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Vidrio de grabado láser
Jun 15 , 2023| Siempre se habla mucho en ferias y talleres sobre el uso de un láser de CO 2 para marcar vidrio. A veces, la información es precisa y, a veces, los vendedores se dejan llevar un poco por sus afirmaciones. Este artículo pretende compartir mis casi 15 años de experiencia sobre lo que los láseres harán y no harán al trabajar con vidrio. Para aquellos que son nuevos en los láseres, también daré algunos consejos sobre cómo obtener los mejores resultados. Cada tipo de láser funciona a una frecuencia específica. Ese rango de frecuencia (longitudes de onda de la luz producida por el láser) determina qué cortará y qué no cortará el láser. Un láser YAG puede operar de manera idéntica a un CO 2 pero debido a que la frecuencia es diferente, afectará a los materiales de una manera completamente diferente. Hay una gran cantidad de frecuencias diferentes utilizadas por los láseres y cada una determina lo que hace mejor. Por ejemplo, la frecuencia de un láser de CO 2 de baja potencia como el que se usa en la industria del grabado le impide marcar metal al menos en la mayoría de los casos. Funciona muy bien con la mayoría de los materiales "naturales" como el corcho y la madera y funciona bien con el acrílico y algunos plásticos. Otros láseres, como YAG o Vanadate, funcionan mal con estos materiales, pero no tienen problemas para marcar muchos metales. |
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Debido a que el vidrio es un material "natural" (es decir, sus elementos primarios provienen de la naturaleza), uno pensaría que un láser de CO 2 grabaría bastante bien el vidrio. Irónicamente, en realidad no graba el vidrio en absoluto, pero lo marcará y con esa contradicción, comenzaremos a entender cómo un rayo láser de CO 2 interactúa con el vidrio. En los términos más básicos, el vidrio se fabrica calentando silicio (arena). Cuando se calienta lo suficiente, el silicio se derrite y se convierte en un líquido espeso y pegajoso. Luego se puede verter en moldes o soplar a mano. A medida que el vidrio fundido se enfría, permanece transparente. Para añadir fuerza o color al vidrio, se añaden otros elementos. A menudo se trata de metales como el plomo, el zinc, el cobalto o incluso el oro puro. En el caso del plomo, se puede agregar una cantidad considerable al vidrio sin afectar la transparencia del vidrio, como se puede ver en el cristal con un 24 % de plomo. El oro de 24 quilates, por otro lado, produce un vidrio de color único llamado arándano. Comprender esta parte del proceso es importante para los usuarios de láser porque, como saben todos los usuarios de láser experimentados, no se puede marcar metal con CO 2 láser y eso es tan cierto cuando el metal está fundido (en vidrio) como cuando el metal está en forma de lámina. Entonces, hasta ahora, hemos aprendido que los láseres de CO 2 no pueden grabar vidrio, ni pueden lidiar con el contenido de metal del vidrio, sin embargo, todos hemos visto artículos de vidrio marcados con láser. ¿Lo que da? Esto realmente no es tan paradójico como podría parecer. ¿Recuerdas cómo se fabrica el vidrio? El silicio se calienta a 2000�� o más hasta que se derrita. Luego se saca de su horno y se manipula de alguna manera. Esto introduce dos cosas en el vaso más allá de sus elementos básicos: aire y humedad. Es el aire y la humedad atrapados dentro del vidrio lo que hace posible el marcado láser con un láser de CO 2 . Cuando un rayo láser golpea el vidrio, calienta los elementos de vidrio, incluido el silicio y cualquier contenido de metal, pero ninguno de estos elementos reaccionará al calor y la frecuencia relativamente bajos de un láser de CO2 . Lo que sí reacciona es el aire y la humedad atrapados entre los elementos de sílice y metal. Tanto el agua como el aire se expanden cuando se calientan. Debido a que el vidrio en sí es relativamente rígido, cuando las moléculas dentro del vidrio se calientan hasta que se expanden, algo tiene que ceder para permitir la expansión. Esto da como resultado fracturas microscópicas en el vidrio, especialmente en la superficie del vidrio. Es este astillado o fractura lo que vemos como grabado. |
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Si el vidrio se estuviera grabando, terminaría pareciéndose mucho al plástico después de haber sido grabado. Faltaría material, vaporizado por el calor del láser. Pero eso no es lo que sucede. Si observa detenidamente la superficie "grabada" del vidrio, verá pequeños "fragmentos" de vidrio sobre la superficie. Mire aún más de cerca y podrá ver las fracturas microscópicas dentro del vidrio. Esta es la razón por la que es casi imposible obtener una imagen "grabada" con láser para tener una imagen de "alta definición". Con el vidrio fracturándose primero de esta manera y luego de otra, no hay forma de controlar la reacción con gran precisión. Es como un millón de pequeñas explosiones que tienen lugar a lo largo del borde de la marca. Cuando se ve normalmente, la marca puede parecer relativamente recta y limpia, pero una mirada más cercana revelará lo que realmente sucede. Durante años, ha habido un debate sobre cómo se compara la calidad de un producto con láser con un producto pulido con chorro de arena. Especialmente los vendedores de láser a veces usan un par de anteojeras especiales que les impiden ver la tremenda diferencia de calidad entre los dos. El vidrio, cuando ambos se realizan correctamente, el pulido con chorro de arena o el grabado rotatorio, siempre serán de calidad superior a un láser. Una línea con chorro de arena puede ser fácilmente recta y limpia donde una línea con láser no lo es. Por lo tanto, debe quedar claro que los láseres no son la mejor manera de marcar vidrio, ¿verdad? Equivocado. De hecho, en muchas aplicaciones, los láseres son ideales para marcar vidrio. Son menos costosos, más rápidos, más flexibles y más tolerantes que el grabado mecánico o el pulido con chorro de arena. Permítanme hacer algunas comparaciones. |
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Grabado mecánico El grabado mecánico del vidrio no se realiza con tanta frecuencia en nuestra industria como antes. Ciertamente, todavía hay máquinas capaces de hacerlo y grabadores que son muy buenos en eso. En esencia, requiere una máquina de grabado rotativa capaz de contener (sujetar) productos de vidrio dentro de un recipiente especialmente construido que permite aplicar un refrigerante a base de agua al cortador mientras se realiza el grabado. El proceso está controlado por computadora, por lo que no requiere ningún tipo de máscara o pantalla, pero requiere mucho tiempo y requiere que el producto esté firmemente sujeto. Los productos con formas no cilíndricas, manijas, picos o muescas pueden ser un problema importante. Los artículos frágiles también pueden ser una preocupación. Sin embargo, el grabado mecánico, cuando se realiza correctamente, produce un producto bellamente grabado. Chorro de arena A veces denominado "tallado en arena", el pulido con chorro de arena se ha utilizado desde siempre para marcar el vidrio. Requiere una corriente de abrasivo (por lo general, esto realmente no es arena de sílice, sino materiales de arena abrasivos hechos por el hombre, como el óxido de aluminio bajo presión de aire). del producto que no se quiere marcar. Esto permite que el abrasivo explote a través de los orificios de la máscara y erosione el vidrio. Cuando se hace correctamente, los resultados del pulido con chorro de arena son impresionantes. El corte puede ser muy, muy poco profundo (llamado "glasear" el vidrio) a muy profundo. Incluso se puede hacer en capas dando un efecto tridimensional dentro del vidrio. Algunas de estas piezas pueden venderse por miles de dólares y calificar fácilmente como una forma de arte. El problema es que cada paso y cada pieza requiere una plantilla o máscara separada. Esto toma tiempo para hacer y aplicar y ofrece algunas restricciones en cuanto a qué tan detallada puede ser una imagen. Aunque la ilustración de la plantilla se puede generar con una computadora, las máscaras en sí mismas generalmente se fabrican con una unidad de exposición UV en una habitación oscura o se cortan en láminas delgadas de latón, lo que limita aún más el detalle posible pero permite que la misma máscara se use varias veces. . Las llamadas “fotomáscaras” o “foto-resistencias” requieren hacer una película positiva para exponer los materiales de la plantilla fotográfica. Este proceso involucra arena (abrasivo), presión de aire (compresor de aire) y un gabinete de limpieza para contener el desorden. Mantener el abrasivo dentro del gabinete es imposible. Por lo tanto, este proceso se usa comúnmente para productos de muy alta calidad, cristal emplomado,
Grabado láser Marcar vidrio con láser es rápido, fácil, limpio y no requiere máscara, trabajo con película o agua. Lo que es más importante, no requiere que el producto esté sujeto, ya que no hay contacto físico con el producto que se está grabando. Si se puede colocar correctamente, se puede grabar con láser. El vidrio grabado con láser puede incluir casi cualquier cosa que pueda generar en la pantalla de una computadora. El texto, las fotografías y las ilustraciones se pueden grabar con láser. Los láseres son especialmente buenos para producir obras de arte muy detalladas, obras de arte que serían demasiado complejas para una máscara o en productos que tienen superficies complejas que no permitirían aplicar una máscara. Los láseres tienen algunas limitaciones reales. Uno es el tipo de vidrio que se puede grabar con láser. Cualquier vidrio con metal es sospechoso. Aunque la mayoría de los vidrios de colores son láser, hay momentos en los que se ha agregado tanto metal que hace que el láser "salte" sobre un área del vidrio. No importa cuántas veces lo aplique con láser, esos puntos simplemente no se marcarán. El cristal emplomado no tiene remedio. El cristal emplomado tiene tanto metal que tratar de marcarlo con un láser es casi inútil. No pierdas tu tiempo. De hecho, el mejor cristal con diferencia para el grabado láser es el cristal más barato que pueda encontrar. Este vidrio realmente económico tiene poco o ningún contenido de metal y por lo general marca muy bien. Esos adornos navideños importados, copas de vino de Wal-Mart, platos y fuentes económicos de casas de suministro de vidrio y jarras de cerveza de la tienda de dólar casi siempre láser como un sueño. ¿Por qué su cliente aceptaría una segunda calidad (grabado láser) en lugar del pulido con chorro de arena? Muchas rasones: Primero es el tiempo. En el mismo tiempo que se tarda en hacer una plantilla para un artículo arruinado, probablemente podrías grabar con láser una docena de ellos y sacarlos por la puerta. El tiempo es dinero. Un ejemplo de la vida real es un pedido para grabar ambos lados de 1000 adornos navideños soplados a mano. La voladura habría requerido dos plantillas sobre una esfera, voladura y limpieza. Al usar el láser, pude completar el pedido en 1/10 del tiempo. Sin preparación, los adornos salieron de la caja, entraron en el láser y volvieron a la caja. Una cuestión de tres minutos cada uno. Los únicos gastos generales fueron el trabajo de sacarlos de la caja y volver a colocarlos. El segundo es el costo. Excepto por los pocos que buscan y están dispuestos a pagar por un pulido con chorro de arena de primera calidad, la mayoría de las personas están más que felices de ahorrar dinero y vivir con la calidad de una marca hecha con láser. Sinceramente, hasta que señale las diferencias, la mayoría de las personas no sabrán que hay una diferencia. El tercero es la complejidad. Si está trabajando con una copa de vino o una jarra de cerveza y quiere poner una imagen en ambos lados, probablemente tendrá que hacer y aplicar dos máscaras para la voladura. Si la forma del producto es muy compleja, es posible que tenga dificultades para aplicar la máscara sin distorsionar la imagen. Usando un láser, no hay máscaras. Simplemente voltee el artículo y dígale al láser que "Inicie". En cuanto a la curvatura compleja, mientras esté dentro de los límites discutidos, no importa. El cuarto es el precio. Hacer plantillas y aplicarlas lleva mucho tiempo y cuesta dinero. Chorrear el producto y limpiarlo después también lleva tiempo. El desperdicio puede ser un factor importante, ya que partes de la plantilla pueden "explotarse" o volarse durante el proceso de voladura y estropear el artículo. El desperdicio con un producto grabado con láser es menos probable y hay un tiempo de configuración mínimo más allá de generar la obra de arte. Una jarra de cerveza con chorro de arena puede verse mucho mejor que una con láser, pero ¿cuánto está dispuesto a pagar un cliente?
Cómo aplicar láser en vidrio Los láseres son más fáciles de usar en una superficie plana. Es decir, requieren una distancia focal o distancia específica entre la lente y la superficie que se está marcando. Cuando el elemento a marcar es curvo, un láser es muy limitado. Hay un par de trucos que permiten cierta flexibilidad aquí, pero aun así, la distancia alrededor de la curvatura de un elemento está muy limitada. Al grabar jarras, copas de vino, jarrones, botellas de vino y similares, el uso de un accesorio giratorio puede facilitar mucho la tarea, pero las variaciones en la curvatura y los ángulos complejos pueden ser un problema. Además, las asas de las jarras pueden interferir, ya que pueden sobresalir lo suficiente como para golpear el conjunto de la lente cuando la copa gira en el accesorio giratorio. Debido a que los láseres usan una lente, tienen algo llamado "profundidad de campo". Esta es la distancia entre el punto de enfoque nítido más cercano y el punto más lejano. Fuera de este rango estrecho, el punto láser se desenfoca y, en consecuencia, la imagen se vuelve borrosa. Cualquier cosa dentro de la profundidad de campo de la lente se grabará con láser en el vidrio y parecerá estar enfocada. Esto nos da la capacidad de trabajar con productos que tienen una ligera curvatura, como platos, copas de vino, etc. Aunque no es lo ideal, podemos enfocar las lentes en los dos extremos de esta distancia focal y permitir que la imagen se envuelva alrededor de la objeto con poca o ninguna distorsión visible. Para hacer esto, deberá determinar la distancia que su lente le permitirá abandonar antes de que la distorsión sea visible. En una lente de 2-1/2", eso es aproximadamente 1/4". Por lo tanto, Generalmente, “grabo” vidrio en caliente y rápido. En un láser de 25 vatios, láser vidrio al 100 % de potencia y al 100 % de velocidad. Quiero que el láser golpee el cristal, haga lo suyo y siga adelante. No todo el mundo está de acuerdo con esta técnica y a ellos les digo: “Si algo más te funciona mejor, hazlo. Esto es lo que funciona para mí”. También recomiendo bajar el PPI del láser a aproximadamente 300. Esto distribuye mejor el calor sobre el vidrio y reducirá la tendencia del vidrio a crear fragmentos (pequeñas motas de vidrio causadas por fracturas severas). Quiero que mis grabados estén libres de fragmentos, aunque es más fácil decirlo que hacerlo, ya que cada pieza de vidrio puede comportarse de manera diferente. A muchos grabadores les gusta colocar una capa de periódico húmedo o una toalla de papel sobre el vidrio para evitar que el calor irradie tanto. Esto también tiene la intención de reducir la cantidad de fragmentos. Tengo sentimientos encontrados acerca de esta técnica. A veces funciona muy bien, mientras que otras veces no. Lo encuentro muy útil cuando se marcan botellas de vino o se usan láseres de mayor potencia. Para probar esta técnica, envuelva o cubra el artículo con un trozo de periódico y luego rocíe abundantemente con agua de una botella con atomizador (agregue una o dos gotas de líquido para lavar platos para que el agua se absorba en el papel más rápido y de manera más uniforme). Si el papel comienza a secarse durante el grabado, simplemente detenga el láser y vuelva a rociar, pero no toque físicamente el elemento que se está marcando. El objetivo del vidrio grabado con láser es dejar una marca helada que sea fácil de ver y suave al tacto. Correr demasiado caliente o con demasiados pulsos por pulgada (ppi) creará calor y profundidad excesivos en la marca. Aunque esto puede sonar ventajoso, en realidad no lo es debido a los fragmentos y al grabado desigual que resultará.
Después del grabado, es posible que sea necesario limpiar un poco el vidrio. Si hay fragmentos presentes, use un cepillo de uñas para eliminarlos. Normalmente será necesario limpiar el cristal. Uso alcohol isopropílico en una botella de spray y una toalla de papel Bounty. El alcohol limpia los aceites y se seca rápidamente. RFH Laser es un conocido proveedor de marcas de láser en China.
Código QR de grabado láser uv RFH 10w en vidrio Expert III 355 Ultra-Estable Nanosegundo Láser UV 10W12W15WEl láser UV DPSS de la serie Expert III 355, desarrollado y producido por RFH, cubre 10w-15w de potencia láser con ancho de pulso corto (<20ns@40K), calidad de haz superior (M²<1.2) y calidad de punto de láser perfecta (circularidad del haz >90 %). Es ampliamente utilizado en el corte de PE/PCB/FPC, corte de vidrio y zafiro, taladrado, trazado y corte utilizado en áreas de micromaquinado de alta precisión.
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