El grabado láser es una de las tecnologías de procesado láser que se aplica a diferentes tipos de materiales, como plásticos y metales. El grabado láser es un método de marcado que utiliza un láser de alta densidad de energía para irradiar de forma local el componente a procesar, con el fin de vaporizar o modificar el color del material superficial y realizar un marcado permanente. Con el grabado láser podemos «imprimir» códigos de barras, códigos 2D, logotipos, mensajes y diseños en color.
Las máquinas para grabado láser se utilizan en la industria cuando se requiere velocidad y alta precisión. Por ejemplo, componentes electrónicos, componentes médicos, artículos promocionales, joyas, piezas automovilísticas, botones de plástico, hidráulica, etiquetas, etc. El punto de focalización láser es tan sutil que nos permite obtener una gran precisión en superficies microscópicas y realizar diseños y códigos muy pequeños y, al mismo tiempo, indelebles. Por sus propiedades intrínsecas un código 2D tiene una cierta tasa de legibilidad incluso tras su deterioro (superior al 30 %) y el láser es, sin duda, el mejor instrumento para aplicar estos códigos.
Un claro ejemplo es el grabado prearenado y granallado de los componentes de fundición, donde LASIT ha acumulado una amplia experiencia. Logramos, de hecho, grabar los componentes antes del arenado y granallado, siendo el código legible incluso después de estos procesos altamente invasivos.
El grabado láser funciona utilizando un rayo de luz focalizado (el punto) para marcar la superficie de un material. Cuando el rayo interactúa con la superficie del material, altera sus propiedades y su aspecto. Este rayo concentrado apunta solo a un área específica, permitiendo al marcador láser crear marcas precisas, de alta calidad y de elevado contraste fáciles de leer y escanear prácticamente sobre cualquier superficie. Esta característica convierte el grabado láser en perfecto para aplicaciones en donde la precisión y la permanencia son fundamentales para el éxito.
El grabado láser es un proceso que vaporiza los materiales en humos para grabar marcas permanentes y profundas. El rayo láser actúa como un cincel, haciendo incisiones mediante la eliminación de capas de la superficie del material. El láser golpea áreas localizadas con niveles masivos de energía para generar el alto calor necesario para la vaporización.
El láser más extendido es el láser de fibra, eficaz en todos los metales y en la mayor parte de los plásticos, teniendo en cuenta también sus versiones MOPA y Picosegundo. Este láser funciona a 1070 Nm, ofreciendo una potencia significativamente superior para marcar materiales más duros, como el metal.
Otro ejemplo puede ser el marcador láser UV, que tiene una longitud de onda de aproximadamente 355 Nm y ofrece una potencia inferior para el marcado de materiales sensibles al calor como plástico y cristal. Dado que los marcadores láser UV y otras máquinas de la categoría «láser frío» emiten menos energía, son soluciones óptimas para muchos productos orgánicos y delicados, puesto que tienen menos probabilidades de quemar el material.
Respecto de otros procesos de marcado no permanente como la impresión o el etiquetado, el grabado láser no utiliza materiales consumibles y requiere de menos mantenimiento.
¿Quieres conocer las soluciones de LASIT para tu sector?
Solicita asesoramiento gratuito. Uno de nuestros expertos está a disposición para responder a tus preguntas y ayudarte a encontrar la mejor solución para tus necesidades.
Tras ver la diferencia entre los dos procesos, ahora definiremos cuáles son los parámetros principales para elegir entre uno y otro:
1
Al penetrar más profundamente en la superficie, se recomienda el grabado por láser para todos los componentes que tengan el riesgo de desgastarse debido a las condiciones ambientales en las que se encontrarán o si se someten a tratamientos superficiales posteriores a los procesos de marcado como enarenado, granallado, pintura electroforética y tratamientos térmicos.
2
El marcado es un proceso que requiere menos tiempo que el grabado, precisamente porque penetra menos a fondo la superficie del material. Si el componente no se somete a un estrés especial (como en el caso de los componentes home appliance, electrónicos, promocionales y de joyería), el marcado también garantiza velocidad junto a la permanencia del resultado, superior a todas las tecnologías afines.
3
Como ya se ha explicado, mientras que el marcado disuelve el material modificando su rugosidad, el grabado sublima creando surcos. Para ello, el láser debe ser lo suficientemente potente como para vaporizar el material en unos pocos milisegundos y el material que se deba marcar debe tener una temperatura de sublimación adecuada, por lo que no siempre se puede realizar un grabado profundo.
Cuando se lleva a cabo un grabado por láser, es importante que el marcador láser esté equipado con un sistema de aspiración adecuado. LASIT ha diseñado un aspirador realizado específicamente para maximizar el nivel de protección tanto ambiental como del propio láser.
Muy a menudo, el marcado láser y el grabado por láser se utilizan como sinónimos pero, en realidad, son dos procesos diferentes. Ambos graban una marca indeleble sobre un material mediante un haz de láser pero, mientras que el grabado lo vaporiza, el marcado lo disuelve.
La superficie disuelta se expande creando surcos profundos de hasta 80 micras, se altera la rugosidad del material y se crea un contraste de blanco y negro, dependiendo de los parámetros láser que se utilicen. Más adelante veremos de manera específica de qué depende el color blanco y negro del marcado.
Analicemos específicamente los 3 pasos mediante los cuales el marcado surte efecto.
1
Todos los métodos de marcado o grabado por láser tienen una cosa en común: que el rayo del láser es pulsado y libera la energía en intervalos específicos. En un segundo, un láser de 100 W libera 100 000 impulsos. Cada impulso contiene un milijulio de energía y puede alcanzar los 10 000 W de potencia de pico.
Para controlar la cantidad de energía emitida por el láser, es necesario ajustar sus parámetros, cosa que todo técnico sabe. Los más importantes son la velocidad y la interlínea, que determinan la distancia entre los impulsos. Cuanto más cerca estén, más alta será la concentración de energía.
Con el grabado láser, los impulsos son mucho más cercanos respecto al marcado. Esto se debe a que el marcado requiere menos energía que el grabado, por lo que es más rápido. La velocidad representa uno de los parámetros de decisión cuando hay que elegir entre un proceso y otro.
2
La superficie del material refleja la mayor parte de la energía del impulso del láser, mientras que el resto se absorbe y se convierte en calor. Para que se lleve a cabo el marcado, el material necesita tanta energía como la que se necesita para que se disuelva, aunque menos de la que se necesita para que se pueda evaporar como en el grabado.
En cuanto la energía se transforma en calor, la temperatura del material aumenta hasta llegar a su punto de fusión. En ese punto, la superficie se calienta y se vuelve maleable, lo que permite poder cambiar su forma.
Para un láser en un estado sólido que emite una longitud de onda de 1064 nm, el aluminio absorbe un ≈5 % y el acero más del ≈30 %. Según este último dato, cabe pensar que es más fácil marcar el acero, pero no es así, ya que debemos tener en consideración otras propiedades físicas, incluido el punto de fusión de los materiales.
3
Mientras el material se disuelve y se enfría en milisegundos, se producen cambios localizados en la superficie. La rugosidad superficial cambia creando marcas permanentes que son el contenido del marcado: un código, un logo o un gráfico.
Los cambios de color aparecen como resultado de los diferentes patrones en la superficie. Para un marcado láser de alta calidad, el blanco y el negro ofrecen los mejores contrastes.
Marcado Blanca
Marcado negra
