As máquinas de marcação a laser de fibra tornaram-se uma nova revolução no sistema de marcação industrial devido à sua elevada precisão, velocidade e versatilidade de trabalho. São máquinas que possuem uma fonte de laser de fibra montada que pode criar marcas permanentes principalmente em metais. Assim, quer se trate das indústrias automóvel, eletrónica, aeroespacial ou da joalharia, é possível beneficiar do conhecimento das capacidades das máquinas de marcação a laser de fibra para as suas necessidades de marcação, a fim de melhorar os seus processos de marcação, tornando-os mais eficientes e de maior qualidade.
O que é uma máquina de marcação a laser de fibra?
A máquina de marcação a laser de fibra é um dispositivo que se enquadra no radar dos sistemas de marcação a laser que contém um laser de fibra para fornecer um feixe de laser de alta densidade de energia que é depois focado na superfície de um material para fornecer marcações, gravações ou gravuras duradouras. Para obter a marcação pretendida, é necessário um ajuste específico do feixe laser, em termos de trajetória, intensidade e comprimento do impulso.
Como funciona uma máquina de marcação a laser de fibra?
Existem três componentes principais no processo de trabalho de um máquina de marcação a laser de fibra. Estes são:
- Geração de laser: Para o laser, é utilizado um laser de fibra também dopado com elementos de terras raras, normalmente Yb. O laser é sintonizado num laser de díodo para bombear a fibra e fazer com que os átomos na fibra se excitem e emitam os fotões. O resultado é que estes fotões são amplificados dentro da fibra, o que resulta num feixe laser de elevada intensidade.
- Entrega do feixe: A cabeça de marcação recebe o feixe de laser gerado através de um cabo de fibra ótica. Este cabo ajuda a transmitir o feixe laser a longas distâncias com pouca perda de potência e distorção do feixe.
- Focalização do feixe: Existem vários dispositivos ópticos como lentes e espelhos na cabeça de marcação que focam o feixe laser no material. O tamanho do ponto dos feixes laser é influenciado pela distância focal da lente, que determina a resolução e a precisão das marcações.
- Interação do material: Um feixe de laser focado aplicado ao material provoca efeitos térmicos que se localizam num pequeno volume do material, causando aquecimento, fusão ou mesmo vaporização. Este processo em anel forma a marca, gravação ou gravura pretendida na peça de trabalho. A potência do laser, a duração do impulso e outras caraterísticas do material determinarão a profundidade e outras caraterísticas da marcação.
- Controlo do movimento: A cabeça de marcação está integralmente localizada com um sistema de movimento de marcação que, na maioria dos casos, é um scanner galvanométrico ou uma mesa XY, o que dá ao operador a capacidade de direcionar com precisão o feixe laser para diferentes partes da superfície da peça de trabalho. Isto permite a criação de padrões, desenhos e textos complexos.
Vantagens das máquinas de marcação a laser de fibra
Máquinas de marcação a laser de fibra têm várias vantagens em relação a outros métodos convencionais de marcação que incluem a gravação mecânica, a impressão a jato de tinta, a gravação química, etc:
- Elevada precisão: O controlo do movimento de máquina de gravação a laser de fibra para metal e a natureza focalizada do feixe laser permite-lhe gravar marcações minúsculas e complexas com um elevado grau de precisão.
- Alta velocidade: Os processos não se movem a baixas velocidades; por conseguinte, a marcação com estas máquinas é rápida, permitindo a marcação de uma grande quantidade de peças em menos tempo. Isto aumenta a produtividade e reduz o tempo de ciclo em comparação com os métodos tradicionais.
- Processo sem contacto: Os processos de marcação não requerem o toque, pelo que não é necessário o contacto físico com o material. Isto não só protege os componentes frágeis de danos, como também elimina os danos causados pela fricção e outros problemas relacionados com as técnicas de marcação convencionais.
- Marcas permanentes: As máquinas de marcação a laser de fibra da China não desgastam nem riscam a área marcada. Estas marcas são extremamente duradouras e podem resistir ao calor, aos produtos químicos e a outras condições adversas que possam levar ao desgaste. Isto garante a rastreabilidade e a identificação das peças marcadas durante um período alargado.
- Versatilidade: A maioria das máquinas de marcação a laser de fibra verde pode marcar com elevada precisão uma série de materiais, como metais, plásticos, cerâmica e compósitos. A adaptabilidade permite-lhes ser úteis em diferentes áreas de várias indústrias.
- Baixos custos operacionais: Os custos operacionais incorridos quando se utilizam as máquinas de marcação a laser de fibra da China são baixos devido à eficiência que têm e ao facto de ser necessária pouca manutenção.
Utilizam menos energia do que as técnicas de marcação convencionais e não necessitam de tintas ou produtos químicos como consumíveis.
Aplicações das máquinas de marcação a laser de fibra
Utilizar estas máquinas, máquina de marcação a laser de fibra profissionals gravar ou gravar com eficiência marcas em vários tipos de materiais em sectores como:
Fabrico industrial automatizado: Ferramentas para marcar peças com números de série, códigos de barras, logótipos e outras informações de identificação para fins de gestão da qualidade.
Eletrónica: A marcação de padrões e códigos de identificação em instrumentos electrónicos, placas de circuitos e semicondutores.
Automóvel: Marcação de peças de automóveis, como blocos de motor, chassis de componentes e, por vezes, acabamentos interiores com números VIN e outras marcas de identificação.
Aeroespacial: Marcação de componentes aeroespaciais com códigos de identificação e relação de informações críticas como números de série para identificação.
Jóias: Padrões complexos, desenhos e nomes são gravados nas jóias.
Marcação: Os dispositivos médicos são carimbados com números de registo, datas de fabrico e outras informações consideradas regulamentares.
Embalagem: Os materiais de embalagem são etiquetados com códigos de barras, logótipos e detalhes do produto para efeitos de marca e rastreio da cadeia de fornecimento.
Ferramentas: As ferramentas e as matrizes são impressas com a identificação, o número de volume e as datas em que foram fabricadas.
Variedades de máquinas de marcação a laser de fibra
As máquinas de marcação a laser de fibra podem ser fornecidas de acordo com diferentes configurações, de modo a satisfazer os diferentes requisitos de aplicação.
Máquina de marcação a laser de secretárias: Estas máquinas utilizam uma mesa XY para mover a peça de trabalho sob o feixe laser, permitindo a marcação precisa de peças maiores ou de várias peças em simultâneo. São adequadas para aplicações que requerem elevada precisão e grandes áreas de marcação.
Máquina de marcação a laser de fibra portátils: Estes tipos de máquinas marcam com laser com uma mesa do tipo XY que move a peça de trabalho de modo a que o laser fique perpendicularmente ortogonal, permitindo a marcação de peças grandes num único feixe de laser ou de várias peças e feixes de laser ao mesmo tempo. Este tipo de máquinas é utilizado em aplicações que requerem elevada potência e áreas de marcação muito grandes.
Máquinas de marcação a laser de fibra portáteis, leves e compactas na China: Estas fibras não são máquinas pesadas, permitindo que a estrutura seja muito leve. Também podem ser movidas muito facilmente, tornando-as adequadas para produtos que podem ser marcados fora do local e têm muito pouco espaço.
Máquina de marcação a laser de fibra fechadas: Este tipo de máquinas possui compartimentos de marcação interiores que impedem a marcação e impedem a fuga de fumos ou detritos. Máquinas como estas são muito adequadas quando os materiais são perigosos ou necessitam de um ambiente limpo para muitas aplicações.
Escolher a máquina de marcação a laser de fibra correta
Uma das considerações mais importantes na escolha de uma máquina de marcação a laser de fibra é, sem dúvida, o nível de eficiência, o retorno do investimento e, finalmente, o desempenho. Não existe praticamente um tipo de máquina padrão em termos de design e configuração. Por isso, é necessário responder a várias questões importantes em pormenor:
Material e aplicação
- Material: Os materiais absorvem a energia laser de forma diferente, pelo que materiais diferentes darão resultados diferentes. Sempre que utilizar máquinas de marcação a laser de fibraA melhor forma de os utilizar é em metais como o aço, o alumínio, o latão e até em metais preciosos. Podem também marcar certos tipos de plásticos e cerâmicas. No caso de manusear materiais orgânicos, como a madeira ou o couro, a máquina de marcação a laser CO2 é mais adequada para si.
- Marcação da profundidade e do contraste: Antes de utilizar o marcador, devem ser colocadas as seguintes questões. Que tipo de profundidade e contraste de marcação vai ser aplicado? A sua empresa presta serviços para gravações superficiais, marcas profundas ou mudanças de cor com elevado contraste? É muito importante conhecer a potência do laser, bem como a natureza do material que vai ser utilizado.
- Requisitos da aplicação: A sua tarefa consiste, em muitos casos, em especificar os requisitos. O que é que tem de marcar? Por exemplo, é o número de série, o código de barras, o logótipo, desenhos complexos ou mesmo o código de matriz de dados? Os pormenores e a dimensão da marcação determinarão a máquina a utilizar, bem como os parâmetros da máquina.
A potência e o comprimento de onda do laser
- Potência do laser: A potência do laser, expressa em Watts, é determinante para a velocidade e a profundidade da marcação. Com o aumento da potência de um laser, a profundidade e a velocidade a que a marcação é efectuada aumentam, mas o custo também aumenta. Ao considerar a quantidade de peças a marcar, a velocidade necessária também tem de ser tida em conta.
- Comprimento de onda: A utilização comum dos lasers é a dos marcadores laser de fibra com uma força nominal de 1064 nm para marcar metais. Algumas máquinas de marcação a laser de fibra podem fornecer diferentes comprimentos de onda ou podem utilizar a duplicação de frequência para marcar alguns plásticos com o resultado pretendido ou cores em metais.
Área de marcação e tamanho do campo
- Área de marcação: A primeira coisa que tem de fazer é encontrar a medida maior da peça maior que tem de ser marcada. Isso também afectará o tamanho da área de trabalho, bem como o tempo de contagem da cabeça de marcação.
- Tamanho do campo: A área máxima da linha que pode ser marcada através de um passo num número até ao máximo no número de contagem é designada por tamanho do campo. É muito melhor se as peças a marcar forem de maior dimensão ou se for necessária uma marcação múltipla e os tamanhos com maior dimensão de campo forem suficientes. A resolução da marcação pode ser afetada por tamanhos de campo maiores.
Velocidade de marcação
- Velocidade de marcação: A velocidade de marcação é a velocidade de movimento da cabeça de leitura-escrita durante o processo de marcação e pode ser determinada em metros por segundo. Tem um impacto na produção do vapor total e no trabalho total efectuado por unidade de tempo. Se as velocidades de marcação forem mais elevadas, tal será necessário na produção em massa.
Design de máquinas e padrões gerados
- Máquinas de marcação a laser de fibra de mesa XY: Esta máquina pode marcar um único componente maior ou peças mais pequenas em simultâneo. Possui uma elevada precisão e é utilizada para aplicações que envolvem gravação ou corte profundos.
- Máquinas portáteis de marcação a laser de fibra: Definitivamente não são iguais às máquinas acima mencionadas, estas unidades são leves e fáceis de transportar, tornando-as desejáveis para operações em que é necessária marcação no local ou o espaço é restrito.
- Máquinas de marcação a laser de fibra fechadas: Estes dispositivos permitem um ambiente de marcação seguro, especialmente quando se trabalha com materiais magros e aplicações associadas a fumos perigosos.
- Caraterísticas adicionais: As caraterísticas adicionais à escolha incluem: acessórios de eixo rotativo para marcação de objectos cilíndricos, sistemas de visão para alinhamento automático de peças e uma infinidade de caraterísticas de software para criar e editar desenhos de marcação.
Determinação de preços e compromisso de custo completo
- Custo de aquisição: De acordo com as funções técnicas, potência e caraterísticas, muitos fabricantes produzem vários preços de máquinas de marcação a laser de fibra em diferentes níveis.
- Custo de funcionamento: Tome nota da energia eléctrica, da manutenção e de outros possíveis consumíveis que possam ser necessários, como lentes ou janelas de proteção.
- Rentabilidade: Uma forma de estimar a rendibilidade é pensar na eficiência operacional, na qualidade dos produtos produzidos e nos custos de mão de obra que podem ser utilizados quando se implanta um máquina de marcação a laser de fibra que suporta alguns custos.
Presença no mercado e assistência prestada pelo fornecedor
- Experiência do fornecedor: A este respeito, recomenda-se um bom fornecedor que tenha um vasto conhecimento das operações de marcação a laser.
- Serviços de apoio: Serviços de apoio aos clientes pela fornecedor de máquinas de marcação a laser de fibra como a assistência técnica, a formação e o serviço pós-venda devem ser garantidos.
- Garantia e manutenção: Informe-se sobre o período de garantia e o âmbito dos serviços de manutenção para garantir a utilização futura da sua máquina de marcação a laser de fibra.
Ao tomar nota destes factores de perto e discutir com os fornecedores que têm uma vasta experiência, pode ser capaz de selecionar a melhor máquina de marcação a laser de fibra que se adapta eficazmente às suas necessidades e permite a realização dos seus objectivos de marcação.
Conclusão
As actuais máquinas de marcação a laser de fibra mudaram a perspetiva da marcação e gravação de vários materiais; são rápidas, versáteis e extremamente precisas. Agora, devido à sua capacidade de gerar marcas permanentes de alta qualidade, utilizáveis numa variedade de materiais, são dispositivos úteis em muitos domínios. As empresas que têm uma ideia das funções e utilizações das máquinas de marcação a laser de fibra facilitarão o seu processo de marcação, aumentando a qualidade do produto e a eficiência da produção.
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