¿Qué debe saber antes de comprar una máquina de marcado láser?

¿Qué es una máquina de marcado láser?

El marcado láser es un método para etiquetar varios tipos de objetos utilizando un láser. El principio del marcado láser es que un rayo láser modifica de alguna manera la apariencia óptica de una superficie que golpea. Esto puede ocurrir a través de una variedad de mecanismos:

1. Ablación de material (grabado láser); a veces eliminando alguna capa de la superficie coloreada.

2. Derretir un metal, modificando así la estructura de la superficie.

3. Quema leve (carbonización) p. Ej. de papel, cartón, madera o polímeros.

4. Transformación (por ejemplo, blanqueo) de pigmentos (aditivos láser industriales) en un material plástico.

5. Expansión de un polímero, si p. Ej. se evapora algo de aditivo.

6. Generación de estructuras superficiales como pequeñas burbujas.

Al escanear el rayo láser (por ejemplo, con dos espejos móviles), es posible escribir rápidamente letras, símbolos, códigos de barras y otros gráficos, utilizando un escaneo vectorial o un escaneo de trama. Otro método consiste en utilizar una máscara que tiene una imagen en la pieza de trabajo (marca de proyección, marca de máscara). Este método es simple y más rápido (aplicable incluso con piezas de trabajo en movimiento) pero menos flexible que el escaneo.

"Marcado láser" significa marcar o etiquetar piezas de trabajo y materiales con un rayo láser. En este sentido, se distinguen diferentes procesos, tales como grabado, remoción, tinción, recocido y espumado. Según el material y el requisito de calidad, cada uno de estos procedimientos tiene sus propias ventajas y desventajas.

¿Cómo funciona una máquina de marcado láser?

Conceptos básicos de la tecnología láser

Todos los láseres constan de tres componentes:

1. Una fuente de bomba externa.

2. El medio láser activo.

3. El resonador.

La fuente de la bomba guía la energía externa al láser.

El medio láser activo se encuentra en el interior del láser. Según el diseño, el medio láser puede consistir en una mezcla de gases (láser de CO2), un cuerpo de cristal (láser YAG) o fibras de vidrio (láser de fibra). Cuando se alimenta energía al medio láser a través de la bomba, emite energía en forma de radiación.

El medio láser activo se encuentra entre dos espejos, el "resonador". Uno de estos espejos es un espejo unidireccional. La radiación del medio láser activo se amplifica en el resonador. Al mismo tiempo, solo una determinada radiación puede salir del resonador a través del espejo unidireccional. Esta radiación agrupada es la radiación láser.

Beneficios de la máquina de marcado láser

Marcado de alta precisión con calidad constante

Gracias a la alta precisión del marcado láser, incluso los gráficos muy delicados, las fuentes de 1 punto y las geometrías muy pequeñas resultarán claramente legibles. Al mismo tiempo, el marcado con láser garantiza resultados constantes de alta calidad.

Alta velocidad de marcado

El marcado láser es uno de los procesos de marcado más rápidos disponibles en el mercado. Esto da como resultado una alta productividad y beneficios de costos durante la fabricación. Dependiendo de la estructura y el tamaño del material, se pueden utilizar diferentes fuentes de láser (p. Ej. Láseres de fibra) o máquinas láser (p. Ej. Láseres galvo) para aumentar aún más la velocidad.

Marcado duradero

El grabado con láser es permanente y al mismo tiempo resistente a la abrasión, al calor y a los ácidos. Dependiendo de la configuración de los parámetros del láser, también se pueden marcar ciertos materiales sin dañar la superficie.

Aplicaciones de la máquina de marcado láser

La máquina de marcado láser tiene una gran variedad de aplicaciones:

1. Agregar números de pieza, fechas de "caducidad" y similares en paquetes de alimentos, botellas, etc.

2. Agregar información rastreable 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 productos.

En comparación con otras tecnologías de marcado como la impresión por chorro de tinta y el marcado mecánico, el marcado láser tiene una serie de ventajas, como velocidades de procesamiento muy altas, bajo costo de operación (sin uso de consumibles), alta calidad constante y durabilidad de los resultados, evitando contaminaciones. , la capacidad de escribir características muy pequeñas y una gran flexibilidad en la automatización.

Los materiales plásticos, madera, cartón, papel, cuero y acrílico a menudo se marcan con láseres de CO2 de relativamente baja potencia. Para superficies metálicas, estos láseres son menos adecuados debido a la pequeña absorción en sus longitudes de onda largas (alrededor de 10 μm); longitudes de onda láser, p. ej. en la región de 1 μm, como se puede obtener p. con láseres Nd:YAG bombeados por lámpara o diodos (típicamente con conmutación Q) o con láseres de fibra, son más apropiados. Las potencias de láser típicas utilizadas para marcar son del orden de 10 a 100 W. Las longitudes de onda más cortas, como 532 nm, como las que se obtienen duplicando la frecuencia de los láseres YAG, pueden ser ventajosas, pero tales fuentes no siempre son económicamente competitivas. Para marcar metales como el oro, que tiene una absorción demasiado baja en la región espectral de 1 μm, las longitudes de onda de láser cortas son esenciales.

Metales

Acero inoxidable, aluminio, oro, plata, titanio, bronce, platino o cobre

El láser ha funcionado bien durante muchos años, especialmente cuando se trata de grabado y marcado láser de metales. No solo los metales blandos, como el aluminio, sino también el acero o las aleaciones muy duras, también se pueden marcar con precisión, legibilidad y rapidez con un láser. Con ciertos metales, como las aleaciones de acero, incluso es posible implementar marcados 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), poliamida (PI), poliestireno (PS), polimetilmetacrilato (PMMA), poliéster (PES)

Los plásticos se pueden marcar o grabar con láser de diversas formas. Con un láser de fibra, puede marcar muchos plásticos diferentes de uso comercial, como policarbonato, ABS, poliamida y muchos más, con un acabado permanente, rápido y de alta calidad. Gracias a los tiempos de preparación reducidos y la flexibilidad que ofrece un láser de marcado, puede marcar incluso lotes pequeños de forma económica.

Materiales orgánicos

Los materiales orgánicos requieren soluciones especiales para proporcionarles marcas permanentes con contornos claros. Nuestros expertos desarrollan sistemas de marcado láser que satisfacen perfectamente este requisito. Sistemas cuya intensidad se puede controlar para mantener la generación de calor dentro de los límites deseados.

Vidrio y cerámica

Materiales como el vidrio y la cerámica imponen exigencias rigurosas a nuestros clientes y las industrias en las que operan. Para este propósito, STYLECNC ha desarrollado una tecnología capaz de aplicar marcas de alto contraste y sin grietas al vidrio.

Diferentes procesos de la máquina de marcado láser

Marcado de recocido

El marcado por recocido es un tipo especial de grabado con láser para metales. El efecto de calor del rayo láser provoca un proceso de oxidación debajo de la superficie del material, lo que da como resultado un cambio de color en la superficie del metal.

Grabado láser

Durante el grabado con láser, la superficie de la pieza de trabajo se funde y se evapora con el láser. En consecuencia, el rayo láser elimina el material. La impresión así producida en la superficie es el grabado.

Eliminando

Durante la eliminación, el rayo láser elimina las capas superiores aplicadas al sustrato. Se produce un contraste como resultado de los diferentes colores de la capa superior y el sustrato. Los materiales comunes que se marcan con láser mediante la eliminación de material incluyen aluminio anodizado, metales revestidos, láminas y películas, o laminados.

Espuma

Durante la formación de espuma, el rayo láser derrite un material. Durante este proceso, se producen burbujas de gas en el material, que reflejan la luz de forma difusa. De este modo, la marca resultará más clara que las áreas que no han sido grabadas. Este tipo de marcado láser se utiliza principalmente para plásticos oscuros.

Carbonizado

La carbonización permite fuertes contrastes en superficies brillantes. Durante el proceso de carbonización, el láser calienta la superficie del material (mínimo 100 ° C) y se emite oxígeno, hidrógeno o una combinación de ambos gases. Lo que queda es un área oscura con mayor concentración de carbono.

La carbonización se puede utilizar para polímeros o biopolímeros como madera o cuero. Dado que la carbonización siempre conduce a marcas oscuras, el contraste en materiales oscuros será bastante mínimo.

Marcado de color

El marcado de color es un proceso de marcado que utiliza una fuente de láser de fibra MOPA para marcar el color en superficies metálicas 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 aumentar la salida. poder.

Marcado 3D

El sistema de marcado láser 3D se realiza a través de la lente de haz óptico expandido de control de software en la dirección del eje óptico, movimiento alternativo de alta velocidad, ajuste dinámico de la longitud focal del haz láser, haciendo que el punto focal en diferentes ubicaciones en la superficie de la pieza de trabajo se mantenga uniforme, de modo que para realizar la superficie 3D, una superficie de precisión de procesamiento láser.