Marcatura laser su superfici stampate testurizzate e opache

Marcatura laser su superfici stampate testurizzate e opache

Punti chiave

• La texture diffonde la luce, quindi la stessa marcatura risulta meno contrastata su una superficie granata che su una lucida.
• La finitura dello stampo è una variabile di marcatura, e raramente viene registrata come tale.
• La geometria di misura conta qui più che altrove: le letture cambiano con l'angolo.
• Qualificare sulla finitura dello stampo di produzione, mai su una piastrina di prova lucidata.

La maggior parte dello sviluppo della marcatura laser avviene su piastrine stampate lisce. La maggior parte dei componenti di produzione non è liscia: interni automobilistici, alloggiamenti di elettrodomestici, dispositivi portatili e involucri medicali sono in larga misura granati, opachi o leggermente testurizzati, perché la texture nasconde i difetti di stampaggio e migliora presa e aspetto. Una ricetta qualificata su superficie lucida e rilasciata su un componente granato delude di routine, benché il materiale non sia cambiato affatto.

Perché la texture riduce il contrasto apparente

Il contrasto in una marcatura laser è una differenza nel modo in cui la luce ritorna all'occhio o al lettore. Una superficie lucida riflette in modo speculare, con la luce che arriva e parte in una direzione prevedibile, quindi una marcatura carbonizzata che assorbe la luce risalta nettamente su di essa.

Una superficie testurizzata diffonde la luce in modo diffuso in tutte le direzioni. L'area non marcata restituisce già la luce come fa la marcatura, quindi la differenza tra le due si riduce. Ne derivano tre conseguenze:

• Il contrasto misurato diminuisce anche se la marcatura è chimicamente identica.
• La marcatura diventa meno dipendente dall'angolo, il che è talvolta un vantaggio: una superficie granata si legge in modo più uniforme da diverse direzioni di osservazione.
• I dettagli fini perdono definizione, perché la profondità della texture è una frazione significativa della dimensione dell'elemento nei codici piccoli.

Come si comportano le diverse finiture

La soluzione dell'area liscia

La risposta più affidabile a un codice che non viene classificato su una superficie granata non è affatto un parametro laser. È una piccola area lucidata o leggermente testurizzata prevista nello stampo in corrispondenza della marcatura, tipicamente un'isola poco rialzata o incassata di qualche millimetro più grande del codice.

Non costa nulla in tempo ciclo, è invisibile nella maggior parte dei progetti e trasforma un'operazione di marcatura inaffidabile in un'operazione di routine. Deve però essere concordata in fase di progettazione dello stampo, il che significa che il requisito di marcatura deve essere noto prima che lo stampo venga inciso: spesso è questo il vero ostacolo, poiché la marcatura viene frequentemente specificata dopo che l'attrezzatura è già impegnata.

Specificare e misurare le marcature sulla texture

• Registrare la finitura dello stampo nella specifica di marcatura. Una designazione di texture fa parte della condizione di marcatura tanto quanto resina e colore, e non viene quasi mai riportata.
• Qualificare sulla finitura dello stampo di produzione. Una piastrina lucidata sovrastima il contrasto ottenibile, talvolta in modo sostanziale.
• Fissare geometria e angolo di illuminazione nel metodo di ispezione. La texture rende le letture dipendenti dall'angolo, per cui fornitore e cliente che misurano lo stesso componente con impostazioni diverse possono legittimamente non concordare.
• Fissare la tolleranza di contrasto a partire da campioni testurizzati, non da un valore generico di ΔL* ricavato su superficie lucida.
• Classificare i codici leggibili da macchina secondo ISO/IEC 15415 sulla superficie testurizzata e adeguare l'illuminazione del lettore di linea all'impostazione di qualifica.
• Aumentare la dimensione della cella prima di aumentare l'energia. Più potenza su una superficie testurizzata allarga la zona termicamente alterata e sfoca i bordi delle celle, il che di solito abbassa la classe anziché innalzarla.

Quando la texture stessa è la marcatura

La texture non è solo un ostacolo. L'incisione chimica laser (etching) funziona modificando deliberatamente la finitura superficiale anziché il colore, il che la rende la scelta naturale sui componenti in cui una variazione di colore non è disponibile o non è desiderata:

• Marcare il lucido con l'opaco. Su uno stampato ad alta lucentezza, un'area opaca incisa localmente si legge chiaramente senza alcun coinvolgimento di coloranti, il che è utile su componenti trasparenti e di colore chiaro che non carbonizzerebbero in modo utile.
• Marcare l'opaco con il lucido. Vale anche l'inverso su alcuni materiali, dove una fusione localizzata leviga una superficie granata rendendola più lucida.
• Texture funzionale. Pannelli antiriflesso, indicatori tattili e zone di presa sono tutti texture applicate per uno scopo e non per la leggibilità.

Entrambi gli approcci dipendono dall'illuminazione per essere visibili, che è esattamente la sensibilità descritta sopra. Dove una marcatura basata sulla texture deve essere letta da una macchina, la geometria di illuminazione va progettata insieme ad essa anziché data per scontata.

Letture correlate

• Abbinamento dei colori laser
• Incisione chimica laser (etching)
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• Espansione nella marcatura laser
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• Soluzioni di marcatura laser delle materie plastiche

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Domande frequenti

Perché la stessa marcatura appare più debole su un componente testurizzato che su una piastrina?

Perché la texture diffonde la luce, quindi la superficie non marcata restituisce la luce più o meno come fa la marcatura e la differenza tra le due si riduce. La marcatura in sé è chimicamente identica; ciò che è cambiato è il modo in cui la superficie circostante riflette. Per questo qualificare su una piastrina lucidata sovrastima il contrasto ottenibile su un componente di produzione granato.

Devo aumentare la potenza per compensare la texture?

No. Più energia allarga la zona termicamente alterata e sfoca i bordi degli elementi, il che di solito abbassa la classe di un codice anziché innalzarla. Si aumenti invece la dimensione della cella del codice, oppure si sposti il codice su un'area liscia. Dove una marcatura scura è al limite, vale la pena provare una marcatura chiara espansa, perché la schiuma diffonde intensamente e può leggersi meglio sulla texture rispetto a una marcatura carbonizzata.

Che cos'è un'area liscia e quando va utilizzata?

Una piccola isola lucidata o leggermente testurizzata prevista nello stampo in corrispondenza della marcatura, di qualche millimetro più grande del codice. Trasforma un'operazione di marcatura inaffidabile su una grana grossolana in un'operazione di routine, senza costi in tempo ciclo e in genere in modo invisibile. Il vincolo è che deve essere concordata prima che lo stampo venga inciso, il che significa che il requisito di marcatura deve essere noto in fase di progettazione dello stampo.

Perché fornitore e cliente ottengono letture di contrasto diverse sui componenti testurizzati?

Per una diversa geometria di illuminazione. La texture rende le letture di contrasto fortemente dipendenti dall'angolo, quindi due strumenti impostati in modo diverso produrranno legittimamente numeri diversi sullo stesso componente. Si fissino angolo di illuminazione, apertura e geometria nel metodo di ispezione prima di concordare una tolleranza e si adegui il lettore della linea di produzione alla stessa impostazione.

La finitura dello stampo deve far parte di una specifica di marcatura?

Sì, e quasi sempre viene omessa. La designazione della texture fa parte della condizione di marcatura tanto quanto grado di resina e colore, perché modifica in modo sostanziale il contrasto ottenibile. Una specifica che indica resina e colore ma non la finitura tralascia una delle tre variabili che determinano se la marcatura sarà accettata.

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