Versátiles y de alto rendimiento Láseres de CO2 | Equipos versátiles para el marcado por láser

Un marcador láser de CO2 es un sistema de marcado industrial que utiliza un medio láser de dióxido de carbono como fuente láser. Mediante la excitación eléctrica de una mezcla de gases de CO2 se genera luz láser infrarroja en el rango de longitudes de onda de aproximadamente 9,3-10,6 μm. Este haz láser infrarrojo invisible se enfoca sobre la pieza mediante lentes y espejos y calienta localmente la superficie del material. Dependiendo del material, la energía del haz produce los efectos de marcado más diversos: Evaporación o eliminación de la superficie (grabado), cambio de color o espumado en los plásticos y quemado en materiales orgánicos. El resultado son marcados duraderos y precisos (p. ej., números de serie, códigos de barras, códigos 2D y logotipos) sin necesidad de utilizar tinta ni otros aditivos.

Los láseres de CO2 funcionan en el rango infrarrojo medio y son especialmente adecuados para todos los materiales que absorben en gran medida esta luz láser. Entre ellos se incluyen numerosos materiales no metálicos, como los plásticos (por ejemplo, PE, PP, PET, PVC), las resinas, el caucho, el vidrio, la cerámica, la madera, el papel y cartón, el cuero y otros materiales orgánicos (como tejidos o alimentos). Las superficies pintadas o recubiertas también se pueden marcar fácilmente: de este modo, los láseres de CO2 permiten marcar metales pintados y aluminio anodizado de forma eficaz y con gran contraste. Por el contrario, los metales sin recubrimiento (en bruto) apenas absorben el láser de CO₂ y, por lo tanto, sin un tratamiento previo específico, no se pueden marcar directamente o solo se pueden marcar de forma insuficiente.

Los marcadores láser de CO₂modernos alcanzan velocidades de marcado muy elevadas, lo que los convierte en la opción ideal para líneas de producción de alto rendimiento. En función de la potencia del láser y del sistema óptico, se pueden alcanzar, por ejemplo, velocidades de escritura de hasta aprox. 2100 caracteres por segundo, así como velocidades de línea de hasta 900 metros por minuto. De este modo, incluso en cintas de producción de alta velocidad (marcado «sobre la marcha»), es posible aplicar códigos y marcados claros sin detener la producción. En la práctica, la velocidad que realmente se puede alcanzar depende de factores como el material, el contenido del marcado, la profundidad o el contraste deseados y la potencia del láser. Sin embargo, los láseres de CO2 suelen ofrecer un método de marcado muy rápido y eficaz.

Su longitud de onda se sitúa en el rango infrarrojo, entre 9,3 y 10,6 μm.

Sí, pero solo en determinadas condiciones. Los metales puros (pulidos) reflejan intensamente el haz láser de CO2 en el rango de 10,6 µm, por lo que, generalmente, no es posible realizar un marcado directo sobre metal sin recubrimiento. Sin embargo, con un láser de CO2 se pueden marcar metales que tengan una superficie absorbente, como, por ejemplo, piezas metálicas pintadas de color oscuro o anodizadas. En estos casos, el láser evapora la capa superior de pintura u óxido y deja al descubierto una inscripción de contraste. Por el contrario, para el grabado directo sobre metal sin pintar (por ejemplo, acero o aluminio) se suelen utilizar láseres de fibra, ya que los materiales metálicos absorben mucho mejor la longitud de onda más corta de los láseres de fibra (aprox. 1,06 µm).

Los láseres de marcado de CO2 se utilizan en todos los sectores en los que es necesario marcar materiales no metálicos. Entre otros, los principales campos de aplicación se encuentran en la industria del automóvil y de suministro, la tecnología médica (p. ej., el marcado de dispositivos y carcasas de plástico), la industria electrónica (marcado de placas de circuito impreso y componentes), así como en la industria del embalaje y de bienes de consumo. Sus aplicaciones típicas son el marcado permanente de plásticos (interruptores, carcasas), el marcado de vidrio (botellas de bebidas, envases farmacéuticos), el marcado directo de embalajes (cajas de cartón, láminas) o el marcado de materiales orgánicos (p. ej., productos de madera, cuero). Allí donde se requieran marcados rápidos, sin contacto y resistentes a la abrasión en este tipo de materiales, los láseres de CO2 constituyen una solución de eficacia probada.

Los marcadores láser de CO2 generan marcados de alta resolución y gran nitidez, incluso con tamaños de letra muy pequeños o gráficos muy detallados. Gracias a la focalización precisa del haz y a un sistema óptico de alta calidad, los marcados se mantienen nítidos y fácilmente legibles (p. ej., códigos de barras legibles por máquina o códigos de matriz de datos). Además, los marcados láser suelen ser extremadamente duraderos: son resistentes a la abrasión, al calor, a los productos químicos y a la luz ultravioleta. Esta resistencia hace que el marcado con láser de CO2 sea perfecto para su uso en entornos industriales exigentes en los que se requiere un marcado de alta calidad y duradero.

Los marcadores láser de CO2 están diseñados para integrarse a la perfección en sistemas de producción. Pueden funcionar tanto de forma fija en un puesto de trabajo como en líneas de producción (p. ej., mediante cintas transportadoras). Muchos láseres de CO2 ofrecen diversas opciones de orientación del haz (p. ej., salida del haz a 0° o a 90°) y lentes focalizadoras intercambiables para campos de marcado de distintos tamaños, con el fin de adaptarse a las características estructurales de la instalación. A través de interfaces estándar (p. ej., Ethernet TCP/IP, E/S digitales para activación/control), pueden integrarse en los sistemas de control existentes. Además, hay disponibles modelos con categoría de protección IP54 u, opcionalmente, incluso IP65, lo que permite su uso también en entornos con polvo o humedad (p. ej., en la producción farmacéutica, alimentaria o de bebidas).

Los láseres de marcado de CO2 requieren muy poco mantenimiento. Los sistemas modernos utilizan tubos láser de CO₂ refrigerados por aire, que funcionan prácticamente sin necesidad de mantenimiento. A diferencia de muchos métodos de marcado convencionales, no se utilizan consumibles como tinta, etiquetas o cintas de tinta; solo se necesita electricidad y, en su caso, aire comprimido para la refrigeración o el lavado. De este modo, los costes de funcionamiento se mantienen bajos, y no se producen paradas para cambiar el material. En general, los marcadores láser de CO2 están diseñados para ofrecer una gran fiabilidad en el día a día de la industria y han demostrado su eficacia a lo largo de los años gracias a sus bajos costes de mantenimiento y funcionamiento.

Los marcadores láser industriales de CO2 pertenecen a la clase láser 4, ya que emiten radiación infrarroja invisible de alta energía que resulta peligrosa para los ojos y la piel. Por ello, es necesario cumplir unas estrictas medidas de seguridad. En la práctica, los láseres de CO2 suelen utilizarse en cabinas de protección cerradas o en puestos de trabajo con láser (clase láser 1), con el fin de proteger al personal de la luz directa del láser. Asimismo, es necesario disponer de un sistema de aspiración eficaz con filtros adecuados, ya que durante el proceso de láser —especialmente al marcar plásticos— pueden generarse vapores y partículas de polvo fino nocivos para la salud. Los usuarios deben cumplir la normativa legal vigente (p. ej., la norma DIN EN 60825 sobre seguridad láser y las directrices de seguridad laboral relativas a la calidad del aire) y recurrir a personal cualificado para el funcionamiento y el mantenimiento. Si se aplican correctamente todas las medidas de protección y se utilizan las carcasas de protección certificadas adecuadas, el funcionamiento de un láser de CO2 es seguro y fiable.

La principal diferencia radica en la fuente del láser y en la longitud de onda, lo que determina su idoneidad para distintos materiales. Los láseres de CO2 emiten luz infrarroja a aprox. 10,6 μm, que se absorbe especialmente bien por materiales orgánicos y no metálicos (p. ej., madera, papel, plásticos, vidrio). Los láseres de fibra, por su parte, generan luz láser a 1064 nm y, por lo tanto, son ideales para metales y para muchos plásticos con aditivos para láser. En la práctica, esto significa que: Los láseres de CO2 se utilizan preferentemente para el marcado de materiales no metálicos y recubiertos, p. ej., en los sectores del embalaje, la electrónica, la automoción y la tecnología médica, para plásticos, vidrio, caucho o superficies recubiertas. Por el contrario, losláseres de fibra son la mejor opción para el marcado directo de metal (acero, aluminio, metales preciosos, etc.) y se utilizan cada vez más en ámbitos en los que se requiere una gran profundidad de marcado o la máxima precisión sobre metal (p. ej., la tecnología médica, la fabricación de herramientas y maquinaria, la industria aeroespacial y la industria automovilística).