Las máquinas de marcado láser UV son los jugadores actuales que se han hecho un lugar permanente en el mundo de hoy. Las marcas en los envases de los medicamentos y en las tabletas mismas se hacen con láser.

Además, las complejas características de seguridad de las tarjetas de identificación y de crédito están hechas con láser y los anteojos tienen marcas casi invisibles hechas con la misma tecnología. Los láseres que se utilizan para estas aplicaciones son láseres ultravioleta (UV) que generan luz con longitudes de onda en el rango de 150 a 400 nm.

Pero, ¿qué es un láser UV y cómo se usa para marcar? Hablaremos de esto y mucho más a continuación. Nuestro discurso abarcará desde las tecnologías en juego hasta sus usos en el mundo del marcado y algunos fabricantes clave de máquinas de marcado por láser UV que dominan la industria hoy en día.

En este artículo, obtendrá la guía definitiva sobre las máquinas de marcado láser y sus aplicaciones industriales, para que sepa cuál elegir.

El mundo de los láseres UV

La tecnología láser se ha utilizado para marcar materiales durante bastante tiempo y se puede decir que el mercado está maduro hasta cierto punto. Esta evaluación se basa en el hecho de que hay muchas soluciones versátiles disponibles para satisfacer las necesidades industriales.

Por ejemplo, los marcadores láser portátiles están disponibles para marcar objetos extremadamente pesados ​​o grandes. Del mismo modo, existen soluciones que pueden integrarse con una configuración de transportador para facilitar las líneas de producción.

Dentro del segmento láser existen varias tecnologías y se utilizan de acuerdo a los beneficios que ofrecen. Estos beneficios pueden variar desde el tipo de materiales que pueden marcar hasta la precisión y sensibilidad que ofrecen. Los láseres UV son una subcategoría de este dominio.

La longitud de onda de la luz láser UV es alrededor de un tercio (355 nm) de la de los láseres de longitud de onda estándar (1064 nm). Además, el nombre "marcador láser UV" proviene de su longitud de onda que se encuentra en la porción ultravioleta del espectro de luz.

A: rango ultravioleta 

B: rango visible 

C: rango infrarrojo

Láser UV en la Industria 

El diseño de un láser UV le permite ser una solución práctica para marcar plásticos y vidrios. Además, la máquina láser UV puede grabar una gran cantidad de materiales, desde metales hasta papel. La siguiente es una lista básica de materiales que estas máquinas pueden grabar y marcar.

Aplicaciones comunes del láser UV

• Marcando algunos metales
• Grabado y marcado de todos los plásticos
• Marcado de vidrio
• Marcado y grabado de algunas piedras
• Marcado de papel
• Marcado y grabado de cuero
• Marcado en frutas
• Marcado en madera
• Marcado de cerámica
• Marcado de prendas

Teniendo en cuenta la lista anterior, los usuarios finales de esta tecnología y este equipo abarcan múltiples negocios. Por ejemplo, pueden ser desde alimentos y bebidas hasta productos industriales y médicos.

A continuación se muestran algunas imágenes de ejemplo de productos que describen posibles usos finales. Desde el marcado de paquetes para trazabilidad hasta el marcado de identificación en productos electrónicos, la grabadora láser UV es una herramienta competente para lograr el marcado.

Durante la última década, los láseres de fibra infrarrojos se convirtieron en las soluciones dominantes debido a sus ventajas de costo, rendimiento y tamaño. Sin embargo, estudios de aplicaciones recientes han demostrado que la longitud de onda en el rango de los láseres verde y UV proporciona ventajas de rendimiento y flexibilidad que brindan beneficios tanto a los integradores de sistemas como a los usuarios finales.

Además, los avances en los parámetros de compacidad, peso, tamaño y rendimiento, así como la confiabilidad, robustez y durabilidad demostradas permitieron que los láseres UV resurgieran para las aplicaciones de marcado láser.

Cómo seleccionar la mejor máquina láser UV

Al tomar la decisión de seleccionar la máquina láser UV más adecuada, debe tener en cuenta algunas características básicas de su proceso de selección.

Tipo de láser a elegir

Comenzaremos con el tipo de láser que mejor se adapte a sus necesidades.

Láser de estado sólido:

Una tecnología es la del láser de Nd: YAG de Q-switched de estado sólido. En estos láseres, un cristal especial cambia la longitud de onda infrarroja de 1064 nm a la longitud de onda ultravioleta de 353 nm.

En consecuencia, estas características permiten enfocar el haz en tamaños de punto del orden de 10 µm. La alta tasa de repetición y el punto focal pequeño hacen que estos láseres sean muy adecuados para el mecanizado a microescala.

Aplicaciones:

• Los láseres por debajo de 1W son muy populares hoy en día y se pueden encontrar comúnmente. Se venden por separado y en combinación con los llamados grabadores DIY.
• La categoría de láseres de 1 W a 3 W (1000 a 3000 mW) es un hallazgo menos común. Estos láseres pueden cortar madera, madera contrachapada, PVC, acrílico, cartón, PLA, ABS. Sin embargo, el grosor de la madera contrachapada no supera los 2-3 mm.
• Los láseres de 3 W – 6 W (3000 – 6000 mW) tienen un gran número de seguidores. Estos láseres son muy adecuados para cortar madera contrachapada y madera de 3,2 mm de espesor, y otros materiales de mayor espesor.

Actualmente, los fabricantes están explorando la gama de láseres de 10 W (10000 mW). Operar un láser tiene serias preocupaciones ya que hay problemas asociados con la disipación de calor.

Láser excimer:

El láser excimer es otro tipo de láser para grabado láser UV y es un láser de gas. La longitud de onda de este láser depende del tipo de mezcla de gases. En lugar de un haz redondo, la forma es rectangular y ofrece una distribución de intensidad comparativamente consistente sobre el área.

Sin embargo, la intensidad del haz cae bruscamente en los bordes. No obstante, los detalles del proceso pueden ser tan pequeños como unas pocas micras, mientras que la distancia entre la óptica de enfoque y la pieza de trabajo puede ser de 50 a 100 mm.

Aplicaciones:

Los láseres excimer se utilizan principalmente en industrias que requieren niveles extremos de precisión. Por ejemplo, se utilizan en la fabricación de microchips y en las industrias manufactureras. Usando un proceso conocido como fotolitografía, estos dispositivos ayudan a construir millones de transistores de nivel micro en la superficie de los sustratos de silicio.

Del mismo modo, el mundo médico también encuentra su uso. Los compuestos orgánicos son buenos para absorber este tipo de láser. Por lo tanto, pueden micromecanizar fácilmente compuestos orgánicos y esto los hace adecuados para cirugías altamente sensibles, como las cirugías oculares.

Láser de vapor metálico:

El tercer tipo de láser UV es el láser de vapor de metal. El láser de vapor de cobre se utiliza principalmente, aunque también pueden ser adecuados los vapores de varios otros metales. Este tipo de láser genera radiación en longitudes de onda de 511 nm y 578 nm. Además, se utiliza la mezcla y duplicación de frecuencias para generar radiación ultravioleta con longitudes de onda de 255 nm, 271 nm y 289 nm.

Aplicaciones:

Los grabadores láser de vapor de metal se conocen más comúnmente como grabadores láser de vapor de cobre (CVL), ya que las aplicaciones más comunes utilizan vapores de cobre.

• CVL puede mecanizar metales, diamantes, sílice, vidrio, silicio, cerámica y muchos otros materiales que son difíciles de mecanizar con técnicas convencionales.
• Sobresalen en el taladrado y ranurado de alta relación de aspecto
• Además, la densidad de potencia pico muy alta elimina el material ya sea por vaporización o ablación, lo que genera una mínima escoria, salpicaduras o refundición del material, lo que brinda características mecanizadas limpias y precisas que no requieren operaciones de acabado.
• Además, la pequeña cantidad de energía contenida en los pulsos cortos minimiza los efectos térmicos.

Factores que afectan su selección de máquina láser UV

Además del tipo de máquina láser, estos son otros factores importantes que lo ayudarán a seleccionar la mejor máquina láser UV:

• Tipo de material que desea marcar:  La selección de la máquina láser depende en gran medida del tipo de material que desea marcar. Como se explicó anteriormente, existen máquinas láser UV separadas que funcionan mejor en ciertas superficies.
• Presupuesto:  si no tiene un presupuesto alto, puede elegir una máquina láser UV simple y básica que lo ayudará a realizar las tareas básicas de marcado de sus productos.
• Tamaño de su empresa:  El tamaño de su empresa también es un factor importante en la selección de la máquina láser UV. Si tiene una gran empresa que necesita marcar muchas unidades en menos tiempo, es posible que necesite una máquina más sofisticada.

El próximo segmento lo ayudará aún más a seleccionar la mejor máquina láser UV para su negocio.

Máquinas de marcado láser UV: una comparación de los líderes del mercado

Aquí hay algunas buenas máquinas láser UV que pueden ayudarlo a mejorar su negocio en poco tiempo y puede seleccionar el mejor láser UV fácilmente:

Esta máquina láser UV  es una solución versátil para una variedad de industrias. Esta es la máquina de marcado láser UV SMARTmark® de MECCO de 3 vatios. Los fabricantes de dispositivos médicos utilizan estas soluciones UV o de "marcado en frío" para crear marcas suaves e higiénicas para cumplir con los requisitos de la FDA, incluidas las marcas de identificación única de dispositivos.

De manera similar, en las industrias electrónica y automotriz, los láseres UV permiten a las empresas marcar componentes pequeños y delicados, incluidas placas de circuitos y obleas de silicio, con menos desperdicio.

Esta máquina de marcado láser UV utiliza una longitud de onda de láser UV de 355 nm y pretende ofrecer altas tasas de absorción, lo que minimiza el estrés por calor que puede provocar daños en los productos.

MECCO comercializa esta máquina con las siguientes características que la diferencian de los productos de la competencia:

• Marcar materiales sensibles al calor
• Puntero en vivo visible en tiempo real para la marca de vista previa
• El pequeño espacio de montaje en rack de 19″ facilita la integración con otros equipos y líneas de ensamblaje existentes
• Sin consumibles y un mantenimiento mínimo ayudan a reducir los costos operativos
• Monte el láser en cualquier orientación
• Obturador de seguridad integrado

Este modelo en particular está refrigerado por aire y tiene un láser de fibra UV de tipo pulso. La operación pulsada de los láseres se refiere a cualquier láser no clasificado como una onda continua, de modo que la potencia óptica aparece en pulsos de cierta duración a alguna tasa de repetición.

Tal método de aplicación permite la producción de pulsos que tienen una energía tan grande como sea posible. Además, utiliza un escáner galvo para escanear en direcciones XY.

Los escáneres Galvo son sistemas y montajes de espejos motorizados que se utilizan para aplicaciones de exploración o dirección de rayos láser. Este es un método sofisticado que permite un control muy preciso del rayo láser.

Este es el  marcador láser UV HeatSign HS-UV03 . El último diseño de fuente de láser UV ayuda a lograr un marcado de alta precisión. La fuente no solo extiende la vida útil de la máquina, sino que también reduce la inestabilidad de energía a menos del 3%.

El ancho de pulso corto y una potencia máxima alta permiten que el láser alcance los estándares de la línea de flujo. Muchos procesos de fabricación involucran líneas de producción de rápido movimiento. Para evitar un tiempo de ciclo adicional y para mantener las tasas de flujo del producto sin interrupción para el marcado, las piezas deben marcarse mientras están en movimiento.

Este proceso de marcar con láser un componente a medida que pasa rápidamente por un láser fijo se denomina estándar de línea de flujo. Esto implica que el diseño de esta máquina es muy flexible cuando se trata de aplicabilidad.

El modelo que se muestra arriba tiene un área de marcado de 100 mm por 100 mm y una velocidad de marcado de 9000 mm/s. Esta máquina también depende del aire para enfriarse, un aspecto crítico de la operación del equipo láser. Una característica importante es que este láser opera en el modo cercano a TEM00.

Un haz TEM00 tiene un perfil espacial que es casi gaussiano (>95%) y que no cambia a medida que se propaga (es decir, desde que emerge del láser hasta el campo lejano). Un láser inestable con un espejo de reflectividad graduada produce un haz que solo se ajusta en un 70-80% a Gaussian en el campo cercano. En palabras simples, el láser tiene una precisión muy alta cuando realiza sus tareas de marcado.

Este es el Hunst Laser ET-UV3. Viene en tres variantes de potencia de láser UV, 3 vatios, 5 vatios y 10 vatios. Una diferencia importante entre esta máquina y las anteriores es que se trata de una máquina refrigerada por agua. Tiene una velocidad de marcado de hasta 8000 mm por segundo y una profundidad máxima de marcado de hasta 0,5 mm. Hunt comercializa esta máquina con capacidad de marcado rotativo y de vuelo.

Además, el software que utiliza la máquina es compatible con software de diseño común como AutoCAD y Photoshop. Esta es una gran característica que permite una fácil integración en el flujo de trabajo de los diseñadores que diseñan las marcas.

Los precios de estas máquinas pueden variar de 10.000 a 20.000 USD. La variación en los precios no solo depende de la marca y la calidad. Dado que estas máquinas se pueden configurar para satisfacer las necesidades del usuario final, la personalización puede cambiar los costos. Por lo tanto, la mayoría de los fabricantes se comunicarán con los clientes pidiéndoles que soliciten una cotización.

Conclusión

En un futuro próximo, las tecnologías láser impulsarán el mercado del marcado y el grabado. Para materiales sensibles y materiales que soportan bajas temperaturas, o para procesos que requieren una precisión muy alta, los láseres UV serán la tecnología dominante. Teniendo en cuenta la versatilidad que pueden ofrecer estos dispositivos, los grabadores láser UV pueden convertirse en la tecnología de referencia.

Además, sus usos se han discutido con mucho detalle anteriormente para ayudar a los usuarios a tener una buena comprensión del dominio. Es fundamental comprender las fortalezas y debilidades que ofrece cada tecnología.

Por lo tanto, el caso de las máquinas de marcado láser UV es similar. Desde el punto de vista del precio, puede parecer que estas máquinas tienen un precio alto, pero su rendimiento y funcionamiento sin mantenimiento cubren el alto precio y un poco más.

Hoy, le recomendaremos  la marca de láser RFH UV  de China.

Módulo de marcado láser UV RFH utilizado para  quitar pintura en plástico

Láser UV serie S9 3W 5W 10W