Vidriado con laser de Nd : YAG sobre azulejos recubiertos de barnices de cobalto con frita borácica y sin frita

Abstract

RESUMEN: Las industrias de materiales cerámicos y arquitectónicos emplean diferentes técnicas de marcado con dos aplicaciones clásicas, para identificación y decoración de piezas elaboradas. La utilización de técnicas láser para estos propósitos se viene implementando de forma creciente, debido a las ventajas que presenta respecto al horneado convencional: la concentración del calor sólo en la zona irradiada, lo que conlleva un menor consumo de energía sin afectar significativamente el resto de la pieza; se obtienen patrones gráficos de alta resolución espacial; permite introducir cambios durante el proceso sin requerir largas paradas, y la generación de residuos es mínima o casi nula. En este estudio se presentan los resultados obtenidos en el vidriado con láser Nd:YAG (l=1064 nm) sobre las superficies esmaltadas de azulejos, las cuales fueron previamente recubiertas con pigmento cerámico negro de cobalto y un barniz constituido por este mismo pigmento y frita borácica. Con el láser operando en modo continuo (CW), se marcaron una serie de líneas, cuyo ancho y profundidad evidenciaron una dependencia directa, con la variación de la potencia y velocidad de desplazamiento del haz láser sobre la superficie del azulejo. Finalmente estas líneas vidriadas fueron analizadas por microscopía óptica, espectroscopia de dispersión de energía (EDS) y difracción de rayos X.

ABSTRACT: Ceramic and architectonic materials industries employ different marking techniques with two classical applications, identification and decoration of manufactured objects. Laser techniques using for these proposes are been implemented in growing way, due to theirs advantages with regard to the conventional baking such as: heat is concentrated only on the radiated zone which involves a smaller energy consumption without affecting significantly the rest of the piece; graphic patterns with of highly spatial resolution are obtained; it permits to introduce changes during the process no requiring long stops and low or almost none generation of residues. In this study the results obtained from Nd:YAG (l=1064 nm) laser glazing on the enameled surfaces of glazed tiles, which were previously covered with cobalt black pigment and an enamel constituted with this same pigment and borax frit, are presented. With the laser operating in continuous wave (CW), a series of lines were marked, whose width and depth showed a direct dependence with the variation in the power and scan speed of the laser beam on the glazed tile surface. Finally, these glazed lines were characterized by optical microscopy, energy dispersion spectroscopy (EDS), and X- ray diffraction (XRD).