Micropercusión, Eléctrica o Neumática? Diferencias y fortalezas

     Ante la necesidad de un marcado profundo y permanente que soporte el maltrato y/o la intemperie usualmente dirigiremos nuestra atención a equipos de micropercusión dado su bajo costo, robustez y simpleza.

    Eventualmente nos encontraremos ante una elección importante y no del todo comprendida, elegir entre un equipo eléctrico o neumático.

    Para poder tomar una decisión  acertada primero debemos comprender el principio de funcionamiento de cualquier equipo de micropercusión. El equipo se compone de una unidad de mano portátil o fija de banco con un sistema de ejes X e Y coordinados que abarcan el área de trabajo y mueven el cabezal que contiene el punzón de marcado, hasta aquí todos los equipos son iguales. Para generar el marcado, el equipo, debe acelerar un punzón endurecido para golpear el material generando una muesca en el mismo. La profundidad de esta muesca depende de varios factores, dureza del material, ángulo y tipo de punzón pero principalmente depende de la masa y la velocidad al momento del impacto del punzón. Por eso en todo equipo es importante regular la altura de trabajo para que el impacto se produzca lo mas cerca de la maxima extensión del punzón posible.

Es aquí donde la diferencia entre equipos entra en juego.

ELECTRICOS:  

  En un equipo eléctrico un potente electroimán se encarga de acelerar el punzón hacia el material de trabajo. Como el accionamiento es transistorizado se posee un gran control sobre la potencia, velocidad y frecuencia de impactos pudiéndose incluso generar diferentes rampas de aceleración entre cada impacto suavizando las curvas y potenciando las rectas para un acabado mas parejo resultando en gran acabado estético. Los equipos eléctricos tienen una excelente repetibilidad que conservan incluso a altas velocidades y su simpleza mecánica le permite conservarla en el tiempo por el bajo número de componentes que pueden sufrir desgaste. Pero no todo es positivo, su potencia está limitada por la corriente máxima del electroimán y el uso continuo puede generar un sobrecalentamiento del mismo lo que implica que en comparación a un equipo neumático no puede alcanzar las mismas profundidades de marcado ni operar de forma sostenida en una línea de producción continua sin las adecuadas consideraciones.

    Una ventaja clave de un sistema 100% eléctrico es la portabilidad, dado que no se requiere un suministro de aire externo (con todo lo que ello conlleva) y la existencia de baterías de alta capacidad estos equipos son claves en marcado sobre elementos remotos donde resulta impráctico o prohibitivo acercar la pieza a la marcadora como en el grabado de estructuras o en zonas remotas.

NEUMÁTICOS:

    En contraste, en un equipo neumático, lo que le propicia su velocidad al punzón es la relación entre el diámetro del émbolo de mismo y la presión neumática utilizada. Aquí hay muchos mas componentes que entran en la ecuación, sellos neumáticos, válvula de aire, reguladores de presión, presión del suministro neumático, diámetro de las mangueras, calidad del aire provisto (presencia de agua/aceite), caudal máximo del suministro, tiempo de accionamiento de la válvula. Existiendo tantos elementos internos que pueden fluctuar durante la operación, los equipos neumáticos tienden a poseer una menor velocidad de impactos y mas variabilidad entre los mismos aunque indiscutiblemente pueden golpear con mucha mas fuerza dejando marcas mucho mas profundas y permanentes lo que resulta ideal en materiales forjados, templados, de fundición o cuando la pieza lleva un postproceso de pintado o recubrimiento. Cabe destacar que dados los golpes mas energéticos la estructura suele requerir una mayor robustez contribuyendo al peso del equipo. 

Entendiendo estas diferencias podemos ver dos ramas de aplicaciones importantes.

Marcados estéticos (usualmente como proceso final que va a estar a la vista) como códigos o textos finos donde es importante que el grabado sea consistente, rápido y fino.

Marcados resistentes como números seriales o trazabilidad donde la importancia reside en su perpetuidad y visibilidad a lo largo del tiempo a costa de una ligera caída en la calidad de cada impacto o sobre componentes que serán post-procesados.

Evaluemos entonces las ventajas y desventajas de ambos sistemas.

Factor	Cabezal eléctrico	Cabezal neumático
Control del golpe	Muy preciso, regulable por software, punto a punto	Limitado, depende de presión y caudal

Degradación Fotolítica, el mecanismo principal de un láser UV

    Cuando pensamos en un láser habitualmente se lo asocia a un haz que por su intensidad calienta, funde o vaporiza los materiales, y estaríamos en lo correcto en la gran mayoría de los casos, pero no es así al lidiar con longitudes de onda cortas como el UV (355nm).

    En un láser de fibra (1064nm) o CO2 (10600nm) el efecto principal del mismo es calentar el material con el que está interactuando, es un proceso FOTOTÉRMICO. Cuando los electrones del material absorben los fotones del láser estos se excitan y su temperatura sube a una velocidad brutal (¡Entre 1.000.000 y 1.000.000.000 de grados Celsius por segundo!) y aunque los pulsos del laser duren apenas 80–200 ns es suficiente para fundir el material y en muchos casos vaporizar y eyectar el mismo en cuestión.

    Diferente es el caso para un laser dentro del espectro UV, sus fotones tienen mucha mas energía individual (debido a su baja longitud de onda). Al golpear el material lo hacen con tanta violencia que pueden romper los enlaces moleculares del material sin darle tiempo a calentarse, generando una separación del mismo, no un derretimiento. 

    Este fenómeno es conocido como Fotoablación y es el motivo de que se suela llamar al UV como un láser frío (aunque en la realidad algo de temperatura siempre hay, aunque en niveles no comparables con los de un laser de fibra o CO2). 

    Al trabajar con láseres térmicos como fibra o CO₂, el material pasa inevitablemente por un estado de fusión. Esto genera bordes con rebabas, zonas afectadas por el calor, cambios de color, tensiones internas e incluso deformaciones, especialmente visibles en plásticos, films, materiales compuestos o piezas muy delgadas. En muchos casos estos efectos son aceptables, como en el corte de metales o la soldadura.

    En cambio, en un láser UV el material se elimina “átomo por átomo”. Al no existir una masa fundida, los bordes quedan extremadamente limpios, sin rebabas, sin carbonización y con una zona afectada por el calor prácticamente inexistente. Esto lo vuelve ideal para aplicaciones donde la precisión y la integridad del material son críticas.

    Por esta razón los láseres UV se utilizan ampliamente en el marcado de plásticos técnicos, PCB, vidrio, cerámicas, polímeros médicos, siliconas y materiales multicapa, donde un láser de fibra o CO₂ simplemente derretiría, quemaría o deformaría la pieza.

    Otra consecuencia importante es la repetibilidad. Al no depender del flujo de calor dentro del material, el resultado del marcado o grabado UV es mucho más consistente entre piezas, incluso cuando existen pequeñas variaciones de espesor, color o composición.

    Esto no significa que un láser UV sea mejor que uno de fibra o CO₂ en términos absolutos. Cada tecnología responde a un mecanismo físico distinto y está optimizada para ciertos trabajos. Mientras que un láser de fibra o CO₂ destaca por su potencia, velocidad y eficiencia energética en procesos térmicos, el UV sobresale en precisión, calidad superficial y control del proceso.

    Entender esta diferencia permite elegir la herramienta correcta y, sobre todo, entender por qué una misma pieza puede reaccionar de forma radicalmente distinta según la longitud de onda utilizada. Muchas veces el problema no está en la potencia, la velocidad o el enfoque, sino en estar usando un tipo de láser que trabaja con un principio físico completamente distinto al que el material necesita.