El marcado y la codificación digitales ofrecen numerosas ventajas a los fabricantes que desean optimizar sus operaciones y cumplir con las normativas internacionales, las leyes nacionales y las directrices del sector. Muchas organizaciones adoptan sistemas de codificación y marcado láser controlados digitalmente, ya que proporcionan marcas duraderas y de alta calidad que garantizan la trazabilidad y la seguridad del consumidor. Las marcas duraderas en una gran variedad de materiales y superficies requieren un rendimiento optimizado que solo los sistemas de codificación y marcado por láser pueden ofrecer. En este artículo, analizaremos las ventajas de un sistema de codificación y marcado por láser controlado digitalmente, los componentes clave de este tipo de sistema y cómo elegir el sistema de marcado por láser adecuado para las necesidades de su empresa.
¿Qué es el codificado y el marcado?
La codificación y el marcado láser son procesos que se utilizan para imprimir información importante en productos, piezas y envases mediante un láser. Existen ligeras diferencias entre ambos procesos:
- Codificación láser: esta técnica utiliza un láser para marcar un artículo con un código específico, de modo que pueda identificarse o rastrearse fácilmente
- Marcado láser: esta técnica se utiliza para realizar otros tipos de marcas en los productos, además de los códigos, como números de serie para facilitar la identificación o logotipos gráficos para la imagen de marca
Entre los tipos de marcas y códigos que se pueden crear mediante estos métodos se incluyen:
- Códigos de barras
- UPC
- Números de serie
- Números o códigos de pieza
- Códigos de lote
- Fechas de caducidad
- Fechas de consumo preferente
Tipos de procesos de marcado láser
Existen diferentes procesos láser disponibles para crear marcas con alta visibilidad, contraste y calidad en una amplia variedad de materiales. Estos procesos deben garantizar que las marcas puedan resistir entornos adversos y una manipulación prolongada. Los procesos de marcado láser también deben garantizar que el material pueda marcarse al ritmo de producción, al tiempo que se mantiene la integridad estructural del material marcado. Entre los principales procesos de marcado se incluyen:
- Grabado: se retira material de la superficie del sustrato, dejando una depresión visible
- Ablación láserde la capa superficial : las capas superficiales absorben la luz láser, y el material se calienta y se vaporiza. La capa base restante presenta un alto contraste con respecto a la capa superficial, lo que da lugar a marcas muy visibles
- Recocido: se crea una capa de óxido sobre metales ferrosos (hierro, acero, acero de alta calidad) y titanio mediante el calentamiento localizado por el láser. La capa de óxido suele ser negra, pero también puede presentar otros colores de recocido, como el amarillo, el rojo y el verde, que se obtienen a partir de las diferentes temperaturas de las capas calentadas
- Espumado: el calor del láser genera burbujas en el material base. Las burbujas se evaporan, dejando un cambio en la superficie tanto en el color como en la textura
Ventajas de un sistema de codificación y marcado láser controlado digitalmente
Los fabricantes confían en sistemas láser capaces de adaptarse a los cambios, especialmente en aplicaciones de marcado y codificación, ya que el sector del embalaje está en constante evolución. Además de su alto rendimiento, un sistema de marcado y codificación láser controlado digitalmente ofrece las siguientes ventajas:
1. Rendimiento
Un sistema de codificación y marcado láser produce marcas de alto contraste y fácilmente legibles en diversas fuentes y tamaños, así como marcas permanentes y duraderas que resisten bien la manipulación y los entornos hostiles.
2. Precisión y control
Los motores de barrido con alta repetibilidad permiten una precisión que garantiza una calidad de marcado superior, lo que proporciona un alto nivel de precisión y control digitales. Al combinarlos con un láser de CO₂ de alto rendimiento, se incrementan las velocidades de producción, lo que se traduce en un mayor rendimiento y una mayor versatilidad.
3. Navegación por superficies curvas
Los cabezalesde marcado láser 3D y el software pueden desplazarse por superficies curvas, lo que permite marcar de forma rápida y duradera las superficies de piezas con formas complejas.
4. Flexibilidad
Un sistema de codificación y marcado láser puede aplicar marcas a una gran variedad de materiales y tipos de superficie, con la capacidad de cambiar patrones y parámetros sobre la marcha.
5. Una solución sin contacto
Al utilizar un sistema de marcado y codificación, solo el rayo láser entra en contacto con el material de destino. Esto resulta ventajoso a la hora de marcar o codificar materiales delicados, o materiales que deben permanecer estériles.
6. Facilidad de uso
Un sistema de codificación y marcado controlado digitalmente es fácil de manejar y requiere una formación inicial mínima. Además, la mayoría de los sistemas no exigen una certificación oficial para su manejo. Los usuarios pueden guardar los ajustes del láser asociados a materiales específicos y los archivos de diseño como referencia para futuros proyectos, lo que facilita el acceso a ellos y reduce al mínimo el tiempo de cambio de configuración.
7. Producción ininterrumpida
Este tipo de sistema requiere poco o ningún mantenimiento; dado que el tiempo de inactividad de la máquina es mínimo, esto puede mejorar significativamente la productividad de la fábrica. Con el marcado láser, no hay boquillas obstruidas, tinta que rellenar ni otras tareas de limpieza rutinarias que provoquen tiempos de inactividad, como ocurre con las máquinas tradicionales de inyección de tinta.
8. Coste de propiedad
El coste total de propiedad de un sistema de codificación y marcado láser es inferior en comparación con otros métodos. Esto se debe a factores como:
- Escasos requisitos de formación operativa
- Alta fiabilidad
- La eliminación de consumibles, como la tinta
- Menores tiempos de inactividad asociados a los cambios de configuración y al mantenimiento
- Mayor flexibilidad, lo que ofrece nuevas oportunidades de negocio
Aplicaciones de los sistemas de codificación y marcado
Entre los sectores y aplicaciones que pueden beneficiarse de un sistema de codificación y marcado láser controlado digitalmente se incluyen:
- Fabricación: para añadir gráficos y/o códigos alfanuméricos, códigos de barras y códigos QR a materias primas, productos acabados o embalajes
- Electrónica: se puede utilizar para añadir códigos alfanuméricos nítidos, etiquetas, códigos de barras, códigos QR y códigos 2D a componentes y módulos electrónicos
- Sector médico: para marcar fechas de caducidad en los envases de medicamentos
- Ingeniería: utilizado por las industrias de automoción y aeroespacial para marcar números de pieza y códigos en componentes
- Marcado de vidrio: para aplicar gráficos permanentes y/o marcas y códigos de certificación que se pueden adaptar fácilmente a los cambios normativos
- Alimentación y bebidas: para marcar fechas de caducidad y de consumo preferente en los productos
- Marcado y codificación de alta velocidad: el marcado y la codificación por láser se adaptan muy bien a las líneas de procesamiento de alta velocidad y a los sistemas de procesamiento por lotes
- Marcado y codificación en etapas finales: para aplicar marcas y códigos a productos terminados en superficies planas o complejas
Componentes clave de un sistema de codificación y marcado
Los fabricantes ofrecen marcadores láser con una variedad de longitudes de onda para lograr el efecto de procesamiento deseado sobre el material que se va a marcar. Cada uno de estos materiales tiene un espectro de absorción característico, lo que significa que hay ciertas longitudes de onda de luz que un material determinado absorberá más fácilmente que otras. Los materiales con mayor absorción pueden procesarse de forma más rápida y eficaz. Dado que la longitud de onda es una de las características definitorias de un láser, los diseñadores de sistemas deben combinar el tipo de láser adecuado con el material que desean procesar para obtener resultados de la mejor calidad y el mayor rendimiento. Los láseres de CO₂ tienen longitudes de onda más largas, lo que los hace idóneos para plásticos, materiales naturales como el papel y determinadas láminas metálicas —algunos de los materiales más habituales en la industria del embalaje—. Los componentes clave de un sistema de codificación y marcado láser controlado digitalmente son:
- Láseres de alto rendimiento: los láseres de un sistema de marcado y codificación deben ser capaces de soportar entornos industriales reales
- Escáner de galvanómetro: el corazón de un motor de marcado, que mueve un conjunto de espejos asignados a los vectores generados por los ejes X e Y
- Vectores generados por los ejes X e Y: estos guían el rayo láser sobre el material para su procesamiento
- Placas servoaccionadoras: las placas de gran ancho de banda permiten la alta precisión y el alto rendimiento de los galvanómetros
- Placa controladora: esta parte final del motor de marcado coordina todos los componentes generando el patrón de marcado y sincronizando el movimiento de los espejos con la activación y modulación del láser
- Software intuitivo: complementa al controlador para permitir la creación rápida de patrones de trabajo a partir de dibujos 2D y 3D importados
- Tecnología deorientación delhaz adaptada al láser: fundamental para evitar daños y minimizar la pérdida de potencia
Solución de conducción del haz de Cambridge Technology para el marcado y el codificado
Los cabezales de barrido de 2 ejes de la serie Pro y Lightning™ II de Cambridge Technology incorporan galvánicos de la serie 83xxK, controladores servo analógicos y digitales, además de espejos ultraligeros para lograr la combinación más competitiva de estabilidad y velocidad. Estos componentes principales están disponibles como piezas individuales para ofrecer opciones de integración flexibles. Para el marcado de uso general, los galvánicos de la serie 62xxH ofrecen una velocidad similar y pueden combinarse con sustratos de espejos de silicio de excelente relación calidad-precio y opciones de servoconvertidores compactos como el 672. La solución de transmisión del haz de Cambridge Technology para el marcado y la codificación láser ofrece ventajas como:
- Precisión: los galvanómetros de alta estabilidad proporcionan una solución unificada para satisfacer los requisitos de precisión de una amplia gama de aplicaciones con diferentes longitudes de onda y distancias focales
- Alto rendimiento: se ofrece una amplia gama de tamaños de galvánicos para controlar de forma óptima aperturas específicas utilizando tanto silicio estándar como material ultraligero. Los servocontroladores analógicos se ofrecen en diseños tanto compactos como de alta potencia, optimizados para altas velocidades. Con un retardo de seguimiento nulo, el servocontrolador digital de CC con control de espacio de estados acciona los galvanómetros a velocidades inigualables en aplicaciones de marcado
- Fiabilidad: la robusta construcción de los galvanómetros, que utiliza rodamientos de alta calidad y un motor de tolerancias ajustadas, permite obtener resultados altamente repetibles durante miles de horas de uso sin necesidad de ajustes
- Flexibles: los galváicos, pequeños y eficientes, cuentan con opciones flexibles de montaje de espejos, conectores y ángulos de barrido. Las opciones de servocontroladores incluyen versiones con todas las prestaciones, compactas y de doble eje para adaptarse mejor a las necesidades de integración del sistema
Soluciones de marcado y codificación láser de Novanta
Como parte de Novanta, Cambridge Technology y Synrad aportan un valor sin precedentes a los clientes al actuar como su único proveedor de láseres de CO₂ y sistemas de conducción del haz. Aportamos un amplio conocimiento en todas las aplicaciones, evitando los escollos técnicos y de integración. Nuestra amplia experiencia y recursos nos permiten crear soluciones a medida para aplicaciones complejas.
Al contar con un único proveedor para sus necesidades de transmisión del haz y de láser, podrá evitar conflictos entre empresas y de compatibilidad, lo que permite una integración más rápida y sencilla. Ofrecemos un apoyo completo desde la fase de concepción hasta la puesta en producción por parte del usuario final, lo que garantiza el éxito del sistema.
Los sistemas digitales de codificación y marcado por láser ofrecen un rendimiento optimizado gracias a su flexibilidad, facilidad de uso y rentabilidad. Sus ventajas se traducen en marcas de alta calidad diseñadas para superar la prueba de durabilidad en entornos hostiles.
Póngase en contacto con nosotrospara obtener más información sobre las soluciones de codificación y marcado digital de Novanta.
