Le molteplici “applicazioni plastiche” della marcatura laser

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Si è svolto nella mattinata di oggi, 7 novembre, il webinar organizzato da Gravotech dal titolo “La marcatura laser della plastica, permanente e senza contatto”, che ha visto come relatori: Juan Jose Francisco Diez, responsabile delle applicazioni industriali di Gravotech, e Carola Garrone, coordinatrice marketing di Gravotech per Italia, Regno Unito e Benelux.

I due relatori del webinar organizzato da Gravotech: Juan Jose Francisco Diez e Carola Garrone

“Grazie a ​​questo seminario online, ho il piacere di presentarvi le diverse tecniche d’incisione laser e, in particolare, i risultati di uno studio che Gravotech ha condotto su trenta diversi tipi di polimeri”, ha esordito Diez. “Lo studio è stato condotto dal nostro dipartimento di sviluppo e ingegneria, in collaborazione con l’organizzazione Polyvia (l’associazione dei trasformatori francesi di polimeri). È stata utilizzata la gamma di prodotti da banco Gravotech e la tecnologia laser galvanometrica, mentre i video dei test sono stati realizzati dall’ufficio tecnico nella nostra filiale spagnola”.

Dopo una breve introduzione sulla società Gravotech, che per l’Italia ha sede ad Almese, nei pressi di Torino, Juan Jose Francisco Diez ha quindi illustrato le diverse tecnologie laser e le loro caratteristiche principali, analizzando in seguito i parametri che influenzano il processo di marcatura laser degli articoli in materiale plastico, i suoi vantaggi e le diverse applicazioni, che vanno dalla tracciabilità alla marcatura funzionale, fino all’abbellimento estetico delle parti.

Tecnologia galvanometrica e sorgenti laser

La società Gravotech offre una gamma composta da quattro tipologie di sistemi laser per la marcatura dei materiali plastici: fibra, ibrido, verde e CO2. Oltre a queste, nel catalogo sono presenti anche unità di marcatura meccanica (micropercussione, graffiatura e fresatura)

Le stazioni laser utilizzate funzionano con una marcatura laser dalla tecnologia galvanometrica: una serie di specchi riflette i raggi laser ad altissima velocità consentendo una marcatura permanente in pochi secondi. Questa incisione è più rapida e precisa per la marcatura unitaria su qualsiasi componente sia in ambito industriale (strumenti medicali, targhette identificative) che in quello della personalizzazione (gioielli, flaconi di profumi, regali).

La principale differenza tra le tecnologie laser riguarda il mezzo attivo tra gli specchi, in base al quale è possibile classificarle in: laser a fibra (con fibra ottica per generare il raggio laser), laser DPSS (“laser a stato solido pompato a diodi”) e laser a gas, dove il mezzo attivo utilizzato è solitamente una miscela di CO2 con altri gas.

Fig. 1 – Le cinque interazioni possibili con la superficie plastica durante la marcatura laser

Diverse sorgenti sono disponibili per le stazioni di marcatura laser Gravotech, ognuna progettata per fornire i migliori risultati possibili per un determinato materiale. La potente sorgente “Fibra”, per esempio, è perfetta per marcare i metalli; la tecnologia ibrida è invece particolarmente indicata per l’incisione fine di oggetti o materiali delicati, quella Green per la plastica, mentre la sorgente di CO2 è la più adatta per i materiali organici.

“Tutti i test previsti dallo studio sono stati condotti con l’ausilio delle apparecchiature LW e della nostra gamma Welase. Inoltre, abbiamo utilizzato quattro tecnologie laser: fibra, ibrido, green e CO2”, ha spiegato Diez, mostrando le cinque tipologie di interazioni del laser con le superfici, in base al tipo di plastica (vedi figura 1). Le reazioni più osservate nel materiale plastico, quando marcato da un laser, sono infatti cinque: schiuma; colorazione della superficie del materiale; carbonizzazione; colorazione del corpo; ablazione/rimozione materiale.

Le conclusioni dello studio

Marcatura di PMMA con Welase 30W

Il responsabile delle applicazioni industriali di Gravotech ha poi citato brevemente la classificazione dei polimeri e le loro diverse applicazioni industriali, per poi addentrarsi infine negli aspetti più pratici e di laboratorio dello studio portato avanti dai tecnici di Gravotech.

A seconda della tecnologia laser scelta dall’utente per la propria applicazione, della potenza del laser, del tipo di materiale plastico, degli additivi contenuti e di altri fattori, si otterranno diverse reazioni nel processo di marcatura. Le lunghezze d’onda giocano inoltre un ruolo fondamentale nei risultati della marcatura, poiché il livello d’assorbimento delle onde è diverso a seconda dei materiali polimerici.

“Abbiamo lavorato e valutato trenta tipi diversi di polimeri. Oggi, per una questione di tempo, mostreremo solo alcuni esempi su: poliammide, policarbonato, ABS, POM e PMMA”, ha spiegato Juan Jose Francisco Diez, il quale, coadiuvato da Carola Garrone, ha infine elencato le conclusioni dello studio di Gravotech. In estrema sintesi (vedi figura 2, ndr):

Fig. 2 – Alcuni dei risultati ottenuti dai vari test di marcatura laser effettuati su 30 diversi polimeri

– il 60% delle plastiche sperimentate reagisce con risultati corretti per la gamma di laser a fibre;

– il 65% delle plastiche reagisce con il laser ibrido in modo ancora più qualitativo;

– il laser verde (Green) è il miglior laser per marcare le superfici polimeriche: marca già il 75% delle plastiche con un risultato ottimale;

– il laser CO2 permette di marcare tutte le plastiche senza contrasto e il 15% delle plastiche studiate con contrasto (alcune poliammidi, un policarbonato e un poliestere, con un ottimo risultato per il PVC).

Inoltre:

• la “fibra” può segnare la maggior parte delle materie plastiche e risponde favorevolmente a gran parte di esse (circa il 60%). È la soluzione più rapida ed economica;

Marcatura su resina POM nera

• l’ibrido marca la stessa plastica della “fibra”, ma è molto più qualitativo e versatile, quindi dovrebbe essere preferito per le applicazioni in cui la qualità della marcatura è più esigente;

• il laser “verde” marca di gran lunga la più grande varietà di polimeri ed è il più adatto per marcare finemente le plastiche senza generare un grande impatto sul materiale (es.: per marcare schede elettroniche);

• la CO2, ad esempio, presenta un contrasto inferiore, ma può essere utilizzata per processi di tracciabilità interna e per la marcatura della plastica senza contrasto.

“Come si può vedere, abbiamo ottenuto risultati soddisfacenti con la maggior parte delle plastiche, quindi possiamo dire che la nostra gamma laser copre la maggior parte della selezione di plastiche studiate”, ha concluso Juan Jose Francisco Diez. “Infine, data la diversità di comportamento dei differenti materiali polimerici, consigliamo sempre di effettuare prima alcune prove sugli articoli da marcare, per esempio nei laboratori di Gravotech”.


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