Le marquage laser et la gravure sont-ils la même chose?
3 choses que vous devez savoir

Très souvent le marquage laser et la gravure laser sont utilisés comme synonymes, mais en réalité on fait référence à deux procédés différents. Les deux expriment une marque indélébile sur un matériau à l’aide d’un rayon laser mais quand la gravure le vaporise, le marquage le fond.

 La surface fondue s’étend en créant des sillons profonds jusqu’à 80 microns, la rugosité du matériau s’altère et un contraste blanc et noir est créé, en fonction des paramètres laser utilisés. Ci-dessous nous allons voir de manière plus spécifique de quoi dépend la couleur blanc et noir du marquage

Nous analyserons plus spécifiquement les 3 étapes à l’aide desquelles le marquage est effectué

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Le rayon laser frappe la surface du matériau

Toutes les méthodes de marquage ou de gravure laser ont en commun une chose : que le rayon laser est pulsé et relâche l’énergie à intervalles spécifiques. En une seconde, un laser de 100 W relâche 100 000 impulsions. Chaque impulsion contient un millijoule d’énergie et peut atteindre 10 000 W de puissance de pic.

Pour contrôler la quantité d’énergie émise pas le laser, il faut en régler les paramètres, chose que sait faire tous nos techniciens. Ceux les plus importants sont la vitesse et l’interligne, qui déterminent la distance entre les impulsions. Plus ils sont proches et plus élevée sera la concentration d’énergie.

Avec la gravure laser, les impulsions sont beaucoup plus proches qu’avec le marquage. La marque requiert moins d’énergie de la gravure, par conséquent elle est plus rapide. La vitesse représente justement un des paramètres de décision lorsqu’il faut choisir entre l’un et l’autre procédé.

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Le matériau absorbe l’énergie du rayon laser

La surface du matériau reflète la plupart de l’énergie de l’impulsion du laser, alors que la partie restante est absorbée et convertie en chaleur. Afin que le marquage se réalise, le matériau a besoin d’autant d’énergie qu’il faut pour le faire fondre, moins donc de ce qu’il servirait pour le faire évaporer comme dans la gravure.

Dès que l’énergie se transforme en chaleur, la température du matériau augmente jusqu’à ce qu’il atteigne son point de fusion. À ce niveau, la surface se réchauffe et devient malléable, permettant à sa forme de changer.

Pour un laser à l’état solide qui émet une longueur d’onde de 1 064 nm, l’aluminium en absorbe ≈ 5 %, l’acier plus de ≈ 30 %. De cette dernière donnée, on est amené à penser qu’il est donc plus facile de marquer l’acier, mais ce n’est pas le cas : nous devons prendre en considération d’autres propriétés physiques, y compris le point de fusion des matériaux.

MATERIAU TEMPERATURE
DE FUSION
Aluminium 6061
585° C
Acier au carbone
1425-1540° C
Plomb
327.5° C
Magnesium
650° C
Acier inoxydable degrè 304
1400-1450°C

3

La surface localisée s'étend, sa rugosité s'altère

Alors que le matériau se fond et se refroidit en quelques millisecondes, des changements localisés se vérifient sur la surface. La rugosité superficielle change, en créant les signes permanents qui sont le contenu du marquage : un code, un logo, un graphique.

Les changements de couleur apparaissent comme le résultat de formes différentes sur la surface. Pour le marquage laser de haute qualité, le blanc, le noir offrent les meilleurs contrastes.

  • Là où la rugosité superficielle fait que les rayons lumineux sont réfléchis à des angles différents (c’est-à-dire réfléchis diffus), la surface apparaît blanche.
  • Là où la rugosité superficielle provoque le piégeage des rayons lumineux (c’est-à-dire absorbés), la surface apparaît noire.
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Marquage blanc
Annealing
Marquage noir
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Date: 06/05/2020

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