Gravação a laser: processo, tipos, materiais e usos

“O laser grava logotipos, números de peças ou padrões em vários materiais, mantendo o apelo estético.”

A gravação é o melhor método para criar sinais, logotipos, textos, padrões e letras em superfícies de trabalho. Diferentes métodos de gravação são usados ​​na fabricação, como a gravação mecânica, gravação a laser, gravação a laser, etc.

O método de gravação a laser é especialmente popular para peças metálicas em diversas aplicações. Um feixe de laser incide sobre a peça e vaporiza seletivamente o material para gravar a superfície. Além disso, o uso de lasers CNC proporciona um nível mais elevado de exatidão e precisão. 

Entender o conceito de gravação, técnicas, tipos e outros aspectos ajuda a tomar melhores decisões e atingir resultados ótimos. Este artigo discutirá o mecanismo de trabalho, materiais compatíveis, aplicações, etc.

O que é Gravação a Laser?

É o processo de criação de marcas permanentes profundas na superfície do material por remoção de material sem contato (sem cisalhamento). A gravação a laser usa fontes de laser de CO₂ ou fibra que se movem precisamente ao longo de um caminho ou padrão especificado, derretendo e vaporizando o material a uma certa profundidade. O tipo de fonte de laser depende do tipo de material, o CO₂ é adequado para gravura em metal e fibra para peças não metálicas.

A história da gravura é prevista para 500,000 anos atrás, no início do estágio da pedra. Acredita-se que as pessoas costumavam gravar sinais com pedras naquela época. Mais tarde, ela se torna uma das principais tecnologias da civilização com o início da Era do Metal. Até o início de 1900, a gravura mecânica era popular em todos os lugares, de moedas (moeda) a itens industriais.

Em 1950, a gravação a laser foi usada pela primeira vez na fabricação de aeronaves após a tese da tecnologia a laser de Albert Einestines apresentada no final da década de 1910. No entanto, a primeira máquina comercial foi introduzida no mercado somente após a década de 1960. Então, essa tecnologia está continuamente evoluindo suas capacidades ao longo do tempo. 

Atualmente, você pode ver os logotipos de marca permanentes, sinais, padrões, texto e letras projetados, artesanato e recursos em vários produtos metálicos e não metálicos, gravando números de chassis em veículos para designs em itens de joalheria. Eles são gravados a laser para precisão, exatidão e durabilidade.

Como funciona a gravação a laser?

Como mencionamos acima brevemente sobre como a gravação a laser funciona, um feixe de laser causa um impacto na peça de trabalho, e o calor intenso derrete os materiais para formar os recursos de gravação. No entanto, a configuração e o processo detalhado são muito mais abrangentes do que parecem. 

Funcionamento da gravação a laser 

A Gravação CNC A configuração envolve dois ou mais espelhos (normalmente três) e um dispositivo de focalização para concentrar o feixe antes que ele saia da cabeça do laser. Assim, o feixe da fonte de laser de baixa potência é focalizado na lente após refletir por múltiplos espelhos. O programa CNC controla o movimento e o disparo dos feixes de laser, proporcionando um alto nível de precisão, de até 0.004 polegadas. 

O sistema opera ao longo dos eixos X, Y e Z, garantindo uma gravação precisa e detalhada ao controlar o movimento do cabeçote do laser e o posicionamento da peça de trabalho. Enquanto isso, a potência da fonte do laser, a velocidade, a distância focal e o número de vezes que o feixe de laser passa decidem a profundidade da gravação. Você pode definir essas variáveis ​​na máquina. Além disso, o ar comprimido é aplicado durante a gravação para remover detritos e evitar a contaminação da lente. 

Para uma melhor ilustração de como funciona a gravação a laser, vamos analisar as etapas do processo de gravação; 

Etapas do processo de gravação a laser 

O processo envolve gravar o design CAD convertendo-o em instruções legíveis por máquina, chamadas de arquivos vetoriais. As etapas a seguir elaboram como você pode gravar material com um laser;

• Desenho

O primeiro passo é projetar os recursos de gravação em softwares de computador como AutoCAD, Linkspace, LigthBurn, etc. O projeto deve ilustrar o formato, o tamanho, a profundidade, as tolerâncias e outras informações técnicas. 

• Design para instruções 

Em seguida, a máquina de gravação a laser converte esse design em instruções para o movimento da cabeça do laser, chamadas de arquivos raster ou Vector. Essas instruções incluem caminho do laser, repetição do feixe, velocidade, etc. 

• Preparação de Material 

A peça de trabalho deve ser completamente limpa sem quaisquer detritos, contaminações ou rebarbas. Em seguida, você também precisa considerar as capacidades materiais das máquinas disponíveis. Alguns lasers só podem trabalhar com materiais específicos. 

• Configuração da máquina 

A configuração para o processo de gravação a laser normalmente envolve palmas de trabalho, configuração do laser e alinhamento. Variáveis ​​de gravação como velocidade, potência da fonte, frequência e distância focal devem ser otimizadas com base em seus requisitos. Você também pode executar o teste em peças de trabalho de sucata antes de iniciar o processo real. 

• Gravura 

Agora, a cabeça do laser se move no caminho pré-determinado com múltiplas passagens seguindo as instruções da máquina. Essa automação reduz o tempo de inatividade, aumenta a precisão e torna o processo mais econômico.

Gravação a laser e marcação a laser são o mesmo processo?

Gravação a laser vs. gravação vs. marcação 

Embora tanto a gravura quanto marcação a laser Embora os processos utilizem fontes e configurações semelhantes, a marcação a laser não envolve a remoção de material nem a criação de padrões ou formas na superfície com cavidades. Em vez disso, o laser descolore permanentemente a superfície com um padrão projetado. Cada material possui um espectro de absorção de laser único, que se altera em diferentes cores após a interação com o laser. O espectro de cores pode apresentar respostas diferentes de acordo com a fonte de laser, a potência nominal e os comprimentos de onda. Você também pode criar logotipo de gravação a laser, códigos QR e sinalização. 

Portanto, você pode considerar a gravação a laser como uma das tipos de marcação a laser Em termos de aplicações, sim, mas, essencialmente, não são o mesmo processo.

Materiais de gravação a laser

Materiais comuns de gravação a laser 

Um laser pode gravar metal, plástico, couro, compostos, madeira e tecido. No entanto, o tipo de laser e as variáveis ​​de processamento são diferentes para eles. Isso ocorre porque materiais distintos de gravação a laser reagem com feixes de laser de forma única. Por exemplo, os baixos pontos de fusão dos plásticos tendem a mostrar mais efeitos térmicos do que os metais.

O metal é gravado com fontes de laser de fibra para melhores resultados, enquanto o CO₂ é popular para madeira. Enquanto isso, os plásticos podem ser gravados com CO₂ e fibra. Diferentemente das técnicas convencionais, ele pode gravar até mesmo materiais duros com qualquer nível de complexidade. 

Metais

Quase todos os metais e ligas são compatíveis com o processo de gravação a laser, e são o material mais usado para gravação. A potência de laser certa pode processá-los efetivamente, de alumínio macio a aço endurecido. 

• Aço inoxidável
• Alumínio:
• Resina
• Cobre
• Titânio
• Gold
• Silver
• Alumínio anodizado
• Níquel
• Cromo, etc. 

Plásticos

Tanto os termofixos quanto os termoplásticos podem ser gravados a laser. Além disso, a gravação a laser em acrílico é a mais popular devido à sua resistência, capacidade de suportar impactos e durabilidade, sendo utilizada em diversas aplicações, desde sinalização até painéis de exibição. Plásticos mais espessos representam um desafio maior do que a gravação em metal, pois o material plástico ao redor pode acumular calor e afetar a precisão. Gravação a Laser em Plástico Requer configurações adequadas de potência e velocidade para obter resultados limpos e precisos sem danificar a superfície.

• Acrílico
• ABS (acrilonitrila butadieno estireno)
• Polycarbonate
• Polietileno (PE)
• Nylon
• Delrin (Acetal), etc. 

Madeira

Várias artes, artesanatos, padrões, itens decorativos e até joias são feitos com gravação a laser em madeira. A baixa potência (tipicamente <100) pode queimar e erodir precisamente a superfície da madeira na profundidade desejada. Enquanto isso, nogueira e bordo são duas madeiras altamente adequadas para esse processo. 

Outros materiais de gravação a laser

Além disso, madeira, metal, ligas e plásticos, outros materiais de gravação a laser são;

• Fibra de carbono, vidro, polímero reforçado com kevlar
• Borracha de silicone
• Couro genuíno, sintético e camurça 
• Cardstock

Quais são os tipos de gravação a laser?

A classificação pode ser feita com base em dois critérios: meio laser e aplicação específica. Vamos discutir. máquinas de gravação a laser sob essas duas classificações;

Baseado na fonte de laser

Significa qual é a fonte de luz para o laser; muitas vezes também considerada como a tipos de máquinas de gravação. Os fabricantes também definem as máquinas de gravação pelo tipo de fonte de laser usada na máquina.

Gravação a laser de CO₂

Ele usa CO₂ como meio de laser, e um feixe infravermelho emerge desse gás com um comprimento de onda de 10.6 micrômetros. Um laser de CO₂ funciona com materiais de gravação a laser não metálicos, como acrílico, madeira, borracha e vidro, couro, etc.

Gravura a laser de fibra 

Um cabo de fibra óptica especial que é dopado com elementos de terras raras como érbio ou itérbio é usado em lasers de fibra como meio ativo. É altamente eficiente, compacto e ideal para gravação de precisão em metal. Ele oferece gravação de alta velocidade e é compatível com ligas duras. Mas tem usos mínimos em gravação não metálica. Os lasers de fibra podem ser caros e exigem espaço de trabalho aberto ou ventilado para eliminar o risco de fumaça ou gases.

Laser de diodo 

Como o nome sugere, ele usa diodos semicondutores como meio de laser. Quando a eletricidade passa pelo diodo, ele emite luz laser ainda mais concentrada em uma lente focal antes de atingir a superfície da peça de trabalho.

Os lasers de diodo são adequados para gravações de tamanho pequeno e as gravações também vêm na forma de máquinas de mesa ou portáteis. Eles produzem a superfície gravada lisa, semelhante aos lasers de fibra. No entanto, os lasers de diodo têm capacidade limitada para gravações grandes e profundas.

Além disso, os LASERS UV e ND: YAG também são usados ​​para tarefas de gravação. 

Com base em recursos de gravação a laser

Relevo, profundidade, imagem ou outra classificação baseada em características para tipos de gravação a laser. A tabela abaixo elabora brevemente as características desses tipos; 

Quais são as vantagens da gravação a laser?

A gravação a laser não envolve contato físico entre a ferramenta e o material, embora os efeitos térmicos possam ser maiores. Elimina o risco de deformação por cisalhamento e imprecisão devido ao desgaste da ferramenta. Além disso, outros benefícios importantes são:

• Recursos gravados altamente precisos e exatos

Quaisquer que sejam as técnicas ou métodos descritos acima, o processo de gravação a laser fornece maior precisão e exatidão. Os gravadores a laser CNC e automatizados avançados alcançam tolerância apertada em comparação com técnicas convencionais de gravação ou fabricação a laser.

• Velocidade de gravação

A alta velocidade de gravação a laser aumenta a eficiência da produção e reduz o custo de fabricação por unidade. Também é benéfico para indústrias ou empresas que exigem um retorno rápido. 

• Compatível com diversos materiais

Com a máquina a laser adequada e controle preciso de potência, grava metais, madeira, plásticos, compósitos, vidro, borracha, couro e tecido. Isso a torna uma solução prática para uma ampla gama de aplicações, incluindo personalização de produtos, marcação de identificação e... Peças metálicas gravadas a laser.

• Operações simples

Comparado à gravação mecânica e outras técnicas de usinagem a laser, é um processo mais simples. A cabeça do laser segue o caminho e grava os designs desejados. 

• Padrões estreitos e limpos 

O laser produz uma superfície gravada limpa e sem rebarbas, incluindo materiais duros e designs estreitos. 

• A durabilidade

Os componentes gravados a laser duram vários anos e a gravação não desbota com o tempo. Então, é uma solução confiável. 

Quais são as aplicações de gravação a laser?

Aplicações de gravação a laser 

Troféus, sinalizações, códigos de barras, marcas comerciais, números de identificação, instruções de montagem e muitas outras gravações são feitas com lasers. Então, tem diversas aplicações industriais.  

Troféus Gravura

Em troféus metálicos e não metálicos, o laser grava símbolos atraentes, logotipos, letras e outras informações em troféus de madeira, vidro ou metal. Você pode usá-lo para troféus, prêmios e medalhas simples a altamente intrincados e personalizados. 

Logotipos e símbolos de marca 

A gravação a laser, precisa e sem rebarbas, torna-se uma opção prática para adicionar marcas, logotipos e nomes de marcas permanentes a diferentes produtos. Muitas indústrias utilizam essa tecnologia. Logotipos gravados a laser Porque proporcionam detalhes nítidos, resultados duradouros e um acabamento profissional sem danificar a superfície da peça.

• Nomes, símbolos e logotipos de marcas de veículos
• Logotipos em dispositivos eletrônicos como laptops, tablets, smartphones e gabinetes elétricos.
• Logotipos de marcas de joias de luxo
• Embalagens e produtos promocionais

QR e códigos de barras

O código de barras permanente e QR em acrílico, vidro e metais para diversos propósitos, seja um QR para pequenas empresas ou códigos de barras informativos em componentes industriais. A razão pela qual um laser é ideal para gravar esses códigos é que ele pode replicar precisamente o padrão e durar mais tempo sem desbotar.

Dispositivos e componentes médicos

Dispositivos e componentes médicos precisam de números de identificação ou letras claras para suas operações seguras e eficazes. O laser pode gravar isso mesmo em pequenos componentes com efeitos mínimos de processo, como deformação. 

Moldes e matrizes

Aplicações de gravação a laser também têm um papel essencial na criação de recursos complexos como pequenas cavidades, ranhuras ou outros recursos. O laser também pode fazer recursos em molde ou matriz se a peça final precisar de símbolos, letras ou números em relevo.

Leia mais: O que é marcação a laser em extrusão de plástico? 

Você precisa de peças personalizadas para gravação a laser?

Na Boda nós entregamos o serviço de gravação a laser combinando máquinas avançadas de gravação a laser (CO₂, fibra, diodo, etc.), a experiência de nossos engenheiros e um profundo entendimento dos requisitos dos clientes. Podemos personalizar designs personalizados gravados em mais de 200 materiais projetados. Então, se você precisa de logotipos precisos, sinalização, QR Codes, números e letras, artes criativas, joias ou qualquer um dos seus designs personalizados, carregue seu design e solicite um orçamento! 

Conclusão

De modo geral, a gravação a laser é amplamente utilizada em aplicações industriais, artísticas, publicitárias e de joalheria. Sua capacidade de trabalhar com diferentes materiais, criar detalhes finos e reproduzir designs complexos com consistência a torna um método de marcação confiável. Seja para logotipos, números de série, textos ou padrões decorativos, um profissional pode realizar o trabalho com precisão. serviço de gravação a laser Pode fornecer resultados permanentes e precisos em uma ampla gama de peças e produtos. Entre em contato conosco hoje mesmo para obter um orçamento online gratuito e instantâneo!

Perguntas Frequentes

Posso usar qualquer tipo de máquina de gravação a laser no meu projeto?

Sua escolha do tipo de máquina de gravação a laser depende do material da peça de trabalho. O laser de CO₂ é adequado para gravação não metálica e os lasers de fibra são ideais para gravação metálica. Enquanto isso, os lasers de diodo realizam pequenas tarefas de gravação com eficiência. 

Como ajustar o cabeçote do laser de gravação?

A distância focal entre a lente do laser e a superfície da peça de trabalho decide o posicionamento do cabeçote do laser. Então, use uma ferramenta de foco ou siga as diretrizes do fabricante para posicionar o cabeçote do laser com precisão. 

Quais materiais são possíveis de gravar com o raio laser?

Os lasers podem gravar metais, ligas, compostos, termoplásticos, termofixos, borracha, tecido e couro; com base em suas propriedades de absorção.

Por que usar laser para gravar placas, logotipos e códigos QR?

É um processo de remoção de material sem contato que cria placas, logotipos e códigos QR permanentes de alta resolução em diversos materiais.