A marcação a laser é uma gama de técnicas de marcação conhecidas por suas marcações permanentes e ampla compatibilidade de materiais. Devido à sua confiabilidade, eficiência e produtividade, muitas indústrias os preferem aos sistemas de marcação tradicionais, como gravação manual, estampagem e serigrafia.
O sistema de marcação a laser permite que os fabricantes apliquem marcações permanentes na forma de texto, códigos, gráficos e números em peças e máquinas sem danificar a superfície. Neste artigo você aprenderá tudo o que precisa saber sobre sistemas de marcação a laser e sua aplicação na fabricação de peças e produtos.
O que é marcação a laser?
A marcação a laser é uma série de técnicas de marcação sem contato usadas para criar marcas permanentes na superfície da peça. O sistema de marcação é sem contato, pois utiliza um feixe de laser gerado por uma máquina de marcação a laser.
O processo de marcação a laser depende da tecnologia laser utilizada. No entanto, qualquer tecnologia laser pode criar marcações permanentes em muitos materiais.
Como funciona a marcação a laser?
Para entender como funciona o processo de marcação a laser, você precisa estar familiarizado com uma máquina de marcação a laser e como ela gera o feixe de laser responsável pela marcação.
Passo 1: Geração do feixe laser
A geração do feixe laser em qualquer dispositivo de marcação a laser depende de três componentes importantes:
● O meio laser é responsável pela posição do eixo e pela energia de excitação exigida pela máquina. Os meios de laser comuns são granada de ítrio-alumínio dopada com neodímio (sólida) e corantes orgânicos (líquidos), bem como CO2 (gasoso). O meio laser também pode ter uma forma geométrica, como os lasers de fibra.
● A fonte da bomba é responsável por fornecer energia ao dispositivo de marcação a laser, que excita o meio laser e leva à emissão de fótons por emissão espontânea ou estimulada.
● O ressonador óptico possui um espelho reflexivo (refletor alto) e um espelho parcialmente reflexivo (acoplador de saída). Ele reflete a luz gerada pelo meio laser. Também pode conter outros elementos, como um modulador e um Q-switch, que podem alterar as propriedades do feixe de laser produzido.
A energia é introduzida no meio laser. Isso leva à excitação dos átomos do meio laser e à emissão de fótons. A luz entra no ressonador óptico e sofre reflexão total, produzindo o feixe de laser. O laser pode então ser passado para componentes como Q-switch, lentes, expansores de feixe, etc. para moldar o feixe antes da liberação.
Etapa 2: marcar
Quando o feixe de laser toca a superfície da peça, a energia térmica gerada provoca uma alteração nas propriedades e características do material. O tipo de alteração depende da tecnologia laser escolhida. Uma marca permanente é então deixada na superfície da peça de trabalho.
Por que você deve escolher a marcação a laser para produção de peças?
O processo de marcação a laser é preferível a outros métodos de marcação, como dot peening e marcação a jato de tinta. Abaixo estão alguns motivos pelos quais você deve escolher sistemas de marcação a laser.
Alta velocidade
Com um laser, você pode criar facilmente vários designs e padrões no material em um curto período de tempo. Isto é diferente da marcação tradicional, onde a velocidade depende do operador. Portanto, eles são mais lentos e, portanto, mais demorados. Além disso, a produção de peças é mais eficiente devido à sua rapidez.
Marcações permanentes
Assim como o sistema dot peen, as tecnologias de marcação a laser produzem marcações permanentes em condições adversas, como: B. Produtos químicos. Por esse motivo, é preferido por fabricantes de peças como as indústrias automotiva e aeroespacial devido à marcação permanente. Marcações permanentes e duradouras permitem que esses fabricantes rastreiem e identifiquem seus produtos, independentemente de onde sejam usados.
Processo sem contato
O processo é sem contato. Portanto, não há alteração nas propriedades físicas do material. Além disso, a tecnologia laser é popular nas indústrias de manufatura e produção devido à sua natureza sem contato.
Ambientalmente amigável
Os sistemas de marcação a laser não utilizam consumíveis, como produtos químicos, em comparação com a marcação a jato de tinta. Portanto, há menos risco de lançamento de materiais nocivos no meio ambiente. Além disso, ao contrário do dot peening, a tecnologia laser não produz ruído e, portanto, é ecologicamente correta.
Tipos comuns de técnicas de marcação a laser
Existem vários sistemas de marcação a laser que podem ser usados em processos de fabricação de peças. Cada um tem seu próprio mecanismo para usar o laser. Por exemplo, a gravação a laser remove partes de um material. Portanto, é aplicável no processamento de logotipos ou caracteres. Os três tipos mais comuns de marcação a laser são:
Gravação a laser
A gravação a laser é o método de marcação mais comum na fabricação de peças e prototipagem e é adequada para usinagem de materiais como metais, cerâmicas e plásticos. Como qualquer método de marcação a laser, fornece marcações permanentes, embora sejam menos nítidas que as outras da lista.
A gravação a laser é um processo subtrativo no qual parte da superfície do material é removida com um feixe de laser. O feixe de laser focado na superfície transforma o material removido em plasma ou vapor, que é removido pela exaustão de fumaça. Ao ser retirado, deixa uma gravação que pode ser facilmente sentida com os dedos.
Gravação a laser
A gravação a laser é outro método de marcação para criar marcas permanentes em uma peça de trabalho. É amplamente utilizado para metais como alumínio, aço, aço inoxidável, chumbo, etc. A máquina de marcação a laser grava a peça emitindo raios laser pulsados na superfície da peça. Ao atingir a superfície, o material absorve o feixe e o converte em calor, derretendo e levantando a superfície.
A superfície gravada a laser requer menos energia porque, ao contrário da gravação a laser, não possui profundidade. Além disso, eles são mais visíveis. Por exemplo, o alumínio gravado a laser é mais visível do que o alumínio gravado a laser.
Recozimento a laser
O recozimento a laser é um processo não subtrativo frequentemente usado para produtos com alta precisão dimensional. As superfícies metálicas são aquecidas e resfriadas lentamente por meio de raios laser para mudar sua cor (amarelo, vermelho ou verde) dependendo da temperatura da superfície metálica.
O processo de recozimento a laser não é adequado para metais não ferrosos e alumínio porque suas cores não são alteradas pelos efeitos do calor e do óxido.
Tipos de máquinas de marcação a laser
Existem muitos lasers, mas discutiremos os quatro mais comumente usados para marcar peças de produção.
Marcador laser CO₂
Os marcadores a laser CO₂ usam CO₂ como meio laser e são o sistema de marcação mais adequado para materiais orgânicos (eles também são adequados para metais após o metal ter sido tratado com um agente de marcação especial que lhe confere uma marca permanente de alto contraste).
Eles têm o comprimento de onda mais longo (10.600 nm) de qualquer sistema de marcação a laser, o que os torna úteis para marcar vários materiais, dependendo das necessidades de diferentes indústrias. Além disso, eles também oferecem velocidades de marcação mais rápidas ao trabalhar com materiais espessos, especialmente ao cortar chapas metálicas a laser.
Embora sejam mais adequados para aplicações industriais, os custos de manutenção e o consumo de energia dos lasers CO₂ são elevados. Além disso, eles são mais lentos que outros.
Marcador laser de fibra
Os marcadores a laser de fibra são um sistema de marcação mais novo, simples e versátil que utiliza fibra óptica de alta tecnologia como meio de laser. Eles são adequados para marcar materiais inorgânicos como metal, aço, alumínio, etc.
O sistema de marcação a laser de fibra possui altas velocidades de marcação e consome menos energia. Além disso, o esforço de manutenção é baixo. No entanto, eles são inadequados para marcar materiais espessos.
Marcadores laser verdes
Os marcadores laser verdes têm um comprimento de onda alto (532 nm). Eles são adequados para marcar materiais altamente reflexivos e sensíveis, como placas de circuito, plásticos macios, etc. Além disso, produzem marcações de alta precisão em peças de trabalho e podem absorver diferentes tipos de materiais.
Marcador a laser MOPA
Os lasers Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) são adequados para criar marcações pretas em metais e plásticos de alta qualidade. Eles usam um oscilador mestre para gerar o feixe e o amplificador de potência aumenta a potência de saída.
Normalmente a duração do pulso não pode ser ajustada com marcadores a laser. Com os lasers MOPA, entretanto, a duração e a energia do pulso podem ser ajustadas. Eles são, portanto, muito flexíveis.
Outros métodos para marcação direta de peças na produção de usinagem
Existem outras técnicas de marcação com uma ampla gama de aplicações industriais. As três técnicas de marcação mais comuns são:
Gravação de agulha
O sistema de micropercussão utiliza uma ponta de metal duro ou de carboneto de tungstênio para criar marcações profundas e permanentes, de forma pneumática ou elétrica. Ao contrário dos marcadores a laser, a gravação por pontos não cria choques térmicos na superfície do material. Porém, devido à força mecânica, são adequados apenas para peças de longa duração.
Marcação a jato de tinta
O jato de tinta é um processo sem contato que marca uma peça com tinta. Existem dois tipos de marcação a jato de tinta: térmica e química.
-As impressoras a jato de tinta térmica possuem cabeças de impressão que usam calor para transferir a tinta para a superfície do material. Eles são adequados para marcar peças sensíveis, como embalagens de alimentos e dispositivos médicos.
– As impressoras a jato de tinta química são mais complexas e utilizam tintas e papéis especializados para imprimir numa gama mais ampla de materiais, como vidro, metais e plásticos.
Gravura Química
Este processo subtrativo utiliza sprays químicos para remover materiais da superfície da peça de trabalho e criar uma gravação permanente nos metais.
Isso envolve imprimir um desenho ou logotipo em um fotorresiste, expondo-o à luz UV e depois colocando o desenho laminado na superfície metálica. A parte exposta é gravada quando você expõe o desenho a uma solução de ataque como o cloreto férrico.
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Você precisa de sistemas de marcação a laser para marcar permanentemente as peças usinadas. Este artigo fornece alguns conhecimentos básicos sobre sistemas de marcação. No entanto, é muito importante trabalhar com especialistas que possam fornecer serviços de marcação a laser de alto nível.
Concluindo
A marcação a laser é o melhor e mais amplamente utilizado método de marcação para criar marcações permanentes, claras e de alta qualidade em vários materiais. Eles são fáceis de usar e preferíveis aos antigos métodos tradicionais de marcação. Este artigo descreve o processo e explica por que é a opção mais eficaz para diferentes setores.
Perguntas frequentes
Quais materiais podem ser marcados com laser?
Os marcadores a laser podem deixar marcas permanentes na maioria dos metais, plásticos, cerâmicas, vidro, borracha e silicone. Você também pode gravar pedras preciosas raras, como rubis, diamantes e safiras.
Quais aplicações existem para marcação a laser?
As marcações a laser são amplamente utilizadas na indústria para rastreabilidade e identificação de peças. Os fabricantes podem usar marcação a laser para adicionar datas de validade, códigos de barras, datas de fabricação e logotipos aos produtos. Portanto, as tecnologias de marcação a laser são utilizadas nas indústrias alimentícia, médica, aeroespacial, automotiva e eletrônica.
A marcação perde força?
Não, esse não é o caso. As marcações a laser deixam marcas permanentes na superfície do material. No entanto, em casos raros, sob condições severas, as marcações podem desaparecer à medida que a superfície do material sofre erosão.
