Il y a encore quelques années, le marquage laser couleur était limité au noir. Le laser avait cette limitation par rapport à d’autres technologies : l’impression à jet d’encre ou la tampographie permettaient depuis longtemps de réaliser des graphiques en plusieurs couleurs. Cela représentait un inconvénient majeur pour le laser, surtout dans les secteurs où l’esthétique du produit est l’objectif principal (promotionnel, médical, cosmétique, automobile de luxe). Aujourd’hui, grâce au développement de nouvelles sources laser – notamment la technologie MOPA – et à la précision accrue du contrôle des paramètres par logiciel, la situation a radicalement changé. L’obtention de couleurs brillantes et stables est non seulement possible, mais aussi reproductible avec une excellente fiabilité de production.
Comment fonctionne le marquage coloré ?
Le marquage coloré est un procédé basé sur l’interaction entre le laser et la surface du matériau, à travers la formation contrôlée d’une couche d’oxyde d’épaisseur variable. Cette couche modifie l’indice de réfraction de la lumière, générant des interférences optiques qui donnent lieu à différentes couleurs visibles en fonction de l’épaisseur formée et du type de matériau travaillé.
La longueur d’impulsion et d’autres variables du laser déterminent la quantité d’énergie utilisée pour chauffer la surface du matériau. De cette manière, il est possible d’obtenir une oxydation contrôlée et localisée de la surface du produit. En outre, une mise au point très précise de la zone à traiter est nécessaire pour garantir le processus de marquage de la couleur.
Comme il n’y a pas d’enlèvement de matière ni de gravure mécanique, il s’agit d’une modification de surface purement physique, ce qui est très apprécié dans les secteurs où une propreté et une intégrité maximales de la pièce sont requises.
Vous trouverez ci-dessous une vidéo du marquage coloré réalisé sur une plaque d’acier AISI 304 à l’aide d’un laser à fibre MOPA de 30 watts.
Sur quels matériaux peut-on effectuer un marquage laser coloré ?
Comme pour tout type d’application laser, l’effet et les paramètres sont très différents lorsqu’il s’agit de du marquage laser sur les métaux ou sur du plastique.
Aujourd’hui, le marquage coloré de l’acier est très populaire, car c’est le matériau qui réagit le mieux et sur lequel une large gamme de couleurs peut être réalisée. Le marquage coloré n’est en fait possible que sur des matériaux qui peuvent être oxydés de manière contrôlée et qui présentent des interférences de couleurs clairement visibles.
Là encore, les paramètres qui influencent le résultat sont la fréquence du laser, la puissance, la vitesse, la distance focale, etc.
Les matériaux utilisables pour le marquage coloré des métaux sont les suivants
- Acier inoxydable: le plus utilisé, il permet une gamme de couleurs large et stable.
- Titane: excellente réponse aux paramètres MOPA, avec des couleurs intenses et définies.
- Chrome et alliages de chrome: couleurs plus limitées mais bonne réponse à des paramètres précis.
- Autres métaux polis (cuivre, laiton) : théoriquement marquables mais moins stables dans le temps.
Le plastique n’est pas en soi adapté au marquage coloré par oxydation, car il ne forme pas de couche d’oxyde compatible avec ce type d’effet optique. Il existe cependant des pigmentations et des additifs spécifiques qui peuvent réagir à la lumière laser pour produire des variations de couleur (il ne s’agit toutefois pas d’un marquage « couleur » au sens strict, mais plutôt d’un effet thermique/pigmentaire).
Le laser idéal pour le marquage en couleur
Pour ce type de processus, nous recommandons toujours le laser à fibre MOPA, qui est le plus approprié en raison de ses caractéristiques et de ses performances. En effet, le système Master Oscillator Power Amplifier (c’est-à-dire le laser MOPA) permet de varier les formes d’ondes laser avec des durées d’impulsion allant de 1ns à 350ns et une variété de combinaisons fréquence/énergie par impulsion.
Par rapport au laser à fibre standard, le MOPA permet :
- Contrôle précis de l’impulsion laser: essentiel pour ajuster l’épaisseur de l’oxyde.
- Flexibilité de la forme d’onde: utile pour adapter le laser à différents matériaux.
- Large gamme de fréquences (de quelques kHz à > 1 MHz): essentielle pour gérer correctement l’apport de chaleur.
De plus, grâce à la possibilité de régler l’énergie par impulsion, le chevauchement entre les spots et la densité de puissance, le laser MOPA garantit une qualité esthétique supérieure à celle des autres systèmes.
