La unión por láser es una técnica de marcado que utiliza láseres para unir una sustancia de marcado aditiva a un sustrato .
Inventado por primera vez a mediados de la década de 1990 por Paul W. Harrison, el fundador de TherMark, LLC, esta tecnología protegida por patente y pendiente de patente [1] produce marcas permanentes en piezas de metal, vidrio, cerámica y plástico para una amplia gama de aplicaciones industriales y artísticas. , desde la industria aeroespacial y médica hasta las industrias de premios y grabado. Se diferencia de las técnicas más conocidas de grabado y ablación láser en que es un proceso aditivo, que agrega material a la superficie del sustrato en lugar de eliminarlo.
La unión por láser se ha logrado mediante Nd: YAG , láser de CO 2 , láser de fibra y láser de estado sólido bombeado por diodo y se puede lograr utilizando otras formas de energía radiante.
El proceso de unión por láser
La calidad de la marca depende de una variedad de factores, incluido el sustrato utilizado, la velocidad de marcado, el tamaño del punto del láser, la superposición del haz, el grosor de los materiales y los parámetros del láser. Los materiales de unión por láser se pueden aplicar mediante varios métodos, que incluyen una técnica de brocha, pulverización, tampografía, serigrafía, recubrimiento con rodillo, cinta y otros.
El proceso de marcado consta generalmente de tres pasos:
1. Aplicación del material de marcado.
2. Irradiar el material de marcado con un láser en forma de la marca deseada.
3. Eliminación del exceso de material no adherido.
La marca resultante se adhiere permanentemente al sustrato y, en la mayoría de los casos, es tan duradera como el propio sustrato. [2]
La durabilidad de las marcas unidas por láser
Las marcas colocadas en acero inoxidable son extremadamente duraderas y han sobrevivido a pruebas como resistencia a la abrasión, resistencia química, exposición al aire libre, calor extremo, frío extremo, ácidos, bases y varios disolventes orgánicos.
Las marcas sobre vidrio han sido probadas para determinar su resistencia a ácidos, bases y rayaduras.
La Estación Espacial Internacional de la NASA, o ISS, fue el hogar de cuadrados de aluminio marcados con láser con material de marcado CerMark® durante casi cuatro años. Estos cuadrados eran parte del Experimento Material de la Estación Espacial Internacional, o MISSE.
En este experimento, se aplicaron marcas de prueba a cupones hechos de materiales comúnmente utilizados en la construcción de los componentes externos utilizados en vehículos de transporte espacial, satélites y estaciones espaciales. Marcas aplicadas utilizando una amplia gama de diferentes métodos y técnicas, incluida la unión por láser. Los cupones de prueba de material se colocaron luego en espacios provistos en paneles de prueba, que luego se instalaron en bandejas que se unieron a la ISS durante una caminata espacial realizada durante la misión STS-105 volada el 10 de agosto de 2001. Las bandejas se colocaron en el ISS para que pudieran esperar recibir la máxima cantidad de daño por impacto y exposición a un alto grado de oxígeno atómico y radiación UV.
El experimento se recuperó el 30 de julio de 2005 durante STS-114 y se devolvió a la tierra el 9 de agosto de 2005. Las marcas, códigos de barras bidimensionales DataMatrix , se evaluaron y se determinó que eran legibles y se veían tan bien como el día en que se colocaron. en orbita. [3]
El proceso de unión por láser se describe y especifica en las especificaciones y normas de marcado tanto militares [4] como de la NASA [5] . La unión por láser también es una técnica preferida para su uso en el sistema de "Identificación única de artículo" del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (IUID).
Ver también
Referencias
- ^ Patentes de EE. UU. 6075223 , "Marcado de superficie de alto contraste", US 6238847 , "Método y aparato de marcado láser", US 6313436 , "Marcado de superficies de alto contraste con óxidos metálicos", US 6855910 , "Marcado de superficies de alto contraste con pigmentos orgánicos mezclados", EP 1023184 , "Método de marcado láser", US 9321130 , "Compuestos absorbentes de láser"y US 2015344712 , "Marcado de superficies de alto contraste con materiales de nanopartículas".
- ^ Paul W. Harrison (julio de 2006), Libro blanco: "Identificación de productos en la fabricación automatizada" (PDF) , Los Ángeles, CA , consultado el 29 de enero de 2015
- ^ Informe: "Pruebas de marcado para certificar procesos de marcado de identificación de piezas para su uso en órbita terrestre baja (LEO)", Roxby, D., Centro de investigación de simbología de Siemens, 5000 Bradford Drive NW, Suite A, Huntsville, Alabama 35805, 11 de octubre 2005.
- ^ Estándar de marcado MIL-STD 130M DOD, p.24, Tabla II
- ^ NASA HDBK-6003 NASA Marking Handbook, Laser Bonding Section 5.1.5, p.15