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Cos'è la marcatura laser?

Cos'è la marcatura laser

Cos'è la marcatura laser?

La marcatura laser è una tecnologia laser che produce segni permanenti su una vasta gamma di materiali. Le attuali normative del settore richiedono che le parti siano contrassegnate in modo chiaro e leggibile, aumentando così la portata del processo di marcatura laser. Le precedenti tendenze del settore richiedevano ai produttori di utilizzare i tradizionali processi di incisione o serigrafia per contrassegnare le superfici. Questi processi non sono permanenti, costosi e spesso provocano difetti delle parti.
Tuttavia, l'introduzione della marcatura laser ora consente a ingegneri e produttori di creare numeri, immagini o caratteri senza compromettere la qualità delle parti. Invece di utilizzare uno strumento fisico per incidere una superficie, la marcatura laser utilizza un raggio laser focalizzato per creare un marchio di facile lettura e privo di danni. La marcatura laser è un processo con una vasta gamma di usi. La marcatura laser è un termine generico che può essere intercambiato con diversi processi, come ablazione, incisione, schiumatura, colorazione, carbonizzazione, ecc., e il metodo di selezione dipende dal materiale e dai requisiti di qualità.
Sommario
Marcatura laser

Cos'è la marcatura laser?

La tecnologia di marcatura laser utilizza un raggio laser focalizzato per imprimere testo, numeri, loghi o motivi su qualsiasi superficie. Un raggio laser viene emesso da un oscillatore e scansionato utilizzando uno specchio (chiamato specchio di scansione), quindi viene utilizzata una lente di focalizzazione per focalizzare il raggio sul bersaglio e contrassegnarlo modificando la superficie. Poiché la marcatura laser comporta l'uso del laser per alterare la superficie del bersaglio, questo metodo è più resistente all'usura rispetto a quello basato sull'inchiostro e le marcature non si sbiadiranno nel tempo.
In breve, la marcatura laser è un processo permanente che in genere utilizza un laser a fibra, un laser CO2 o un laser UV per creare un segno duraturo su una superficie. I tipi più comuni di applicazioni di marcatura laser sono:
  • Ricottura
  • Migrazione del carbonio
  • Scolorimento
  • Incisione
  • Acquaforte
La marcatura laser può essere utilizzata in combinazione con apparecchiature automatizzate per ottenere un'elaborazione ad alta velocità. La marcatura laser può lasciare segni tracciabili permanenti su vari materiali come acciaio, titanio, alluminio, rame, ceramica, plastica, vetro, legno, carta e cartone. Parti e prodotti possono essere contrassegnati con testo (inclusi numeri di serie e di parte) e dati leggibili dalla macchina (come codici a barre, codici ID univoci e codici a matrice di dati 2D).
Come funziona la marcatura laser

Come funziona la marcatura laser?

La tecnologia di marcatura laser crea segni durevoli sulle superfici del pezzo in lavorazione generando un raggio laser focalizzato ad alta potenza. Gli specchi vengono utilizzati per rilasciare l'energia accumulata in un raggio coerente diretto sulla superficie del materiale.
Quando il raggio interagisce con la superficie del pezzo, l'energia termica viene trasferita dal raggio alla superficie. Di conseguenza, l'aspetto e le proprietà del materiale cambiano. A seconda del livello di energia, i laser possono incidere, incidere, temprare o scolorire in modo molto preciso le superfici.
Focalizzando il raggio per mirare solo ad aree specifiche del materiale, le macchine per la marcatura laser possono creare marcature precise, ad alto contrasto e di alta qualità praticamente su qualsiasi superficie. Questi segni sono permanenti e puoi facilmente leggerli o scansionarli su qualsiasi superficie. Pertanto, questo processo di etichettatura è adatto per operazioni in cui la persistenza e la precisione sono fondamentali.
Tipi di tecnologia di marcatura laser

Tipi di tecnologia di marcatura laser

Esistono varie tecnologie di marcatura laser adatte a diverse applicazioni. Ogni tecnica ha i suoi vantaggi e svantaggi e la tua scelta dipenderà dal budget, dai requisiti di qualità e dall'applicazione. Diamo un'occhiata ad alcune di queste tecniche insieme.

Incisione laser

Il processo di incisione laser prevede l'utilizzo di un raggio laser per fondere ed evaporare parte del materiale dalla superficie del pezzo. Durante questo processo, il materiale assorbe il calore del laser, viene poi fuso e vaporizzato, e infine forma il segno sotto forma di avvallamento. Inoltre, il materiale reagisce con l'aria, provocando un cambiamento di colore che rende il segno ancora più unico.
Poiché non ci sono materiali di consumo coinvolti nel processo di incisione laser, ha costi operativi inferiori rispetto ad altri metodi di incisione che utilizzano inchiostri o trapani speciali. I laser funzionano su un'ampia varietà di materiali, inclusi metalli, plastica e ceramica, quindi gli ingegneri possono utilizzarli per molte applicazioni diverse.

Ricottura

La marcatura di ricottura è un tipo speciale di incisione laser dei metalli. Durante questo processo, un raggio laser riscalda localmente la superficie metallica per creare un segno. Il raggio laser penetra solo da 20 a 30 µm nella superficie del materiale, quindi i cambiamenti della superficie sono minimi. Il riscaldamento localizzato fa cambiare colore al materiale e, a seconda della temperatura dello strato riscaldato, i segni possono essere neri, rossi, gialli o verdi.
Il risultato della ricottura laser è una marcatura permanente resistente all'usura. La ricottura laser funziona meglio su metalli ferrosi e titanio, e funzionerà male su metalli non ferrosi e alluminio perché il loro colore non è influenzato dal calore e dagli ossidi.

Incisione laser

Questo processo altamente versatile fonde la superficie del pezzo in lavorazione per formare contrassegni sui pezzi in lavorazione, come numeri di serie, codici a matrice di dati, loghi e codici a barre. I raggi laser creano segni in rilievo fornendo una grande quantità di energia a una piccola area localizzata. Di conseguenza, la superficie si scioglie e si espande, cambiando il colore in nero, grigio o bianco. È anche un processo di marcatura laser versatile adatto a una varietà di metalli, tra cui alluminio, acciaio, magnesio, acciaio inossidabile e altro ancora.

Carbonizzazione

La carbonizzazione può creare un forte contrasto su superfici lucide. Durante la carbonizzazione, il calore generato dal laser riscalda la superficie del materiale (minimo 100°C) e rilascia ossigeno, idrogeno o una miscela dei due gas. Ovunque si verifichi questa reazione, lascia una regione scura con una maggiore concentrazione di carbonio.
Poiché i segni formati vanno dal grigio al grigio-blu, la carbonizzazione non è sempre adatta per oggetti scuri. Ciò si tradurrà in un contrasto inferiore tra la parte contrassegnata e il resto del pezzo. In generale, la carbonizzazione viene utilizzata per marcare legno, carta, pelle, materiali da imballaggio, ecc.

Schiumoso

La carbonizzazione potrebbe non essere di grande aiuto quando si producono marcature di colore più chiaro, ma la schiumatura è più adatta per tali applicazioni. Il processo di schiumatura prevede l'applicazione di un laser per riscaldare la superficie del materiale, provocandone la fusione e il rilascio di bolle d'aria. Quando le bolle si ossidano, si forma un tipo di schiuma che riflette la luce.
Questo metodo è una delle migliori opzioni di markup per i componenti scuri. Questo perché i contrassegni sono rialzati rispetto alla superficie del componente, fornendo un maggiore contrasto con il resto della superficie. È ideale anche per l'etichettatura di polimeri.

Rimuovere

Questo metodo di marcatura laser è particolarmente adatto per materiali rivestiti. Durante questo processo, il raggio laser rimuove la finitura applicata al pezzo in lavorazione per esporre lo strato sottostante (substrato). Se i due strati hanno colori diversi, verrà creato un contrasto. I materiali comuni che vengono tagliati al laser rimuovendo la superficie del materiale includono alluminio anodizzato, metalli rivestiti, lamine e laminati.

Scolorimento

A volte la composizione chimica di un materiale può darci un vantaggio durante la marcatura laser. Il raggio laser riscalda localmente il materiale e questo riscaldamento innesca cambiamenti chimici. Se i sottoprodotti sono di colori diversi, forniscono un contrasto elevato ovunque il laser entri in contatto con la superficie.
La penetrazione non è richiesta per lo scolorimento e la marcatura dipende dallo spessore dello strato di ossido. Tipicamente, il metodo del cambiamento di colore viene utilizzato per la marcatura della plastica, poiché il risultato del riscaldamento localizzato della plastica è il deposito di fuliggine sul materiale. Dà l'aspetto di segni scuri sulla superficie.
Tipi di macchine per marcatura laser

Tipi di macchine per marcatura laser

Molti tipi di macchine per la marcatura laser possono essere utilizzati per diverse applicazioni, ognuna delle quali presenta vantaggi e svantaggi e quale scegliere dipende dall'applicazione, dal budget e dai requisiti di qualità. Qui discuteremo le due macchine di marcatura laser più comuni utilizzate per la marcatura: Macchina per marcatura laser CO2, E macchina per marcatura laser in fibra.

Macchina per marcatura laser CO2

La marcatrice laser CO2 è adatta al gas CO2 come mezzo laser, che è il sistema più adatto per la marcatura di materiali organici. I laser CO2 possono essere utilizzati anche sui metalli per realizzare marcature permanenti ad alto contrasto se il metallo è stato trattato con uno speciale agente di marcatura.
I laser a CO2 hanno la lunghezza d'onda più lunga (10600 nm) di tutti i sistemi di marcatura laser, il che li rende utili per marcare diversi materiali richiesti da diversi settori, come carta, legno e alcuni polimeri plastici. Le macchine per marcatura laser a CO2 possono creare numeri di serie, loghi e codici a barre permanenti su apparecchi elettrici, circuiti integrati, imballaggi alimentari e medici e componenti elettronici.

Macchina per marcatura laser a fibra

La tecnologia di marcatura laser in fibra sta diventando sempre più popolare in questi giorni perché queste macchine di marcatura laser sono alcune delle più potenti macchine di marcatura laser oggi disponibili. I laser a stato solido, che operano a livelli di potenza compresi tra 20 e 100 watt, stimolano la produzione di itterbio, metallo delle terre rare. Questo elemento metallico può generare fotoni con una lunghezza d'onda di circa 1.090 nm, rendendolo ideale per la marcatura di materiali metallici.
Le macchine per marcatura laser a fibra sono adatte per l'incisione o l'acquaforte profonda. Forniscono risultati migliori su metalli più duri o quando è necessario un sistema più potente con una dimensione dello spot più piccola per una risoluzione più elevata. Grazie alle dimensioni ridotte dello spot, alla qualità del fascio abbagliante e alla lente più grande, questi marcatori sono ideali per la marcatura in batch di piccoli componenti.
Le macchine per la marcatura laser in fibra sono meno costose da acquistare rispetto ad altre macchine e il sistema è affidabile. Contrassegna anche materiali difficili da contrassegnare come PCB, plastica, nichel e placcatura in oro. I laser a fibra sono più adatti per l'incisione laser mediante processi di ricottura, incisione e marcatura su plastica. Ha una durata di almeno 25.000 ore. Inoltre, i laser MOPA sono un tipo speciale di laser a fibra. I laser MOPA sono estremamente versatili, poiché la durata dell'impulso può essere modificata per elaborare grandi volumi di materiali.
Quali sono i vantaggi dell'utilizzo di una macchina per marcatura laser

Quali sono i vantaggi dell'utilizzo di una macchina per marcatura laser?

I progressi nella tecnologia di marketing hanno aperto gli occhi ai project manager sulla necessità di marchiare i propri prodotti. Di conseguenza, la marcatura laser è ora diventata una parte essenziale del processo di produzione. Aiuta le aziende a tenere traccia dei loro prodotti, ridurre al minimo la contraffazione, migliorare la qualità e altro ancora. Le macchine per la marcatura laser possono aiutarti a realizzare marcature precise con elevata precisione, risparmiando tempo e denaro. Per aiutarti a comprendere l'enorme potenziale di questa tecnica di tagging, tieni presente i seguenti vantaggi:

La velocità di marcatura è veloce

La marcatura laser combina la tecnologia laser con la tecnologia informatica per garantire un'implementazione più rapida e meno dispendiosa in termini di tempo. La tecnologia di marcatura laser consente di creare disegni su un computer e utilizza le più recenti tecniche di progettazione grafica. Ciò si traduce in un'elevata produttività e convenienza nel processo di produzione. A seconda della struttura e delle dimensioni del materiale, è possibile utilizzare diverse sorgenti laser come i laser a fibra per aumentare ulteriormente la velocità.
I metodi di etichettatura tradizionali utilizzano strumenti specifici, rendendo il processo dispendioso in termini di tempo. Le macchine per marcatura laser, invece, necessitano di un solo comando per portare a termine il lavoro in breve tempo. Questa è la scelta perfetta per abbreviare i cicli di sviluppo del prodotto, accelerare il processo e risparmiare molti soldi.

Processo di marcatura ambientale

I processi di marcatura come l'incisione chimica e il getto d'inchiostro utilizzano sostanze chimiche e inchiostri per marcare. I materiali di consumo per questo processo sono spesso costosi e rilasciano gas nocivi nell'ambiente, che possono avere un impatto negativo. Tuttavia, la marcatura laser non è adatta a nessun materiale di consumo, quindi è un processo pulito, a risparmio energetico e rispettoso dell'ambiente.
Inoltre, la tecnologia di marcatura laser è un processo senza contatto che garantisce una lavorazione pulita e limita la contaminazione del materiale. Altri tipi di sistemi di marcatura possono bruciare il materiale, ma la marcatura laser non è distruttiva e comporta una penetrazione minima del materiale.

Compatibile con la maggior parte dei materiali

Sul mercato sono disponibili diverse macchine per la marcatura laser, ognuna delle quali può lavorare su vari materiali. Ad esempio, le macchine per marcatura laser CO2 possono fornire il miglior effetto di marcatura su materiali organici come carta, legno e alcuni polimeri plastici. Allo stesso modo, la marcatura laser in fibra può essere utilizzata per marcare vari metalli, come acciaio, lega di alluminio, acciaio inossidabile, ecc.

Ripetibilità costante

Le macchine di marcatura laser possono essere utilizzate con successo per marcare volumi elevati di prodotti con design fissi in ambienti di produzione su larga scala. Questa tecnologia di marcatura facilita l'integrazione di marcature identiche nelle linee di produzione. Inoltre, questa ripetibilità è costante e consentirà tempi di consegna più rapidi e prodotti dall'aspetto migliore.

Durata della marcatura

I segni creati dal laser sono generalmente permanenti e hanno proprietà di contrasto elevato. Questi pennarelli resistenti all'acqua e allo sbiadimento possono resistere all'abrasione, al calore e agli acidi. Pertanto, la marcatura laser è la scelta della marcatura di lunga durata necessaria per il tracciamento del prodotto e non devi preoccuparti che la marcatura sbiadisca.
Come i sistemi a micropercussione, la tecnologia di marcatura laser crea segni durevoli in condizioni difficili come i prodotti chimici. Pertanto, le industrie produttrici di componenti come quella automobilistica e aerospaziale ne favoriscono l'uso per la marcatura permanente. Marcature permanenti e durevoli consentono a questi produttori di tracciare e identificare i propri prodotti indipendentemente dall'obiettivo di campo utilizzato.

Processo a bassa manutenzione

La marcatura laser è una tecnologia senza contatto, quindi non c'è usura meccanica tra il sistema di marcatura laser e il pezzo in lavorazione, il che garantisce che la manutenzione e i tempi di fermo macchina siano ridotti al minimo. A parte il costo dell'elettricità dell'attrezzatura, le macchine per la marcatura laser non hanno quasi costi operativi giornalieri. Hai bisogno di pochissima manutenzione per rimuovere la polvere accumulata dagli specchi che usi.

Riassumere

La marcatura laser è una tecnologia di marcatura versatile che comprende un'ampia gamma di tecniche per produrre marcature precise, permanenti e di alta qualità. Questa tecnologia di marcatura rispettosa dell'ambiente è un'eccellente alternativa alle tecniche di marcatura tradizionali, garantendo elevate velocità di produzione, ripetibilità costante, marcatura duratura e bassa manutenzione. Pertanto, la marcatura laser è la scelta migliore per la tua applicazione.
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