22 Abr O que é marcação a laser?

Um guia para gravação e marcação a laser

Gravação e marcação a laser são métodos populares para criar marcas permanentes em vários materiais. Você pode usá-los em tudo, desde metais e madeira até plástico e vidro, e eles resistem ao pós-processamento para maior rastreabilidade e longevidade. A velocidade excepcional e o alto contraste tornam a tecnologia laser excelente para as demandas de corte e marcação em todos os setores.

Embora a marcação a laser e a gravação a laser sejam usadas de forma intercambiável, existem maneiras de gravar materiais e marcá-los na superfície. Há muito a se considerar no mundo da marcação a laser, por isso abordaremos tudo o que você precisa saber sobre gravação e marcação de superfície. Discutiremos para que esses processos podem ser usados, em quais materiais eles funcionam, como funciona a gravação a laser e como esses métodos diferem de técnicas semelhantes, como gravação a laser e marcação por pontos.

O que é gravura?

A gravação a laser gira em torno da ablação do material — ou seja, remoção — via laser e alta temperatura. O laser concentra o calor na superfície do material e corta fendas profundas no padrão desejado. O resultado é uma escultura permanente de alto contraste que permanecerá legível mesmo após desgaste ou tratamentos de superfície.

A gravação a laser funciona com um ampla gama de materiais e cria um corte duradouro. É ideal para aplicações onde as informações de identificação devem permanecer no local por muitos anos, mesmo na presença de condições difíceis. Por exemplo, após anos de exposição a produtos químicos agressivos, umidade e sujeira, você ainda seria capaz de ler uma placa de dados gravada a laser anexada a um equipamento industrial. Um leitor de código de barras também seria capaz de lê-lo, graças ao alto contraste que advém desse processo.

O que é uma máquina de gravação a laser?

Como você deve ter adivinhado, um máquina de gravação a laser realiza o processo de gravação a laser. Muitas máquinas podem gravar, gravar e marcar.

Veja como eles funcionam:

1. Entrada: Um operador alimenta a imagem, como um código de barras ou logotipo, no sistema de controle da máquina, que lhe diz para mover o material de acordo com o padrão.
2. corte: O laser cria calor suficiente para sublimar o material, o que significa que ele passa diretamente de um sólido para um gás, onde entra em contato com o laser. Quando isso acontece, uma fenda profunda é deixada para trás. Essa fenda e a superfície áspera dentro dela são ótimas para capturar luz, então os cortes parecem mais escuros e legíveis, como texto em um pedaço de papel.
3. Processamento: Após a conclusão do processo de corte, a peça pode prosseguir para processamento adicional, como jateamento ou tratamento térmico. Ao contrário de alguns outros métodos de corte, a gravação a laser permanece legível após o processamento porque o material é removido, não apenas alterado.

Gravura a laser vs. gravura a laser

Você pode ouvir gravação a laser e gravação a laser usadas de forma intercambiável. Embora semelhantes, estes são dois métodos distintos. A principal diferença está na profundidade dos cortes. A gravação é mais rasa e não altera a forma do material. Embora a gravação também use um laser, ela apenas derrete o material na superfície, o que faz com que ele se expanda e assuma uma textura mais áspera. Também afeta sua refletividade e aumenta o contraste.

A gravação e a gravura podem ser usadas juntas para contraste adicional. Por exemplo, se o metal nu for particularmente escuro, a gravação pode não ser escura o suficiente para fornecer o contraste necessário para a legibilidade. A gravação pode adicionar marcas mais claras à parte não gravada para aumentar o contraste.

O que é marcação de superfície?

Outra solução de marcação permanente é a marcação de superfície. Neste método, a superfície não é cortada, mas marcada de alguma outra forma, dependendo do material. A forma geral é deixada intacta. Os métodos de marcação de superfície incluem:

• Anelamento: O recozimento é usado com metais e depende de oxidação. O calor do laser faz com que as moléculas sob a superfície do metal oxidem ou ganhem elétrons. O resultado é uma mudança de cor na superfície sem alterar a textura ou remover o material.
• Coloração: A coloração usa o laser para criar algum tipo de reação química, como carbonização em plásticos. A fuligem que se forma quando o plástico é aquecido deixa uma marca escura.
• Espuma: A espuma cria bolhas de gás em um material, ou seja, plástico escuro, através do calor do laser. As bolhas de gás alteram a refletividade da superfície, fazendo com que pareça mais leve.
• Carbonizando: Por último, há carbonização. À medida que o material é aquecido, gases como hidrogênio e oxigênio são liberados, deixando para trás um espaço com maior concentração de carbono que parece escuro. Este método é geralmente usado em materiais de cor clara como madeira, polímeros e couro.

A marcação de superfície é uma ótima maneira de adicionar marcação permanente, mantendo uma superfície lisa. Assim como a gravação, esse método é frequentemente usado para fins de identificação, como códigos de barras e etiquetas. Os usos típicos incluem dispositivos industriais e médicos, com recozimento oferecendo uma excelente aparência em metais comuns na indústria como titânio e aço inoxidável. Também representa menos risco de danificar os componentes devido à remoção excessiva de material. A marcação a laser também é popular em aplicações decorativas, como logotipos e padrões.

Aplicações de gravação a laser

As máquinas de gravação e marcação a laser são usadas em aplicações robustas e delicadas, graças a resultados confiáveis ​​e duradouros e recursos de design flexíveis. Aqui estão alguns usos comuns para essas técnicas.

Dispositivos e suprimentos médicos

Muitos dispositivos médicos se enquadram os requisitos da Food and Drug Administration (FDA) para identificadores exclusivos de dispositivo (UDIs). UDIs contêm informações sobre elementos como o fabricante, número de série e lote ou número de lote. O UDI deve permanecer legível durante toda a vida útil do produto, para que quaisquer problemas que apareçam após a distribuição, como defeitos e recalls, possam ser tratados adequadamente.

A gravação ou marcação a laser é uma excelente opção para muitos UDIs porque não se desgasta com o tempo, mesmo após uso intenso e exposição a materiais de limpeza. De comadres e cadeiras de rodas a equipamentos de imagem, implantes cocleares e bombas de infusão, você descobrirá que o impacto da gravação a laser sobre a conformidade de dispositivos médicos é significativo.

Componentes Aeroespaciais

A indústria aeroespacial enfrenta requisitos semelhantes da Administração Federal de Aviação (FAA). Muitos componentes precisam ser marcados com informações como nome do fabricante, número da peça e certificações apropriadas. A rastreabilidade também é essencial aqui, mas a indústria aeroespacial também tende a usar gravação e marcação a laser porque trabalham em materiais à prova de fogo e ajudam na montagem.

Os requisitos de rotulagem da FAA exigem proteção contra fogo, e a gravação de informações em um metal à prova de fogo resolve o problema. Assim como na área de saúde, as informações da peça podem ser usadas para rastreabilidade durante recalls ou notificações e podem ajudar a identificar peças durante a montagem e o posicionamento.

Outras indústrias

Você também encontrará gravação, gravação e marcação a laser usadas em processos de fabricação e personalização para:

• Componentes automotivos: A rastreabilidade é vital para a indústria automotiva, também. As peças precisam ser prontamente identificadas durante os recalls e vários processos de garantia para garantir a segurança da população em geral. Eles também precisam resistir ao calor alto e aos elementos.
• Aplicações industriais: A impressão a laser industrial cria marcações que resistem às condições ambientais desafiadoras das configurações industriais, como exposição a produtos químicos, sujeira, umidade e vibrações.
• Eletrônicos: Muitos dispositivos eletrônicos usam gravação a laser, gravura ou marcação para sinalização permanente. Números de série, logotipos e certificações são excelentes candidatos.
• Militar e Defesa: Militar e produtos de defesa precisam de rotulagem que permaneça claro e legível, independentemente das ameaças imprevisíveis que o ambiente possa lançar sobre eles.
• Óleo e gás: Alta rastreabilidade e durabilidade novamente tornam a gravação e marcação a laser uma boa opção para a indústria de petróleo e gás.
• Bens de consumo: Muitos bens de consumo também usam gravação, gravação e marcação a laser para adicionar marcas atraentes e duráveis ​​em vários itens, de telefones e laptops a liquidificadores e lâmpadas. Também pode ser uma ótima maneira de adicionar códigos de barras permanentes e imagens digitalizáveis ​​à embalagem.
• Jóias e prêmios: A marcação e gravação a laser também podem adicionar marcações personalizáveis ​​a troféus, placas e produtos de joalheria.

Quais materiais você pode gravar a laser?

Uma das razões pelas quais a gravação e marcação a laser são tão populares é porque você pode usá-las em uma ampla variedade de materiais. Metais são comuns, mas você também pode gravar e marcar coisas como plástico, vidro e madeira.

Aqui estão alguns exemplos de materiais graváveis ​​a laser:

• Metais: Quase qualquer metal pode ser gravado, incluindo aço, alumínio, ferro, prata e ouro. Como a gravação resiste ao pós-processamento, você pode tratar metais para uma ampla variedade de finalidades e aparências após o corte. Alguns metais exigem temperaturas mais altas para vaporização, então você deve considerar seu metal ao escolher uma máquina a laser. O titânio, por exemplo, é notoriamente difícil de cortar com um ponto de vaporização de 3,260 graus Celsius, enquanto a prata é mais fácil a apenas 1,950 graus Celsius.
• Plásticos: Plásticos, como acrílico e polioxietileno (POM), são usados ​​em uma ampla variedade de produtos graváveis ​​e marcáveis ​​graças a cores versáteis e características físicas.
• Madeira compensada e placa de fibra de média densidade (MDF): Esses produtos de madeira oferecem aparência natural e de cor clara e respondem bem à gravação e marcação.
• Vidro: Muitos tipos de vidro pode ser gravado e gravados para efeitos impressionantes que são ótimos para embalagens de produtos e materiais promocionais.
• Couro: O couro é resistente e nem sempre responde bem aos métodos de gravação mecânica, mas os lasers o cortam rapidamente.
• Pedra: Você pode até usar ferramentas de marcação a laser em pedra, que podem ser usadas para projetos ao ar livre, como esculpir um logotipo em um ladrilho de passarela.

Tipos de máquinas a laser

Existem vários tipos de máquinas de marcação a laser para escolher, cada uma das quais funciona de maneiras diferentes e é melhor para materiais e tarefas específicas. Eles diferem principalmente em como eles excitam os elétrons no laser para fornecer a alta energia necessária para o corte. As máquinas a laser podem usar diferentes materiais para fazer isso, incluindo gases e sólidos. Lasers que usam materiais sólidos são chamados de lasers de estado sólido.

Marcadores a laser de fibra

Marcadores a laser de fibra são lasers de estado sólido que usam fibras de vidro para conduzir eletricidade. A luz é inicialmente emitida de um diodo laser e se move através de um cabo de fibra óptica. O cabo é equipado com componentes especiais que alteram a luz. Através vários processos complexos e exposição a elementos de terras raras, a luz atinge comprimentos de onda específicos e níveis de energia mais elevados. As lentes então alteram a forma do feixe para se adequar à aplicação de corte.

Embora possam ser mais caros, os lasers de fibra são muito poderosos e podem produzir feixes extremamente pequenos para maior precisão. Eles funcionam bem com quase qualquer material e são praticamente livres de manutenção com longa vida útil.

Para saber mais, confira nosso artigo sobre lasers de fibra e o que eles fazem.

Marcadores a laser de CO2

O tipo de laser usa gases para transmitir eletricidade e energizar o laser. A luz emitida se move através de tubos de vidro preenchidos com uma mistura de gases que inclui dióxido de carbono (CO2), além de gases como nitrogênio, hélio e hidrogênio. Em ambos os lados do tubo há espelhos, um totalmente refletivo e outro parcialmente refletivo. À medida que a luz salta entre os espelhos, ela ganha intensidade, passando pelo espelho parcialmente refletivo somente quando se torna brilhante o suficiente. Em seguida, é focado na superfície de corte.

Lasers de CO2 são bastante poderosos e podem cortar vários materiais, mas funcionam excepcionalmente bem com não-metais como madeira, plástico e couro. Você pode até usá-los em algumas aplicações de processamento de alimentos. Seus requisitos de manutenção são mais pesados ​​do que um laser de fibra, pois qualquer problema com os tubos ou o sistema de espelho pode colocar a máquina fora de operação.

Lasers de cristal

Esses lasers oferecem um poder de corte extremamente alto graças a certos cristais como meios de estado sólido. Estes cristais, nomeadamente granada e vanadato, são “dopados” com vários iões que ajudam a conferir características específicas ao feixe. Duas opções comuns são:

• Nd:YAG: Granada de alumínio de ítrio dopado com neodímio
• Nd:YVO: Orto-vanadato de ítrio dopado com neodímio

Esses cristais são versáteis e permitem que o laser alcance energia e desempenho excepcionalmente altos. Por exemplo, lasers de vanadato pode alcançar melhor qualidade de feixe, profundidade de foco e potência de pico do que os lasers de fibra.

Os cristais também possibilitam a criação de lasers com diferentes comprimentos de onda. Alguns materiais respondem melhor aos comprimentos de onda verde, azul ou ultravioleta, em vez da faixa típica de infravermelho. Um laser verde, por exemplo, é comumente usado para metais preciosos como ouro e prata, bem como componentes elétricos, placas de circuito impresso e outros eletrônicos sensíveis.

Marcadores a laser vs. Dot Peening

Você pode ter encontrado o dot peening como outro método de marcação permanente. O peening de pontos, também chamado de estampagem de pinos ou marcação de pinos, usa pinos pequenos e rígidos para criar recortes na superfície do material. Esses pequenos furos tornam a superfície mais áspera e alteram sua refletividade. Enquanto máquinas de peening por pontos são mais baratos que os lasers, os marcadores a laser podem oferecer resultados muito melhores.

Aqui estão algumas das razões pelas quais você pode escolher a marcação a laser em vez do dot peening:

• Qualidade da marca: O dot peening tem menor contraste e pode ser difícil de ler. Os scanners de código de barras podem precisar de condições de iluminação específicas para ler um código de barras pontilhado. A marcação a laser oferece marcações mais consistentes e detalhadas com menores taxas de refugo.
• Manutenção: Ao contrário dos equipamentos dot-peen, os lasers não envolvem contato entre o maquinário e a superfície. Eles praticamente não têm desgaste mecânico e não têm peças que precisam de substituições regulares, como pinos dot peen.
• Velocidade: Os lasers são mais rápidos do que as máquinas dot peen para atender a tempos de ciclo mais exigentes.
• Opções de marcação: Como oferecem menor contraste, as marcações de pontos não são boas para algumas marcas, como códigos de barras 1D. A maioria das marcações dot peen também serão destruídas por quaisquer tratamentos de superfície adicionais, enquanto os tratamentos a laser permanecem legíveis.
• materiais: Com mais opções de configuração, a marcação a laser pode acomodar uma ampla gama de materiais.

Os marcadores dot peen ainda podem ser uma boa escolha para algumas aplicações menos exigentes, mas realmente depende do seu produto. Na maioria dos casos, um marcador a laser é a melhor escolha.

Máquinas de marcação a laser da Telesis

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