O que é uma máquina de marcação a laser?
Marcação a laser é um método para rotular vários tipos de objetos usando um laser. O princípio da marcação a laser é que um feixe de laser modifica de alguma forma a aparência óptica de uma superfície que ele atinge. Isso pode ocorrer por meio de uma variedade de mecanismos:
1. Ablação de material (gravação a laser); às vezes remoção de alguma camada superficial colorida.
2. Fusão de um metal, modificando assim a estrutura da superfície.
3. Queima leve (carbonização), por exemplo, de papel, papelão, madeira ou polímeros.
4. Transformação (por exemplo, branqueamento) de pigmentos (aditivos industriais de laser) em um material plástico.
5. Expansão de um polímero, se por exemplo algum aditivo for evaporado.
6. Geração de estruturas superficiais, como pequenas bolhas.
Ao escanear o feixe de laser (por exemplo, com 2 espelhos móveis), é possível escrever rapidamente letras, símbolos, códigos de barras e outros gráficos, usando um escaneamento vetorial ou um escaneamento raster. Outro método é usar uma máscara que é imageada na peça de trabalho (marcação de projeção, marcação de máscara). Este método é simples e rápido (aplicável mesmo com peças de trabalho em movimento), mas menos flexível do que o escaneamento.
"Laser marking" significa marcação ou etiquetagem de peças de trabalho e materiais com um feixe de laser. A este respeito, diferentes processos são distinguidos, como gravação, remoção, coloração, recozimento e formação de espuma. Dependendo do material e do requisito de qualidade, cada um desses procedimentos tem suas próprias vantagens e desvantagens.
Como funciona uma máquina de marcação a laser?
Noções básicas de tecnologia a laser
Todos os lasers consistem em 3 componentes:
1. Uma fonte de bomba externa.
2. O meio laser ativo.
3. O ressonador.
A fonte da bomba direciona energia externa para o laser.
O meio laser ativo está localizado no interior do laser. Dependendo do design, o meio laser pode consistir em uma mistura de gás (CO2 laser), de um corpo de cristal (laser YAG) ou fibras de vidro (laser de fibra). Quando a energia é alimentada ao meio laser através da bomba, ela emite energia na forma de radiação.
O meio laser ativo está localizado entre 2 espelhos, o "ressonador". Um desses espelhos é um espelho unidirecional. A radiação do meio laser ativo é amplificada no ressonador. Ao mesmo tempo, apenas uma certa radiação pode deixar o ressonador através do espelho unidirecional. Essa radiação agrupada é a radiação laser.
Benefícios da máquina de marcação a laser
Marcação de alta precisão com qualidade constante
Graças à alta precisão da marcação a laser, até mesmo gráficos muito delicados, fontes de 1 ponto e geometrias muito pequenas ficarão claramente legíveis. Ao mesmo tempo, a marcação a laser garante resultados constantes 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 durante a fabricação. Dependendo da estrutura e do tamanho do material, diferentes fontes de laser (por exemplo, lasers de fibra) ou máquinas de laser (por exemplo, lasers galvo) podem ser usadas para aumentar ainda mais a velocidade.
Marcação Durável
A gravação a laser é permanente e, ao mesmo tempo, resistente à abrasão, ao calor e aos ácidos. Dependendo das configurações dos parâmetros do laser, certos materiais também podem ser marcados sem danificar a superfície.
Aplicações de máquinas de marcação a laser
A máquina de marcação a laser tem uma grande variedade de aplicações:
1. Adicionar números de peças, datas de validade e similares 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 nos produtos.
Comparada com outras tecnologias de marcação, como impressão a jato de tinta e marcação mecânica, a marcação a laser tem uma série de vantagens, como velocidades de processamento muito altas, baixo custo operacional (sem uso de consumíveis), alta qualidade e durabilidade constantes dos resultados, evitando contaminações, capacidade de escrever características muito pequenas e flexibilidade muito alta na automação.
Materiais plásticos, madeira, papelão, papel, couro e acrílico são frequentemente marcados com potência relativamente baixa CO2 lasers. Para superfícies metálicas, esses lasers são menos adequados devido à pequena absorção em seus comprimentos de onda longos (em torno de 10 μm); comprimentos de onda de laser, por exemplo, na região de 1 μm, como podem ser obtidos, por exemplo, com lasers Nd:YAG bombeados por lâmpada ou diodo (tipicamente Q-switched) ou com lasers de fibra, são mais apropriados. As potências típicas de laser usadas para marcação são da ordem de 10 a 100 W. Comprimentos de onda mais curtos, como 532 nm, como os obtidos pela duplicação de frequência de lasers YAG, podem ser vantajosos, mas essas fontes nem sempre são economicamente competitivas. Para marcação de metais como ouro, que tem absorção muito baixa na região espectral de 1 μm, comprimentos de onda de laser curtos são essenciais.
Metais
Aço inoxidável, alumínio, ouro, prata, titânio, bronze, platina ou cobre
O laser tem servido bem por muitos anos, particularmente quando se trata de gravação a laser e marcação a laser de metais. Não apenas metais macios, como alumínio, mas aço ou ligas muito duras também podem ser marcados com precisão, legibilidade e rapidez usando um laser. Com certos metais, como ligas de aço, é até possível implementar marcações resistentes à corrosão sem danificar a estrutura da superfície usando marcação por recozimento. Produtos feitos de metal são marcados com lasers em uma ampla gama de indústrias.
Plásticos
Policarbonato (PC), Poliamida (PA), Polietileno (PE), Polipropileno (PP), Copolímero de acrilonitrila butadieno estireno (ABS), Poliimida (PI), Poliestireno (PS), Polimetilmetacrilato (PMMA), Poliéster (PES)
Plásticos podem ser marcados ou gravados com lasers de várias maneiras. Com um laser de fibra, você pode marcar muitos plásticos diferentes usados comercialmente, como policarbonato, ABS, poliamida e muitos outros com um acabamento permanente, rápido e de alta qualidade. Graças aos baixos tempos de configuração e à flexibilidade que um laser de marcação oferece, você pode marcar até mesmo tamanhos de lotes pequenos de forma econômica.
Materiais orgânicos
Materiais orgânicos exigem soluções especiais para fornecer a eles marcações permanentes com contornos claros. Nossos especialistas desenvolvem Sistemas de Marcação a Laser que atendem perfeitamente a essa exigência. Sistemas cuja intensidade pode ser controlada para manter a geração de calor dentro dos limites desejados.
Vidro e Cerâmica
Materiais como vidro e cerâmica colocam exigências rigorosas sobre nossos clientes e as indústrias em que operam. Para este propósito, STYLECNC desenvolveu uma tecnologia capaz de aplicar marcações de alto contraste e sem rachaduras no vidro.
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 efeito do calor do feixe de laser causa um processo de oxidação sob a superfície do material, resultando em uma mudança de cor na superfície do metal.
Durante a gravação a laser, a superfície da peça de trabalho é derretida e evaporada com o laser. Consequentemente, o feixe de laser remove o material. A impressão assim produzida na superfície é a gravação.
remoção
Durante a remoção, o feixe de laser remove as camadas superiores aplicadas ao substrato. Um contraste é produzido como resultado das diferentes cores da camada superior e do substrato. Materiais comuns que são marcados a laser por meio da remoção de material incluem alumínio anodizado, metais revestidos, folhas e filmes ou laminados.
Espumante
Durante a formação de espuma, o feixe de laser derrete um material. Durante esse processo, bolhas de gás são produzidas no material, que refletem a luz difusamente. A marcação, portanto, ficará mais clara do que as áreas que não foram gravadas. Esse 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 aquece a superfície do material (mínimo 100° C) e oxigênio, hidrogênio ou uma combinação de ambos os gases é emitido. O que resta é uma área escurecida com maior concentração de carbono.
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 será mínimo.
A gravação colorida é um processo de marcação que usa uma fonte de laser de fibra MOPA para marcar cores em superfícies metálicas, como aço inoxidável, titânio, etc. MOPA se refere a uma configuração que consiste em um laser mestre (ou laser semente) e um amplificador óptico para aumentar a potência de saída.
3D Marcação
O 3D sistema de marcação a laser é através do controle de software da lente de feixe óptico expandido na direção do eixo óptico, movimento alternativo de alta velocidade, ajuste dinâmico da distância focal do feixe de laser, fazendo com que o ponto focal em diferentes locais na superfície da peça de trabalho se mantenha uniforme, de modo a realizar o 3D superfície, uma precisão de superfície de processamento a laser.
