Dal laboratorio applicativo: a quale distanza dalla messa a fuoco è ancora possibile la leggibilità?

Di seguito troverete alcune considerazioni e una serie di immagini sulla marcatura di parti in movimento. Nella marcatura di parti in movimento - nota anche come"marcatura al volo" - oltre all'effetto ottico di defocalizzazione, entrano in gioco anche gli effetti della sincronizzazione tra il movimento del materiale e la deflessione del raggio. Questi effetti saranno trattati in un articolo separato. L'articolo è correlato a questo argomento: Marcatura del prodotto in movimento - Come funziona? e al video tutorial: "Suggerimenti e trucchi per lo shaft encoder". Di seguito ci limiteremo all'imaging ottico.

Se in una linea si producono prodotti di altezze diverse o se la stazione di marcatura è mobile e utilizzata su linee diverse, possono verificarsi problemi di messa a fuoco del raggio laser.

In ogni caso, è prassi comune regolare e verificare la distanza di lavoro. E questo è un bene. Tuttavia, è possibile "lasciare la chiesa nel villaggio" durante il processo. Dopo tutto, con un'abile scelta di lenti a campo piano, la regolazione della posizione di messa a fuoco non è una scienza missilistica, e in alcuni casi non è nemmeno necessaria.

L'esempio qui illustrato riguarda profili in PVC di diverse geometrie. Poiché a volte si utilizza un PVC morbido, la precisione della forma nella posizione di marcatura non è sempre costante.

Nel nostro laboratorio applicativo, il primo passo è stato quindi quello di determinare la velocità massima di marcatura con il laser della classe di potenza desiderata (in questo caso un_{laser CO2} Laser da 10 W).

Il risultato è visibile nella Figura 1: la velocità massima del nastro dell'estrusore può essere di 14 m/min con una lunghezza focale di 100 mm. La qualità della marcatura non presenta praticamente alcuna differenza tra l'impostazione a fuoco e quella a 5 mm fuori dal fuoco (Fig. 2).

Se, alla velocità massima di 14 m/min, un intero 10 per cento della lunghezza focale, cioè 10 mm, viene spostato fuori fuoco, la qualità della marcatura si riduce e la finestra di processo esce. (Fig. 3)

In questo caso, la "prestazione a distanza" non è più sufficiente per marcare in modo affidabile tutti i caratteri.

Tuttavia, poiché la velocità effettiva del processo del cliente è notevolmente inferiore e anche 5 m/min offrono ancora una certa riserva, la stessa sequenza di test è stata ripetuta a 5 m/min. Si può già dire che il processo è diventato molto più tollerante alla defocalizzazione.

In questo caso, la messa a fuoco era fuori asse di 15 mm. Poiché le prestazioni a distanza sono ancora sufficienti, il risultato della marcatura è molto buono, con una deviazione dalla posizione di messa a fuoco del 15% della lunghezza focale.

In effetti, la soglia della finestra di processo si trova ora a poco meno di 20 mm dalla messa a fuoco con la stessa potenza, la stessa lunghezza focale e una velocità ridotta a 5 m/min. È quindi quasi raddoppiata.

Infine, la lunghezza focale è stata portata a 200 mm mantenendo i 10 W e i 5 m/min.

La larghezza della linea di marcatura nel fuoco è leggermente aumentata e anche con una deviazione di 50 mm dalla posizione di messa a fuoco, è stato prodotto un risultato di marcatura accettabile (Figg. 6 e 7).

Ciò che costituisce una qualità di marcatura accettabile è quindi una questione di giudizio soggettivo, purché non sia richiesta la leggibilità dalla macchina. I risultati del test non devono essere interpretati nel senso che la messa a fuoco nel processo laser sia irrilevante. È importante applicare la necessaria attenzione. I processi di marcatura con prodotti in movimento sono più impegnativi da questo punto di vista rispetto alle marcature a prodotto fermo.

Ciò che colpisce, tuttavia, è l'ampio intervallo di regolazione che si può ottenere in questa applicazione semplicemente selezionando la lunghezza focale e regolando la velocità di marcatura.

Un'ampia scelta di lenti a campo piano consente di compensare le deviazioni causate da errori di posizionamento o da diverse altezze del prodotto entro i limiti indicati, senza bisogno di ulteriori spese tecnologiche o finanziarie.

Tuttavia, la misura in cui ciò è possibile deve essere chiarita caso per caso. Infatti, anche il materiale, la lunghezza d'onda, la velocità di marcatura e, non da ultimo, le aspettative del cliente hanno un'influenza significativa.

Se avete un'applicazione corrispondente, saremo lieti di lavorare con voi per verificare come ottimizzare il processo in termini di efficienza dei costi e di qualità. Parlate con i nostri esperti.