El marcado láser es una gama de técnicas de marcado conocidas por sus marcas permanentes y su amplia compatibilidad de materiales. Debido a su confiabilidad, eficiencia y productividad, muchas industrias los prefieren a los sistemas de marcado tradicionales como el grabado manual, el estampado y la serigrafía.
El sistema de marcado láser permite a los fabricantes aplicar marcas permanentes en forma de texto, códigos, gráficos y números a piezas y máquinas sin dañar la superficie. En este artículo aprenderás todo lo que necesitas saber sobre los sistemas de marcado láser y su aplicación en la fabricación de piezas y productos.
¿Qué es el marcado láser?
El marcado láser es una serie de técnicas de marcado sin contacto que se utilizan para crear marcas permanentes en la superficie de la pieza. El sistema de marcado no tiene contacto, ya que utiliza un rayo láser generado por una máquina de marcado láser.
El proceso de marcado láser depende de la tecnología láser utilizada. Sin embargo, cualquier tecnología láser puede crear marcas permanentes en muchos materiales.
¿Cómo funciona el marcado láser?
Para comprender cómo funciona el proceso de marcado láser, es necesario estar familiarizado con una máquina de marcado láser y cómo genera el rayo láser responsable del marcado.
Paso 1: Generación del rayo láser
La generación del rayo láser en cualquier dispositivo de marcado láser depende de tres componentes importantes:
● El medio láser es responsable de la posición del eje y de la energía de excitación requerida por la máquina. Los medios láser habituales son el granate de itrio y aluminio dopado con neodimio (sólido) y los colorantes orgánicos (líquidos), así como el CO2 (gaseoso). El medio láser también puede tener una forma geométrica, como los láseres de fibra.
● La fuente de bombeo se encarga de suministrar energía al dispositivo de marcado láser, que excita el medio láser y provoca la emisión de fotones por emisión espontánea o estimulada.
● El resonador óptico tiene un espejo reflectante (reflector alto) y un espejo parcialmente reflectante (acoplador de salida). Refleja la luz generada por el medio láser. También puede contener otros elementos, como un modulador y un interruptor Q, que pueden cambiar las propiedades del rayo láser producido.
Se introduce energía en el medio láser. Esto conduce a la excitación de los átomos en el medio láser y a la emisión de fotones. La luz ingresa al resonador óptico y sufre una reflexión total, produciendo el rayo láser. Luego, el láser se puede pasar a componentes como interruptores Q, lentes, expansores de haz, etc. para darle forma al haz antes de soltarlo.
Paso 2: marcar
Cuando el rayo láser toca la superficie de la pieza, la energía térmica generada provoca un cambio en las propiedades y características del material. El tipo de cambio depende de la tecnología láser elegida. Luego se deja una marca permanente en la superficie de la pieza de trabajo.
¿Por qué debería elegir el marcado láser para la producción de piezas?
El proceso de marcado láser es preferible a otros métodos de marcado, como el marcado por puntos y el marcado por inyección de tinta. A continuación se presentan algunas razones por las que debería elegir sistemas de marcado láser.
Alta velocidad
Con un láser, puede crear fácilmente varios diseños y patrones en el material en un corto período de tiempo. Esto es diferente del marcado tradicional, donde la velocidad depende del operador. Por tanto, son más lentos y, por tanto, consumen más tiempo. Además, la producción de piezas es más eficiente debido a su velocidad.
Marcas permanentes
Al igual que el sistema de micropercusión, las tecnologías de marcado láser producen marcas permanentes en condiciones difíciles, como por ejemplo: productos químicos. Por este motivo, debido a su marcado permanente, es el preferido por fabricantes de piezas como la industria automovilística y aeroespacial. Las marcas permanentes y duraderas permiten a estos fabricantes rastrear e identificar sus productos independientemente de dónde se utilicen.
Proceso sin contacto
El proceso es sin contacto. Por tanto, no hay cambios en las propiedades físicas del material. Además, la tecnología láser es popular en las industrias de fabricación y producción debido a su naturaleza sin contacto.
Amigable con el medio ambiente
Los sistemas de marcado láser no utilizan consumibles como productos químicos en comparación con el marcado por inyección de tinta. Por tanto, existe menos riesgo de liberar materiales nocivos al medio ambiente. Además, a diferencia del granallado por puntos, la tecnología láser no produce ruido y, por tanto, es respetuosa con el medio ambiente.
Tipos comunes de técnicas de marcado láser
Existen varios sistemas de marcado láser que se pueden utilizar en procesos de fabricación de piezas. Cada uno tiene su propio mecanismo para utilizar el láser. Por ejemplo, el grabado láser elimina partes de un material. Por lo tanto, es aplicable en el procesamiento de logotipos o caracteres. Los tres tipos de marcado láser más habituales son:
Grabado láser
El grabado láser es el método de marcado más común en la fabricación de piezas y la creación de prototipos y es adecuado para mecanizar materiales como metales, cerámicas y plásticos. Como cualquier método de marcado láser, proporciona marcas permanentes, aunque son menos nítidas que los demás de la lista.
El grabado láser es un proceso sustractivo en el que se elimina parte de la superficie del material con un rayo láser. El rayo láser enfocado en la superficie convierte el material eliminado en plasma o vapor, que se elimina mediante escape de humo. Cuando se retira, deja un grabado que se puede sentir fácilmente con los dedos.
Grabado láser
El grabado láser es otro método de marcado para crear marcas permanentes en una pieza de trabajo. Es muy utilizado para metales como aluminio, acero, acero inoxidable, plomo, etc. La máquina de marcado láser graba la pieza emitiendo rayos láser pulsados sobre la superficie de la pieza. Al llegar a la superficie, el material absorbe el haz y lo convierte en calor, fundiendo y levantando la superficie.
La superficie grabada con láser requiere menos energía porque, a diferencia del grabado con láser, no tiene profundidad. Además, son más visibles. Por ejemplo, el aluminio grabado con láser es más visible que el aluminio grabado con láser.
recocido por láser
El recocido por láser es un proceso no sustractivo que se utiliza a menudo para productos con alta precisión dimensional. Las superficies metálicas se calientan y enfrían lentamente mediante rayos láser para cambiar su color (amarillo, rojo o verde) según la temperatura de la superficie metálica.
El proceso de recocido por láser no es adecuado para metales no ferrosos y aluminio porque sus colores no cambian por los efectos del calor y el óxido.
Tipos de máquinas de marcado láser
Existen muchos láseres, pero analizaremos los cuatro más utilizados para marcar piezas de producción.
marcador láser de CO₂
Los marcadores láser de CO₂ utilizan CO₂ como medio láser y son el sistema de marcado más adecuado para materiales orgánicos (también son adecuados para metales después de que el metal haya sido tratado con un agente de marcado especial que le da una marca permanente de alto contraste).
Tienen la longitud de onda más larga (10.600 nm) de cualquier sistema de marcado láser, lo que los hace útiles para marcar diversos materiales según las necesidades de las diferentes industrias. Además, también ofrecen velocidades de marcado más rápidas cuando se trabaja con materiales gruesos, especialmente cuando se corta chapa con láser.
Aunque son más adecuados para aplicaciones industriales, los costes de mantenimiento y el consumo de energía de los láseres de CO₂ son elevados. Además, son más lentos que otros.
marcador láser de fibra
Los marcadores láser de fibra son un sistema de marcado más nuevo, simple y versátil que utiliza fibra óptica de alta tecnología como medio láser. Son adecuados para marcar materiales inorgánicos como metal, acero, aluminio, etc.
El sistema de marcado por láser de fibra tiene altas velocidades de marcado y consume menos energía. Además, el esfuerzo de mantenimiento es bajo. Sin embargo, no son adecuados para marcar materiales gruesos.
Marcadores láser verdes
Los marcadores láser verdes tienen una longitud de onda alta (532 nm). Son adecuados para marcar materiales altamente reflectantes y sensibles como placas de circuitos, plásticos blandos, etc. Además, producen marcas de alta precisión en las piezas de trabajo y pueden absorber diferentes tipos de materiales.
Marcador láser MOPA
Los láseres Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) son adecuados para crear marcas negras en metales y plásticos de alta calidad. Utilizan un oscilador maestro para generar el haz y el amplificador de potencia aumenta la potencia de salida.
Normalmente la duración del pulso no se puede ajustar con marcadores láser. Sin embargo, con los láseres MOPA se pueden ajustar la duración y la energía del pulso. Por tanto, son muy flexibles.
Otros métodos para el marcado directo de piezas en la producción de mecanizado.
Existen otras técnicas de marcado con una amplia gama de aplicaciones industriales. Las tres técnicas de marcado más comunes son:
Grabado con aguja
El sistema de micropercusión utiliza una punta de carburo o carburo de tungsteno para crear marcas profundas y permanentes, de forma neumática o eléctrica. A diferencia de los marcadores láser, el grabado por puntos no crea choques térmicos en la superficie del material. Sin embargo, debido a su resistencia mecánica, sólo son adecuados para piezas duraderas.
Marcado por inyección de tinta
Inkjet es un proceso sin contacto que marca una pieza con tinta. Hay dos tipos de marcado por inyección de tinta: térmico y químico.
-Las impresoras de inyección de tinta térmica tienen cabezales de impresión que utilizan calor para transferir tinta a la superficie del material. Son adecuados para marcar piezas sensibles como envases de alimentos y dispositivos médicos.
– Las impresoras de inyección de tinta química son más complejas y utilizan tintas y papeles especializados para imprimir en una gama más amplia de materiales, como vidrio, metales y plásticos.
Grabado químico
Este proceso sustractivo utiliza aerosoles químicos para eliminar materiales de la superficie de la pieza de trabajo y crear un grabado permanente en los metales.
Esto implica imprimir un diseño o logotipo en un fotorresistente, exponerlo a luz ultravioleta y luego colocar el diseño laminado sobre la superficie metálica. La parte expuesta se graba cuando se expone el diseño a una solución de grabado como el cloruro férrico.
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Necesita sistemas de marcado láser para marcar permanentemente piezas mecanizadas. Este artículo proporciona algunos conocimientos básicos sobre los sistemas de etiquetado. Sin embargo, es muy importante trabajar con expertos que puedan brindar servicios de marcado láser de primer nivel.
Concluyendo
El marcado láser es el mejor y más utilizado método de marcado para crear marcas claras, permanentes y de alta calidad en diversos materiales. Son fáciles de usar y preferibles a los antiguos métodos de marcado tradicionales. Este artículo describe el proceso y explica por qué es la opción más eficaz para diferentes industrias.
Preguntas frecuentes
¿Qué materiales se pueden marcar con láser?
Los marcadores láser pueden dejar marcas permanentes en la mayoría de los metales, plásticos, cerámicas, vidrio, caucho y silicona. También puedes grabar piedras preciosas raras como rubíes, diamantes y zafiros.
¿Qué aplicaciones tiene el marcado láser?
El marcado láser se utiliza ampliamente en la industria para la trazabilidad y la identificación de piezas. Los fabricantes pueden utilizar el marcado láser para agregar fechas de vencimiento, códigos de barras, fechas de fabricación y logotipos a los productos. Por tanto, las tecnologías de marcado láser se utilizan en las industrias alimentaria, médica, aeroespacial, automovilística y electrónica.
¿La marca pierde fuerza?
No, ese no es el caso. Las marcas láser dejan marcas permanentes en la superficie del material. Sin embargo, en casos raros, bajo condiciones severas, las marcas pueden desaparecer a medida que la superficie del material se erosiona.
