

Tecnologia de colagem a laser
A colagem a laser é uma tecnologia estabelecida que usa lasers para unir material de marcação aditiva a uma ampla variedade de substratos diferentes e é comumente usada com lasers de CO2 , Nd:YAG e fibra.
A tecnologia foi inventada pela primeira vez em meados da década de 1990 por Paul W. Harrison, fundador da TherMark. Depois de vender sua participação na TherMark, ele fundou a Laser Bonding Technology e continua envolvido com hardware de marcação a laser e no desenvolvimento de materiais de marcação novos e exclusivos.
Esses novos produtos produzem marcas permanentes na maioria das superfícies de metal, vidro, cerâmica e pedra para uso em uma ampla gama de aplicações industriais e artísticas, desde automotiva, aeroespacial e médica até as indústrias de prêmios e personalização. Difere das técnicas mais conhecidas de gravação a laser e ablação a laser por ser um processo aditivo, adicionando material à superfície do substrato para formar uma marca ou decoração permanentemente colada em vez de remover material como é feito nesses outros processos a laser. [1]
Para metais, as peças podem ser marcadas permanentemente com alto contraste e alta resolução para fins de identificação, logotipos, código de barras e serialização, sem danos ao substrato. Com vidro e cerâmica, superfícies complexas podem ser decoradas ou marcadas; no entanto, o processo tradicional de queima em forno é substituído por um laser, com suas decorações e marcações permanentemente coladas em segundos em vez de minutos ou horas.
A tecnologia do processo de colagem a laser evolui
A qualidade da marca depende de vários fatores, incluindo a superfície do substrato, tipo e potência do laser, velocidade de marcação e tamanho do ponto, sobreposição do feixe, espessura do material e outros parâmetros do laser. Os produtos LaserBond™ são fornecidos em latas de spray aerossol e recipientes de tinta líquida. Eles podem ser aplicados por vários métodos, incluindo uma técnica manual de pincel, escova de ar, pulverização industrial, impressão de almofada, serigrafia, revestimento de rolo e transferência de fita. As marcas resultantes são permanentemente ligadas ao substrato e, na maioria dos casos, são tão duráveis quanto o próprio substrato.
Tal como acontece com a maioria das tecnologias, o que é novo e excitante hoje ficará obsoleto em apenas alguns anos. Novas melhorias nos materiais LaserBond™ que são baseados na tecnologia estabelecida de submicron e nanopartículas estão produzindo resultados surpreendentes e uma nova patente pendente [2] .
Os produtos e a tecnologia LaserBond™ não infringem nenhuma das patentes originais e/ou atualmente existentes. Para obter informações adicionais e saber mais sobre essas patentes existentes e pendentes - clique na guia Blog na parte superior da página.
A maioria das propriedades das nanopartículas depende do tamanho e não se torna aparente até que seu tamanho seja reduzido à escala nanométrica. A alta relação superfície/volume juntamente com os efeitos de tamanho (efeitos quânticos) de tais nanopartículas introduz muitos fenômenos dependentes do tamanho, como propriedades físicas, químicas e mecânicas novas ou melhoradas.
Exemplos são o aumento da área superficial facilitando a absorção e/ou dispersão da luz visível e da energia do laser, bem como a diminuição do ponto de fusão desses materiais. Na escala nanométrica; eles são, com efeito, uma ponte entre materiais a granel e estruturas atômicas ou moleculares. Os materiais a granel convencionais têm propriedades físicas constantes, independentemente de seu tamanho; no entanto, em nanoescala, as propriedades dependentes do tamanho são frequentemente observadas. Para partículas de material a granel maiores que um mícron, como as usadas nos produtos “TherMark” e “CerMark”, a porcentagem de átomos na superfície é insignificante em relação ao número de átomos no volume total das partículas do material.
As propriedades interessantes e muitas vezes inesperadas das nanopartículas, como sua capacidade de se ligar a uma ampla variedade de outros materiais, são demonstradas pela capacidade dos produtos LaserBond™ de serem usados em superfícies de metal, vidro, cerâmica, plástico e pedra e são principalmente devido aos efeitos quânticos das partículas materiais.
Agora, uma formulação de produto LaserBond™ pode ser usada em muitas superfícies de substrato diferentes.
As nanopartículas também possuem propriedades ópticas inesperadas, pois são pequenas o suficiente para confinar seus elétrons e produzir efeitos quânticos adicionais. As nanopartículas são menores que o comprimento de onda da luz visível. A cor que exibem é resultado direto da interação da luz com a superfície das nanopartículas; essa interação é chamada de ressonância plasmônica. A cor muda conforme o tamanho e a distância entre as nanopartículas variam.
Por exemplo, nanopartículas de prata de tamanhos diferentes exibem um arco-íris de cores quando estão em solução e testes de laboratório indicam que elas podem ser usadas em materiais de marcação a laser colorida no futuro.
A durabilidade das marcações coladas a laser
As marcas colocadas em aço inoxidável e outros metais são extremamente duráveis e sobreviveram a testes como resistência à abrasão, resistência química, exposição ao ar livre, calor extremo, frio extremo, ácidos, bases e vários solventes orgânicos.
As marcas no vidro também foram testadas quanto à resistência às condições climáticas, ácidos, bases e arranhões.
O processo de colagem a laser é descrito e especificado nas especificações e padrões de marcação militar [3] e NASA [4] .
A colagem a laser também é uma técnica preferida para uso no sistema de "Identificação Única do Item" (IUID) do Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Para mais informações químicas e técnicas, o MSDS e as configurações de laser podem ser baixados para visualização e/ou impressão. [5]
Referências:
Papel branco: “Identificação do Produto na Manufatura Automatizada” , Paul W. Harrison, presidente da TherMark Holdings, Inc. 5015 Eagle Rock Blvd, Suite 310, Los Angeles, CA 90041 julho de 2006
Pedido pendente US 2015/0344712 Data de publicação: 3 de dezembro de 2015
Padrão de marcação MIL-STD 130M DOD, p.24, Tabela II
NASA HDBK-6003 Manual de marcação da NASA, Seção de colagem a laser 5.1.5, p.15
SDS Aerosol , SDS Paste e configurações de laser para produtos LaserBond™ 100
