Marcatura laser della plastica: tutto quello che dovresti sapere

La plastica è un materiale essenziale in innumerevoli settori, dall'automotive e dai dispositivi medici all'elettronica di consumo e all'imballaggio. Per vari scopi, tra cui branding, serializzazione, codifica e tracciabilità, l'applicazione di marchi permanenti e di alta qualità su parti in plastica è fondamentale. I metodi tradizionali come la stampa a inchiostro o l'incisione meccanica spesso faticano a garantire durata, precisione o assenza di deformazioni del materiale.

In questo scenario, le macchine per la marcatura laser emergono come una soluzione all'avanguardia e altamente efficiente. Offrono un processo senza contatto che crea marchi indelebili senza compromettere l'integrità del materiale, rendendole la scelta preferita per la produzione moderna.

Questo articolo esplora come funziona la marcatura laser sulla plastica, i suoi principali vantaggi, le applicazioni comuni ed evidenzia i principali tipi di macchine per la marcatura laser utilizzate per questo materiale versatile.

Come funziona la marcatura laser sulla plastica

La marcatura laser sulla plastica è un processo preciso che altera in modo permanente la superficie del materiale utilizzando un raggio laser focalizzato. A differenza dell'incisione, che rimuove una grande quantità di materiale, la marcatura si basa sull'assorbimento dell'energia del laser da parte della plastica per creare un segno visibile e ad alto contrasto.

Il metodo utilizzato dipende fortemente dalla composizione della plastica e dalla lunghezza d'onda del laser, ma generalmente prevede uno dei seguenti processi senza contatto:

• Cambiamento di colore/Scolorimento: L'energia del laser rompe o altera la struttura chimica dei pigmenti colorati o degli additivi all'interno della plastica. Ciò provoca uno spostamento del colore, spesso con un segno scuro su un materiale chiaro o un segno chiaro/schiumato su un materiale scuro, garantendo un elevato contrasto.

• Schiumatura: Il laser fonde localmente la plastica, creando bolle di gas che rimangono intrappolate durante il raffreddamento rapido. Questo processo si traduce in un segno leggermente in rilievo, ruvido e di colore chiaro, particolarmente efficace per la marcatura di plastiche di colore scuro.

• Ablazione/Rimozione dello strato: Per le plastiche multistrato (come i pulsanti automobilistici "giorno/notte"), il laser rimuove con precisione il sottile strato superiore, esponendo il colore contrastante dello strato di base sottostante.

• Carbonizzazione: Utilizzato principalmente su plastiche di colore chiaro o organiche, il calore del laser fa annerire o carbonizzare il materiale sulla superficie a causa di un'elevata concentrazione di carbonio, producendo un segno scuro.

Poiché il segno viene creato da un cambiamento molecolare o strutturale all'interno o sulla superficie della plastica, diventa parte integrante del prodotto.

Vantaggi della marcatura laser per la plastica

Marchi permanenti e durevoli

I segni laser sono altamente resistenti all'abrasione, ai solventi, agli agenti chimici, alle alte temperature e allo sbiadimento. A differenza dell'inchiostro, che può sbiadire, il segno laser fa parte del materiale stesso, rendendolo ideale per applicazioni di tracciamento e anticontraffazione.

Alta precisione e dettaglio

I raggi laser possono essere focalizzati per creare segni incredibilmente fini e complessi, tra cui testo microscopico, loghi intricati e codici 2D ad alta densità (come codici QR o Data Matrix), offrendo una risoluzione superiore alla stampa.

Senza contatto e rispettoso dei materiali

Il processo evita il contatto fisico, eliminando il rischio di sollecitazioni del materiale, deformazioni o danni a componenti delicati. Quando si utilizza il laser appropriato (come un laser UV), il processo può essere "a freddo", riducendo al minimo la zona interessata dal calore (HAZ) e prevenendo la deformazione delle plastiche sensibili al calore.

Conveniente ed ecologico

La marcatura laser non utilizza materiali di consumo come inchiostro, solventi, etichette o prodotti chimici, riducendo significativamente i costi operativi e di manutenzione. È un processo ecologico senza sprechi da smaltire.

Applicazioni della marcatura laser sulla plastica

La versatilità della marcatura laser la rende un processo critico in numerosi settori:

• Automotive: Marcatura di componenti in plastica come cruscotti, connettori, parti dei fari e pulsanti funzionali "giorno/notte".

• Elettronica: Codifica di unità abitative, componenti PCB, connettori e isolamento dei cavi con serializzazione, codici batch e loghi.

• Dispositivi medici: Marcatura di strumenti chirurgici, involucri e plastiche impiantabili (come PEEK) in cui il segno deve essere permanente, non tossico e resistere alla sterilizzazione.

• Imballaggio: Marcatura di PET, PVC e altri film e contenitori di plastica con date, codici batch e informazioni sulla scadenza ad alta velocità.

Tipi di macchine per la marcatura laser per la plastica

La scelta della macchina è fondamentale poiché plastiche diverse assorbono al meglio diverse lunghezze d'onda laser. I tre tipi principali di laser per la marcatura della plastica sono:

Domande frequenti

La marcatura laser è adatta a tutti i tipi di plastica?

Sì, ma la qualità dipende dal tipo di laser, dalla lunghezza d'onda e dall'uso di additivi sensibili al laser (come nero di carbonio o biossido di titanio) nella formulazione della plastica per migliorare l'assorbimento e il contrasto.

La marcatura laser può danneggiare o deformare la plastica? 

No. Quando si utilizzano il laser (soprattutto UV) e i parametri corretti, il processo è senza contatto e non distruttivo, lasciando intatta la superficie del materiale con una zona interessata dal calore minima o nulla.

Il segno laser è veramente permanente?

Assolutamente. Poiché il segno è una modifica strutturale o chimica del materiale stesso, è permanente e non può essere rimosso senza danneggiare fisicamente la superficie del prodotto.

Un laser a fibra è adatto per la marcatura della plastica?

Sì. Sebbene spesso utilizzati per i metalli, i laser a fibra possono marcare efficacemente molte plastiche comuni (come ABS, nylon e policarbonato) attraverso la schiumatura o il cambio di colore, offrendo un eccellente equilibrio tra velocità ed efficienza dei costi.

Conclusione

La marcatura laser si è affermata come il metodo più sicuro, veloce e preciso per la marcatura di materiali plastici. Offre una durata eccezionale, un impatto ambientale minimo ed elimina la necessità di materiali di consumo disordinati e ad alta manutenzione. Selezionando attentamente la macchina appropriata, ad esempio un laser UV per lavori delicati e di alta precisione o un laser a fibra per usi industriali generali e ad alto volume, i produttori possono garantire tracciabilità e branding permanenti e di alta qualità per i loro componenti in plastica.