Uno de los obsequios promocionales más socorridos, son los objetos grabados, estos pueden llevar la marca o el nombre de una persona, este detalle tan simple puede generar un aprecio especial en los poseedores. Apple hasta hace poco obsequiaba el grabado del nombre a los clientes que compraran su teléfono, Vitorinox graba aún sus navajas a sus clientes. Sin embargo el mercado se amplio aun más con el abaratamiento de la tecnología láser, hoy en día estos equipos se usan también para cortar madera, papel, cartón, acrílico, vidrio, plásticos, metales recubiertos y hasta piedra.
La invención de las máquinas de corte y grabado láser, permitió que pudieran realizar trabajos de alta precisión en una gran variedad de materiales. Lo que hasta hace algunas décadas podía ser una tarea tardada y riesgosa, en la actualidad es muy rápida, segura y altamente eficaz.
Primero hay que definir que es un láser y como funciona este dispositivo. Un láser (del acrónimo inglés LASER, light amplification by stimulated emission of radiation; amplificación de luz por emisión estimulada de radiación) es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica, la emisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente tanto espacial como temporalmente. La coherencia espacial se corresponde con la capacidad de un haz para permanecer con un pequeño tamaño al transmitirse por el vacío en largas distancias y la coherencia temporal se relaciona con la capacidad para concentrar la emisión en un rango espectral muy estrecho.
La emisión estimulada,(base de la generación de radiación de un láser), se produce cuando un átomo en estado excitado recibe un estímulo externo que lo lleva a emitir fotones y así retornar a un estado menos excitado. El estímulo en cuestión proviene de la llegada de un fotón con energía similar a la diferencia de energía entre los dos estados. Los fotones así emitidos por el átomo estimulado poseen fase, energía y dirección similares a las del fotón externo que les dio origen. La emisión estimulada descrita es la raíz de muchas de las características de la luz láser. No sólo produce luz coherente y monocroma, sino que también “amplifica” la emisión de luz, ya que por cada fotón que incide sobre un átomo excitado se genera otro fotón.
En pocas palabras, un láser se encarga de amplificar la luz a través de la emisión de radiación y para ello requiere de espejos que reflejen el haz de luz generado y un medio activo que lo amplifique. Los medios activos que utiliza un láser son diferentes y pueden encontrarse en estado gaseoso, líquido o sólido, pero en una máquina de corte y grabado láser principalmente se utiliza dióxido de carbono o un lente de granate de aluminio de itrio dopado de neodimio.
Existen muchos tipos de láseres como el de ruby, el Helio-Neón, o de Argón ionizado, etcétera, pero un equipo láser de corte y grabado se compone de una unidad láser, que comúnmente puede ser de CO2, de fibra óptica o de bomba de diodos o Nd:YAG.
Láseres de CO2 (láseres de gas)
Los láseres de CO2 son láseres de gas basados en una mezcla gaseosa de dióxido de carbono que se estimula eléctricamente. Con una longitud de onda de 10,6 micrómetros, resultan adecuados sobre todo para trabajar materiales no metálicos y la mayoría de los plásticos. Tienen una eficiencia relativamente alta y muy buena calidad de rayo, por lo que son uno de los tipos de láser más utilizados.
Este láser permite trabajar con: madera, acrílico o metacrilato, vidrio, papel y cartón, tejidos, plásticos, películas y materiales finos, cuero, piedra.
Láseres de fibra
Los láseres de fibra pertenecen al grupo de los láseres sólidos. Generan el rayo láser mediante lo que se conoce como “Seed Laser” ( un dispositivo que genera un rayo mediante la exitación de un gas) y lo amplifican en fibras de vidrio especialmente montadas a las que se suministra energía a través de diodos de bombeo. Con una longitud de onda de 1,064 micrómetros, los láseres de fibra consiguen un diámetro de foco muy pequeño, por lo que su intensidad es hasta 100 veces superior a la de los láseres de CO2 de la misma potencia media emitida.
Los láseres de fibra resultan ideales para el marcado de metales, para grabados en metal y para marcados en plástico ricos en contrastes. Los láseres de fibra por lo general no requieren mantenimiento y se caracterizan por su larga vida útil de por lo menos 25.000 horas de láser.
Este tipo de láser es adecuado para los siguientes materiales: metales, metales revestidos o lacados y plásticos
Nd:YAG, Nd:YVO (láseres de cristal)
Como los láseres de fibra, los láseres de cristal pertenecen a los láseres sólidos. Para aplicaciones de marcado, en la actualidad estos láseres son bombeados por diodos (antes mediante lámparas de rayos). Los tipos de láser más habituales de esta categoría son Nd:YAG (granate de itrio-aluminio dopado de neodimio) y Nd:YVO (ortovanadato de itrio dotado de neodimio), llamados así por el elemento de dopado neodimio y el cristal anfitrión. Con 1,064 micrómetros, los láseres de cristal presentan la misma longitud de onda que los láseres de fibra y por lo tanto también resultan adecuados para marcar metales y plásticos.
A diferencia de los láseres de fibra, estos tipos de láser necesita de diodos de bombeo como material de desgaste, que son relativamente costosos, y que hay que cambiar aproximadamente cada 8.000 o como máximo 15.000 horas de uso. Incluso el propio cristal tiene una vida útil mucho más reducida que el láser de fibra.
Indicado para: metales, metales revestidos o lacados, plásticos, y en parte también cerámica.
Además de la unidad láser, el equipo cuenta con motores, un compresor de aire; partes móviles y rodamientos para desplazar el brazo de la máquina; un sistema de filtrado para eliminar los residuos tras el trabajo; lentes y espejos que direccionan el haz de luz hasta la cabeza del equipo, y una unidad de proceso para controlar mediante un sistema operativo las funciones de la máquina y almacenar diferentes patrones de trabajo.
Los equipos láser funcionan por sistemas automatizados que permiten enviar comandos a la máquina para controlar el diseño del corte o grabado y factores como la frecuencia del haz de luz (es decir, la velocidad) así como la velocidad de profundidad de corte. Gracias a esta característica no es necesario preocuparse por controlar la posición de los espejos ni de regularla de manera manual para cada uso, pues el equipo se enfoca automáticamente para determinar la distancia entre el lente y la superficie de trabajo.
Respecto a las ventajas de los procesos de grabado láser sobre otras técnicas podemos mencionar la ausencia de fricción, pues la unidad láser no entra en contacto con el material. Lo que ocurre en estos procesos es que la luz es direccionada a un punto específico a gran velocidad, vaporiza el material por el calor que se produce. Si bien, la energía térmica es una parte fundamental en los procesos de grabado y corte láser, la alta velocidad y precisión de la máquina hace que no se caliente el material, de manera que no se causen daños ni deformaciones si se utiliza de manera correcta.
El láser puede seguir cualquier trayectoria y hacer cortes muy precisos, lo que te permite trabajar una innumerable cantidad de diseños que tendrán buen acabado a pesar de lo complejo que puedan ser. Otra de las ventajas de los equipos láser es que se pueden adaptar a cualquier tipo de necesidad y son altamente eficientes en prácticamente cualquier tipo de material, trabajando a detalle incluso en piezas de dimensiones pequeñas.
Los grabados láser son permanentes y como ya mencionamos, pueden trabajar diseños complejos que requieran de alta precisión incluso en piezas pequeñas. Además, como es un sistema bastante nuevo, no hay mucha competencia en grabados de este tipo, lo que puede traer muchas ventajas para iniciar un negocio.
¿Qué equipo comprar?
Para elegir la máquina de corte láser que mejor se adapte a las condiciones y necesidades del usuario se deben considerar estos elementos, pero los más importantes son sin duda el tipo de material a cortar y qué función se desea realizar.
Debido a sus características particulares, las cortadoras YAG y de fibra óptica son ideales para el grabado o corte de materiales bastante duros, además de ser mucho más precisos debido a la potencia y fineza del rayo que emiten. Este tipo de equipos no son recomendables para su uso en materiales orgánicos, pues debido a su potencia pueden quemar el material.
Por otra parte, la cortadora láser CO2 resulta efectiva para su uso prácticamente con cualquier material, pues su rayo es lo suficientemente potente para cortar o grabar sobre cualquier material orgánico o metálico con gran precisión (aunque menor a la de los otros dos equipos) y sin provocar quemaduras, daños o deformidades al material. En definitiva, para seleccionar el mejor tipo de equipo de corte y grabado para uso industrial se requiere considerar estas características: el material a cortar, el nivel de precisión y la función a realizar.
La marcación por láser de metal, como el aluminio anodizado, el acero (noble) y la chapa metálica, es la aplicación más extendida en diferentes industrias y sectores. Se utilizan para marcar piezas con el correspondiente número de serie, código de barras, código matricial de datos o logotipo. Los rotuladores por láser se adaptan especialmente bien a esta tarea ya que producen una marcación en metal estable térmica y químicamente en piezas de trabajo e instalaciones. La marcación por láser se caracteriza por unas elevadas velocidades de mecanización, precisión y flexibilidad.
