Cos'è una macchina per marcatura laser?
marcatura laser è un metodo per etichettare vari tipi di oggetti usando un laser. Il principio della marcatura laser è che un raggio laser modifica in qualche modo l'aspetto ottico di una superficie che colpisce. Ciò può avvenire attraverso una varietà di meccanismi:
1. Ablazione del materiale (incisione laser); talvolta rimozione di uno strato superficiale colorato.
2. Fondere un metallo, modificando così la struttura della superficie.
3. Leggera combustione (carbonizzazione), ad esempio di carta, cartone, legno o polimeri.
4. Trasformazione (ad esempio sbiancamento) di pigmenti (additivi laser industriali) in un materiale plastico.
5. Espansione di un polimero, ad esempio se un additivo evapora.
6. Generazione di strutture superficiali come piccole bolle.
Scansionando il raggio laser (ad esempio con 2 specchi mobili), è possibile scrivere rapidamente lettere, simboli, codici a barre e altri elementi grafici, utilizzando una scansione vettoriale o una scansione raster. Un altro metodo è quello di utilizzare una maschera che viene visualizzata sul pezzo (marcatura di proiezione, marcatura di maschera). Questo metodo è semplice e veloce (applicabile anche con pezzi in movimento) ma meno flessibile della scansione.
"Laser marking" sta per marcatura o etichettatura di pezzi e materiali con un raggio laser. A questo proposito, si distinguono diversi processi, come incisione, rimozione, colorazione, ricottura e schiumatura. A seconda del materiale e del requisito di qualità, ciascuna di queste procedure ha i suoi vantaggi e svantaggi.
Come funziona una macchina per marcatura laser?
Nozioni di base sulla tecnologia laser
Tutti i laser sono costituiti da 3 componenti:
1. Una fonte di pompaggio esterna.
2. Il mezzo laser attivo.
3. Il risonatore.
La sorgente di pompaggio indirizza l'energia esterna al laser.
Il mezzo laser attivo si trova all'interno del laser. A seconda del design, il mezzo laser può essere costituito da una miscela di gas (CO2 laser), di un corpo di cristallo (laser YAG) o di fibre di vetro (laser a fibra). Quando l'energia viene immessa nel mezzo laser attraverso la pompa, emette energia sotto forma di radiazione.
Il mezzo laser attivo è situato tra 2 specchi, il "risonatore". Uno di questi specchi è uno specchio unidirezionale. La radiazione del mezzo laser attivo è amplificata nel risonatore. Allo stesso tempo, solo una certa radiazione può lasciare il risonatore attraverso lo specchio unidirezionale. Questa radiazione raggruppata è la radiazione laser.
Vantaggi della macchina per marcatura laser
Marcatura ad alta precisione a qualità costante
Grazie all'elevata precisione della marcatura laser, anche grafiche molto delicate, caratteri da 1 punto e geometrie molto piccole risulteranno chiaramente leggibili. Allo stesso tempo, la marcatura con il laser garantisce risultati costantemente di alta qualità.
Alta velocità di marcatura
La marcatura laser è uno dei processi di marcatura più rapidi disponibili sul mercato. Ciò si traduce in elevata produttività e vantaggi in termini di costi durante la fabbricazione. A seconda della struttura e delle dimensioni del materiale, possono essere utilizzate diverse sorgenti laser (ad esempio laser a fibra) o macchine laser (ad esempio laser galvo) per aumentare ulteriormente la velocità.
Marcatura durevole
L'incisione laser è permanente e allo stesso tempo resistente all'abrasione, al calore e agli acidi. A seconda delle impostazioni dei parametri laser, alcuni materiali possono anche essere marcati senza danneggiare la superficie.
Applicazioni delle macchine per marcatura laser
La macchina per marcatura laser ha un'enorme varietà di applicazioni:
1. Aggiungere numeri di parte, date di scadenza e simili su confezioni di alimenti, bottiglie, ecc.
2. Aggiunta di informazioni tracciabili per il controllo di qualità.
3. Marcatura di circuiti stampati (PCB), componenti elettronici e cavi.
4. Stampa di loghi, codici a barre e altre informazioni sui prodotti.
Rispetto ad altre tecnologie di marcatura come la stampa a getto d'inchiostro e la marcatura meccanica, la marcatura laser presenta numerosi vantaggi, tra cui velocità di elaborazione molto elevate, bassi costi operativi (nessun utilizzo di materiali di consumo), qualità elevata e durevolezza costante dei risultati, prevenzione delle contaminazioni, possibilità di scrivere caratteristiche molto piccole e flessibilità molto elevata nell'automazione.
I materiali plastici, il legno, il cartone, la carta, la pelle e l'acrilico sono spesso contrassegnati con una potenza relativamente bassa CO2 laser. Per le superfici metalliche, questi laser sono meno adatti a causa del piccolo assorbimento alle loro lunghe lunghezze d'onda (circa 10 μm); lunghezze d'onda laser ad esempio nella regione di 1 μm, come si può ottenere ad esempio con laser Nd:YAG pompati a lampada o a diodo (tipicamente Q-switched) o con laser a fibra, sono più appropriate. Le potenze laser tipiche utilizzate per la marcatura sono dell'ordine di 10-100 W. Lunghezze d'onda più corte come 532 nm, come quelle ottenute tramite raddoppio della frequenza dei laser YAG, possono essere vantaggiose, ma tali fonti non sono sempre competitive economicamente. Per la marcatura di metalli come l'oro, che ha un assorbimento troppo basso nella regione spettrale di 1 μm, sono essenziali lunghezze d'onda laser corte.
Metalli
Acciaio inossidabile, alluminio, oro, argento, titanio, bronzo, platino o rame
Il laser è stato utile per molti anni, in particolare quando si tratta di incisione laser e marcatura laser di metalli. Non solo metalli morbidi, come l'alluminio, ma anche acciaio o leghe molto dure possono essere marcati in modo accurato, leggibile e rapido utilizzando un laser. Con alcuni metalli, come le leghe di acciaio, è persino possibile implementare marcature resistenti alla corrosione senza danneggiare la struttura superficiale utilizzando la marcatura di ricottura. I prodotti in metallo sono marcati con laser in un'ampia gamma di settori.
Plastica
Policarbonato (PC), Poliammide (PA), Polietilene (PE), Polipropilene (PP), Copolimero di acrilonitrile butadiene stirene (ABS), Poliimmide (PI), Polistirene (PS), Polimetilmetacrilato (PMMA), Poliestere (PES)
Le materie plastiche possono essere marcate o incise con i laser in vari modi. Con un laser a fibra, puoi marcare molte diverse materie plastiche utilizzate commercialmente, come policarbonato, ABS, poliammide e molte altre con una finitura permanente, rapida e di alta qualità. Grazie ai bassi tempi di configurazione e alla flessibilità offerti da un laser di marcatura, puoi marcare anche piccole dimensioni di lotti in modo economico.
Materiali organici
I materiali organici richiedono soluzioni speciali per fornire loro marcature permanenti con contorni chiari. I nostri esperti sviluppano sistemi di marcatura laser che soddisfano perfettamente questa esigenza. Sistemi la cui intensità può essere controllata in modo da mantenere la generazione di calore entro i limiti desiderati.
Vetro e Ceramica
Materiali come il vetro e la ceramica pongono esigenze rigorose ai nostri clienti e ai settori in cui operano. A questo scopo, STYLECNC ha sviluppato una tecnologia in grado di applicare marcature ad alto contrasto e senza crepe al vetro.
Diversi processi della macchina per marcatura laser
Marcatura di ricottura
La marcatura di ricottura è un tipo speciale di incisione laser per metalli. L'effetto termico del raggio laser provoca un processo di ossidazione sotto la superficie del materiale, con conseguente cambiamento di colore sulla superficie del metallo.
Durante l'incisione laser, la superficie del pezzo viene fusa ed evaporata con il laser. Di conseguenza, il raggio laser rimuove il materiale. L'impronta così prodotta sulla superficie è l'incisione.
Rimozione
Durante la rimozione, il raggio laser rimuove gli strati superiori applicati al substrato. Si produce un contrasto come risultato dei diversi colori dello strato superiore e del substrato. I materiali comuni che vengono marcati al laser tramite la rimozione del materiale includono alluminio anodizzato, metalli rivestiti, lamine e pellicole o laminati.
la formazione di schiuma
Durante la schiumatura, il raggio laser fonde un materiale. Durante questo processo, nel materiale vengono prodotte bolle di gas che riflettono la luce in modo diffuso. La marcatura risulterà quindi più chiara rispetto alle aree che non sono state incise. Questo tipo di marcatura laser è utilizzato principalmente per le plastiche scure.
Carbonizzazione
La carbonizzazione consente forti contrasti su superfici luminose. Durante il processo di carbonizzazione il laser riscalda la superficie del materiale (minimo 100° C) e viene emesso ossigeno, idrogeno o una combinazione di entrambi i gas. Ciò che rimane è un'area scura con una maggiore concentrazione di carbonio.
La carbonizzazione può essere utilizzata per polimeri o biopolimeri come legno o pelle. Poiché la carbonizzazione porta sempre a segni scuri, il contrasto sui materiali scuri sarà piuttosto minimo.
L'incisione colorata è un processo di marcatura che utilizza una sorgente laser a fibra MOPA per marcare il colore su superfici metalliche come acciaio inossidabile, titanio, ecc. MOPA si riferisce a una configurazione costituita da un laser master (o laser seed) e un amplificatore ottico per aumentare la potenza di uscita.
3D Marcatura
Migliori 3D sistema di marcatura laser è attraverso il controllo software della lente ottica a fascio espanso nella direzione dell'asse ottico, movimento alternato ad alta velocità, regolazione dinamica della lunghezza focale del raggio laser, rendendo uniforme il punto focale in diverse posizioni sulla superficie del pezzo in lavorazione, in modo da realizzare l' 3D superficie, una precisione superficiale della lavorazione laser.
