A marcação a laser descreve o processo de marcar materiais de marcação com a tecnologia de laser. Neste processo, um raio laser focado é conduzido sobre o componente a marcar. A energia do raio laser que atinge o componente desencadeia uma reação, deixando uma marcação resistente e permanente. Consoante o material, existem várias formas de criar o contraste necessário em relação ao material de base. A seleção do processo de marcação apropriado para a respetiva aplicação é crucial.
Os lasers são categorizados de acordo com os estados físicos termodinâmicos do seu meio de laser. Um meio de laser é o material adequado para gerar raios laser através de emissão estimulada. Além da fonte da bomba e do ressonador, o meio de laser tem uma influência decisiva no comprimento de onda, na potência e nas características do pulso. Um meio ativo a laser pode ser um corpo sólido, um líquido ou um gás. Dependendo da característica do material de marcação a marcar, são decisivos a seleção do comprimento de onda e, assim, do próprio tipo de laser.
Além disso, os lasers também se distinguem de acordo com o seu modo de operação. Enquanto os lasers de onda contínua emitem uma onda de luz constante com a mesma intensidade, os lasers pulsados geram uma radiação pulsante que atinge picos de energia mais elevados com a mesma potência de laser. Por isso, os materiais metálicos são marcados sobretudo com lasers pulsados porque exigem uma densidade de energia maior. Os materiais orgânicos, por outro lado, são processados com raios laser contínuos.
Os materiais de marcação são compostos de forma diferente e, por isso, absorvem apenas determinados comprimentos de onda. Por conseguinte, a identificação de um material metálico requer um comprimento de onda diferente do de um material de madeira. Um laser gera um único comprimento de onda e, portanto, o tipo de laser deve ser selecionado com base no material a marcar.
| Yb: laser YAG | Laser de CO₂ | Laser UV | |
|---|---|---|---|
| Tipo de laser | |||
| Meio de laser | Corpo sólido | Gás | Líquido |
| Comprimento de onda do laser | 1064 nm | 10,6 µm | 355 nm |
| Material a marcar | Especialmente para marcações de alto contraste em plásticos, aço e alumínio | Materiais não metálicos, como madeira, pele, vidro ou pedra | Especialmente para materiais sensíveis |
O marcador a laser TOPMARK NEO do nosso portfólio é um laser de fibra. Trata-se de uma forma especial de laser de estado sólido. O meio ativo nos lasers de estado sólido são vidros ou cristais dopados. Os iões externos são incorporados no cristal hospedeiro em diferentes concentrações (dopagem). Os materiais típicos de dopagem são o neodímio, o itérbio, o titânio e o érbio. O meio ativo do TOPMARK NEO é uma fibra de vidro dopada com iões de itérbio. O laser de fibra de itérbio pulsado alimenta a radiação de vários diodos laser de bomba para uma ótica de acoplamento. Depois de sair da parte central da fibra de vidro dopada com iões de itérbio, o raio laser entra numa fibra de vidro. Um sistema ótico especial foca então a radiação. A radiação laser que é guiada através da fibra ativa a laser experimenta uma amplificação muito elevada devido ao seu grande comprimento. Os lasers de fibra também oferecem uma elevada eficiência eletro-ótica e uma excelente qualidade do raio. Devido ao menor comprimento de onda, este laser pode ser dirigido para uma área menor, conseguindo-se assim uma resolução mais alta do que com um laser de CO₂.
A gravação a laser baseia-se em pulsos de laser potentes. A densidade de potência dos pulsos de laser é tão alta que o material a processar funde e vaporiza. Na gravação em material sólido, o raio laser atinge a superfície e a remoção de material cria um recesso, a chamada gravação.
Na gravação com remoção da camada de cobertura, a marcação é criada pelo contraste entre a camada de cobertura e o material de base que se torna visível através do raio laser. Geralmente, este processo é utilizado para alumínio anodizado, revestimentos de verniz ou folhas especiais de marcação a laser.
Na marcação por recozimento, o laser aplica uma camada de óxido na peça de trabalho. A cor da camada surge dependendo da temperatura. Aqui não ocorre qualquer remoção de material, de modo que a superfície da peça de trabalho permaneça lisa e plana.
Este processo cria uma identificação ao fundir o material. A carbonização é adequada para plásticos de cor clara, pois escurece o material. Em contrapartida, a espuma forma pequenas bolhas de gás no plástico que refletem a luz e cria marcações brilhantes em plásticos escuros.
Após a marcação a laser, podem ser recortadas várias formas de contorno usando o raio laser. O laser remove o material continuamente ao longo de um contorno pretendido e separa completamente a peça de trabalho.
Na marcação a laser podem ser ocorrer poeiras e gases. Estes têm de ser removidos da área de processamento para garantir uma qualidade permanentemente elevada. Também por motivos de segurança no trabalho, é necessário proceder a uma aspiração adequada para o respetivo ambiente. Para poder assegurar uma aspiração o mais eficaz possível, é aconselhável utilizar uma combinação de filtros de diferentes classes.
Os filtros distinguem-se pelo tamanho das partículas:
O ideal é o ar da área de processamento ser primeiro filtrado com a ajuda de um filtro de partículas finas. Num segundo passo, um filtro de partículas em suspensão filtra também pequenas partículas do ar. Deste modo, conseguem-se níveis totais de eficiência das reduções de poeiras superiores a 99,9 %.
