Desde el laboratorio de aplicaciones: ¿hasta qué punto es legible un desenfoque?
El marcado con radiación láser es un proceso establecido. No obstante, seguimos recibiendo preguntas sobre la tolerancia del proceso láser a las desviaciones de posición.
A continuación encontrará algunas consideraciones y una serie de imágenes sobre el marcado de piezas móviles. Cuando se marcan piezas móviles -también conocido como"marcado sobre la marcha"-, además del efecto óptico del desenfoque, también entran en juego los efectos de la sincronización entre el movimiento del material y la desviación del haz. Estos efectos se tratarán en otro artículo. El artículo está relacionado con este tema: Marcado de productos en movimiento - ¿Cómo funciona? y el videotutorial: "Trucos y consejos para el codificador rotatorio". A continuación, nos limitaremos a la imagen óptica.
Si en una línea se fabrican productos de diferentes alturas o la estación de marcado es móvil y se utiliza en diferentes líneas, pueden surgir problemas a la hora de enfocar el rayo láser.
En cualquier caso, es práctica habitual ajustar y comprobar la distancia de trabajo. Y eso es positivo. Sin embargo, se puede "dejar la iglesia en el pueblo" durante el proceso. Después de todo, con una elección hábil de la lente de campo plano, ajustar la posición de enfoque no es ciencia de cohetes, y en algunos casos ni siquiera es necesario.
En este ejemplo se utilizan perfiles de PVC de diferentes geometrías. Como a veces se utiliza PVC blando, la precisión de la forma en la posición de marcado no siempre es constante.
En nuestro laboratorio de aplicaciones, el primer paso consistió en determinar la velocidad máxima de marcado con el láser de la clase de potencia deseada (en este caso, unláser de CO2 de 10 W).
El resultado puede verse en la figura 1: la velocidad máxima de la cinta de la extrusora podía ser de 14 m/min con una distancia focal de 100 mm. Prácticamente no hay diferencia en la calidad del marcado entre el ajuste en foco y 5 mm fuera del foco (Fig. 2).
Si, a la velocidad máxima de 14 m/min, se desenfoca un 10% de la distancia focal, es decir, 10 mm, se reduce la calidad de marcado y se sale de la ventana de proceso. (Fig. 3)
En este caso, el "rendimiento a distancia" ya no es suficiente para marcar de forma fiable todos los caracteres.
Sin embargo, como la velocidad de proceso real del cliente es considerablemente inferior e incluso 5 m/min sigue ofreciendo cierta reserva, se volvió a crear la misma secuencia de prueba a 5 m/min. De antemano se puede afirmar lo siguiente: el proceso se volvió mucho más tolerante al desenfoque.
En este caso, el enfoque estaba desviado 15 mm. Como el rendimiento a distancia sigue siendo suficiente, el resultado del marcado es muy bueno, con una desviación de la posición de enfoque del 15% de la distancia focal.
De hecho, el umbral de la ventana de proceso se encuentra ahora a algo menos de 20 mm del foco con la misma potencia, la misma distancia focal y una velocidad reducida a 5 m/min. Por tanto, casi se ha duplicado.
Por último, se ha cambiado la distancia focal a 200 mm manteniendo los 10 W y los 5 m/min.
La anchura de línea del marcado en el foco aumentó ligeramente e incluso con una desviación de 50 mm de la posición del foco, se produjo un resultado de marcado aceptable (Figs. 6 y 7).
Por tanto, lo que constituye una calidad de marcado aceptable es una cuestión de juicio subjetivo, siempre y cuando no se exija legibilidad mecánica. Los resultados de las pruebas tampoco deben interpretarse en el sentido de que la focalización en el proceso láser sea irrelevante. Es importante aplicar el cuidado necesario. Los procesos de marcado con productos en movimiento son más exigentes en este sentido que los marcados en reposo.
Sin embargo, llama la atención el amplio rango de ajuste que puede conseguirse en esta aplicación simplemente seleccionando la distancia focal y ajustando la velocidad de marcado.
Una amplia selección de lentes de campo plano permite compensar las desviaciones debidas a errores de posicionamiento o a diferentes alturas del producto dentro de los límites indicados sin necesidad de mayores gastos tecnológicos o financieros.
No obstante, es preciso aclarar en cada caso hasta qué punto es posible hacerlo. Esto se debe a que el material, la longitud de onda, la velocidad de marcado y, por último pero no por ello menos importante, las expectativas del cliente también tienen una influencia significativa aquí.
Si tiene una aplicación concreta, estaremos encantados de comprobar con usted cómo se puede optimizar el proceso en términos de rentabilidad y calidad. Hable con nuestros expertos.
