Grabado y Marcado Láser sobre Plástico: funcionamiento, ventajas y aplicaciones

 

El marcado láser sobre plástico o el grabado láser sobre plástico es un proceso mediante el cual los componentes se etiquetan o marcan con la ayuda de un láser.

 

El polímero del que están hechas las piezas de plástico determina el método utilizado y también la cantidad de energía necesaria para realizar el grabado láser del plástico. El resultado del marcado láser depende tanto del tipo de plástico como de los aditivos utilizados como colorantes y del tipo de láser utilizado.

 

¿Cómo funciona el marcado láser en plástico?

El marcado láser es un proceso óptico en el que el plástico absorbe el rayo láser sin tener ningún contacto con él. Este comportamiento típico también se aprovecha en la soldadura láser de plásticos, un proceso durante el cual una junta de soldadura absorbe el haz mientras que la otra junta de soldadura es transparente al láser.

 

Se pueden marcar con láser muchos tipos diferentes de plásticos y termoplásticos. Si un plástico no se puede marcar con láser, generalmente se puede procesar con un aditivo o masterbatch adecuado para marcar plástico con láser.

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gránulos de plásticoPor masterbatch nos referimos a una mezcla concentrada de pigmentos y/o aditivos encapsulados durante un proceso térmico en una resina de soporte que luego se enfría y se corta en forma granular. Los aditivos como los pigmentos de color también pueden afectar la capacidad de marcado con láser.

La clave en el proceso de grabado láser de plástico es lograr una absorción suficiente del rayo láser en el material. Los metales tienden a reflejar la mayor parte del rayo, mientras que en el plástico la reflexión es generalizada y la absorción es muy alta.

 

La baja conductividad térmica del plástico significa que la pérdida de energía durante el marcado láser es baja, por lo que el procesamiento es muy rápido. La absorción por la estructura macromolecular del plástico suele estar en el rango ultravioleta e infrarrojo.

 

Aplicación láser en etiqueta de plástico 

Para más información lea -> Por qué se utilizan los láseres UV: aplicaciones, características y tipos

 

Las ventajas del marcado láser sobre plástico

Procedimientos como el marcado y grabado láser se utilizan cada vez con más frecuencia en el ámbito industrial ya que se consideran especialmente fiables y además ofrecen numerosas ventajas frente a las tecnologías de marcado convencionales:

El marcado es permanente, ya que es impermeable, resistente al desgaste y al calor, a la luz ya los productos químicos;

El marcado láser es un proceso extremadamente efectivo, de alta calidad ya prueba de falsificaciones;

Máxima flexibilidad en el diseño del marcaje, por lo que también es adecuado para zonas habitualmente de difícil acceso;

Todo el proceso se lleva a cabo sin ningún contacto con el material;

No hay desgaste de herramientas ni costo adicional por materiales extra como químicos, tintas, etc.;

El plástico procesado está siempre libre de presiones, tensiones y fijaciones, para garantizar resultados consistentemente uniformes;

El procesamiento es simple y no se requiere pretratamiento ni posprocesamiento;

Gracias a los cortos tiempos de preparación de la máquina láser y la flexibilidad que ofrece, incluso los lotes pequeños pueden marcarse económicamente.

Botones de coche marcados con láser

Tipos de láseres utilizados

Durante el marcado con láser, los plásticos experimentan cambios superficiales ópticos a través de la exposición al haz mencionado anteriormente. Para ello, se utilizan una variedad de soportes de láser, que difieren en la forma en que se genera el haz. Durante el procesamiento de plástico, el resultado está influenciado no solo por el tipo de láser sino también por la longitud de onda utilizada.

La longitud de onda del láser juega un papel importante en el marcado de plástico. Si se utilizan láseres de estado sólido con frecuencia doble (532 nm) o triple (355 nm), la gama de materiales plásticos en los que se puede obtener un buen resultado de marcado láser se vuelve muy amplia.

 

Considerando también el factor económico, la mayoría de las aplicaciones de marcado láser se realizan con fuentes infrarrojas (Fibra, Nd: YAG).

 

Marcado láser sobre plástico con láser infrarrojo

Para más información lea -> Desde el Láser de C02 hasta el Láser de Fibra, descubramos los tipos de láseres más populares

 

Métodos de marcado láser sobre plástico

La espuma deja una marca tangible en la superficie de todos los polímeros, pero también en algunos metales. El calor inducido por el láser funde la superficie y posteriormente, debido al rápido enfriamiento, las burbujas quedan encapsuladas en el material, formando así un signo positivo, que se puede tocar con la mano. Dependiendo del material, este letrero es de color claro u oscuro. En este caso el láser opera a un nivel de potencia bajo y con pulsos más largos.

Carbonización plástica. Esta técnica permite obtener fuertes contrastes de color sobre superficies brillantes y se puede utilizar tanto para polímeros como para biopolímeros. Durante el proceso de carbonización, el láser calienta la superficie del material que libera oxígeno e hidrógeno. La superficie del plástico se carboniza así debido a la concentración de carbono. Esta técnica tiene tiempos de marcado ligeramente más largos que otros procesos.

Cambio de color. El marcado láser de cambio de color es un proceso eléctrico que reordena o destruye macromoléculas pigmentadas y garantiza la máxima legibilidad. No se elimina material, la superficie es lisa e inalterada, pero es posible que se forme un poco de espuma. La variación de color puede ser tanto clara como oscura, aunque en su mayor parte es un tono oscuro.

Extirpación o ablación con láser. La eliminación por láser se utiliza con plásticos multicapa (laminados). Durante el proceso de eliminación, el rayo láser elimina las finas capas superiores que se aplican al material base, como las pinturas. Esto crea un efecto de contrastes de color debido a las diferencias entre las distintas capas.

Grabado láser en dispositivos médicos de plástico

Campos de aplicación

El marcado láser está reemplazando cada vez más a los métodos de impresión convencionales, particularmente en el etiquetado de plásticos, donde ahora se ha convertido en el método preferido.

Sobre todo, el láser es privilegiado en el contexto de la trazabilidad. A los plásticos a menudo se les asignan códigos de barras o números de lote para identificar su origen. Innumerables aplicaciones en todos los sectores industriales se benefician del uso de láseres, tales como:

 

Carcasas de plástico

Envolturas de plástico

Enchufes electricos

Teclados

Botones e interruptores

Etiquetas identificativas para animales

Película (s

Sensores

Componentes electrónicos

circuitos impresos

Herramientas

Marcado láser en plástico para trazabilidad

Plástico apto para marcado láser

No todos los plásticos de alto rendimiento son inherentemente capaces de ser marcados con láser. Por ejemplo, la resina de polioximetileno acetal POM y la poliamida termoplástica PA, si no se modifican con aditivos, generalmente no muestran ningún cambio de color cuando se marcan con un láser infrarrojo (Fibra, Nd: YAG).

En este caso, por lo tanto, se propone el uso de ciertos aditivos. Con un láser de fibra es posible marcar muchos plásticos comerciales, como policarbonato, ABS y muchos otros con un acabado permanente, rápido y de alta calidad.

 

Algunos plásticos aptos para el marcado láser son:

 

PEEK - TECAPEEK natural

PEEK médico

PEEK 30 relleno de fibra de vidrio

PBTP

PPSU médica

abdominales

PETP

TECAFORM AH LMTECASON P MT