Marcatura laser
La marcatura si divide in due categorie principali: "marcatura con contatto" e "marcatura senza contatto". La marcatura laser è un tipo di marcatura senza contatto. Questa sezione illustra i principi e le caratteristiche di base della marcatura laser e presenta esempi di marcatura.
- Principi della marcatura laser
- Vantaggi della marcatura laser
- Sottocategorie della marcatura laser
- Esempi di lavorazione con marcatura laser
Principi della marcatura laser
La marcatura laser viene utilizzata per marcare loghi, nomi di prodotti, numeri di serie, numeri di modello e altre informazioni su un prodotto irradiando il target con una luce laser per fondere, bruciare, asportare, ossidare, tagliare o scolorire la superficie. I marcatori laser possono essere divisi approssimativamente in due tipi: marcatori laser con mascheratura e marcatori laser a scansione.
Mascheratura
La luce laser viene applicata alla superficie di una maschera e vengono marcate solo le parti che passano attraverso di essa. La mascheratura consente la marcatura ad alta velocità e alta risoluzione, ma occorre preparare maschere che corrispondano al contenuto da marcare. Ciò si traduce in un aumento della manodopera e dei costi, quando occorre marcare pattern diversi.
Scansione
La scansione irradia un target con una singola luce laser e la marcatura viene eseguita con un movimento a tratti. Più specificamente, una luce laser emessa da un oscillatore viene catturata (scannerizzata) dallo specchio di scansione e applicata alla superficie del target per la marcatura. I metodi di scansione tradizionali consentono solo il controllo dagli assi X e Y, il che significa che la luce può essere scansionata solo su una superficie piana. I marcatori laser di ultima generazione però, sono in grado di controllare l'altezza dell'asse Z utilizzando uno specchio di scansione, il che consente di marcare un'ampia varietà di target con varie forme.
Questi specchi di scansione sono chiamati specchi galvano e un sistema che utilizza uno o più di questi specchi è chiamato "galvano-scanner" o "sistema di scansione a specchio galvano".
Ultimamente, le applicazioni di che richiedono numerose marcature diverse sono diventate comuni e l'alta velocità dei laser di scansione aiuta a coprire gli aspetti più deboli della produzione. Ne è seguito un aumento dei sistemi di scansione che consentono un maggiore grado di libertà.
Vantaggi della marcatura laser
Questa sezione spiega i vantaggi della marcatura laser rispetto ai metodi di marcatura tramite stampigliatura, etichettatura, incisione e stampa.
Marcatura ad alta precisione
I marcatori laser utilizzano la luce laser irradiata su un punto specifico, rendendo possibile la marcatura ad alta precisione. Riescono a identificare facilmente anche caratteri piccoli, garantendo un controllo di qualità affidabile.
Marcatura senza sbiadimento
Con i metodi di etichettatura e stampa, le etichette o le superfici stampate possono staccarsi o sbiadirsi, rendendo impossibile identificare il contenuto stampato. Con la marcatura laser, invece, non ci si deve preoccupare di contenuti marcati che col tempo scompaiono.
Vari metodi di marcatura
I laser possono essere utilizzati per diversi metodi di marcatura tra cui fusione e bruciatura della superficie, placcatura e rimozione della vernice, ossidazione e scolorimento. La selezione del metodo di marcatura migliore garantisce una marcatura priva di danni indipendentemente dal materiale del target.
Marcatura ad alta velocità
Utilizzando una luce molto potente, i marcatori laser riescono a effettuare marcature ad alta velocità per una produzione efficiente.
Sottocategorie della marcatura laser
I marcatori laser possono essere utilizzati per eseguire varie attività di marcatura, tra cui:
Rimozione della vernice |
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Questo metodo fornisce un contrasto con il colore del materiale di base rimuovendo la vernice, la superficie stampata o i livelli di placcatura di un target da marcare. |
Rimuovere la vernice o la stampa sulla superficie del target per far risaltare il contrasto con il colore del materiale di base. |
Ablazione della superficie |
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La superficie di un target viene rimossa, marcata o incisa in uno dei vari modi disponibili. Questo metodo viene in genere detto incisione. |
La superficie di un target viene tagliata o incisa. |
Viraggio |
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La superficie di un target viene bruciata, ossidata o scolorita tramite la luce laser. |
La superficie del target viene colorata, con conseguenti aree ad alto contrasto. |
La colorazione al laser può essere ricondotta a quattro principi fondamentali.
- Espansione
- Condensazione
- Carbonizzazione
- Trasformazione chimica
1. Espansione
Quando il materiale di base viene irradiato con un laser, l'effetto termico della radiazione all'interno del materiale genera delle bolle di gas. Le bolle gassificate e vaporizzate si trovano nello strato superficiale del materiale di base e creano un rigonfiamento biancastro. Queste bolle sono particolarmente visibili con materiali di base più scuri e portano a una "lieve" colorazione.
- (Esempio) Colore del materiale di base:
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- Nero→
- Diventa Grigio
- Rosso→
- Diventa Rosa
2. Condensazione
Quando il materiale di base assorbe l'energia del laser, l'effetto termico aumenta la densità molecolare. Le molecole si condensano e il colore cambia diventando più scuro.
3. Carbonizzazione
Quando un'area riceve in modo continuo un'energia elevata, le macromolecole dell'elemento attorno al materiale di base vengono carbonizzate e diventano nere.
4. Trasformazione chimica
Gli elementi del "pigmento" nel materiale di base contengono sempre ioni metallici. La radiazione laser cambia la struttura cristallina degli ioni e il livello di idratazione nei cristalli. Di conseguenza, la composizione dell'elemento stesso subisce una trasformazione chimica, determinando un viraggio dovuto alla maggiore intensità del pigmento.
Esempi di lavorazione con marcatura laser
La marcatura laser viene eseguita come segue. La scelta tra i diversi tipi di laser - come i laser CO2, i laser YVO4 e i laser YAG - dipende dal materiale del target e dal metodo di marcatura desiderato.
Attività di lavorazione | Materiale principale del target |
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Fusione della superficie | Plastica |
Bruciatura della superficie | Carta, plastica |
Ablazione della superficie | Metallo placcato, carta stampata |
Ossidazione della superficie | Metallo |
Ablazione della superficie | Vetro, metallo, plastica |
Colorazione della superficie | Plastica |