MXPA00002378A - Metodo de marcado con laser - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para marcar con l ser metales, plásticos, materiales de cerámica, vidriados, cerámicas vidriadas, y vidrios de cualquier forma deseada, el cual comprende aplicar al material que se va a marcar, una capa de espesor variable de material de marcado que contenga mejoradores de absorción de energía, luego irradiar esta capa con una fuente de energía basada en l ser o diodo, de tal manera que la radiación se dirija sobre esta capa de acuerdo con la forma de la marca que se vaya a aplicar, y utilizar una fuente de energía basada en láser o diodo de una longitud de onda que sea suficientemente absorbida por el material de marcado, con el fin de crear un enlace del material de marcado con la superficie de la pieza de trabajo en las reas irradiadas.

Description

MÉTODO DE MARCADO CON LÁSER CAMPO DE LA I NVEN C IÓN Esta invención se refiere a un método de producir marcas permanentes mejoradas de contraste y/o color formadas como una nueva capa de marcado en la parte superior de substratos incluyendo vidrio, cerámica, porcelana, metal y plástico. Un haz láser irradia un medio de marcado que tiene una frita de vidrio que contiene un mejorador de absorción de energía , o alternativamente el medio de marcado puede ser un óxido de metal mezclado o un pigmento orgánico mezclado. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El marcado de materiales de cerámica , vidriados, cerámicas vidriadas y vidrios se puede realizar mediante métodos de decoración y marcado convencionales tales como grabado, corte, estampado, esmerilado o aplicando un colorante de vidrio o esmalte. En estos métodos, la superficie del material marcado se altera con la consecuencia de que el material puede sufrir daños, especialmente si el marcado se realiza mediante grabado, estampado, o corte. La aplicación de un colorante de esmalte o vidrio necesita, además, un segundo paso de cocción. Las marcas producidas de esta manera no siempre son satisfactorias en todos los aspectos . También es sabido marcar vidrio mediante un haz láser, aunque los métodos conocidos están basados en fundir o remover material de substrato de manera que la superficie del material marcado también se altera .

La Patente de Alemania 3 539 047 divulga un método para decorar, marcar, y estampar objetos esmaltados utilizando haces láser incorporando en el recubrimiento de esmalte agentes opacificantes que el haz láser descompone óptica y localmente; por ejemplo, óxidos de titanio, estaño, cerio y antimonio. Una desventaja de este método es que, por ejemplo, los objetos esmaltados transparentes no se pueden marcar porque el agente opacificante incorporado en el recubrim iento de esmalte no cambia ópticamente en las áreas no irradiadas y, por lo tanto, tiene una fuerte influencia en la apariencia general del objeto. Adicionalmente, el agente opacificante empleado puede afectar de manera adversa las propiedades mecánicas del esmalte. La industria ha buscado marcar la superficie de vidrio, cerámica, porcelana, metal, plásticos y sim ilares con cuatro atributos físicos . Estos cuatro atributos son alta resolución , alto contraste, perma nencia y velocidad . Los esfuerzos bien conocidos a la fecha sólo han producido dos o tres de estos atributos. Por ejemplo, las cerámicas de marcado en horno usando material de frita de vidrio a temperaturas de horno que van de 100° a 1000°C produce alta resolución, alto contraste, apariencias permanentes en cerámica, vidrio y metales. Estos procesos conocidos requieren calentar todo el substrato a lo largo de la frita de vidrio o el material de marcado de óxido de metal en un horno . El problema con estos procesos es el factor tiempo y el i . consu mo de energ ía no son eficientes comercia lmente para crear las apariencias. Los factores de tiempo que van de minutos a horas son comunes. El consumo de energía de un horno se mide generalmente en kilovatios por tonelada y/o BTU por libra. Adicionalmente, estos procesos no se prestan a la movilidad. Otro método de marcado conocido es martillar sobre metal.

Este método no se puede usar en vidrio, cerámica u otros materiales quebradizos debidos a daños de la superficie y/o rompimiento. Cuando se usa, este método produce apariencias de superficie rápidas, de alta resolución , permanentes. Sin embargo, las marcas de alto contraste no se producen . Otros métodos de marcado conocidos son métodos de impresión de tinta . Una técnica del método de impresión de transferencia se divulga en la WO 95/1 3195 (Mayo 1995) a Meneghine y coinventores, cedida a Markem Corporation . Estos métodos utilizan una tinta transferible por láser en un portador de plástico^ La tinta se mezcla en una solución de medio de transferencia para mejorar la conversión de energía láser (IR) a calor. Estos métodos producen un método de alta resolución, alto contraste y relativamente rápido . Hay un paso de curado ultravioleta que consume tiempo. El problema con esto y con todos los métodos de tinta es una falta de permanencia. Los ácidos y otros solventes retiran tinta de una su perficie dura. Este método divulga curar la tinta en la superficie del substrato. La presente invención divulga unir un medio de marcado para formar una nueva capa de marcado sobre la superficie de substrato en lugar de transferir una tinta al substrato y después curar la tinta. Otro método de marcado bien conocido enseña el uso de impresoras de chorro de tinta. Para mejorar el rendimiento, apariencia y permanencia de la aplicación , solventes ambientalmente peligrosos se mezclan con la tinta. Sin embargo, aún con estos solventes peligrosos, no se ha logrado una mejora significativa. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica N úmero de Serie 4,541 ,340 (1985) de Pearl y coinventores divulga un proceso de impresión para marcar telas o plásticos con una imagen permanente. Se usan colorantes que se pueden sublimar, tales como colorantes nitrosados. Una difusión del colorante en el substrato se produce mediante un paso de aire presurizado en una etiqueta de transferencia. Sólo se enseña la aplicación a telas y plásticos. La qu ímica es diferente de la presente invención . Sin embargo, el resultado de una marca de alto contraste permanente se reivindica. Otro grupo relacionado de métodos de marcado es láser combinado con medios de marcado de frita de vidrio u óxido de metal. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número de Serie 4, 769,310 (1 988) a Gugger y coinventores enseña primero crear un esmalte en un proceso de horno. El esmalte tiene un aditivo sensible a la radiación en cantidades que van desde .01 a 30% por peso . Entonces, este esmalte se irradia mediante un haz de láser pulsado Nd :YAG que tiene pulsos de luz de seis a ocho nanosegundos a u na longitud de onda de .532 µm y un contenido de pulso de 250 mili julios. El problema con este método es la molestia de crear una superficie de esmalte que consume tiempo antes de aplicar el haz láser de alta velocidad. La Patente de los Estados Unidos de Norteamérica Número de Serie 5,030,551 (1991) a Herrén y coinventores enseña un método a base de láser para marcar materiales de cerámica, vidriados, cerámica de vidrio, y vidrios aplicando primero a una pieza de trabajo una capa transparente de 100 a 10,000 Angstrom de dióxido de titanio. Segundo, la pieza de trabajo se cuece en un horno a 620°C por un minuto y después lentamente se enfría en el horno cerrado. Tercero, la capa se irradia con un láser de pulso de conformidad con la forma de la marca que se va a aplicar. La luz láser debe tener una longitud de onda que se absorba suficientemente por la capa de óxido de manera que se produzca la decoloración en las áreas irradiadas. El problema con este método es ei tiempo y el paso que consume energía de cocer y enfriar la pieza de trabajo. El método de la presente invención permite producir un marcado directo y rápido que es indeleble y que, por lo tanto, es a prueba de abrasión y rayones. Las marcas obtenidas también son a prueba de corrosión, resistentes a los solventes, de dimensiones estables, libres de deformaciones, resistentes a la luz, el calor y a la descomposición por el ambiente, fácilmente legibles, y tiene buen contraste y muy buena definición del borde. Adicionalmente, virtualmente no hay daños a las propiedades mecánicas, físicas y químicas dei material marcado, por ejemplo, resistencia mecánica y qu ímica. Ahora se ha encontrado un método flexible que permite marcar metales, plásticos, materiales cerámicos, vidriados, cerámicas de vidrio y vidrios sin dañar la superficie de los mismos y sin requerimientos específicos del substrato, el método comprende el uso de una frita de vidrio con base o con mezcla de materiales orgánicos o una capa de óxido de metal para el marcado de láser. Por consiguiente, la presente invención se refiere a un método de marcar con láser metales, plásticos , materiales de cerámica, vidriados, cerámica de vidrio y vidrios de cualquier forma deseada que comprende aplicar ai material de substrato un material de marcado que, dependiendo de sus componentes principales, puede o no contener por lo menos un mejorador de absorción de energía , después irradiar dicha capa de material de marcado con una energía basada en diodo o láser de manera que la radiación se dirige en dicha capa de conformidad con la forma de la marca que se va a aplicar, y usar energía a base de diodo o láser de una longitud de onda que es suficientemente absorbida por el material de marcado de manera que una unión ocurre en el substrato, formando así una capa de ma rcado en la parte superior del substrato. BREVE DESCRI PCIÓN DE LA I NVENC IÓN El aspecto principal de la presente invención es proporcionar un método para marcar de manera rápida, con alta resolución, alto contra ste, y permanen cia la supe rficie de u na pieza de trabajo . Otro a specto d e la p re s e nte i nve n ción es proporcionar u n método para irradiar un material de marcado que puede o no contener por lo menos un mejorador de absorción de energía, en donde el material de marcado se selecciona del grupo que consiste de fritas de vidrio, fritas de vidrio con colorantes de cerámica, y fritas de vidrio con esmaltes de porcelana en donde la pieza de trabajo es vidrio, cerámica, porcelana, ciertos metales, y ciertos plásticos. (El vidrio transparente y las fritas de vidrio no absorben energía en el rango de 1 miera de los láseres de diodo o Nd:YAG, pero absorben energía en el rango de 10 mieras, por lo tanto estos materiales pueden no requerir mejoradores de absorción de energía adicionales). Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un método para irradiar un material de marcado que contiene óxidos de metal mezclados en donde la pieza de trabajo es metal, vidrio, cerámica, porcelana y ciertos plásticos. Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un método para irradiar un material de marcado que contiene pigmentos orgánicos mezclados en donde la pieza de trabajo es plástico, vidrio, cerámica, porcelana y ciertos metales. Otros aspectos de esta invención aparecerán a partir de la siguiente descripción y reivindicaciones anexas, haciendo referencia al dibujo que la acompaña que forma parte de esta especificación en donde los caracteres de referencia similares designan partes correspondientes en el dibujo. Previo a la presente invención, ningún método rápido y permanente existió para marcar ciertos materiales de substrato con color y/o contraste mejorado que también permitiera el cambio rápido de contenido y/o información en la marca sin daño estructural al material de substrato. En teoría, una fuente de energía óptica, enfocada adecuadamente, podría crear las mismas temperaturas obtenidas por hornos y/o hornos refractarios usados en procesos de "cocción" que incluyen marcar materiales. La velocidad de los controles de computadora para la fuente de energía óptica, el mecanismo de manipulación del haz y el contenido de la marca permiten unir marcas de color y/o contraste mejorado individuales a los varios materiales de substrato en periodos de tiempo extremadamente cortos sin daño estructural de una manera que no se puede lograr mediante cualquier otro proceso de marcado o decoración . La amplia variedad de materiales de marcado permiten producir imágenes con diferentes propiedades ópticas que incluyen , pero no están limitadas a, contraste, color, reflectancia, difracción; así como diferentes propiedades físicas que incluyen, pero no están lim itadas a, espesor, durabilidad, estabilidad , forma estructural y conductividad eléctrica. El presente proceso de la invención de marcar permanentemente materiales será especialmente útil para marcar vidrio , cerámica, porcelana, y otros materiales frágiles cuya estructura de la superficie no puede soportar el choque térmico de otros métodos de marcado de láser de pulso de alta energía . En la presente invención , la imagen resultante en todos los materiales de substrato tiene color y/o contraste mejorado que hace que la marca se pueda ver más fácilmente por el ojo humano y/o un equipo de visión de máquina y es sumamente resistente al desgaste mecánico y químico. Esta característica es un gran avance en el marcado de simbología en dos dimensiones y códigos de barras, ya que los sistemas de marcado de láser pulsado únicamente de alta energía de la técnica anterior no siempre crean marcas de color y/o contraste suficiente. Esta invención se refiere a la unión permanente de materiales de color y/o contraste mejorados a las superficies de varios substrato de vidrios, cerámicas, porcelanas, metales, y plásticos que utiliza energía radiante producida por, pero no limitado a , fuentes de energía óptica tales como láseres, diodos láser, y diodos directos. La energía radiante del sol , filtrada y enfocada adecuadamente, podría formar una fuente de energía radiante aceptable. La longitud de onda (?) y la energía de salida (vatios) de la fuente de energía óptica se determinan por la combinación de la composición del material de substrato y las características de absorción de energía naturales o mejoradas del material de marcado específico que se va a aplicar. Los materiales de marcado se formulan para reaccionar con varios materiales de substrato aciertas temperaturas. La fuente de energía radiante puede producir las temperaturas requeridas en áreas localizadas pequeñas en microsegundos y crear un ambiente en donde ocurrirán las reacciones químicas y mecánicas deseadas . Virtualmente cualquier marca generada por computadora se puede producir en un substrato moviendo el haz que emana de la fuente de energ ía radiante en el material de marcado en la superficie de la pieza de trabajo usando mecanismos de manipulación del haz convencionales y/o mecanismos de aparato marcador y/o moviendo la pieza de trabajo con relación a un haz estacionario. El material de marcado se pone en contacto con o se aplica físicamente a la superficie de la pieza de trabajo. El haz que emana de la fuente de energ ía radiante choca contra el material de marcado, que absorbe la energía radiante y la eleva a la temperatura requerida. Al absorber la energía radiante, por lo menos una porción del material de marcado se excita, es decir, átomos o moléculas se elevan a un estado excitado. [Ver Webster's Encyclopedic Unabridged Dictionary of the English Language (Diccionario Enciclopédico Webster del Idioma Inglés) (Portland House, N ueva York, 1989) , página 497] . Comúnmente, una temperatura de 200° a 1500°F se alcanza en aproximadamente uno o dos microsegundos. Las temperaturas precisas se controlan mediante la energía de salida de la fuente de energía radiante y la posición física dei material de marcado con relación al plano focal del haz de la energía radiante y la velocidad con la cual se mueve el haz. Una vez que se alcanza la temperatura requerida , el material de marcado y el substrato se unirán permanentemente para formar una nueva capa de marcado encima del substrato . Se considera que la interacción de la energía radiante y el material de marcado produce un recubrimiento inerte unido mecánica y qu ímicamente al material de substrato. Se considera que la capa de marcado forma uniones covalentes con el material de substrato, y se considera que esta unión química excede la resistencia de la unión mecánica. Los materiales de marcado se pueden formular para absorber cantidades específicas de una longitud de onda especificada de la energía radiante. Los láseres de CO2 son capaces de marcar permanentemente materiales de vidrio golpeando térmicamente la superficie y produciendo facetas fracturadas . Estas fracturas afectan la integridad estructural del vidrio y continuarán propagándose, haciendo que caigan pequeñas partes de la marca. Adicionalmente, la marca formada no tiene contraste mejorado y es difícil de ver. Ciertos materiales orgánicos (madera, plástico, etc. ) se marcan fácilmente usando láseres de CO2, pero la marcado formada resultante sólo puede tener un color y/o contraste limitado con base en la composición del material y el efecto de la energía láser (producirá la quemadura de la superficie) . Hay un número de materiales de plástico especialmente formulados que cambiarán color al exponerlos a energía láser específica y producirán una marca de contraste mejorado. Los láseres de Nd:YAG generalmente son capaces de marcar permanentemente un a variedad de metales y algunos materiales orgánicos. Sin emba rgo, sucede la misma variación limitada de color y contraste . Alg u nos aceros y otros metales duros se pueden quemar con suficiente energía láser para producir una marca oscura contra el color natural de la superficie. Sin embargo, el calor creado por este método hace que el área que rodea la marca se oscurezca produciendo un contraste significativamente menor. Adicionalmente, muy pocas variaciones de color son posibles. La mayoría de los diodos directos no pueden producir suficiente calidad de haz o energía para lograr los mismos efectos que los láseres Nd:YAG. Las ventajas principales del proceso de la invención son: - no hay daño estructural a la superficie del material de substrato; - no se requiere un procesamiento posterior para estabilizar la marca terminada; amplia variedad de colores, contrastes y propiedades físicas; - alta resolución para la marca formada; resistente al desgaste químico y mecánico; - velocidades de marcado en segundos, no minutos u horas; - el contenido de la imagen se puede cambiar a velocidades de computadora; y - las marcas individuales pueden ser totalmente automáticas.

Las características del proceso de la invención que se consideran nuevas son: 1) El uso de radiación a base de diodo o láser para elevar rápidamente la temperatura del material de marcado encima del substrato para formar una nueva capa de marcado encima del substrato . 2) Un solo paso de haz láser es todo lo que se requiere. 3) La selección de los materiales de marcado especialmente formulados para reaccionar con materiales de substrato específicos usando radiación a base de diodo o láser como catalizador. 4) La velocidad con la se puede producir la marca. 5) La velocidad con la que el contenido de la marca se puede cambiar. 6) El método de entrega del material de marcado a la superficie del substrato. 7) Las marcas se pueden aplicar a vidrio y otras superficies frágiles sin fracturar. 8) Contraste y/o color mejorado de la marca. 9) Se pueden marcar imágenes de dos , tres o cuatro colores con calidad similar a la de una fotografía. 10) Eliminación de cualquier paso de cocción de toda la pieza de trabajo. 1 1 ) Habilidad para primero desgastar (si se desea) y después marcarlos su bstratos seleccionados para crear marcados de alto contraste de tres dimensiones con un simple proceso de dos pasos . 12) Uti l ización de materiales de marcado relativamente de bajo costo, baja contaminación (fritas de vidrio, óxidos de metal mezclados, o pigmentos orgánicos mezclados) en lugar de óxidos de plata u otros materiales sumamente costosos y altamente tóxicos. 13) Mayor resolución de la marca formada (> 1000 dpi) . Ejemplos y Figuras En todas las Figuras abajo mencionadas, las marcas resultantes se produjeron en marcadores de láser Nd:YAG comercialmente disponibles fabricados por, por ejemplo, Lumonics Corporation, A B Lasers, Inc. , Controlaser, Inc. , y/o Rofin Sinar, Inc. con capacidad de energía y configuraciones ópticas capaces de proporcionar los parámetros de marcador mencionados. En todos los ejemplos, el marcador de láser utilizado produjo un tamaño de punto de 100 a 125 mieras , y la superficie de la pieza de trabajo se colocó 2 mm a 3 mm abajo del plano focal del haz láser. En la Figura 2 a la Figura 8 el material de marcado se aplicó manualmente usando un cepillo suave lo que dio como resultado espesores que variaron entre 75 y 125 mieras en la superficie de la pieza de trabajo. La Figura 1 , es una fotografía de una etiqueta de transferencia usando una frita de vidrio Cerdee 24-2702 que contiene mejoradores de absorción de energía como el material de marcado tiene un espesor de aproximadamente 250 mieras y una pieza de trabajo de transparencia de microscopio de vidrio de sosa y cal después del proceso de la invención. La marca izquierda se produjo usando 5 vatios de energía CW a una velocidad de haz de 200 mm/segundo exhibiendo alto contraste desd e todos los ángulos de visión sin daños que se puedan detectar a la superficie de la pieza de trabajo.

La marca derecha se produjo usando los mismo valores del láser excepto que la velocidad fue de 300 mm/segundo produciendo un menor contraste. La Figura 2, es una fotografía de una pieza de trabajo de acero inoxidable que tiene la marca más superior producida usando óxido de metal mezclado de Mancha ámbar de Cerdee 29-1777 a una relación de 1 /1 por peso con aceite mineral como el material de marcado con el proceso de la invención y exhibiendo alto contraste desde todos los ángulos de visión sin daños que se puedan detectar en la superficie de la pieza de trabajo. La marca se produjo usando 5 vatios de energía CW a una velocidad de haz de 200 mm/segundo. La marca inferior se produjo usando los mismos valores del láser sin el proceso de la invención produciendo sólo un proceso de láser ablativo y una marca de contraste variable que depende totalmente del áng u lo de vi sión . La Figura 3, es una fotografía de una pieza de trabajo de acero inoxidable pulido que tiene la marca más superior producida usando óxido de metal mezclado de Mancha ámbar de Cerdee 29- 1777 a una relación de 1 /1 por peso con aceite mineral como el material de marcado con el proceso de la invención y exhibiendo alto contraste desde todos los ángulos de visión sin daños que se puedan detectar en la superficie de la pieza de trabajo. La marca se produjo usando 5 vatios de energía CW a una velocidad de haz de 200 mm/segundo . La marca inferior se produjo usando los mismos valores del láser sin el proceso de la invención produciendo sólo un proceso de láser ablativo y una marca de contraste variable que depende totalmente del ángulo de visión . La Figura 4, es una fotografía de una pieza de trabajo de aluminio que tiene la marca producida usando 10 partes de óxido de metal mezclado Cerdee 29-1060 combinado con 1 parte de óxido de metal mezclado Cerdee 29-1777 y después mezclado a una relación de 1/1 por peso con aceite mineral como el material de marcado con el proceso de la invención y exhibiendo alto contraste desde todos los ángulos de visión sin daños que se puedan detectar en la superficie de la pieza de trabajo. La marca se produjo usando 5 vatios de energía CW a una velocidad de haz de 200 mm/segundo. La Figura 5, es una fotografía de una pieza de trabajo de cerám ica de alúmina que tiene la marca producida usando frita de vidrio Cerdee 24-2702 que contiene mejoradores de absorción de energía mezclados a una relación de 1 /1 por peso con aceite mineral como el material de marcado con el proceso de la invención y exhibiendo alto contraste desde todos los ángulos de visión sin daños que se puedan detectar en la superficie de la pieza de trabajo. La marca se produjo usando 5 vatios de energía CW a una velocidad de haz de 200 mm/segundo. La Figura 6, es una fotografía de un foco de luz de vidrio de cuarzo que tiene la marca prod ucida usando frita de vidrio Cerdee 24-2702 que contiene mejoradores de absorción de energía mezclados a u na relación de 1 /1 por peso con aceite mineral como el ? * material de marcado con el proceso de la invención y exhibiendo alto contraste desde todos los ángulos de visión sin daños que se puedan detectar en la superficie de la pieza de trabajo. La marca se produjo usando 5 vatios de energía CW a una velocidad de haz de 200 mm/segundo. La Figura 7, es una fotografía de una transparencia de microscopio de vidrio de sosa y cal que tiene la marca producida usando frita de vidrio Cerdee 24-2702 que contiene mejoradores de absorción de energía mezclados a una relación de 1/1 por peso con aceite mineral como el material de marcado con el proceso de la invención para formar una marca de simboiogía de dos dimensiones con caracteres alfanuméricos y exhibiendo alto contraste desde todos ios ángulos de visión sin daños que se puedan detectar en la superficie de la pieza de trabajo. La marca se produjo usando 5 vatios de energía CW a una velocidad de haz de 200 mm/segundo. La Figura 8, es una fotografía de una pieza de vidrio de despliegue del panel plano de silicato de boro que tiene la marca producida usando frita de vidrio Cerdee 24-2702 que contiene mejoradores de absorción de energía mezclados a una relación de 1/1 por peso con aceite mineral como el material de marcado con el proceso de la invención para formar una marca de simboiogía de dos dimensiones con caracteres alfanuméricos y exhibiendo alto contraste desde todos los ángulos de visión sin daños que se puedan detectar en la superficie de la pieza de trabajo. La marca se produjo usando 5 vatios de energía CW a una velocidad de haz de 200 mm/segundo.

La Figura 9, es una tabla que muestra los parámetros del marcador de láser usados para producir marcas en una variedad de materiales de substrato. La Figura 10, es un dibujo del proceso de la invención en acción. La Figura 11, es un perfil de dos dimensiones de una pequeña porción de la marca producida con el proceso de la invención como se muestra en la Figura 7 con un espesor promedio de aproximadamente 3 mieras y un espesor promedio de aproximadamente 14 mieras. Se obtienen resultados similares cuando se usa el proceso de la invención en otros materiales de substrato. Antes de explicar la modalidad divulgada de la presente invención en detalle, se debe comprender que la invención no está limitada en su aplicación a los detalles de la configuración particular mostrada, porque la invención es capaz de otras modalidades.

También, la terminología usada en la presente es para el propósito de descripción y no de limitación. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS A continuación se presentan algunas definiciones básicas utilizadas en la presente: Fritas de vidrio: material de vidrio previamente fundido que se produce mediante fritado (el enfriamiento rápido del material vidrioso molido) después molido para formar un polvo. Las fritas comúnmente se emplean como constituyentes en un vidriado. Óxidos de metal mezclados: un compuesto de óxido que consiste de más de un óxido de metal . Generalmente, las fritas de vidrio están compuestas de óxidos de metal alcalinos, óxidos de metal alcalino-térreos, sílice, óxido bórico y óxidos de metal en transición . Específicamente, se tiene información adicional acerca de los materiales de marcado Cerdee 29-1060 Mancha de ámbar, que contiene sulfuro de plata, cobre, óxido de cobre, sulfato de bario, sulfuro de hierro, hidróxido de calcio y sílice cristalino. También se sabe que el Cerdee 29- 1777 Mancha de ámbar contiene cobre, óxido de cobre, sulfuro de plata, sulfato de bario, sulfato de hierro , óxido de hierro y sílice cristalino. También se sabe que el Cerdee 242702 mancha negra contiene frita de silicato de boro, C. l . pigmento negro 27 (que contiene compuestos de cobalto, compuesto de cromo y óxido de hierro), C. l . pigmento negro 30 (que contiene compuestos de n íquel , manganeso y cromo así como óxido de hierro) y C . l . pigmento azul 72 (que contiene compuesto de cobalto) . Materiales de frita de vidrio y óxido de metal mezclado comparables se pueden obtener a través de fabricantes tales como Bayer Company, Cookson Matthey Zircon , Ferro Corp . , Cerdee Corp. , E. l . duPont de Nemours & Abertura central . , Hoechst Celanese Corp. , y Dow Chemical Abertura central . El método de esta invención es especialmente adecuado para marcar metales , plásticos , vidrios y cerámicas de vidrio. Los vidrios ? . y las cerámicas de vidrio son bien conocidas por los expertos en la técnica y se describen, por ejemplo, en Ullmanns Enzykiopádie der technischen Chemie, 4ta edición, Vol. 12, pp. 317-366. Los materiales de cerámica son materiales inorgánicos, no metálicos, de alta fusión que se denominan comúnmente en la literatura como cerámicas de arcilla y cerámicas especiales. Ejemplos de las mismas son óxidos en forma vidriosa o cristalina, por ejemplo, metal alcalino o boratos de aluminio o silicatos de aluminio de metal alcalino-térreo, así como no óxidos tales como carburos, nitruros y siliciuros. Para ejemplos adicionales, se debe consultar Ullmanns Enzykiopádie der technischen Chemie, 4ta edición, Vol. 13, pp. 712-716. Los esmaltes se clasifican químicamente como se indica a continuación: 1. Bases, los agentes fundentes conspicuamente, representados por óxidos de metal alcalinos, los óxidos de metal alcalino-térreos, óxido de cinc, óxido de plomo y muchos óxidos colorantes o cromóforos. 2. Intermedios, que incluyen óxidos anfóteros, un grupo de los cuales la alúmina es el ejemplo común y al cual el óxido férrico, crómico, mangánico y otros pertenecen. Algunas veces el ácido bórico se considera miembro de este grupo. 3. Ácidos, a los cuales pertenecen el óxido fosfórico, silicio y zirconia y flúor. Los vidriados son recubrimientos vidriados que se aplican a material de cerámica y que tienen una composición muy similar a la del vidrio (op. Cit. , pp. 722-724) . Los ejemplos típicos de vidriados son los que consisten de cuarzo , arcilla, óxidos de metal alcalinos, óxidos de metal alcalino-térreos, y óxidos de baja fusión (tales como NA2O, K2O, CaO, BaO, y PbO) como fundentes. Dependiendo de la utilidad, los materiales que se van a marcar pueden ser incoloros, blancos, negros o de color con un pigmento adecuado en el cual la capa de marcado resultante proporciona adicionalmente contraste o que contiene un pigmento (por ejemplo, metal, vidrio, cerámica o colorante orgánico). En la práctica de esta invención, el láser o diodo utilizado debe proporcionar un nivel de energía relativamente bajo que va de 1 a 20 vatios en la superficie de la pieza de trabajo que se va a marcar. Se pueden usar sistemas de marcado de activados convencionalmente con láser y disponibles comercia lmente que operan en un modo de pulso u onda. Por ejemplo , un láser Nd :YAG de pulso con una capacidad máxima de 100 vatios y duraciones de pulso de 5 a 200 microsegundos a una frecuencia de 20 kHz o mayor se podría usar. Sin em bargo, el uso de este tipo de láser requeriría reducir el efecto de la energía radiante usando aberturas mecánicas y/o filtros de densidad neutral y/o polarizadores y/o desenfocar el haz en la superficie de la pieza de trabajo como se muestra en la Figura 10. La pieza de trabajo ilustrada en la Figura 7 se creo usando un marcador de láser Nd : YAG bom beado por lámpara Lumonics Lightwriter® configurado con una abertura mecánica de 2 mm y un polarizador que produjo un haz CW enfocado por un lente de campo plano de 100 mm por 100 mm a un tamaño de punto de aproximadamente 125 mieras con energía medida de 5 vatios y que se movió mediante un mecanismo de manipulación de haz a una velocidad de 200 mm/segundo. Adicionalmente, el láser Nd:YAG bombeado por diodo Uniphase Stablite® se ha utilizado lo cual produjo un haz CW de 700 mieras de diámetro enfocado usando un lente de 50 mm a un tamaño de punto de 90 mieras con energía medida de 3.1 vatios y movido manualmente a una velocidad de aproximadamente 50 mm/segundo.

En la Figura 10 , el haz láser activado convencionalmente 100, 105 se desenfoca en la superficie 109 de la pieza de trabajo 106 permitiendo que el haz láser 100 pase a través del plano focal 102 y choque contra el material de marcado 103 aplicado a la superficie 109 de la pieza de trabajo 106. Se ha mostrado que colocar la pieza de trabajo como se muestra bajo el plano focal usando la energía radiante divergente 105 se prefiere sobre el uso de la energía radiante convergente 100 arriba del plano focal 102. El punto resultante 104 tiene un diámetro di en el modo preferido de 5 a 200 mieras. Se muestra la dirección de movi miento 108 del haz láser diverg ente 105 en la superficie del material de marcado 103. Un mecanismo de manipulación del haz 1 10 mueve el haz. La capa unida resultante que comprende la marca 1 07 se muestra en contra ste con el material de marcado no irradiado restante 103 en la superficie 109 de la pieza de trabajo.

En la modalidad preferida de esta invención, se usa un láser menos costoso, menos poderoso enfriado por aire que consume mucho menos energía eléctrica, tal como un láser bombeado por diodo o diodo directo. Los resultados óptimos generalmente se obtienen usando 5 vatios de energía promedio con un tamaño de punto de 125 mieras a una velocidad de 200 mm/segundo a través de la superficie del material de marcado. Los láseres cuyos parámetros se pueden ajustar fácilmente, por ejemplo contenido de pulso y duración de pulso, permite la mejor adaptación posible a los requerimientos del material de marcado 103 y la composición de la pieza de trabajo 106 que se va a marcar. En ningún caso es necesario un calentamiento previo de la pieza de trabajo 106. La energía radiante adecuada es a la que el material de marcado absorbe energía de manera más eficiente. Una ventaja pri ncipal de la presente invención es que sólo se requiere un solo paso del haz irradiante para llevar a cabo la invención. En todos los experimentos el proceso de la invención se llevó a cabo a una temperatura ambiente de aproximadamente 21 .09°C. Adicionalmente, se considera que se pueden marcar materiales de substrato caliente y fría durante su producción usando el proceso de la invención . En una modalidad alternativa de la invención , la pieza de trabajo se puede mover bajo un haz láser estacionario a velocidades relativamente similares para produci r la marca deseada . Preferiblemente , las velocidades relativas enseñadas en la presente se realizan mediante el uso de un mecanismo de movim iento de la pieza de trabajo controlado por computadora (no mostrado) por ejemplo, una etapa giratoria y/o X-Y usando servomotores o motores de velocidad gradual como los proporcionados por Newport Corporation y/o mecanismo de manipulación del haz (nomostrado) por ejemplo la Cabeza de Exploración HPM® utilizando galvano-espejos como los proporcionados por General Scanning, I nc. alternativamente, la manipulación del haz se puede llevar a cabo, por ejemplo, de manera acústico-ópticamente, de manera holográfica o mediante exploradores de polígono. Las combinaciones preferidas de materiales de marcado y la composición de la pieza de trabajo se listan a continuación: TABLA ¡ Materiales de Marcado Materiales de Substrato 1 . Frita de vidrio con mejoradores Vidrio, cerámica, porcelana y de absorción de energía y ciertos metales incluyendo ciertos colorantes y/o aluminio, bronces, acero y acero pigmentos que incluyen inoxidable, esmaltes de porcelana. 2. Óxidos de metal mezclados con Metales incluyendo aluminio, mejoradores de absorción de bronce, cobre, níquel, estaño, energía y ciertos colorantes acero, acero inoxidable, y ciertos y/o pigmentos vidriados , cerámicas y plásticos. 3. Pigmentos orgánicos Plásticos que incluyen A BS, PVC, mezclados con mejoradores de Nylon®, Delrin®, Teflon® y absorción de energía . Pl exiglás® El uso de y/o la combinación de diferentes composiciones de material de marcado, segunda y/o aplicaciones subsecuentes de material de marcado y/o el ajuste de parámetros de láser producirá variaciones en la durabilidad, apariencia y forma estructural de la marca resultante. Es así que, un experto en la técnica de marcado de láser puede crear una variedad amplia de características de marcado para satisfacer sus requerimientos. Todas estas características de marcado se pueden lograr con el uso de un láser de diodo enfriado por aire, de bajo costo, baja energía. Adicionalmente, se puede lograr una variedad infinita de colores. Estas características son un avance significativo en la técnica de marcado de superficies. La preparación del material de marcado, en forma líquida, puede, por ejemplo, ocurrir a través de una mezcla mecánica de esfuerzo constante bajo, mezclado mecánico de esfuerzo constante alto, maquinización y/o mezclado ultrasónico. El material de marcado, en forma líquida, se puede aplicar manual o automáticamente a la superficie del substrato al espesor deseado mediante: a) pintándolo a mano sobre la superficie; b) aplicando usando un cepillo o rodillo mecánicamente en la superficie; c) rociándolo en la superficie; d) imprimiendo mediante pantalla o cojinete en la superficie; e) recubriendo mediante inmersión la superficie del substrato y después raspando la superficie del material de marcado en guías de espesor deseado o haciendo girar el substrato para lograr el espesor deseado.

El material en exceso no unido a la superficie de substrato se puede retirar mediante procesos de limpieza convencionales. En aplicaciones de alto volumen, el material de marcado no utilizado se puede recuperar del proceso de limpieza y volverse a usar. El material de marcado en forma sólida se puede poner en contacto manual o automáticamente con la superficie del substrato al espesor deseado mediante: a) etiquetas ligeramente auto-adhesivas, sensibles a la presión; o b) cinta no adhesiva presionada contra la superficie del substrato mediante un aparato mecánico. La fabricación de la cinta y la etiqueta aseguran la composición y espesor uniformes y adecuados dei material de marcado que se pone en contacto con la superficie del substrato. Materiales adicionales usados en la aplicación del material de marcado en forma líquida o en la fabricación de cinta y/o etiquetas se vaporizan sustancialmente en humo y se ventean lejos del substrato. Un flujo de aire laminar a través de la superficie de la pieza de trabajo se crea mediante dicho equipo de escape y/o venteo asegurando un ambiente localizado consistente en el cual puede ocurrir el proceso de la invención. Medio de Marcado de Transferencia En un aspecto particular, la invención proporciona medios de marcado de transferencia para su uso en el proceso de marcado de láser. Estos medios incluyen un portador al cual se aplica o en el cual se incorpora , el material de marcado necesario . Se deben considerar particularmente las etiquetas o cinta no adhesivas o ligeramente adhesivas, sensibles a la presión que se va a poner en contacto con la superficie del substrato mediante un aparato mecánico. Los portadores adecuados son , por ejemplo, películas plásticas flexibles y papel tal como películas de poliéster, polietileno, y polipropileno. Los materiales de marcado se pueden formular en una composición de recubrimiento que se recubre en la superficie de la portadora. La composición puede, por ejemplo, estar en la forma de una fórmula adhesiva sensible a la presión. Alternativamente, el material de marcado puede estar, por ejemplo, incorporado en la película de polímero flexible del portador tal como poliéster, polietileno o polipropileno. El material de marcado también puede tomar la forma de los llamados esmaltes vidriados . Estos esmaltes generalmente incorporan una frita de vidrio que contiene plomo o preferiblemente una frita de vidrio libre de plomo, un colorante, y/o frita de vidrio con color y un portador orgánico. Estos esmaltes se aplican convencionalmente a vidrio o cerámica u otros substratos no porosos y se cuecen a temperaturas de ap roximadamente 600° a 900°C para fundir el esmalte a la superficie de la pieza de trabajo (el substrato) . En la presente invención , el esmalte puede estar recubierto en el espesor deseado sobre el portador deseado para formar el medio de marcado de transferencia.

El medio de marcado de transferencia que contiene el material de marcado ya sea recubierto en el mismo o incorporado en el mismo se pone en contacto con ia superficie del substrato que se va a marcar y poner en contacto con la energía a base de diodo o láser para realizar el marcado necesario. Después de la aplicación de la enefgía a base de diodo o láser, se remueve el medio de marcado de exceso del substrato cuando el portador se separa de la superficie del substrato. Los materiales de marcado se pueden definir como los materiales que, ante la aplicación de suficiente energía a base de diodo o láser para producir el calor necesario, se unen al vidrio o cerámica u otro substrato no poroso para proporcionar un contraste mejorado y/o marcado de color en el substrato. Las fritas de vidrio de baja temperatura se pueden usar solas o en combinación con otros materiales. Ejemplos de pigmentos inorgánicos adecuados que se podrían utilizar se describen en la Ullmanns Enzykiopádie der technischen Chemie, 4ta edición , Vol . 14, pp. 1 -12 , y en la publicación de la Asociación de Fabricantes de Tinturas de Color (DCMA) "Clasificación y Descripción de Pigmentos de Color Inorgánicos de Óxido de Metal Mezclado", Segunda Edición , Enero, 1982. Estos pigmentos son "colorantes de cerámica:", por ejemplo, compuestos de óxidos de diferentes elementos de transición o compuestos de óxidos de elementos de transición y de óxidos de metal de elementos de los principales grupos del Sistema Periódico, por ejemplo, que tienen la estructura tipo espinela, así como también compuestos tales como silicato de circonio, óxido de circonio u óxido de estaño, la red de cristal que contiene iones de los metales de transición o metales de tierras raras, como por ejemplo, en azul de vanadio de circonio, en amarillo de preseodima de circonio y en rosa de hierro de circonio, o los sulfuros de cadmio y sulfoselenuro así como pigmentos de inclusión que contienen dichos compuestos, por ejemplo, a base de silicato de circonio, óxido de estaño, óxido de circonio o cuarzo. Ejemplos de colorantes de cerámica comunes sin aluminatos de cobalto, esfera rosa de estaño cromo, casitorita de orquídea de estaño cromo, amarillo de vanadio estaño, amarillo de preseodima de circonio, rosa de hierro de circonio, los sulfuseleniuros de cadmio estaño y sulfuros de cadmio y sulfuros de cadmio y los compuestos de inclusión que los contienen, por ejemplo, silicato de circonio, óxido de estaño, óxido de circonio o cuarzo; rojo cobre, rosa manganeso, óxido de hierro pardo-rojizo, los pigmentos cafés de óxido de hierro tales como óxidos de hierro, espinelas de alúmina de hierro-cromo, espinelas de hierro-alúmina, espinelas de manganeso-cromo, espinelas de cinc-hierro, espinelas de níquel-hierro, óxido de estaño, dióxido de titanio y titanatos, por ejemplo, titanato de níquel-antimonio, titanato de cromo-antimonio o titanato de manganeso-antimonio. Los pigmentos preferidos son amarillo de vanadio circonio, amarillo de preseodima, los pigmentos cafés de hierro tales como espinelas de cinc-hierro-cromo y rosa de hierro circonio, dióxido de titanio, titanatos, sulfuros de cadmio y sulfoseleniuros de cadmio así como pigmentos de inclusión que contienen tales compuestos. Ejemplos de fuentes de energía a base de diodo o láser que se van a usar son láseres CW y/o pulsados de estado sólido tales como láseres de rubí o láseres Nd:YAG de frecuencia multiplicada, láseres pulsados con acelerador tales como láseres de colorante pulsado o desplazador Raman, así como láseres de onda continua con modificaciones de pulso (interruptor Q, fijador de modo), por ejemplo, a base de láseres Nd:YAG CW con o sin multiplicador de frecuencia o láseres de iones CW (Ar, KR) así como láseres de vapor de metal pulsados o láseres de vapor de oro, o láseres de diodo semiconductor de onda continua o pulsado de alta capacidad, y también láseres de gas pulsados tales como CO2 y excimer. Lo que se prefiere es un láser de diodo de onda continua de bajo costo de baja energía (seis vatios). Cualquiera de los otros láseres de alta energía tienen que tener la energía parcialmente atenuada mediante medios conocidos incluyendo aberturas mecánicas y/o filtros de densidad neutral y/o polarizadores y/o espejos de baja eficiencia. La longitud de onda que se debe seleccionar para la fuente de energía a base de diodo o láser es a la que el material de marcado, con o sin ei mejorador de absorción de energía absorba la radiación de manera más eficiente. Varios métodos diferentes son adecuados para el marcado con láser, por ejemplo: a) el método de máscara en donde el área que se va a marcar se recubre uniformemente con el material de marcado y la energía radiante pasa a través de una máscara específica de datos fija y choca en el material de marcado para producir la marca deseada; b) el método de matriz de puntos en donde el área que se va a marcar se recubre uniformemente con el material de marcado y la energía radiante pasa a través de una máscara de matriz de puntos, de datos cambiables, controlada por computadora y choca en el material de marcado para producir la marca deseada; y c)el método de desviación de haz en donde el área que se va a marcar se recubre de manera uniforme con el material de marcado y la energía radiante pasa a través de una cabeza de manipulación de haz y choca en el material de marcado para producir la marca deseada; y d) el método del trazador X-Y en donde el área que se va a marcar se recubre uniformemente con el material de marcado y la energía radiante se mueve en un mecan ismo X - Y tipo pasarela que utiliza espejos y/o fibra óptica y choca en el material de marcado para producir la marca deseada; y e) el método de parte en movimiento en donde el área que se va a marcar se recubre uniformemente con el material de marcado y la pieza de trabajo que se va a marcar se mueve usando una etapa accionada por motor X - Y bajo un haz estacionario que choca en el material de marcado para producir la marca deseada ; y f) el método de irradiación de área en donde el materi al de marcado específico de datos se aplica uniformemente a la superficie de la pieza de trabajo y el área de marcado específico de datos se irradia mediante un mecanismo de manipulación de haz o moviendo la pieza de trabajo bajo un haz estacionario. En los métodos b), c) , d), e) y f) el láser se combina preferiblemente con un sistema de marcado de láser de manera que el material de marcado se pueda irradiar con cualquiera, es decir, programado por computadora, dígitos, letras, y símbolos especiales en donde el haz láser golpea el material de marcado de la manera más eficiente posible. En un aspecto particularmente importante de la invención, los materiales de marcado se pueden formular para absorber una banda angosta de longitudes de onda, por ejemplo, aproximadamente 1 miera, y reaccionarán con el material de substrato cuando se logre la temperatura adecuada. De esta manera, se puede emplear una sola fuente de energía óptima (láser o diodo) para marcar todos los materiales. Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a las modalidades preferidas, se pueden hacer numerosas modificaciones y variaciones y todavía el resultado estará dentro del alcance de la invención . No se debe pretender o inferir ninguna limitación con respecto a las modalidades específicas descritas en la presente.

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES 1.Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de material de frita de vidrio que contiene un mejorador de absorción de energía a un substrato de vidrio; irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa unida y permanente encima dei substrato que es visible en contraste con el substrato; y en donde la capa de material de frita de vidrio comprende adicionalmente un espesor que va de entre 5 y 500 mieras.
2. 2. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente el paso de proporcionar un flujo de aire laminar a través del substrato durante el paso de irradiar.
3. 3. El método de la reivindicación 1, en donde el material de frita de vidrio adicionalmente comprende vidrio de silicato de boro y el mejorador de absorción de energía adicionalmente comprende un colorante.
4. 4. El método de la reivindicación 1, en donde el haz de energía radiante adicionalmente comprende un haz láser que tiene un nivel de energía que está entre 1 y 30 vatios y un tamaño de punto que va entre 5 y 200 mieras, y una velocidad de marcado a lo largo del substrato que va entre 25 y 1000 mm/segundo.
5. 5. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente el paso de iniciar a una temperatura ambiente de aproximadamente 21.09°C.
6. 6. El método de la reivindicación 1, en donde el material de frita de vidrio adicionalmente comprende un colorante.
7. 7. Un material de vidrio marcado por láser por el proceso de conformidad con la reivindicación 1.
8. 8. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de material de frita de vidrio que contiene un 10 mejorador de absorción de energía a un substrato de metal; irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar la capa absorbente de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa unida y permanente encima del 15 substrato que es visible en contraste con el substrato; y en donde la capa de material de frita de vidrio comprende adicionaimente un espesor que va de entre 5 y 500 mieras.
9. 9. El método de la reivindicación 8, que comprende adicionalmente el paso de proporcionar un flujo de aire laminar a 20 través del substrato durante el paso de irradiar.
10. 10. El método de la reivindicación 8, en donde el material de frita de vidrio adicionalmente comprende vidrio de silicato de boro y el mejorador de absorción de energía adicionalmente comprende un colorante. -> .
11. 11. El método de la reivindicación 8, en donde el haz de energía radiante adicionalmente comprende un haz láser que tiene un nivel de energía que está entre 1 y 30 vatios y un tamaño de punto que va entre 5 y 200 mieras, y una velocidad de marcado a lo largo del substrato que va entre 25 y 1000 mm/segundo.
12. 12. El método de la reivindicación 8, que comprende adicionalmente el paso de iniciar a una temperatura ambiente de aproximadamente 21.09°C.
13. 13. El método de la reivindicación 8, en donde el material de frita de vidrio adicionalmente comprende un colorante, 14. Un material de vidrio marcado por láser por el proceso de conformidad con la reivindicación 8. 15. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de material de óxido de metal mezclado que contiene un mejorador de absorción de energía a un substrato de metal; e irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado encima del substrato. 16. El método de la reivindicación 15, que comprende adicionalmente el paso de proporcionar un flujo de aire laminar a través del substrato durante el paso de irradiar. 17. El método de la reivindicación 15, en donde el material de óxido de metal mezclado adicionalmente comprende un colorante y el mejorador de absorción de energía adicionalmente comprende negro carbón. 18. El método de la reivindicación 15, en donde el haz de energía radiante adicionalmente comprende un haz láser que tiene un nivel de energía que está entre 1 y 30 vatios y un tamaño de punto que va entre 5 y 200 mieras, y una velocidad de marcado a lo largo del substrato que va entre 25 y 1000 mm/segundo. 19. El método de la reivindicación 15, en donde la capa de material de óxido de metal mezclado comprende adicionalmente un espesor que va entre 5 y 500 mieras. 20. El método de la reivindicación 15, que comprende adicionalmente ei paso de iniciar a una temperatura ambiente de aproximadamente 21.09°C. 21. Un material de metal marcado por láser por el proceso de conformidad con la reivindicación 15. 22. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de material de óxido de metal mezclado que contiene un mejorador de absorción de energía a un substrato seleccionado del grupo que consiste de aluminio, bronce, cromo, cobre, níquel, acero, acero inoxidable, estaño, vidrio, cerámica, porcelana, y plástico; e irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado encima del substrato. 23. El ,método de la reivindicación 22, que comprende adicionalmente el paso de proporcionar un flujo de aire laminar a través del substrato durante el paso de irradiar. 24. El método de la reivindicación 22, en donde el mejorador de absorción de energía adicionalmente comprende negro carbón. 25. El método de la reivindicación 22, en donde el haz de energía radiante adicionalmente comprende un haz láser que tiene un nivel de energía que está entre 1 y 30 vatios y un tamaño de punto que va entre 5 y 200 mieras, y una velocidad de marcado a lo largo del substrato que va entre 25 y 1000 mm/segundo. 26. El método de la reivindicación 22, en donde la capa de material de óxido de metal mezclado comprende adicionalmente un espesor que va entre 5 y 500 mieras. 27. El método de la reivindicación 22, que comprende adicionalmente el paso de iniciar a una temperatura ambiente de aproximadamente 21.09°C. 28. El método de la reivindicación 22, en donde el material de óxido de metal mezclado adicionalmente comprende un colorante. 29. Un material de substrato marcado por láser por el proceso de conformidad con la reivindicación 22. 30. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de material de pigmento orgánico mezclado que contiene un mejorador de absorción de energía a un substrato plástico; e irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado encima del substrato. 31. El método de la reivindicación 30, que comprende adicionalmente el paso de proporcionar un flujo de aire laminar a través del substrato durante el paso de irradiar. 32. El método de la reivindicación 30, en donde el mejorador de absorción de energía adicionalmente comprende negro carbón. 33. El método de la reivindicación 30, en donde el haz de energía radiante adicionalmente comprende un haz láser que tiene un nivel de energía que está entre 1 y 30 vatios y un tamaño de punto que va entre 5 y 200 mieras, y una velocidad de marcado a lo largo del substrato que va entre 25 y 1000 mm/segundo. 34. El método de la reivindicación 30, en donde fa capa de material de pigmento orgánico mezclado comprende adicionalmente un espesor que va entre 5 y 500 mieras. 35. El método de la reivindicación 30, que comprende adicionalmente el paso de iniciar a una temperatura ambiente de aproximadamente 21.09°C. 36. Un material plástico marcado por láser por el proceso de conformidad con la reivindicación 30. 37. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar un material de óxido de metal mezclado que contiene un mejorador de absorción de energía a un portador; colocar el portador en contacto con el substrato que se va a marcar; e irradiar el portador con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado permanente y unida encima del substrato que es visible en contraste con el substrato. 38. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar un material de óxido de metal mezclado que contiene un mejorador de absorción de energía a un portador; colocar el portador en contacto con el substrato que se va a marcar; e irradiar el portador con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado encima del substrato. 39. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar un material de pigmento orgánico mezclado que contiene un mejorador de absorción de energía a un portador; colocar el portador en contacto con el substrato que se va a marcar; e irradiar el portador con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado encima del substrato. 40. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de material de frita de vidrio que contiene un mejorador de absorción de energía a un substrato que se va a marcar en la forma de una marca que se va a aplicar; irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el mejorador de absorción de energía, formando así una capa de marcado permanente y unida encima del substrato que es visible en contraste con el substrato; y en donde la capa de material de frita de vidrio tiene un espesor que va entre 5 y 500 mieras. 41. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de material de óxido de metal mezclado que contiene un mejorador de absorción de energía a un substrato que se va a marcar en la forma de una marca que se va a aplicar; e irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el mejorador de absorción de energía, formando así una capa de marcado encima del substrato. 42. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de material de pigmento orgánico mezclado que contiene un mejorador de absorción de energía a un substrato que se va a marcar en la forma de una marca que se va a aplicar; e irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el mejorador de absorción de energía, formando así una capa de marcado encima del substrato. 43. El método de la reivindicación 40, que comprende adicionalmente el paso de proporcionar un flujo de aire laminar a través del substrato durante el paso de irradiar. 44. El método de la reivindicación 40, en donde el material de frita de vidrio adicionalmente comprende vidrio de silicato de boro y el mejorador de absorción de energía adicionalmente comprende un colorante. 45. El método de la reivindicación 40, en donde el haz de energía radiante adicionalmente comprende un haz láser que tiene un nivel de energía que está entre 1 y 30 vatios y un tamaño de punto que va entre 5 y 200 mieras, y una velocidad de marcado a lo largo del substrato que va entre 25 y 1000 mm/segundo. 46. El método de la reivindicación 40, que comprende adicionalmente el paso de iniciar a una temperatura ambiente de aproximadamente 21.09°C. 47. El método de la reivindicación 40, en donde el material de frita de vidrio adicionalmente comprende un colorante. 48. Un material de vidrio marcado por láser por el proceso de conformidad con la reivindicación 40. 49. El método de la reivindicación 41, que comprende adicionalmente el paso de proporcionar un flujo de aire laminar a través del substrato durante el paso de irradiar. 50. El método de la reivindicación 41, en donde el mejorador de absorción de energía adicionalmente comprende negro carbón. 51. El método de la reivindicación 41, en donde el haz de energía radiante adicionalmente comprende un haz láser que tiene un nivel de energía que está entre 1 y 30 vatios y una velocidad de marcado a lo largo del substrato que va entre 25 y 1000 mm/segundo. 52. El método de la reivindicación 41, en donde la capa de material de frita de vidrio comprende adicionalmente un espesor que va entre 5 y 200 mieras. 53. El método de la reivindicación 41, que comprende adicionalmente el paso de iniciar a una temperatura ambiente de aproximadamente 21.09°C. un componente mejorador de absorción de energía a un substrato de metal; e irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el componente mejorador de absorción de energ ía, formando así una capa adherida encima del substrato que es visible en contraste con el substrato. 63. Un método para marcar basado qu ímicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa que tiene un componente de óxido de metal y que comprende un componente mejorador de absorción de energía a un su bstrato de metal ; e irradiar dicha capa con un haz de energ ía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el componente mejorador de absorción de energía, formando así una capa adherida encima del substrato . 64. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa que tiene un componente de óxido de metal mezclado y un componente mejorador de absorción de energía a un substrato seleccionado del grupo que consiste en aluminio, bronce, cromo , cobre, níquel , acero, estaño, vidrio , cerámica, y plástico; e irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el componente mejorador de absorción de energ ía , forman do así una capa adherida encima del substrato. 65. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa que tiene un componente de pigmento orgánico y que comprende un componente mejorador de absorción de energía a un substrato de plástico; e irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el componente mejorador de absorción de energía, formando así una capa adherida encima del substrato. 66. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar un material de frita de vidrio que comprende un componente mejorador de absorción de energía a un portador; colocar el portador en contacto con el substrato que se va a marcar; e irradiar el portador con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el componente mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado permanente y unida encima del substrato que es visible en contraste con el substrato. 67. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar un material que tiene un componente de óxido de metal y que comprende un componente mejorador de absorción de energía a un portador; colocar el portador en contacto con el substrato que se va a marcar; e irradiar el portador con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el componente mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado encima del substrato. 68. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar un material que comprende un pigmento orgánico de absorción de energía a un portador; colocar el portador en contacto con el substrato que se va a marcar; e irradiar el portador con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el componente mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado encima del substrato. 69. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar un material que comprende un pigmento orgánico y un componente mejorador de absorción de energía a un portador; colocar el portador en contacto con el substrato que se va a marcar; e irradiar el portador con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el componente mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado encima del substrato. 70. Un método para marcar basado qu ímicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de : aplicar un material que contiene un óxido de metal que comprende un componente mejorador de absorción de energía a un substrato que se va a marcar en la forma de una marca que se va a aplicar; e irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el componente mejorador de absorción de energ ía, formando así una capa de marcado encima del substrato . 71 . Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar un material que incluye un pigmento orgánico que comprende un componente mejorador de absorción de energía a un substrato que se va a marcar en la forma de una marca que se va a aplicar; e irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el componente mejorador de absorción de energía, formando así una capa de marcado encima del substrato. 72. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de un material de marcado que comprende por lo menos un compuesto de metal a un substrato que se puede marcar que comprende por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste de metales, vidrios, cerámicas y plásticos; e irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para ser absorbido por tal material de marcado, formando así una capa unida encima del substrato. 73. El método de la reivindicación 72, en donde dicho compuesto de metal comprende un óxido de metal. 74. El método de la reivindicación 72, en donde dicho material de marcado comprende adicionalmente por lo menos un componente mejorador de absorción de energía. 75. El método de la reivindicación 72, en donde dicho material de marcado comprende adicionalmente por lo menos un colorante o pigmento. 76. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de un material de marcado que comprende por lo menos un compuesto orgánico a un substrato que se puede marcar que comprende por lo menos un plástico; e irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para ser absorbido por tal material de marcado, formando así una capa unida encima del substrato. 77. El método de la reivindicación 76, en donde dicho pigmento orgánico absorbe energía radiante. 78. El método de la reivindicación 76, en donde dicho material de marcado comprende adicionalmente un componente mejorador de absorción de energía. 79. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de material de frita de vidrio que comprende un componente mejorador de absorción de energía a un substrato seleccionado del grupo que consiste en vidrio, cerámica, porcelana y metal; irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el componente mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado adherida a una superficie de substrato y en contraste con tal superficie de substrato y sin dañar tal superficie de substrato; y en donde la fuente de energía radiante es una láser de diodo de onda continua que tiene un nivel de energía de aproximadamente seis vatios. 80. El método de la reivindicación 79, en donde dicho material de frita de vidrio está en forma líquida. 81. El método de la reivindicación 79, en donde dicho haz de energía radiante es un haz láser que tiene un tamaño de punto que va entre 5 y 200 mieras y una velocidad de marcado a lo largo del substrato que va entre 25 y 1000 mm/segundo. 82. El método de la reivindicación 4, en donde el nivel de energía va de 1 - 12 vatios cw. 83. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de material de frita de vidrio que contiene un mejorador de absorción de energía a un substrato de vidrio; irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado unida y permanente encima del substrato que es visible en contraste con tal substrato; en donde la fuente de energía radiante comprende adicionalmente un haz láser que tiene un tamaño de punto que va entre 5 y 200 mieras, y una velocidad de marcado a lo largo del substrato que va entre 25 y 1000 mm/segundo; y un nivel de energía que es aproximadamente 5 vatios Q conmutados a aproximadamente 20,000 Hz. 84. El método de la reivindicación 62, en donde el nivel de energía va de 1 - 12 vatios cw. 85. El método de la reivindicación 66, en donde el nivel de energía va de 1 - 12 vatios cw. 86. Un método para marcar basado químicamente, activado térmicamente que comprende los pasos de: aplicar una capa de material de frita de vidrio que comprende un componente mejorador de absorción de energía a un substrato seleccionado del grupo que consiste de vidrio, cerámica, porcelana, y metal; irradiar dicha capa con un haz de energía radiante que tiene un nivel de energía igual a o menor que seis vatios y que tiene una longitud de onda seleccionada para excitar el componente mejorador de absorción de energía de conformidad con la forma de una marca que se va a aplicar, formando así una capa de marcado unida a una superficie de substrato y en contraste con tal superficie de substrato y que no daña tai superficie de substrato; y en donde la fuente de energía radiante es un láser de diodo de onda continua. 87. El método de la reivindicación 86, en donde dicho material de frita de vidrio está en forma líquida. 88. El método de la reivindicación 86, en donde dicho haz de energía radiante es un haz láser que tiene un tamaño de punto que va entre 5 y 200 mieras, y una velocidad de marcado a lo largo del substrato que va entre 25 y 1000 mm/segundo.