Como funcionam as máquinas de marcação a laser 3D?

A marcação a laser 3D representa um avanço significativo em relação aos sistemas 2D tradicionais, permitindo a marcação precisa e de alta velocidade em curvas, irregular,e superfícies de vários níveis sem comprometer o foco ou a qualidadeAo contrário da marcação 2D, que se limita a um plano focal fixo, o sistema 3D ajusta dinamicamente o seu ponto focal em tempo real.Esta capacidade torna-o essencial para aplicações em indústrias como automotiva, electrónica e dispositivos médicos, onde as geometrias complexas das peças são comunicadas

A diferença fundamental no funcionamento de um marcador a laser 3D reside na sua capacidade de controlar a distância focal do feixe de laser, que é normalmente obtida através de umSistema de focagem dinâmica(muitas vezes referido comoMáquinas de secagem de partículasou sistema de pré-focalização).

Um sistema de máquina de marcação a laser 3D consiste em vários componentes cruciais:

1. Fonte do laser:Gerar o feixe de laser de alta energia (por exemplo, laser de fibra, UV ou CO2, dependendo do material).
2. Galvanômetro (Galvo)Trata-se da "cabeça de marcação", que contém dois espelhos de alta velocidade (eixo X e eixo Y) que dirigem o feixe de laser através do campo de trabalho, formando o padrão desejado.
3. Espelho de foco dinâmico (eixo Z):Este é o componente que permite a funcionalidade 3D. É um sistema de espelho ou lente adicional que pode mover-se rapidamente ao longo do caminho óptico.
4. Sistema de controlo e software:O "cérebro" da máquina, que processa os dados do projeto CAD 3D, calcula as coordenadas precisas X, Y e Z para todo o caminho de marcação,e controla o scanner galvo e o espelho de foco dinâmico em sincronização perfeita.
5. Lente F-Theta (opcional/variada):Em um sistema 2D, a lente F-theta é a lente de foco final.A sua função pode ser integrada ou substituída por uma configuração óptica diferente para acomodar a focagem dinâmica e o tamanho de campo maior.

O processo de marcação 3D é uma coordenação sofisticada de hardware e software:

1. Projeto 3D e entrada de dados:A marca desejada (logotipo, número de série, padrão) é criada ou carregada no software de marcação.Eixo Z (profundidade/altura)Informações sobre a superfície alvo.

2. Cálculo de software:O software 3D especializado calcula a posição do espelho de foco dinâmico necessário para que o feixe de laser atinja a superfície no ponto focal ideal paraCada pontono ficheiro de marcação.

3. Ajuste dinâmico do foco:À medida que os espelhos do galvanômetro X e Y escaneiam rapidamente o laser através da superfície, o espelho de foco do eixo Z se move constantemente para manter um ponto laser perfeitamente focado.

4. Reacção de marcação:O feixe laser de alta energia interage com o material, causando uma marca permanente através de processos comocarbonização(escurecimento),espumação(iluminação/elevação da superfície, comum nos plásticos),Gravação(remoção de material), ouRequeijão(mudança de cor no metal).¹²

A capacidade de controlar o ponto de foco no eixo Z fornece vários benefícios principais:

Em essência, uma máquina de marcação a laser 3D proporciona a flexibilidade e precisão para marcar permanentemente produtos de praticamente qualquer forma,que é inestimável para a fabricação moderna com designs de peças cada vez mais intrincados.