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Cómo elegir una fuente de frío para marcar materiales blandos: marcado con láser verde o marcado con láser ultravioleta
Oct 17 , 2023El marcado o grabado con láser de vidrio , cerámica , plásticos y otros materiales blandos o resistentes al calor puede causar problemas: elegir un método de marcado más refinado mejora la calidad, pero en última instancia sacrifica la velocidad.
Dejame explicar. Si alguna vez ha intentado marcar este tipo de materiales con una máquina de marcado láser bombeada por diodos, CO2 o fibra óptica, es posible que haya notado una mala calidad del marcado. Estos láseres tienen longitudes de onda muy largas y es posible que no reaccionen bien con materiales más sensibles.
Por lo tanto, para obtener marcas más precisas, es necesario cambiar a un láser de longitud de onda más corta. Sin embargo, dado que estas máquinas suelen ser menos potentes, terminará reduciendo su velocidad de marcado.
En este blog, exploraremos qué máquinas de marcado láser industriales pueden ser su elección cuando necesita marcas legibles y de alta calidad sin dañar sus piezas. Además, aprenda qué técnicas de marcado producen las mejores marcas en una amplia gama de materiales blandos, incluidos silicona, plástico o metal fino e incluso vidrio o cerámica.
Si trabaja con materiales blandos, un láser verde con una longitud de onda de 532 nm puede ser su mejor opción. Sin embargo, no recomendamos quedarse sin él y comprarlo inmediatamente. Además de los materiales, existen muchas consideraciones a la hora de elegir la mejor tecnología de marcado láser, como la aplicación y el tipo de marcado.
La definición simple de longitud de onda láser, medida en nanómetros (nm), es la cantidad de energía o luz producida por un láser. Los distintos tipos de láseres emiten distintas longitudes de onda. Cuanto más corta es la longitud de onda, más concentrada está la energía. Cuanto mayor es la energía, más luz absorbe el material.
Generalmente se recomiendan láseres de longitud de onda más corta, incluidos los láseres verdes y UV, para marcar con láser materiales blandos. Ofrecen una mayor absortividad que los láseres infrarrojos (como los láseres de fibra óptica y de CO2) y es menos probable que quemen los materiales circundantes porque generan menos calor. Por eso este tipo de láser también se denomina "láser frío".
Longitud de onda más corta: 180 – 400 nanómetros Luz ultravioleta (UV)
Longitud de onda media 400 – 740 nm Luz visible (VIS)
Longitud de onda más larga: 700 nm - 1 mm Luz infrarroja (IR)
Por ejemplo, las máquinas de marcado láser de la categoría de infrarrojos, como las tecnologías de CO2, fibra óptica o bombeo de diodos, son capaces de crear marcas permanentes de alta calidad en una variedad de materiales, desde metales hasta plásticos. Sin embargo, estas mismas máquinas pueden alterar e incluso quemar algunos materiales sensibles al calor. Esto se debe a que la energía del láser no se absorbe por completo, lo que permite que pase demasiada luz sin interactuar con el material (o, como decimos, marcar).
Lo que queda son logotipos ilegibles, códigos de barras ilegibles o piezas dañadas; ninguno de los cuales es eficaz para la identificación o trazabilidad de las piezas, y mucho menos para la eficacia general del equipo (OEE).
Los láseres son esencialmente luz concentrada y cada material absorbe la energía luminosa de manera diferente. Cuando el láser entra en contacto con un material, cambia la superficie de ese material y, a veces, incluso los compuestos. La forma en que cambia depende del tipo de aplicación del láser.
Por ejemplo, la migración de carbono se produce durante el calentamiento de un metal o una aleación metálica, lo que hace que el metal se una químicamente con trazas de moléculas de carbono en la superficie de la pieza o cerca de ella, creando una marca permanente oscura (a veces incluso negra). El grabado o grabado láser es una aplicación que requiere un marcado láser profundo para códigos de barras, números de serie o logotipos duraderos en una variedad de materiales de piezas.
Un proveedor experimentado de equipos de marcado láser le hará preguntas detalladas sobre su proceso y requisitos para determinar qué sistema de marcado láser necesita.
Marcado o corte de vidrio con láser de nanosegundos verde/UV estándar
Cerámica de marcado con fuente de luz fría con láser UV de 355 Nm
Fuente de láser ultravioleta UV Marca de 355 nm negra sobre plástico blanco
Mientras hablamos del tema de la velocidad de marcado, examinaremos las diferencias entre los dos láseres que puede estar considerando para aplicaciones de marcado suave.
Si está considerando una alternativa al sistema de marcado por láser infrarrojo, es posible que haya investigado las máquinas de marcado por láser UV y los láseres de marcado ecológico. Estas técnicas son similares en que ambas se utilizan para marcar productos blandos. Sin embargo, existen algunas diferencias importantes a considerar al tomar su decisión final.
Los láseres UV se utilizan a menudo para crear marcas complejas y precisas a nivel microscópico. Su longitud de onda enfocada permite intensidades de haz altas y tamaños de punto extremadamente pequeños.
Tanto los láseres verdes como los ultravioletas emiten menos energía que los láseres infrarrojos. Sin embargo, según mi experiencia, cuando su láser infrarrojo no marca eficazmente, el siguiente paso lógico es utilizar un láser verde.
Obtener marcas limpias y legibles en productos blandos requiere menos energía. Esto es un hecho. Entonces, necesitamos llegar a un acuerdo en alguna parte.
Tomemos como ejemplo un láser de fibra típico, que funciona a una longitud de onda de 1064 nm. Los láseres verdes funcionan a la mitad de esta longitud de onda, 532 nm. La mayoría de los láseres UV emiten incluso menos potencia, alrededor de 355 nm o un tercio de la de los láseres de fibra.
Por lo tanto, los láseres verdes proporcionan más potencia que los láseres UV, pero siguen siendo lo suficientemente finos como para marcar una variedad de productos blandos. Puede lograr un marcado de alta calidad sin reducir significativamente la velocidad de marcado. Piense en ello como si no fuera demasiado espeso ni demasiado lento, sino que tuviera la cantidad justa de calidad Ricitos de Oro.
El láser DPSS verde de la serie Expert III 532 , desarrollado y producido por RFH, cubre 35 W de potencia láser con un ancho de pulso corto (<25 ns@50 K), una calidad de haz superior (M² <1,2) y una calidad de punto láser perfecta (circularidad del haz >90 %). . Es perfecto para marcar vidrio, grabar películas delgadas y tratar superficies para la mayoría de los metales y materiales no metálicos, como eliminar la capa de óxido de la superficie del metal.
Longitud de onda del láser:
532nmPotencia de salida promedio:
35W a 50kHzAncho de pulso:
<25 ns a 50 kHzTasa de repetición de pulso:
10-200 kHzModo espacial:
TEM00Calidad del haz (㎡):
<1.2Diámetro del haz:
1,0 ± 0,2 mm medido en la ventanaÁngulo de divergencia total del haz:
<1,2 mradCircularidad del haz:
>90%Estabilidad pulso a pulso:
<2 % RMS/@30 kHzEstabilidad de potencia promedio:
<3 % RMS/8 hDeriva de orientación del haz:
<30μrad/℃Relación de polarización:
>100:1Orientación de polarización:
HorizontalTemperatura de funcionamiento. & RH:
10 ℃ a 35 ℃ | <80%Temperatura de almacenamiento. & RH:
-20 ℃ a 65 ℃ | <90%Requisito de electricidad:
100-240 VCA | 50/60 Hz | Fase únicaEl consumo de energía:
<800WGarantía:
18 meses
Para satisfacer la demanda del mercado, RFH desarrolló recientemente el láser UV serie S9. En comparación con sus tipos, el láser UV de la serie S9 presenta una cavidad sellada resistente, un tamaño extremadamente compacto, simple y robusto, alta estabilidad, alta eficiencia, alta confiabilidad y excelente calidad del rayo láser. Su diseño compacto sugiere que no es necesario construir una gran trayectoria de luz, lo que Reduce en gran medida el espacio y el costo y facilita su instalación en máquinas de marcado láser UV . Además, la estructura de cavidades de la serie S9 ofrece mayor estabilidad y excelente escalabilidad, lo que significa que la misma cavidad láser puede producir láseres de potencia múltiple y la estabilidad de diferentes rangos de potencia mejora considerablemente.
Longitud de onda del láser:
354,7 nmPotencia de salida promedio:
3W-10W a 30kHzAncho de pulso:
<12 ns a 30 kHzTasa de repetición de pulso:
10-200 kHzCalidad del haz (㎡):
<1.2Diámetro del haz:
0,8 ± 0,2 mm medido en la ventanaÁngulo de divergencia total del haz:
<2mradCircularidad del haz:
>90%Estabilidad pulso a pulso:
<2 % RMS/@30 kHzEstabilidad de potencia promedio:
<5 % RMS/8 hDeriva de apuntamiento del haz:
<30μrad/℃Relación de polarización:
>100:1Orientación de polarización:
HorizontalTemperatura de funcionamiento. & RH :
10 ℃ a 30 ℃ | <80%Temperatura de almacenamiento. & RH) :
-20 ℃ a 65 ℃ | <90%Requisito de electricidad:
100-240 VCA | 50/60 Hz | Fase únicaEl consumo de energía :
<500WGarantía:
18 meses
Hasta ahora hemos hablado mucho sobre las longitudes de onda del láser, pero otro factor clave que determina la velocidad de marcado de una máquina es la potencia de salida.
La longitud de onda del láser es una medida de la energía luminosa y los vatios (W) son una medida de la potencia de salida del láser. Por ejemplo, una máquina de marcado láser de fibra industrial típica funcionará en un rango de potencia de salida de 10W a 100W. Proporcionan alta velocidad y un marcado profundo y permanente.
La mayoría de los láseres de marcado verde del mercado actual solo ofrecen entre 4 y 6 W de potencia de salida. En términos generales, esto significa velocidades relativamente lentas y marcas poco profundas.
Los láseres verdes no sólo proporcionan un marcado más fino, sino que también son versátiles. Cree marcas legibles de trazabilidad, marcas e identificación en una variedad de materiales, desde plásticos blandos y metales finos hasta vidrio y cerámica. Láseres verdes para fabricantes de dispositivos médicos
son cada vez más comunes. En los últimos años, la industria médica ha tenido que tomar precauciones adicionales al etiquetar equipos quirúrgicos, bandejas, tubos y otros productos comunes. Esto se debe a que los nuevos estándares de la FDA exigen identificadores únicos (UDI) y “marcas sanitarias” para garantizar la seguridad del paciente y la velocidad de recuperación.
