Che cos'è un laser UV?

Tecnologia, principio di funzionamento e vantaggi industriali della marcatura laser a freddo

Le esigenze dei processi di marcatura industriale sono in costante aumento: componenti sempre più piccoli, materiali più sensibili e standard qualitativi più elevati richiedono tecnologie non solo precise, ma anche delicate ed efficienti. I laser UV offrono una soluzione potente proprio in questi ambiti.

La cosiddetta marcatura laser "a freddo" con luce ultravioletta apre possibilità completamente nuove nella lavorazione industriale dei materiali, soprattutto laddove i sistemi laser convenzionali raggiungono i loro limiti.

Ma cos'è esattamente un laser UV? Come funziona questa tecnologia? E perché sta diventando sempre più popolare in settori come la produzione elettronica, la tecnologia medica e l'industria dell'imballaggio?

Tecnologia laser UV: un'introduzione

Il termine "laser UV" descrive un sistema laser che lavora con luce ultravioletta nell'intervallo di 355 nanometri (nm), ossia con una lunghezza d'onda significativamente inferiore a quella dei laserCO₂ o a fibraconvenzionali. Questa lunghezza d'onda ridottagarantisceun'energia fotonica particolarmente elevata, che è alla base dell'effetto unico del trattamento a freddo.

I laser UV sono solitamente basati su un cosiddetto laser a stato solido a tripla frequenza. Ciò significa che un laser a infrarossi (ad esempio un Nd:YVO₄ con 1064nm) viene convertito a 355 nm in due fasi utilizzando cristalli non lineari:

1. raddoppio della frequenza da 1064 nm a 532 nm (luce verde)
2. Triplicazione della frequenza da 1064 nm a 355 nm (luce UV)

Il risultato è un raggio laser stabile, altamente focalizzabile e di eccezionale precisione, ideale per i processi di marcatura su superfici sensibili o finemente strutturate.

Marcatura a freddo: quando la luce cambia le molecole

La differenza fondamentale rispetto ad altri tipi di laser risiede nel principio di funzionamento: mentre i lasera CO₂ e a fibra generano le loro marcature attraverso effetti termici (ad esempio, tempra, ablazione o fusione), il laser UV funziona principalmente su base fotochimica. Ciò significa che la radiazione UV ha un'energia tale da poter rompere direttamente i legami molecolari, senza riscaldare il materiale su un'ampia superficie.

Questo cosiddetto processo a freddo offre vantaggi decisivi:

• Minimo sviluppo di calore: nessun bordo di fusione, nessuna deformazione del materiale, nessuna fessurazione.
• Massima precisione: strutture piccolissime, microscritture e linee sottili con bordi affilati come un rasoio
• Superfici lisce: La zona lavorata rimane pulita, uniforme e priva di asperità o scanalature.
• Delicato sui materiali: anche i materiali sensibili alla temperatura rimangono inalterati nella loro struttura e funzione.

Queste proprietà rendono i laser UV particolarmente interessanti per le applicazioni in cui è necessario evitare a tutti i costi le influenze termiche, come ad esempio le plastiche a parete sottile, gli articoli medicali monouso, i componenti microelettronici o i materiali trasparenti come il vetro.

Struttura di un laser industriale per la marcatura UV

Un tipico sistema di marcatura UV, come il JustMark OSU di JustLaser, è costituito da diversi componenti funzionali che lavorano insieme senza soluzione di continuità:

• Sorgente laser: un laser a stato solido pompato a diodi con conversione di frequenza a 355 nm.
• Scanner galvanico: unità di deflessione ad alta precisione per il controllo del fascio laser sul pezzo in lavorazione
• Ottica F-theta: lente speciale per un'immagine uniforme del fascio su una superficie definita
• Software: software di controllo di facile utilizzo per la creazione, il posizionamento e la gestione dei dati di marcatura.

La flessibilità d'uso è una caratteristica fondamentale delle soluzioni di sistema aperte come il JustMark OSU. I sistemi possono essere facilmente integrati nei processi produttivi esistenti o utilizzati come soluzioni autonome. Grazie all'architettura aperta, è possibile lavorare anche componenti più grandi e implementare soluzioni di automazione speciali.

Caratteristiche tecniche in sintesi

I laser UV sono caratterizzati da proprietà di lavorazione particolarmente raffinate. I dati tecnici più importanti in sintesi:

La combinazione di lunghezza d'onda ridotta, alta densità di energia e bassa influenza termica consente di realizzare marcature di alta precisione, permanenti e ad alto contrasto - su un'ampia gamma di materiali.

Vantaggi del laser UV nella pratica industriale

Le applicazioni industriali beneficiano in vari modi delle speciali proprietà del laser UV. I vantaggi sono enormi, soprattutto in aree sensibili o rilevanti per la sicurezza:

• Nessuna alterazione termica del materiale
• Elevata leggibilità di codici e scritte, anche con micro-etichettatura
• Utilizzo su materiali difficili come plastica trasparente, vetro o ceramica
• Rispettoso dell'ambiente, in quanto non richiede inchiostri, sostanze chimiche o etichette
• Senza contatto, senza usura e a bassa manutenzione
• Integrazione perfetta nelle linee di produzione automatizzate

Particolarmente degna di nota è la capacità di lavorare superfici complesse o multistrato. Ad esempio, gli strati di copertura possono essere rimossi selettivamente per realizzare immagini ad alto contrasto nel design giorno-notte (ad esempio per gli elementi di controllo delle automobili), senza danneggiare gli strati sottostanti.

Dove i laser UV sono già oggi indispensabili

I laser UV sono diventati indispensabili in molti settori, soprattutto quando la massima precisione incontra materiali sensibili. Le aree di applicazione tipiche sono

• Industria elettronica: marcatura di circuiti stampati, semiconduttori e componenti SMD.
• Tecnologia medica: etichettatura sterile di cateteri, tubi, strumenti chirurgici
• Industria automobilistica: elementi di controllo nella progettazione giorno-notte, etichettatura di sensori
• Industria dell'imballaggio: etichettatura diretta di imballaggi in plastica, blister e fiale
• Industria dell'orologeria e della gioielleria: micro-marcatura su superfici sensibili come il vetro o l'oro.

Grazie alla sua versatilità nella lavorazione dei materiali e alla qualità dei risultati, il laser UV è ormai uno strumento indispensabile nella moderna produzione industriale.

Conclusione: il futuro della lavorazione precisa dei materiali è l'ultravioletto

I laser UV offrono esattamente ciò di cui hanno bisogno i moderni processi industriali: Precisione, protezione dei materiali e flessibilità. La modalità d'azione fotochimica apre nuove possibilità di marcatura e microstrutturazione, soprattutto in applicazioni in cui i processi termici comporterebbero una perdita di qualità.

Con il laser JustMark OSU UV, JustLaser offre un sistema che trasferisce in modo coerente questi vantaggi nella pratica industriale - modulare, potente e ideale per tutti coloro che pongono le massime esigenze in termini di qualità e affidabilità del processo.