Marcatori Laser
Marcatura laser
Il marcatore laser può essere utilizzato per marcare o lavorare diversi materiali. Esistono metodi di marcatura e lavorazione differenti. A causa delle molteplici funzionalità e caratteristiche delle tecnologie di marcatura laser, esistono diverse applicazioni.
Tuttavia, il sistema di marcatura laser più appropriato varia a seconda del materiale e del metodo di marcatura o lavorazione desiderato. Anche la luce laser utilizzata può variare. Questa sezione introduce le nozioni di base necessarie per eseguire la marcatura laser.
Cos’è la Marcatura laser?
La marcatura laser è un metodo di marcatura che utilizza un raggio laser per alterare la superficie di un target. Il raggio laser viene emesso da un oscillatore e scansionato da uno specchio (noto come specchio di scansione); poi viene utilizzata una lente di messa a fuoco per focalizzare il raggio sul target e marcarlo alterandone la superficie. Poiché la marcatura laser utilizza la luce per modificare la superficie del prodotto, questo metodo è più resistente all'abrasione rispetto alla marcatura a inchiostro e non sbiadisce nel tempo.
Applicazioni specifiche per il settore delle tecnologie di marcatura laser
L'elenco delle applicazioni specifiche del settore in cui vengono utilizzati i laser di marcatura è in costante aumento. Queste applicazioni comprendono:
- Componenti elettrici
- Dispositivi medici
- Componenti automobilistici
- Componenti aerospaziali
- Imballaggi alimentari
Questo breve elenco di esempi non è sufficiente per riassumere le applicazioni dei sistemi di marcatura laser. Tuttavia, i punti precedenti mostrano la varietà delle applicazioni di questa tecnologia. Poiché i marcatori laser possono lavorare su diversi materiali, è evidente che questa tecnologia è adatta per quasi tutti i prodotti. Sebbene i metodi alternativi siano stati in grado di realizzare alcune prestazioni sorprendenti nel settore manifatturiero, il mondo richiede un cambiamento.
Dalla qualità della produzione alla tracciabilità, dalla soddisfazione dei consumatori alle leggi e ai regolamenti, i produttori sono costretti ad adattarsi ai tempi in evoluzione. Questo è un bene per molti aspetti: la conoscenza del funzionamento della marcatura laser porta a una maggiore efficienza, a risparmi sui costi, alla soddisfazione dei dipendenti, alla fidelizzazione dei consumatori e molto altro ancora.
Marcatura laser su metallo
La marcatura laser può essere eseguita sui metalli attraverso la marcatura nera, in cui il laser provoca l'ossidazione; la marcatura bianca, in cui il laser viene utilizzato per raschiare la superficie di destinazione; e l'incisione, in cui il laser viene utilizzato per incidere in profondità la superficie del target. Ogni metodo viene utilizzato per uno scopo specifico. Questa sezione spiega le caratteristiche di ciascun metodo, fornendo ulteriori informazioni sul funzionamento della marcatura laser da diversi punti di vista.
Marcatura nera (ossidazione)
Quando il raggio laser viene applicato al target da marcare, la messa a fuoco viene spostata in modo che venga trasmesso solo il calore. Applicando il calore senza incidere il target si forma una pellicola di ossido sulla superficie. Questa pellicola appare nera e viene così denominata marcatura nera.
Marcatura a incisione bianca
Il raggio laser viene applicato al target da marcare nel punto focale. La superficie metallica viene leggermente rimossa per ottenere una superficie non uniforme. Ciò provoca una riflessione irregolare della luce per creare marcature di colore bianco.
Marcatura a incisione
La luce laser illumina il punto focale e incide la superficie del target per arcarlo. Per ottenere un'incisione profonda è possibile aumentare la quantità di incisione aumentando il numero di irradiazioni laser.
Macchina per la Marcatura dei metalli
Marcatore Laser a 3 assi della Serie MD-X
I marcatori laser ibridi a 3 assi della serie MD-X combinano i punti di forza di un laser a fibra convenzionale con quelli di un sistema YVO₄. I laser a fibra sono progettati per garantire una lunga vita utile e un'elevata potenza di uscita per applicazioni di marcatura ad alta velocità e incisione profonda. I laser YVO₄, invece, sono studiati per una marcatura precisa e di alta qualità e per una maggiore profondità di messa a fuoco e flessibilità. Insieme creano l'MD-X con un'elevata potenza di picco e con un laser a impulsi brevi.
La combinazione di questi due metodi di marcatura consente di realizzare un laser abbastanza potente da soddisfare i rigidi requisiti di tempo di ciclo, ma anche abbastanza resistente da ottenere marcature di qualità su qualsiasi metallo. Grazie al controllo a 3 assi di KEYENCE, alla messa a fuoco automatica a tutto campo e alla regolazione automatica della posizione, la serie MD-X è ideale per qualsiasi esigenza di marcatura sui metalli.
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Marcatura laser su plastica
Esistono tre modelli di marcatura laser su plastica: la schiumatura, in cui il laser provoca la formazione di bolle; il cambiamento chimico, in cui il laser reagisce con i pigmenti della plastica; e la carbonizzazione, in cui un laser ad alta energia viene applicato alla superficie da marcare.
Schiumatura
Quando il materiale viene sottoposto a irradiazione laser, al suo interno si generano delle bolle, che vengono trattenute sotto lo strato superficiale del materiale di base, facendole apparire bianche. La schiuma è più visibile su materiali scuri.
Cambiamento chimico
Quando la luce laser interagisce con gli ioni metallici del pigmento del materiale di base, si verifica un cambiamento chimico che porta allo sviluppo del colore. L'aspetto varia a seconda del colore e del materiale del target.
Carbonizzazione
Applicando continuamente un'elevata energia su una superficie, le macromolecole dell'elemento attorno al materiale di base vengono carbonizzate diventando nere. Il materiale in policarbonato mostrato sopra è trasparente, ma produce un bel colore nero quando viene carbonizzato.
Macchina per la Marcatura su plastica
Marcatore laser UV a 3 assi della serie MD-U
Il marcatore laser UV a 3 assi della serie MD-U è il primo marcatore laser UV a 3 assi al mondo. La lunghezza d'onda più corta (355 nm) consente la marcatura a freddo e una lavorazione che può essere eseguita con uno stress termico minimo e spesso viene definita “senza danni”. Il controllo a 3 assi consente all'MD-U di adattarsi a campi visivi più ampi, pezzi di dimensioni diverse o geometrie difficili.
La lunghezza d'onda ridotta dell'MD-U e il conseguente aumento del tasso di assorbimento gli conferiscono un'ottima versatilità su un'ampia gamma di materiali plastici. L'aumento del contrasto e della qualità della marcatura, la riduzione dei danni superficiali e la capacità di superare le indesiderate incongruenze dei materiali fanno dell'MD-U la macchina per la marcatura delle materie plastiche più performante sul mercato.
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Marcatura laser su altri materiali
La marcatura laser può essere utilizzata anche per marcare materiali diversi dal metallo e dalla plastica. Ad esempio, oltre che su ceramica, carta e legno, la marcatura laser può essere utilizzata su diversi materiali trasparenti e traslucidi. La marcatura laser può essere utilizzata anche su oggetti con un rivestimento superficiale che può essere rimosso per rivelare il materiale di base sottostante o la superficie verniciata.
Componenti verniciati
Carta
Legno
Ceramica
Lavorazione con una Macchina per marcatura laser
La marcatura laser può essere utilizzata, oltre che per la marcatura, anche per diverse applicazioni di lavorazione come il taglio, la foratura e la ricostruzione della superficie. La lavorazione ad alta precisione delle aree da marcare è possibile grazie alla proiezione della luce fino a raggiungere la forma desiderata.
Taglio
Durante il taglio, la luce laser viene proiettata nella posizione desiderata per tagliare la forma richiesta. Oltre a tagliare facilmente forme complicate, questo processo può essere utilizzato anche per rimuovere gate e sbavature o per altri impieghi.
Ricostruzione della superficie
In questo processo, la luce laser viene utilizzata per rimuovere il materiale superficiale di un oggetto, come vernice, pellicole o rivestimenti. La ricostruzione della superficie altera anche la bagnabilità del materiale superficiale per aumentare la resistenza dell'incollaggio e impedire la fuoriuscita della pasta.
Foratura
La foratura laser sfrutta la luce laser per illuminare un singolo punto di un target e realizzare un foro attraverso la fusione e l'evaporazione. Il controllo di aspetti quali la dimensione e la potenza della luce laser consente di ottenere i fori necessari per l'applicazione.
Come utilizzare una Macchina di marcatura laser
La marcatura laser richiede non solo una macchina per la marcatura laser, ma anche un dispositivo per impostare il target da marcare nella posizione corretta. Le macchine di marcatura laser sono in grado di offrire sistemi autonomi, in cui i campioni vengono posizionati e marcati uno alla volta; sistemi di posizionamento, in cui diversi campioni vengono posizionati separatamente per la marcatura; e sistemi in linea, in cui i campioni vengono marcati durante il movimento. Questa sezione presenta le caratteristiche e le applicazioni di ciascun sistema.
Sistemi autonomi
Con un sistema di marcatura laser autonomo, i target vengono posizionati uno alla volta sul piano per la marcatura. Questo tipo di sistema è ideale per l'uso con oggetti di varie dimensioni e forme che richiedono frequenti cambi di utensili, come la regolazione dell'altezza. Le caratteristiche del sistema possono essere personalizzate per offrire il sollevamento/abbassamento automatico del banco e gli interruttori a pedale per l'avvio della marcatura.
Martinetto di precisione
È possibile la regolazione verticale manuale. I fori per le viti equidistanti consentono di montare facilmente le dime.
Interblocco
L'interruttore di sicurezza impedisce l'emissione accidentale del laser. I laser non vengono emessi quando la porta è aperta.
Illuminazione interna
L'illuminazione intensa della stazione di marcatura laser consente all'utente di posizionare comodamente il target e di controllarne la marcatura.
Pannello di protezione laser
Il pannello blocca il raggio laser. L'utente può operare in sicurezza anche quando il laser è in funzione.
Aspiratore polveri
L'aspiratore è ottimizzato per la raccolta delle polveri prodotte dalla marcatura.
Vari pulsanti di funzionamento
Sono presenti pulsanti di uso quotidiano, come il pulsante di avvio della marcatura. Inoltre, è possibile fissare un piano per un PC o un pannello a sfioramento.
Sistemi di posizionamento
I sistemi di posizionamento sono dotati di un dispositivo che sposta i target posizionati su una tavola rotante verso la posizione di marcatura. Con questo tipo di sistema, la marcatura può essere eseguita verso la parte posteriore mentre i target vengono posizionati verso la parte anteriore, consentendo tempi di ciclo più brevi rispetto ai sistemi autonomi.
Sistemi in linea
I sistemi in linea sono adatti a marcare un oggetto mentre viene trasportato lungo una linea di produzione. In alcune situazioni, la marcatura è possibile senza fermare il campione, ma in altre situazioni è necessario fermarlo. La capacità dei sistemi in linea di marcare i pezzi su una linea di produzione li rende indispensabili per la produzione di massa.
Modelli e caratteristiche delle macchine per la marcatura laser
Esistono diversi modelli di macchine per la marcatura laser, ciascuna con lunghezze d'onda diverse e ciascuna più adatta a materiali e applicazioni differenti. Questa sezione presenta le caratteristiche e le applicazioni principali delle macchine per la marcatura laser: macchine per la marcatura laser in fibra, macchine per la marcatura laser UV e macchine per la marcatura laser CO2.
Marcatura laser a fibra
Le macchine per la marcatura laser a fibra hanno una lunghezza d'onda di 1090 nm, per cui sono laser IR (infrarossi). I laser a fibra possono marcare un'ampia gamma di materiali, anche se sono progettati per le applicazioni di marcatura dei metalli. La loro elevata potenza li rende perfetti per le applicazioni di marcatura nera e incisione, ma non possono marcare oggetti trasparenti poiché la luce a infrarossi passa direttamente attraverso di essi.
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1Radiazione ultravioletta
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2Raggio d'azione visibile
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3Radiazione infrarossa
Mappa di distribuzione della lunghezza d'onda della luce
Incisione (verniciatura dopo la marcatura)
Telaio della carrozzeria di un veicolo
Marcatura nera
Cuscinetto
Marcatura di codici 2D ad alta velocità
Blocco motore
Incisione
Cilindro della serratura
Taglio laser
Pannello in alluminio
Rimozione sbavature
A sinistra: prima della lavorazione; a destra: sbavatura rimossa
Marcatura laser UV
I laser UV utilizzano una lunghezza d'onda altamente assorbente (355 nm) per marcare i pezzi. Questo grado di assorbimento elevato consente ai laser UV di eseguire la “marcatura a freddo”, evitando di sottoporre i materiali, compresi quelli ad alta riflettanza come l'oro, l'argento e il rame, a ulteriori sollecitazioni termiche. In questo modo si riducono al minimo le fuliggini e le sbavature causate dalle tradizionali operazioni di marcatura e lavorazione.
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1Radiazione ultravioletta
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2Raggio d'azione visibile
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3Radiazione infrarossa
Mappa di distribuzione della lunghezza d'onda della luce
Relè multicolore per auto
Auricolari
Flaconi per prodotti chimici
Telai in piombo di rame
Utensili in acciaio (forbici, ecc.)
Film per il confezionamento alimentare
Marcatura Laser a CO2
Le macchine di marcatura laser a CO2 hanno una lunghezza d'onda dieci volte superiore a quella dei sistemi a lunghezza d'onda standard. Sono ideali per marcare carta, resine, legno, gomma e materiali trasparenti (come vetro e PET). Tuttavia, è quasi impossibile marcare il metallo con una marcatrice laser CO2 perché la luce laser non viene assorbita.
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1Radiazione ultravioletta
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2Raggio d'azione visibile
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3Radiazione infrarossa
Mappa di distribuzione della lunghezza d'onda della luce
Cartone
Bottiglie
Marcatura di design
Wafer di vetro
Guarnizioni isolanti
Circuiti stampati
Come scegliere un sistema di Marcatura laser
Se si è alla prima esperienza con questa tecnologia, la scelta tra i diversi modelli di marcatori laser può sembrare difficile. Eppure, le loro differenze possono essere suddivise in alcune categorie principali. Per individuare il sistema laser più adatto alle attività ed alle esigenze della vostra azienda, è necessario considerare alcuni punti fondamentali.
Ecco alcune indicazioni su cui concentrarsi:
- I tipi di materiali su cui il laser può operare
- Tutte le precauzioni necessarie per la sicurezza
- I modelli di marcatura laser utilizzati
- Le applicazioni di marcatura laser che avete previsto
Tutti questi aspetti possono variare leggermente a seconda del tipo di marcatura laser con cui si deve operare. Che si tratti di marcatura laser su metallo o su legno morbido, alcuni sistemi di marcatura laser sono più indicati per alcuni materiali rispetto ad altri. Lo stesso vale per il modo in cui questi sistemi marcano i materiali.
Mentre i metalli possono essere sottoposti a una forza maggiore, per marcare efficacemente un legno morbido può essere necessario un approccio più delicato. Ciò dipende in parte dal tipo di marcatura con cui si lavora, ma la capacità di adattamento di queste tecnologie è sorprendente. Sia che si tratti di diversi modelli di incisori o marcatori laser, sia che si tratti semplicemente di imparare tutti i dettagli della tecnologia stessa, è consigliabile parlare con un esperto in materia.
Perché scegliere un Marcatore Laser KEYENCE?
Scoprirete che lavorare con noi di KEYENCE non si ferma alle tecnologie di marcatura laser. Come funziona la marcatura laser? Possiamo guidarvi nel dettaglio e offrirvi un supporto a lungo termine per integrare ed evolvere i vostri processi di produzione.
Anche se abbiamo molti anni di esperienza in questi settori, il grande vantaggio di lavorare con noi deriva dalla nostra consolidata competenza. I nostri progetti offrono soluzioni che non solo contestano i metodi alternativi, ma sono innovativi per le applicazioni di marcatura laser. Contattaci subito per saperne di più su come possiamo aiutarti a trasformare la tua produzione e i tuoi metodi di marcatura laser.
Video sulla Marcatura laser
Questi video mostrano le applicazioni di marcatura laser su vari materiali e prodotti. Scoprite le diverse lavorazioni che si possono ottenere con ogni applicazione e il tempo di esecuzione richiesto per la marcatura.
Marcatura rotazionale MD-F
Guarda il Marcatore laser MD-F di KEYENCE mentre marca con precisione un quadrante rotante su una circonferenza di 360 gradi.
Dimostrazione MD-F Z-Map
Guarda come un laser MD-F di KEYENCE utilizza un file STL per marcare con precisione un profilo 3D.
Radiatore ML-Z
Guarda come un ML-Z di KEYENCE marca a laser un radiatore.
