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La durabilidad del marcado láser está determinada por el tipo de láser, las características del material, la profundidad del marcado y el mecanismo de deformación superficial. Los principales modos de marcado incluyen decoloración superficial, micrograbado, re-solidificación por fusión y grabado profundo. Diferentes láseres presentan distintas características de absorción de energía en metales, plásticos, vidrio y materiales orgánicos; por lo tanto, la durabilidad varía en consecuencia.
I. Durabilidad del Marcado Láser de Fibra
Los láseres de fibra suelen operar con una longitud de onda de 1064 nm y son adecuados para materiales metálicos, ofreciendo una alta eficiencia de acoplamiento energético en superficies metálicas. Sus principales modos de marcado incluyen decoloración por óxido, fusión superficial, grabado superficial y grabado profundo.
1. Materiales metálicos
Acero inoxidable, acero al carbono, aluminio, cobre
Los láseres de fibra pueden alcanzar profundidades de grabado de 0,01 a 0,5 mm (dependiendo de la potencia y los pases de escaneo). El grabado profundo se considera una marca permanente en materiales metálicos y teóricamente puede durar toda la vida útil del material, sin verse afectado por fricción, corrosión o degradación por UV.
La decoloración superficial (como marcas negras o marcas de color) se basa en la modificación de la capa de óxido; su durabilidad disminuye bajo desgaste intenso o ambientes corrosivos, pero permanece estable durante varios años en condiciones normales.
2. Materiales plásticos
Los láseres de fibra provocan reacciones de carbonización, espumado o decoloración en los plásticos. Debido a los límites de resistencia térmica de los sustratos plásticos, la profundidad de marcado suele ser inferior a 0,05 mm.
La durabilidad depende de la resistencia a los rayos UV del plástico y de la temperatura ambiente, generalmente dura entre 3 y 10 años.
La exposición prolongada al exterior puede causar envejecimiento del sustrato, reduciendo la visibilidad de la marca.
II. Durabilidad del marcado con láser UV
Los láseres UV operan a 355 nm y realizan un "procesamiento en frío", adecuado para polímeros, vidrio y algunos metales. La reacción superficial principal es la ruptura fotoquímica de enlaces con una zona afectada por el calor mínima.
1. Materiales plásticos
Los láseres UV producen marcas de alto contraste en plásticos con decoloración uniforme y bordes finos de caracteres.
La profundidad de marcado es típicamente <0,02 mm.
La durabilidad depende de la resistencia del material a la fotodegradación, generalmente durando más de 5 a 10 años.
Los láseres UV no son adecuados para grabado profundo; por lo tanto, su resistencia a la abrasión es menor que la del grabado profundo con láser de fibra en metales.
2. Materiales de vidrio
Los láseres UV pueden crear estructuras de microgrietas o grabado superficial en superficies de vidrio con profundidades de marcado de aproximadamente 0,005 a 0,03 mm.
Este tipo de marcado es permanente y no se desvanece con el tiempo.
La estabilidad a largo plazo es típica en vidrio óptico, vidrio farmacéutico y marcado en vidrio electrónico.
3. Materiales metálicos
Los láseres UV generan un rugosizado o decoloración extremadamente superficial en metales, con profundidad limitada.
La durabilidad es insuficiente para entornos de alta fricción.
Se utiliza comúnmente para marcas de alta precisión, como códigos QR y números de serie, pero no para grabado profundo.
III. Durabilidad del marcado con láser CO₂
Los láseres CO₂ funcionan a 10,6 μm, con alta eficiencia de absorción en materiales orgánicos. Son adecuados para madera, cuero, papel, vidrio y cerámica.
1. Madera, Cuero, Papel
El mecanismo de marcado implica carbonización o ablación, con profundidades que varían entre 0,1 y 1 mm.
Estas marcas son permanentes, pero en entornos de alta fricción o humedad, el envejecimiento del material puede hacer que la marca se desvanezca.
En condiciones interiores, pueden permanecer estables durante muchos años.
2. Vidrio
Los láseres de CO₂ crean un efecto mate en la superficie del vidrio mediante microfracturas.
Esta marca es permanente y no se desvanecerá con el tiempo.
La capa rugosa puede pulirse parcialmente mediante fricción mecánica intensa, pero es difícil de eliminar por completo.
3. Plásticos
Los plásticos presentan grandes variaciones en la absorción de la energía del láser de CO₂. El marcado ocurre mediante fusión, vaporización o decoloración.
La profundidad del marcado es superficial y la durabilidad depende de la velocidad de envejecimiento del plástico.
En comparación con los láseres UV, la precisión en los bordes es menor, pero la durabilidad es similar, generalmente de unos 3 a 10 años.
IV. Factores que afectan la duración del marcado
1. Profundidad de grabado: grabado profundo > grabado superficial > decoloración superficial.
2. Tasa de absorción del material: una mayor absorción da como resultado un marcado más estable.
3. Propiedades de oxidación superficial o recubrimiento: los recubrimientos pueden desgastarse, reduciendo la durabilidad de la marca.
4. Factores ambientales: la exposición a UV, la corrosión química y la abrasión mecánica reducen el contraste.
5. Coincidencia de longitud de onda entre láser y material: la selección correcta de la longitud de onda mejora la estabilidad del marcado.
