Publicação
Influência dos parâmetros de um feixe laser na qualidade de gravação em componentes
| Resumo: | A marcação de componentes com recurso à tecnologia laser é um processo de gravação permanente que utiliza um feixe para criar uma marca na superfície de um componente. Graças à potencial qualidade da marcação, este processo é cada vez mais utilizado em diferentes indústrias (semicondutores, eletrónica, medicina, automóvel, aeroespacial, etc) para gravação do número de série de componentes, logos, códigos de barras, QR code, etc. Existem diversos parâmetros como a potência, dimensões do feixe do laser, velocidades de marcação, a frequência de pulso, etc., que afetam a qualidade da gravação e a sua penetração. Dependendo do componente e do material em causa, os parâmetros têm de ser ajustados de modo a encontrar os parâmetros ótimos para cada componente/material. O objetivo deste trabalho passa pela investigação da influência dos parâmetros de um feixe laser na qualidade da gravação, de modo a obter os melhores conjuntos de condições de marcação laser aplicado a diferentes materiais. Um laser de fibra de 30 W foi utilizado, tendo o estudo paramétrico incidido sobre a potência, frequência, velocidade de marcação e número de passagens. Os materiais estudados foram o Polioximetileno (POM) branco e preto, liga de alumínio AW-6082-T6 e o aço inoxidável 304 2B. De modo a tentar perceber os motivos das diferenças nas respostas à marcação a laser para as diferentes amostras, foram realizados testes de diagnóstico como a análise térmica (TGA), espetroscopia vibracional FTIR e Raman, medições de absorvância, microscopia ótica e eletrónica de varrimento. Os resultados mostraram que as marcações variaram em cor e qualidade, tendo sido possível encontrar para cada material o conjunto de parâmetros que garante a melhor qualidade de marcação, inclusive para elevadas velocidades de marcação. De forma geral, a qualidade da marcação também foi influenciada pela estratégia de marcação, com a presença ou ausência de contornos e o método de enchimento utilizado. Esta investigação permitiu também determinar os mecanismos de degradação associados a cada material e como mitigar efeitos indesejáveis, garantindo marcações de acordo com os padrões industriais do ponto de visto de qualidade e cadência. |
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| Autores principais: | Rosa, Paulo Jorge Amorim |
| Assunto: | Potência Frequência Velocidade de avanço Gravação Absorção Qualidade de marcação |
| Ano: | 2023 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso embargado |
| Instituição associada: | Universidade de Aveiro |
| Idioma: | português |
| Origem: | RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro |
| Resumo: | A marcação de componentes com recurso à tecnologia laser é um processo de gravação permanente que utiliza um feixe para criar uma marca na superfície de um componente. Graças à potencial qualidade da marcação, este processo é cada vez mais utilizado em diferentes indústrias (semicondutores, eletrónica, medicina, automóvel, aeroespacial, etc) para gravação do número de série de componentes, logos, códigos de barras, QR code, etc. Existem diversos parâmetros como a potência, dimensões do feixe do laser, velocidades de marcação, a frequência de pulso, etc., que afetam a qualidade da gravação e a sua penetração. Dependendo do componente e do material em causa, os parâmetros têm de ser ajustados de modo a encontrar os parâmetros ótimos para cada componente/material. O objetivo deste trabalho passa pela investigação da influência dos parâmetros de um feixe laser na qualidade da gravação, de modo a obter os melhores conjuntos de condições de marcação laser aplicado a diferentes materiais. Um laser de fibra de 30 W foi utilizado, tendo o estudo paramétrico incidido sobre a potência, frequência, velocidade de marcação e número de passagens. Os materiais estudados foram o Polioximetileno (POM) branco e preto, liga de alumínio AW-6082-T6 e o aço inoxidável 304 2B. De modo a tentar perceber os motivos das diferenças nas respostas à marcação a laser para as diferentes amostras, foram realizados testes de diagnóstico como a análise térmica (TGA), espetroscopia vibracional FTIR e Raman, medições de absorvância, microscopia ótica e eletrónica de varrimento. Os resultados mostraram que as marcações variaram em cor e qualidade, tendo sido possível encontrar para cada material o conjunto de parâmetros que garante a melhor qualidade de marcação, inclusive para elevadas velocidades de marcação. De forma geral, a qualidade da marcação também foi influenciada pela estratégia de marcação, com a presença ou ausência de contornos e o método de enchimento utilizado. Esta investigação permitiu também determinar os mecanismos de degradação associados a cada material e como mitigar efeitos indesejáveis, garantindo marcações de acordo com os padrões industriais do ponto de visto de qualidade e cadência. |
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