Marcado con láser de fibra

Los láseres de fibra son láseres de estado sólido conocidos por su salida de alta potencia, velocidad y capacidad de marcado profundo. Debido a esta elevada potencia de salida, los láseres de fibra están especializados en estampar, marcar o grabar metales a gran velocidad. Sin embargo, los láseres de fibra son conocidos por su efecto térmico, que puede ser perjudicial cuando se marcan plásticos o se necesitan marcas de precisión en metales. Aquí es donde destacan las marcadoras láser híbridas, con una combinación de fibra y tecnología YVO₄, los láseres híbridos pueden generar altas potencias de salida para metales y altos picos de potencia para plásticos.

¿Qué es un láser de fibra?

Las marcadoras láser de fibra poseen una longitud de onda de 1090 nm, lo que las convierte en láseres IR (infrarrojos). Los láseres de fibra pueden marcar una amplia gama de materiales, aunque están optimizados para aplicaciones de marcado de metales. Su elevada potencia de salida las hace perfectas para aplicaciones de marcado profundo, así como para cualquier aplicación de marcado o procesamiento con requisitos de tiempos de ciclo ajustados.

En realidad, las marcadoras láser de fibra se basan en la misma tecnología utilizada para la comunicación a larga distancia (fibras ópticas). Un láser se amplifica eficazmente cuando viaja a través de una fibra óptica, lo que permite producir un láser de fibra de alto rendimiento.

¿Qué es una marcadora láser híbrida? - Fibra y YVO4

Una marcadora láser híbrida es una combinación de un láser de fibra y un láser YVO4. Los láseres de fibra son conocidos por su elevada potencia media, especialmente importante para el marcado profundo o los tiempos de ciclo ajustados, al mismo tiempo que mantienen una larga vida útil. Las marcadoras láser YVO4 son conocidos por la alta calidad de su haz, su potencia máxima y su versatilidad al marcar una amplia gama de materiales. El láser KEYENCE Hybrid se ha diseñado para aprovechar las fortalezas de ambas marcadoras láser. El oscilador incorporado (S-MOPA) ofrece las ventajas de ambas tecnologías, lo que proporciona al láser híbrido una potencia media elevada y una vida útil más larga, al mismo tiempo que le confiere la alta calidad del haz, la potencia de pico y la versatilidad general que proporciona el láser YVO4. Esto convierte a la marcadora láser híbrida en el láser más versátil y completo del mercado.

¿Qué es S-MOPA y por qué es importante?

Incorpora las ventajas de las marcadoras láser YVO4 convencionales y de láser de fibra (en comparación con el modelo KEYENCE convencional)

KEYENCE S-MOPA (Solid-state Master Oscillator Power Amplifier) es un oscilador láser de última generación que combina la alta calidad y la alta intensidad de los láseres YVO4 con la larga vida útil y las excelentes características de radiación de los láseres de fibra. Una característica única del S-MOPA es su construcción en dos etapas, en la que se utiliza un oscilador láser YVO4 (oscilador maestro) para generar el pulso, que luego es amplificado por un amplificador YVO4. Esto permite amplificar el pulso generado por el oscilador maestro manteniendo la elevada potencia de pico y la alta calidad del pulso.

Además, se utilizan diodos láser de bombeo de emisor único, una ventaja de los láseres de fibra. Esto proporciona una densidad térmica menor que los diodos láser multiemisores (diodos láser que tienen múltiples superficies emisoras de luz en un único chip semiconductor) de los láseres de estado sólido. Esto permite que el KEYENCE S-MOPA tenga una larga vida útil incluso siendo un láser de estado sólido.

Potencia máxima: fibra vs. híbrido

La principal diferencia entre los láseres híbridos y los de fibra son sus potencias máximas y sus anchos de pulso. La potencia máxima es la intensidad de la luz y el ancho del pulso es la duración de la luz. Los láseres híbridos tienen la característica de crear fácilmente luz con un pico alto y un pulso corto, que obtienen de la tecnología YVO4. Los láseres de fibra tienen la característica de crear fácilmente luz con un pico bajo y un pulso largo. Al someter materiales a un láser, los resultados del tratamiento varían mucho en función de las diferencias de pulso.

El pico alto y el pulso corto permiten que la luz reaccione mejor con el material con un efecto térmico muy limitado. Esto permite marcar una gama más amplia de materiales, especialmente metales y plásticos sensibles al calor, con un alto contraste y un efecto térmico mucho menor. El pico bajo y el pulso largo provocan un efecto de calor mucho mayor en los materiales marcados, por lo que es mucho más difícil marcar plásticos o materiales sensibles al calor sin quemarlos o carbonizarlos. Por otro lado, el pico bajo y el pulso largo permiten marcar en profundidad o penetrar en materiales más duros con tiempos de ciclo más rápidos que su homólogo.

Marcado de contraste en resina blanca

Láser YVO4

Láser de fibra

Marcado de niquelado

Láser YVO4

Láser de fibra

Marcado de SUS

Láser YVO4

Láser de fibra

Calidad del haz: fibra vs. híbrido

La calidad del haz de una marcadora láser es extremadamente importante porque puede determinar la concentración de energía y la eficacia general del láser. La calidad de un haz se mide con un valor M2. Cuanto más se acerque este valor a 1, mayor será la calidad del haz. Esta también es una de las diferencias entre las marcadoras láser híbridas y las de fibra. El oscilador YVO4 del láser híbrido genera un haz con un valor M2 inferior a 1.3, que es significativamente mejor que el estándar de fibra de alrededor de 2.

La razón por la que esto es importante es que cuanto mejor sea la calidad del haz, más uniforme será la marca y mayor será la profundidad de foco. La profundidad de foco es un factor importante para el rendimiento básico con el fin de lograr y mantener la calidad de marcado. Cuando se utiliza en combinación con la función de seguimiento Z, también se obtiene una tolerancia muy alta a la desviación de altura, una de las preocupaciones o problemas más comunes con el marcado láser en general.

Marcadora láser de fibra KEYENCE

Serie MD-X

Versatilidad de marcado: comparación de todos los láseres

La combinación de la tecnología de fibra y la tecnología YVO4 convierte al láser híbrido en uno de los láseres más versátiles del mercado. Con S-MOPA, alta potencia de pico, corta duración del pulso y alta calidad del haz, el láser híbrido puede marcar casi todos los materiales. A continuación se muestra la comparación de la eficacia de los láseres UV, híbrido, de fibra y CO2 para marcar diversos materiales.

Selección del material

Nombre del material Marcadora láser UV
Serie MD-U
Marcadora láser híbrida
Serie MD-X
Marcadora láser de fibra
Serie MD-F
Marcadora láser de CO2
Serie ML-Z
Resina EP (resina epóxica) muy buena muy buena buena buena
ABS (resina ABS) muy buena muy buena buena posible
PBT muy buena muy buena buena posible
PA muy buena buena posible buena
PC (policarbonato) muy buena buena buena buena
PP (polipropileno) muy buena buena posible buena
PE (polietileno) muy buena buena posible buena
PET muy buena no es posible no es posible muy buena
PPS muy buena buena posible buena
PS (poliestireno) muy buena buena posible buena
PI (poliimida) muy buena posible posible posible
PVC (cloruro de polivinilo). muy buena buena buena muy buena
Vidrio epoxi muy buena buena buena buena
Metal SUS (acero inoxidable) buena muy buena muy buena no es posible
Fe (hierro) buena muy buena muy buena no es posible
Al (aluminio) buena muy buena muy buena no es posible
Ni (níquel) muy buena buena buena no es posible
Cu (cobre) muy buena buena posible no es posible
Au (oro) muy buena buena posible no es posible
Otros Cerámica muy buena buena buena buena
Si (silicio) muy buena buena posible posible
Papel buena buena buena muy buena
Goma muy buena muy buena muy buena muy buena
Vidrio buena no es posible no es posible muy buena
Madera posible posible posible muy buena

*Las evaluaciones de los símbolos que figuran en la tabla varían según el estado y los aditivos del objetivo, así como de las condiciones establecidas. Utilice esta información como ejemplos normales

Función láser de fibra: marcado láser de alta potencia

Un láser de fibra marca calentando el material hasta un punto de vaporización, lo que deja una marca profunda. Los láseres de fibra tienen una potencia de salida mucho mayor que las marcadoras láser convencionales. Como resultado, son capaces de realizar la mayoría de las aplicaciones a un ritmo mucho más rápido. Elija una marcadora láser de fibra cuando necesite una marca rápida o un marcado profundo en metal.

Cómo elegir la mejor máquina de marcado por láser de fibra

La elección de su máquina de marcado por láser de fibra depende del tamaño de su producción, la complejidad de los diseños y el tipo de marcado. Analicemos cada una de ellas en profundidad.

Volumen de la producción

Si tiene bajo volumen de producción y piezas pequeñas, puede elegir una marcadora láser de fibra de mesa de trabajo. Estos sistemas láser no están integrados en una línea de proceso y requieren un cambio manual, lo que suele denominarse marcado "fuera de línea".

Como alternativa, si se dedica a la producción en serie o al marcado de piezas grandes, elija una máquina de marcado por láser de fibra automatizada. Las marcadoras láser automatizadas se integran en la línea de proceso y realizan tareas repetitivas, lo que suele denominarse marcado "en línea".

Diseños complejos

El tipo de diseños que necesite marcar con su láser determinará el tipo de software y rayo que necesita. Si desea crear diseños personalizados o elaborados, necesitará una máquina de marcado por láser de fibra con un software de alta calidad que pueda imitar esos diseños. Además, si tiene previsto marcar una superficie curva o que tenga algún cambio de profundidad, se beneficiará de un rayo láser que grabe en 3 ejes.

Tipo de marcado

Si busca una marcadora láser que pueda marcar con profundidad o en materiales duros, necesitará un láser de pico bajo y pulso largo. En cambio, si necesita mayor calidad y precisión o marcar sobre materiales sensibles, debe optar por un pico alto y un pulso corto.

Presentación del producto

Marcadora láser de fibra de 3 ejes de la serie MD-F

50 W/30 W Alta potencia

La elevada potencia de salida del láser de fibra MD-F permite realizar marcados profundos y procesamiento de alta velocidad.

Control de escáner para cada aplicación

Las marcadoras láser de fibra MD-F optimizan el movimiento de su escáner, lo que proporciona mejores marcas en menos tiempo para casi todas las aplicaciones.

Cabezal sin ventilador y resistente al medio ambiente

Las grabadoras láser de fibra MD-F están aisladas del entorno (clasificación IP64) y cuentan con un cabezal de marcado sin ventilador, lo que les confiere la robustez necesaria para funcionar en entornos sucios, polvorientos, húmedos y aceitosos.

Control de 3 ejes

El control de 3 ejes es una función de la marcadora de láser de fibra MD-F que permite cambiar de forma variable el punto focal del láser en todo el campo de marcado. La mayoría de las máquinas de láser de fibra tienen puntos focales fijos, lo que provoca un procesamiento distorsionado porque el haz no puede marcar el objetivo de manera uniforme. Sin embargo, el punto de haz láser de fibra ajustable puede realizar marcas sin esfuerzo en todo el campo de marcado sin distorsión. Incluso marca formas tridimensionales como cilindros, pendientes, esferas, etc., sin necesidad de movimiento externo de las piezas.

Corrección automática de posición y foco Marcadora láser híbrida de 3 ejes de la serie MD-X

Visión incorporada

La serie MD-X contiene una cámara dentro del cabezal de marcado láser que puede identificar automáticamente la forma de un objetivo. A continuación, la marcadora láser puede ajustar las desviaciones X, Y y theta para garantizar que la posición de marcado sea siempre correcta. El sistema de marcado es incluso capaz de distinguir entre piezas y marcar cada una de ellas en consecuencia.

Enfoque automático en cualquier lugar

La marcadora láser MD-X viene equipada de serie con un sensor de distancia incorporado que permite realizar correcciones focales automáticas. Elimine los ajustes manuales de altura debidos a las variaciones de las piezas en unos sencillos pasos.

Análisis basado en datos

La MD-X utiliza el mantenimiento predictivo para eliminar los problemas antes de que se produzcan. En el improbable caso de que se produzca un defecto de marcado, la marcadora láser cuenta con una amplia gama de herramientas de diagnóstico para identificar la causa raíz y aplicar contramedidas.

Diferencias entre el láser de CO2 y el de fibra

Tanto el láser de CO2 y el de fibra utilizan luz infrarroja. Sin embargo, se procesan de forma diferente. Los láseres de fibra utilizan una longitud de onda de 1090 nm, mientras que los láseres de CO2 utilizan 10 veces esa longitud de onda, 10600 nm. Debido a la drástica diferencia en las longitudes de onda, los láseres de fibra y CO2 se destinan generalmente a aplicaciones muy diferentes.

El elevado calor de los láseres de CO2 los hace óptimos para marcar objetivos transparentes que no absorben la luz de los láseres de fibra. Del mismo modo, los láseres de fibra pueden marcar metales que no absorben la luz del láser de CO2.

Sin embargo, ambos láseres son excelentes para el corte por láser. Tanto una máquina láser de CO2 como una de fibra sobresalen en el corte debido a su alta potencia de salida.

Diferencias entre el láser UV y el de fibra

Los láseres UV y de fibra utilizan métodos de procesamiento diferentes; por lo tanto, estos láseres no son intercambiables. Mientras que el láser de fibra utiliza un láser infrarrojo con una longitud de onda de 1090 nm para calentar los materiales, los láseres UV utilizan un láser UV de 355 nm. Además, en lugar de viajar a través de una fibra, los láseres UV viajan a través de dos cristales para alcanzar el punto final del haz.

Dado que estos láseres utilizan métodos diferentes, procesan materiales completamente distintos. Dado que la longitud de onda de 355 nm de un láser UV se absorbe fácilmente, procesa el material mediante degradación fotolítica o "marcado en frío", lo que permite un marcado de alto contraste con un impacto térmico mínimo o nulo en el producto que se está marcando. Debido a la ausencia de estrés térmico, los láseres UV se utilizan habitualmente en materiales sensibles como papel, plástico, resina y cartón. Se utilizan habitualmente para la comercialización de metales en industrias específicas en las que no se puede comprometer el acabado superficial, la profundidad y las propiedades materiales de los productos.

Seguridad de las máquinas de láser de fibra

Los láseres de fibra están clasificados como láseres de Clase 4/Clase IV por la FDA y la IEC. Clase 4 significa que la exposición de la piel y la visión indirecta/directa de un láser de fibra son potencialmente peligrosas.

Medidas de seguridad integradas en la marcadora láser de fibra de KEYENCE

Muchos láseres de fibra incorporan medidas de seguridad para evitar daños. El láser de fibra de KEYENCE incluye un control de llave, advertencia de emisión de radiación, un obturador láser, un terminal de entrada de parada de emergencia, una opción de restablecimiento manual, junto con seguridad redundante a través de un contactor que cumple con el estándar ISO 13849-1.

Control de llave

El láser de fibra de KEYENCE se enciende y apaga con solo girar una llave.

Advertencia de emisión de radiación

Un indicador de emisión de radiación láser se ilumina cuando el interruptor de llave enciende la marcadora láser.

Obturador láser

Cuando el láser de fibra está encendido, un obturador encierra el haz para evitar la emisión del haz láser.

Parada de emergencia

El láser de fibra incluye dos terminales de entrada. Si se abre uno, el láser se detiene automáticamente.

Restablecimiento manual

Si se produce un error en el láser, este debe volver a encenderse manualmente. El control manual impide que el láser se encienda cuando no se resuelve un error.

Cumplimiento con el estándar ISO 13849-1
Las marcadoras láser de KEYENCE pueden cumplir con el estándar ISO-1 y alcanzar el PLe, el grado de rendimiento más alto.

Medidas de seguridad organizativas para el uso de máquinas láser de fibra óptica

Ubicación de la máquina de láser de fibra

Coloque siempre una señal de advertencia a la entrada del área del láser. La señal alertará a todo el personal para que respeten los estándares de seguridad láser. Además, asegúrese de que existe un sistema de ventilación local si su marcadora láser emite gases.

Ropa y lentes de protección para máquinas de láser de fibra

Siempre use ropa protectora y lentes de protección ocular que cubran la mayor parte posible de la piel cuando utilice un láser de fibra. Asegúrese de que los lentes de protección estén fabricados específicamente para láseres de fibra.

Sistema de gestión de la seguridad de máquinas de láser de fibra

Antes de instalar el láser, designe a un responsable de la seguridad del láser. Su responsable de seguridad del láser debe tener conocimientos previos y experiencia con una máquina de marcado láser de fibra y la seguridad relacionada.

Un responsable de seguridad del láser se encarga de lo siguiente:

  • Establecer medidas de prevención de emisión de láser de fibra.
  • Configuración de la ubicación del láser de fibra.
  • Gestión de llaves, equipos de protección y capacitación.