Procesos de marcado láser en plásticos

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Los láseres de marcado son capaces de procesar a gran velocidad y con un alto contraste casi todos los plásticos y resinas.

El tradicional láser de fibra (infrarrojos) permite el marcado de una amplia gama de componentes. Si tenemos también en cuenta la versión MOPA (con pulso variable), aumenta el número y el tipo de procesamientos láser posibles. Menos comunes son los marcadores láser UV y de CO2, aunque muy eficaces en este tipo de material. La revolución en el marcado láser sobre plástico llegó con la aparición de la tecnología láser FlyPeak, que combina una alta potencia máxima con una duración corta de los pulsos.

Profundizaremos en todos estos láseres al final del artículo. LASIT ha adquirido una gran experiencia en el establecimiento de parámetros y en las pruebas de marcado con todas las fuentes.

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Siempre es recomendable contar con las pruebas de marcado que se realizan en los laboratorios LASIT cuando se quiere marcar un componente plástico. Esto se debe a que las reacciones al láser varían en función de los diferentes compuestos, pigmentos de color y otros aditivos, lo que modifica el efecto del marcado láser.

Un láser de fibra estándar permite realizar los procesos más habituales (y más solicitados) como la tonificación, la carbonización o la expansión del material.

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Procesos del marcado láser sobre el plástico

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Expansión

La expansión es un proceso de marcado láser que derrite la superficie del plástico. El material, llevado al punto de ebullición, se derrite. El enfriamiento posterior es muy rápido. Las burbujas gasificadas y vaporizadas se encuentran en la capa superficial del material base y crean un abultamiento blanquecino. Esto provoca un efecto de marcado tangible (en relieve). El efecto de estas burbujas es más visible si el material de base es oscuro. En este caso, el láser trabaja a potencia reducida pero con pulsos muy largos. Este proceso se puede aplicar a todos los polímeros, cuya composición hará que varíe el color final: claro u oscuro.

Carbonización

La carbonización permite crear fuertes contrastes en superficies brillantes. Durante este proceso, el láser calienta la superficie del material (hasta un mínimo de 100 °C) provocando la emisión de oxígeno, hidrógeno o ambos. El resultado es una zona oscura con una alta concentración de carbono.

Durante la carbonización, el láser trabaja a una potencia inferior a la media. Esto da como resultado un tiempo de marcado más largo que otros procesos. La carbonización se puede aplicar a polímeros o biopolímeros como los materiales orgánicos (por ejemplo la madera, la piel y el cuero). La carbonización se utiliza principalmente para oscurecer y su contraste no es máximo en componentes que ya sean oscuros.

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Cambio de color o tonificación

El marcado láser que implica un proceso de cambio de color es básicamente un proceso eléctrico que reordena las macromoléculas (modificando su dirección). En este caso, el material se «dilata», expandiéndose parcialmente. No tiene lugar ninguna eliminación ni remoción de partes del material. Los elementos del «pigmento» del material base siempre contienen iones metálicos. La radiación láser cambia la estructura cristalina de los iones y el nivel de hidratación de los cristales. En consecuencia, la composición del propio elemento sufre una transformación química, provocando un cambio de color debido a la mayor intensidad del pigmento.

A diferencia de los procesos anteriores, el láser trabaja a máxima frecuencia. Cada pulso tiene una energía reducida. De esa forma se evita una expansión excesiva del material o la eliminación de parte de la superficie.

Todos los polímeros plásticos pueden someterse a este proceso de cambio de color. En la mayoría de los casos el cambio de color es hacia un tono más oscuro, rara vez se obtiene un efecto más claro.

Remoción

La remoción se utiliza en componentes de plástico multicapa (laminados). Como su propio nombre indica, este proceso consiste en eliminar las capas superficiales del material base. La diferencia de color entre las diferentes capas crea los diferentes contrastes cromáticos. Este contraste de color se utiliza para crear los componentes retroiluminados de los coches.

Todos los componentes Night & Day de los automóviles se fabrican eliminando la capa superficial del plástico.

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Ventajas del láser

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RESISTENCIA
A diferencia de otras tecnologías, el marcado láser es indeleble y resistente al desgaste, al calor y a los ácidos. En el caso del marcado de códigos, esta característica es fundamental para garantizar la trazabilidad del componente a lo largo del tiempo. En el caso del marcado de logotipos o gráficos, aumenta el reconocimiento y la calidad del marcado.
AHORRO
ECOLOGÍA:
la ausencia de productos químicos tóxicos de difícil eliminación también contribuye al medioambiente, evitando la emisión en el aire o en el agua de líquidos y gases nocivos.
VELOCIDAD
PRECISIÓN
el marcado láser permite crear hasta las formas geométricas más sutiles y detalladas con extrema precisión.
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VERSATILIDAD
PROCESAMIENTO SIN CONTACTO
INTEGRACIÓN CON LOS SISTEMAS DE FÁBRICA

el marcador láser puede interactuar con los sistemas de fábrica generando automáticamente códigos progresivos y números de serie y realizando un procesamiento continuo.

Láser de fibra
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Las longitudes de onda de los rayos infrarrojos (IR, Infrarrojos) son las más versátiles para el procesamiento láser. Este láser es, con mucho, el más utilizado en las industrias para aplicaciones de marcado. Reemplazó al diodo en los años 2006-2007 y es el rey indiscutible del mercado.

Láser MOPA
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El marcador láser MOPA es capaz de marcar plásticos con resultados legibles y con un alto contraste. El pulso variable garantiza unos resultados óptimos y una gestión simplificada del marcado. El procesamiento es más rápido que el láser de fibra tradicional.

Láser FlyPEAK
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El FLYPEAK combina una elevada potencia máxima con una duración de pulso muy corta en comparación con los láseres de su clase. Este marcador láser produce un marcado «frío». Garantiza la ausencia de quemaduras y una alta calidad de contraste: esto es posible porque trabaja en un rango de «single shot» a 100 kHz con un ancho de pulso entre 2 y 10 ns.

Láser UV
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El láser de marcado ultravioleta Fly UV se utiliza para marcar materiales delicados. El Fly UV colorea la superficie del producto mediante un proceso fotoquímico, aunque el calor producido por el marcado es tan limitado que no daña el componente.

Láser de CO2
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El FlyCO2 es el marcador láser ideal para plásticos y es famoso por ser efectivo en la mayoría de los materiales orgánicos, donde no es posible marcar con otros láseres. Los marcadores láser de CO2 tienen una potencia de 10 W a 70 W, con refrigeración por aire o agua.

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