anys, sobretot pel que fa al gravat làser i al marcatge làser de metalls. No només els metalls tous, com l'alumini, sinó també l'acer o els aliatges molt durs es poden marcar de manera precisa, llegible i ràpida amb un làser. Amb certs metalls, com els aliatges d'acer, fins i tot és possible implementar marcatges resistents a la corrosió sense danyar l'estructura superficial mitjançant el marcatge per recuit. Els productes de metall es marquen amb làser en una àmplia gamma d'indústries.
plàstica
Policarbonat (PC), Poliamida (PA), Polietilè (PE), Polipropilè (PP), Copolímer d'acrilonitril butadiè estirè (ABS), Poliimida (PI), Poliestirè (PS), Polimetilmetacrilat (PMMA), Polièster (PES)
Els plàstics es poden marcar o gravar amb làsers de diverses maneres. Amb un làser de fibra, podeu marcar molts plàstics diferents d'ús comercial, com ara policarbonat, ABS, poliamida i molts més, amb un acabat permanent, ràpid i d'alta qualitat. Gràcies als baixos temps de configuració i la flexibilitat que ofereix un làser de marcatge, podeu marcar fins i tot lots petits de manera econòmica.
Materials orgànics
Els materials orgànics requereixen solucions especials per tal de proporcionar-los marcatges permanents amb contorns clars. Els nostres experts desenvolupen sistemes de marcatge làser que responen perfectament a aquest requisit. Sistemes la intensitat dels quals es pot controlar per mantenir la generació de calor dins dels límits desitjats.
Vidre i Ceràmica
Materials com el vidre i la ceràmica imposen uns requisits rigorosos als nostres clients i a les indústries en què operen. Per aquest motiu, STYLECNC ha desenvolupat una tecnologia capaç d'aplicar marques d'alt contrast i sense esquerdes al vidre.
Diferents processos de màquina de marcatge làser
Marcatge de recuit
El marcatge per recuit és un tipus especial de gravat làser per a metalls. L'efecte tèrmic del feix làser provoca un procés d'oxidació sota la superfície del material, que provoca un canvi de color a la superfície metàl·lica.
Durant el gravat làser, la superfície de la peça es fon i s'evapora amb el làser. En conseqüència, el feix làser elimina el material. La impressió que es produeix a la superfície és el gravat.
Eliminació
Durant l'eliminació, el feix làser elimina les capes superiors aplicades al substrat. Es produeix un contrast com a resultat dels diferents colors de la capa superior i el substrat. Els materials comuns que es marquen amb làser mitjançant l'eliminació de material inclouen l'alumini anoditzat, els metalls recoberts, les làmines i les pel·lícules o els laminats.
escumós
Durant l'escuma, el feix làser fon un material. Durant aquest procés, es produeixen bombolles de gas al material, que reflecteixen la llum de manera difusa. El marcatge resultarà així més clar que les zones que no s'han gravat. Aquest tipus de marcatge làser s'utilitza principalment per a plàstics foscos.
Carbonitzant
La carbonització permet contrastos forts en superfícies brillants. Durant el procés de carbonització, el làser escalfa la superfície del material (mínim 100 °C) i s'emet oxigen, hidrogen o una combinació d'ambdós gasos. El que queda és una zona fosca amb una concentració de carboni més alta.
La carbonització es pot utilitzar per a polímers o biopolímers com la fusta o el cuir. Com que la carbonització sempre provoca marques fosques, el contrast en materials foscos serà força mínim.
El gravat en color és un procés de marcatge que utilitza una font làser de fibra MOPA per marcar el color en superfícies metàl·liques com ara acer inoxidable, titani, etc. MOPA fa referència a una configuració que consisteix en un làser mestre (o làser de llavors) i un amplificador òptic per augmentar la potència de sortida.
3D Marcatge
La 3D sistema de marcatge làser és a través del control de programari de la lent de feix expandit òptic en la direcció de l'eix òptic de moviment alternatiu d'alta velocitat, ajust dinàmic de la distància focal del feix làser, fent que el punt focal en diferents ubicacions de la superfície de la peça es mantingui uniforme, per tal de realitzar el 3D superfície, una precisió superficial del processament làser.
