El laser engraving y laser marking son técnicas utilizadas frecuentemente para realizar marcas permanentes en una amplia gama de materiales como madera, metales, plástico y vidrio.
Las marcas realizadas con esta tecnología resisten el procesamiento posterior para una trazabilidad y tiempo de vida superiores a otras tecnologías. Además su excepcional rapidez y alto contraste hacen de esta tecnología láser una de las preferidas para aplicaciones de marcaje y corte en numerosas aplicaciones.
Pese a que los términos “engraving”, “etching” y “marking” suelen usarse indistintamente, la realidad es que son formas distintas de marcar materiales:
Laser Engraving - Profundidad alta: Elimina físicamente el material del metal calentando la superficie y vaporizando el material. Esto es ideal para ambientes de alto desgaste (físicamente o altamente corrosivos). La visibilidad de la impresión es muy resistente porque deben eliminarse muchas más capas de la superficie para llegar al fondo de la profundidad de grabado para poder borrarlo.
Laser Etching - Profundidad Media: Es una subclase de engraving que también elimina el material, pero lo hace solo al nivel de la superficie. Esto da como resultado una marca muy superficial (< 0,001”) y menos duradera que el Laser Engraving.
Laser Marking - Marcaje superficial: No elimina el material sino que realiza una marca al calentar la superficie del metal que resulta en la oxidación del material debajo de la capa superficial. Esto cambia el color del material y crea una marca de alto contraste que deja la superficie intacta.
Conoce todo lo que necesitas saber sobre el engraving y marking de superficies, sus aplicaciones, cómo funciona el laser engraving y cómo estos métodos difieren de técnicas similares como el laser etching y dot peen marking.
El laser engraving consiste en la eliminación del material mediante láser y altas temperaturas. El láser dirige el calor a la superficie del material, realizando grietas profundas en el patrón deseado. Esto da como resultado una marca permanente de alto contraste que seguirá siendo legible incluso después del desgaste o los tratamientos superficiales.
Es ideal para crear cortes duraderos en una amplia variedad de materiales y aplicaciones donde es crucial que la información de identificación perdure durante años, incluso en condiciones difíciles de exposición a productos químicos agresivos, humedad y suciedad.
Esto permite que las máquinas lectoras de códigos puedan leer una placa de datos grabada con láser adherida a una pieza de equipo industrial gracias al alto contraste brindado por esta técnica de marcaje láser.
Los equipos de laser engraving pueden marcar, operando de la siguiente manera:
Entrada: El operador introduce la imagen a marcar (logotipo, código de barras, etc) en el sistema de control de la máquina con las instrucciones de marcaje de acuerdo al patrón ingresado.
Corte: El láser crea suficiente calor para sublimar el material al contacto con el láser, creando una grieta profunda. Esta hendidura y la superficie áspera dentro de ella son excelentes para capturar la luz, por lo que los cortes lucen más oscuros y visibles.
Procesamiento: Una vez terminado el corte, la pieza puede pasar a un procesamiento adicional, como granallado o tratamiento térmico. El laser engraving permanece legible después de estos procesos adicionales a diferencia de otros métodos de marcaje.
Pese a que engraving y etching se usan indistintamente, son métodos distintos con una profundidad diferente en los cortes.
El etching es menos profundo y no cambia la forma del material. Se realiza también con ayuda de un láser, pero solo derrite el material en la superficie, ocasionando que se expanda y forme una textura más áspera. Además reduce su reflectividad e incrementa el contraste.
El engraving y etching pueden ser utilizados en sinergia para brindar contraste adicional. Por ejemplo, en el caso de metales especialmente oscuros el engraving puede no ser lo suficientemente oscuro para brindar el contraste y legibilidad necesarios. El etching puede añadir marcas más claras a la parte sin grabar para incrementar el contraste.
En este método de marcaje permanente la superficie no es cortada, sino que se realiza la marca de otra manera de acuerdo al material en cuestión. La forma general se deja intacta. Algunos métodos de marcado de superficies populares son:
Recocido: Método frecuentemente utilizado en metales basado en la oxidación de la superficie. El calor emanado por el láser ocasiona que las moléculas debajo de la superficie del metal se oxiden o ganen electrones. Esto genera un cambio de color en la superficie sin alterar la textura ni remover material.
Tinción: Emplea el láser para realizar una reacción química, como la carbonización de los plásticos. El hollín formado al calentar el plástico deja una marca oscura.
Espuma: La espuma genera burbujas de gas en material por el calor del láser en materiales como plástico oscuro. Estas burbujas de gas alteran la reflectividad de la superficie, luciendo más clara.
Carbonización: Conforme el material se calienta, este libera gases como el hidrógeno y el oxígeno, formando un espacio con mayor concentración de carbono que luce más oscuro. Utilizado comúnmente en materiales de colores claros como cuero, madera y polímeros.
El laser marking es una gran forma de crear un marcaje permanente manteniendo la superficie lisa. Al igual que el engraving, suele ser usado para aplicaciones de identificación, como etiquetas y códigos de barras.
Las máquinas de laser engraving y marking son empleadas en aplicaciones resistentes y delicadas gracias a sus resultados duraderos, alta legibilidad y capacidades de diseño flexible como:
Numerosos dispositivos médicos están sujetos a los requisitos de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) para identificadores únicos de dispositivos (UDI). Los UDI contienen información sobre datos como el número de serie, fabricante y el número de lote o serie. El UDI debe ser legible durante toda la vida útil del producto en caso de que surja cualquier problema posterior a su distribución, permitiendo manejar adecuadamente los retiros y garantías.
El laser engraving y marking son una excelente opción para muchos UDI porque la información marcada no se desgasta con el paso del tiempo, incluso con un uso intensivo y constante exposición a productos químicos o de limpieza. Ampliamente utilizado en orinales, sillas de ruedas, equipos de imágenes, implantes cocleares y bombas de infusión.
La industria aeroespacial enfrenta requisitos similares de la Administración Federal de Aviación (FAA). Por lo que muchos de los componentes empleados en ella deben ser marcados con los datos del fabricante, número de pieza y certificaciones con las que cumple. Además el marcaje permite una mejor trazabilidad, ensamble e identificación de materiales ignífugos.
Los requisitos de etiquetado de la FAA exigen protección contra incendios, por lo que el grabado de información en un metal resistente al fuego es ideal. La información grabada en las piezas es útil para una mayor trazabilidad durante retiros o notificaciones.
También podemos encontrar laser engraving, etching y marking utilizados en procesos de fabricación y personalización para:
Componentes automotrices: Las piezas deben resistir las altas temperaturas y ser fácilmente identificables durante los procesos de garantía y retiros para asegurar la seguridad de la población en general.
Aplicaciones industriales: La impresión láser industrial crea marcas resistentes a las condiciones ambientales desafiantes de los entornos industriales, como la exposición a productos químicos, humedad, suciedad y vibraciones.
Electrónica: Numerosos dispositivos electrónicos utilizan laser engraving, etching y marking para un marcaje permanente de números de serie, logotipos y certificaciones.
Militar: Los productos militares y de defensa requieren contar con un etiquetado permanente, claro y legible sin importar las amenazas impredecibles de su medio ambiente.
Petróleo y gas: Su alta durabilidad y trazabilidad vuelven ideal el laser engraving y marking para este nicho.
Bienes de consumo: Diversos bienes de consumo también utilizan laser engraving, etching y marking para crear marcas duraderas y llamativas en productos como teléfonos, computadoras portátiles, licuadoras, lámparas y más. Además permite agregar códigos de barras permanentes e imágenes escaneables al empaque.
Joyas y premios: El laser marking y etching también puede agregar marcas personalizables a placas, trofeos y joyería.
El laser engraving y marking son tan populares por su compatibilidad con una amplia gama de materiales como:
Metales: Compatible con la mayoría de los metales como el aluminio, hierro, acero, la plata y el oro. El grabado resiste el procesamiento posterior, por lo que permite tratar los metales para una amplia gama de propósitos y apariencias después del marcaje.
Plásticos: Marcaje de plásticos como el acrílico y polioxietileno (POM) empleados en una gran variedad de productos gravables por su diversidad de colores y características físicas.
Madera contrachapada y tableros de fibra de densidad media (MDF): Estos materiales brindan apariencias naturales con colores claros y son sumamente compatibles con el grabado y marcado.
Vidrio: Diversos tipos de vidrio pueden marcarse en el empaque de productos y materiales promocionales.
Cuero: El láser corta rápidamente este material pese a ser resistente y no siempre responder bien a otros métodos de grabado mecánico.
Piedra: Marcado láser en piedra para para proyectos al aire libre, como grabado de logotipos en mosaicos de avenidas.
Existen diversas clases de máquinas de marcado láser según el material y tarea en cuestión. Se diferencian principalmente en la forma en que excitan los electrones en el láser para alcanzar la alta energía necesaria para cortar. Las máquinas láser pueden usar diversos materiales para lograrlo, cómo sólidos y gases. Los que trabajan con materiales sólidos se conocen como láseres de estado sólido.
Son láseres de estado sólido que trabajan con fibras de vidrio para conducir la energía eléctrica. Emiten la luz desde un diodo láser y posteriormente se mueve mediante un cable de fibra óptica equipado con componentes especiales que modifican la luz.
Este tipo usa gases para transmitir electricidad y energizar el láser. La luz emitida se mueve a través de tubos de vidrio llenos de una mezcla de gases que incluye dióxido de carbono (CO2) y gases como helio, nitrógeno e hidrógeno.
Cuentan con un poder de corte sumamente alto al utilizar ciertos cristales como medios de estado sólido (granate y vanadato). Estos cristales son "dopados" con varios iones para brindar características específicas al haz. Dos tipos comunes son:
El pinstamp o pin marking utiliza puntas pequeñas y duras para crear muescas en la superficie, ocasionando que se vuelva más áspera y alterando su reflectividad. Pese a que estos equipos son más económicos que los láser, los marcadores láser brindan resultados considerablemente mejores.
Algunas razones por las que podría ser aconsejable utilizar láser en lugar del pinstamp son:
Calidad de la marca: Esta tecnología posee un contraste más bajo, además de ser difícil de interpretar para los lectores de códigos de barras sin las condiciones de iluminación adecuadas. El láser ofrece marcas más repetibles y detalladas con menores porcentajes de scrap.
Mantenimiento: Los láser no requieren tener contacto con la superficie a diferencia de los equipos de micropercusión. Por lo que prácticamente no reciben desgaste mecánico ni suelen necesitar reemplazos regulares de piezas.
Velocidad: Los láser cuentan con menores tiempos de ciclo a comparación de las máquinas de micropercusión.
Opciones de marcado: El Pinstamp no es aconsejable para algunas marcas como códigos de barras 1D ya que las marcas se borrarán con cualquier tratamiento de superficie adicional, a diferencia de los tratamientos con láser que permanecen legibles.
Materiales: El láser puede adaptarse a una gama más amplia de materiales gracias a su mayor variedad de opciones de configuración.
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