¿Qué es el grabado láser? Proceso, tipos y guía

En Yonglihao Machinery, un empresa de prototipado rápido, Apoyo el desarrollo de productos de principio a fin. Nuestro servicios de corte por láser Son uno de nuestros procesos diarios principales. El grabado láser suele ser el siguiente paso. Tras cortar una pieza, los clientes necesitan logotipos, identificaciones o marcas de trazabilidad duraderos. Esta guía se centrará en qué es el grabado láser, cómo funciona y cómo elegir el método adecuado para su material y marca.

¿Qué es el grabado láser?

El grabado láser es un proceso sin contacto. Remueve material para crear una marca permanente con una profundidad real. Esta profundidad física es su principal característica. Permite que las marcas grabadas resistan mejor la manipulación, la abrasión y otros factores que las marcas superficiales.

El grabado láser es diferente del marcado láser. La principal diferencia radica en cómo se forma la marca. El marcado láser puede utilizar cambios de color, oxidación o ligeros cambios superficiales. El grabado láser utiliza ablación controlada y eliminación de material. El resultado es más táctil y duradero.

En la industria manufacturera, la principal razón para grabar es la trazabilidad. Los números de serie, códigos de lote, códigos 2D e identificaciones de activos deben permanecer legibles. El grabado también funciona para logotipos y placas de identificación. Puede usarlo cuando desea una marca que no se borre, desvanezca ni manche.

¿Cómo funciona el grabado láser?

El grabado láser concentra la energía en un punto diminuto. Lo desplaza a lo largo de una trayectoria para eliminar material. Un programa CNC controla esta trayectoria. Los parámetros del proceso controlan la cantidad de material eliminado y el aspecto de la superficie.

La eliminación de material se produce de diversas maneras. Puede ser mediante fusión y expulsión, vaporización o ablación de pulso corto. Cada material actúa de forma distinta. Algunos se vaporizan limpiamente. Otros se funden y se resolidifican en los bordes. Otros, como el vidrio, pueden adquirir un aspecto esmerilado mediante microfracturación controlada.

La profundidad y el contraste se basan en la densidad de energía y el tiempo de permanencia. La densidad de energía se ve afectada principalmente por el enfoque (tamaño del punto). El tiempo de permanencia se determina por la velocidad y la superposición de pulsos. Por eso, la misma potencia puede producir marcas muy diferentes al cambiar el enfoque o la velocidad.

La mayoría de los grabados utilizan movimiento raster o vectorial. El grabado rasterizado rellena las áreas línea por línea, de forma similar a una impresora. Se suele usar para texto relleno, fotos y logotipos sólidos. El grabado vectorial traza líneas y curvas. Suele ser más rápido cuando el arte se compone principalmente de contornos.

Principales tipos de grabado láser

Esta sección le ayuda a elegir el tipo de láser. Basándose en el material y el tipo de marca que necesita, elija el que mejor se adapte a sus necesidades.

Grabado láser de fibra

Los láseres de fibra (alrededor de 1064 nm) son una opción práctica para grabar metales. Los metales absorben bien su longitud de onda. Funcionan bien con números de serie, códigos de matriz de datos e identificaciones de piezas duraderas. Son ideales para acero inoxidable, aluminio, latón y muchas aleaciones. También se adaptan bien a piezas únicas y repetidas. El proceso es estable una vez que se controla la fijación y el enfoque.

Límites: Los metales reflectantes y los acabados sensibles al calor requieren un control más estricto. El cobre y algunas superficies de aluminio pueden ser delicadas. Su reflectividad y conductividad térmica modifican la forma en que la energía penetra en el material. Si los ajustes son demasiado fuertes, podría observarse un tinte térmico o bordes suaves. También podría observar bordes con microrrebabas. Cuando la estética importa, primero ajuste la legibilidad. Luego, añada profundidad cuidadosamente con varias pasadas en lugar de una sola pasada gruesa.

Grabado láser de CO2

Los láseres de CO2 (alrededor de 10,6 μm) son los más adecuados para no metales. Muchos materiales orgánicos absorben bien esa longitud de onda. Graban madera, papel, cuero y acrílico con un excelente contraste visual. Para letreros, regalos y placas de identificación en artículos no metálicos, el CO2 suele ofrecer resultados rápidos y limpios.

Límites: El CO2 no es la primera opción para metales desnudos sin recubrimientos especiales. En la madera, el contraste se obtiene mediante la combustión controlada. Por lo tanto, el control del humo afecta la limpieza de la marca. En acrílico, se puede obtener una marca esmerilada clara. Sin embargo, el control del calor es importante para evitar asperezas, especialmente en paneles delgados.

Grabado láser de diodo

Los láseres de diodo son sistemas compactos. Permiten grabar diversos materiales con intensidades de luz a moderadas. Se suelen utilizar donde el espacio y el presupuesto son cruciales. También se emplean cuando las demandas de producción no son altas. Pueden trabajar con metales revestidos, algunos plásticos y madera.

Límites: Para el grabado profundo de metal, los diodos pueden ser más lentos. Para el marcado industrial de gran volumen, son menos tolerantes. Si necesita marcas de trazabilidad duraderas en metal, la fibra suele ser una opción más segura. Si graba principalmente no metales para lograr un contraste intenso, el CO2 es una opción común por su velocidad.

¿Qué materiales puedes grabar?

Se pueden grabar muchos materiales. La longitud de onda y la energía del láser deben coincidir con la absorción de calor de la superficie. Para trabajos reales, clasifico los materiales en tres grupos: fáciles de grabar, con precaución y para evitar. Esto mantiene resultados consistentes y un espacio de trabajo seguro.

Los materiales que suelen grabar bien incluyen madera, muchos plásticos (excepto PVC), cuero y muchos aceros. El aluminio anodizado también graba bien. Los metales suelen requerir un láser de fibra para obtener buenos resultados. El vidrio se puede grabar, pero su efecto es diferente. El aspecto "esmerilado" puede deberse a microfracturas, no a una eliminación limpia. Es importante controlar la tensión y el patrón para evitar astillas.

Evite materiales que generen subproductos nocivos al calentarse. El PVC es un ejemplo clásico. Puede liberar gases que contienen cloro, peligrosos para las personas y los equipos. Los materiales con halógenos, ciertas resinas o algunos compuestos también pueden generar humos nocivos. En caso de duda, confirme la calidad exacta del material antes de grabar.

Cómo elegimos un enfoque de grabado

La forma más rápida de elegir una configuración es: primero el material, luego el requisito de la marca y, por último, la velocidad de producción. Si el material es metal y la marca debe ser duradera, la fibra es el punto de partida. Si el material es orgánico o acrílico y se busca un contraste intenso, el CO2 suele ser la opción más sencilla.

A continuación, defina el requisito de la marca. Considere el contraste, la profundidad, el tamaño y la ubicación. Un logotipo en una superficie cosmética requiere una buena calidad de borde y control de temperatura. Un número de serie para la trazabilidad debe ser legible después de manipularlo y limpiarlo.

Luego, verifique sus necesidades de tiempo de ciclo. Las tiradas cortas pueden usar configuraciones más lentas y limpias. Los volúmenes más altos requieren un proceso estable que funcione con los cambios de lote y de estado de la superficie.

Utilice esto antes de ajustar los parámetros:

• Material y grado exacto confirmados (sin conjeturas).
• Objetivo de la marca definido: solo contraste o profundidad.
• Tipo de gráfico identificado: relleno raster o líneas vectoriales.
• Conjunto de planos de fijación: la pieza no se puede mover.
• Seguridad verificada: ventilación y protección ocular.

Fundamentos de legibilidad de código 2D

Para la trazabilidad industrial, un código 2D debe permanecer legible después de todos los pasos. Esto significa que el diseño se basa en el escaneo, no solo en la estética.

La zona silenciosa es obligatoria. Deje un margen limpio alrededor del código. Esto ayuda al escáner a encontrar los bordes. Si se satura el código con bordes o texturas, la decodificación se vuelve inestable. Considere la zona silenciosa como un espacio protegido.

El tamaño del módulo debe ser compatible con el punto de luz del láser y el acabado de la superficie. Si los módulos se acercan demasiado al tamaño del punto de luz del haz, las esquinas se redondearán. Las celdas pueden fusionarse y el código se convierte en "ruido gris" para los escáneres. Si el espacio es reducido, es mejor aumentar ligeramente el tamaño del código en lugar de forzar módulos diminutos.

Los pasos de posprocesamiento pueden eliminar el contraste o cambiar la forma. Tenga esto en cuenta. El granallado puede suavizar las características finas. Los recubrimientos pueden rellenar celdas poco profundas. El anodizado puede cambiar la reflectividad. Si la pieza se va a granallar o pintar, concéntrese en una forma que resista.

Regla de verificación práctica: Realice un escaneo de prueba bajo la misma luz y ángulo que usarán sus operadores. Si es posible, realice la prueba después del posprocesamiento real, no solo en la pieza original. Una pequeña prueba piloto suele ser más rápida que remarcar un lote completo.

Problemas comunes y mejores prácticas

La mayoría de los fallos de grabado se deben a errores de enfoque, fijaciones inestables o exceso de calor. Los síntomas varían según el material, pero las causas son las mismas. Primero, solucione lo básico.

Una buena práctica es bloquear la fijación y el enfoque antes de ajustar la profundidad. Una configuración estable siempre es mejor que una configuración agresiva. Si los resultados no son uniformes en toda la pieza, compruebe primero la planitud, la altura Z y el enfoque.

Pensamiento de ventana de parámetros

Un resultado estable se obtiene mediante una ventana de parámetros, no con una "configuración óptima". La marca se determina por la energía aplicada por área. Esta se determina por el tamaño del punto (enfoque) y el tiempo de permanencia (velocidad + superposición).

La potencia y la velocidad son un par. La potencia aumenta el consumo de energía. La velocidad controla el tiempo que esa energía permanece en la superficie. Si se aumenta la potencia sin aumentar la velocidad, se acumula calor. Los bordes pueden suavizarse y aumenta la probabilidad de carbonización. Si se aumenta la velocidad sin aumentar la energía, el contraste disminuye.

La frecuencia altera la forma en que se acumulan los pulsos y la percepción del calor en la superficie. Una superposición excesiva puede convertir la extracción nítida en un recalentamiento. Esto afecta la definición de los bordes. Una superposición insuficiente puede crear líneas punteadas y una textura irregular.

El enfoque es un multiplicador oculto. Cambia el tamaño del punto y la densidad de energía inmediatamente. Un pequeño error de enfoque puede ampliar el punto y reducir la intensidad máxima. Esto puede hacer que la misma configuración actúe como un proceso diferente. Si observa resultados desiguales, compruebe el enfoque y la planitud antes de activar la potencia.

Conclusión

El grabado láser es un proceso controlado que elimina material. Crea marcas permanentes y duraderas con una profundidad real. El proceso de selección es sencillo: adapte el láser al material y la estrategia de movimiento a la pieza. A continuación, estabilice los resultados con control de enfoque y extracción segura. Si utiliza Yonglihao Machinery para corte láser, el grabado es el siguiente paso natural. Añade trazabilidad e identificación sin necesidad de herramientas adicionales para una sola pieza o para repeticiones.

Lectura adicional: Corte láser vs. grabado láser

Preguntas frecuentes

¿Es “grabado láser” lo mismo que marcado láser?

No. El grabado elimina material y crea profundidad. El marcado solo puede cambiar la superficie. Esta diferencia afecta la durabilidad y la resistencia de la marca al desgaste.

¿Qué láser es mejor para grabar piezas metálicas?

En la mayoría de los casos, un láser de fibra es el mejor punto de partida para metales. Es eficiente, repetible y se utiliza a menudo para marcas de trazabilidad.

¿Puedo grabar con láser cualquier plástico?

No. Algunos plásticos deben evitarse. Pueden liberar gases peligrosos. El PVC es un ejemplo bien conocido.

¿Por qué mi grabado no es lo suficientemente profundo incluso con alta potencia?

El problema suele ser el enfoque, la velocidad o la superposición, no solo la potencia. Si el punto no está en el punto focal correcto, la energía se dispersa y la profundidad disminuye.

¿El grabado láser afecta las tolerancias de las piezas?

Sí. El grabado elimina material y puede añadir calor local. Si la marca está en una superficie crítica, controle la profundidad. Manténgala alejada de elementos de sellado o de ajuste.