Puissance du laser et durée d'impulsion :
quels effets ont-elles sur les matériaux ?

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Nous explorerons dans cet article les différentes puissances des lasers de marquage et la durée d’impulsion, en mettant l’accent sur la longueur d’onde. Nous tenterons de comprendre la manière dont ces trois paramètres sont déterminants sur les marquages que nous réalisons sur les composants.

 

Tous les types de marqueurs laser peuvent avoir des rayons laser pulsés ou continus. C’est ce que nous appelons le mode opérationnel. Avec les lasers à onde continue il y a un flux d’énergie constant, ce qui signifie que le laser émet continuellement un rayon laser unique et ininterrompu. L’exemple le plus commun est le rayon ininterrompu d’un pointeur laser. Les lasers à onde continue sont généralement utilisés pour la découpe et la soudure au laser.

 

Avec les lasers pulsés, le rayon laser est interrompu à des intervalles réguliers pour permettre à l’énergie de s’accumuler et d’atteindre une puissance de crête supérieure par rapport aux lasers à onde continue. Le rayon laser est relâché sous forme d’impulsions qui ont une durée spécifique appelée durée pulsée. Ces densités d’énergie élevées sont requises pour de nombreuses applications comme le marquage laser.

Les lasers à onde continue peuvent sembler plus puissants que les lasers pulsésmais ce n’est pas toujours le cas. C’est parce qu’en réalité la puissance indique la puissance laser moyenne et la puissance moyenne des lasers pulsés est généralement inférieure, même les pics sont plus élevés.

Par exemple, un laser à onde continue de 6 000 W relâche continuellement 6 000 W de puissance laser. Au contraire, un laser pulsé de 100 W peut relâcher des impulsions de 10 000 W chacune.

 

Nous approfondissons ici la version avec durée d’impulsion variable du laser à Fibre, c’est-à-dire le laser LASIT FlyMOPA, idéal pour le marquage des plastiques et de tous les métaux.

Types de laser par durée d'impulsion

Les lasers pulsés sont divisés en plusieurs catégories en fonction de la durée de leurs impulsions. On utilise un modulateur pour contrôler le nombre d’impulsions par seconde. Par conséquent, chaque impulsion a une durée précise, appelée durée de l’impulsion, longueur de l’impulsion ou largeur de l’impulsion. La durée de l’impulsion est le temps qui s’écoule entre le début et la fin d’une impulsion. Il existe différentes méthodes de modulation pour pulser les rayons laser : q-switching, gain-switching et mode-locking pour ne citer que quelques exemples. Plus l’impulsion est brève, plus les pics d’énergie seront élevés. Voici les unités les plus communes utilisées pour exprimer la durée de l’impulsion.

Les millisecondes (un millième de seconde) sont les unités de temps plus longues utilisées pour exprimer la durée de l’impulsion et ont donc des pics d’énergie plus bas. Par exemple, les impulsions d’un laser d’épilation peuvent varier entre 5 ms et 60 ms en fonction de l’épaisseur des poils.

 

Les microsecondes (un millionième de seconde) sont probablement les durées des impulsions les moins communes. Elles peuvent être utilisées pour l’usinage des matériaux. Les lasers à microsecondes peuvent aussi être utilisés pour des applications comme la spectroscopie et l’épilation.

 

Les nanosecondes (un milliardième de seconde) sont des durées d’impulsions très communes utilisées pour des applications comme les usinages sur les matériaux, les mesures de distance et la télédétection.

 

Picosecondes (un trillionième de seconde) et femtosecondes (un quadrillionième de seconde) sont les durées d’impulsions les plus brèves, motif pour lequel elles sont utilisées en termes d’impulsions ultra courtes et de lasers ultra rapides. Ces lasers offrent les résultats les plus précis et ont les zones sujettes à une exposition moindre à la chaleur. Cela permet de prévenir toute fusion indésirable et permet d’obtenir des gravures très précises. Ils sont utilisés dans l’élaboration des matériaux, en médecine (comme en chirurgie oculaire), en microscopie, dans les mesures et les télécommunications.

LASIT a sa version de laser à picosecondeFlyPico, particulièrement efficace pour les marquages impalpables, noirs très foncés et sans reflet.

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Marqueur laser FlyMOPA

Le marqueur laser MOPA est un laser à fibre avec une longueur d’onde de 1064nm, qui se distingue du laser à fibre traditionnel justement en raison de la possibilité de contrôler la durée des impulsions.

 

Cela nous permet d’obtenir des résultats impossibles avec un laser traditionnel, surtout sur les plastiques ou les marquages colorés.

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MÉTAUX
PLASTIQUE

Marquages colorés

Contraste élevé

Marquage noir
sur l’aluminium
anodisé

Plus grande homogénéité

Moins de corrosion
grâce à l’apport de chaleur
limité pendant la recuisson
des marquages

Aucune brûlure

Brûlures inférieures
sur les bords de l’incision

Réduction de la mousse

Marqueur laser FlyPico

Le laser Powermark FlyPico est un laser avec une source à fibre qui se distingue pour les standards de qualité très élevés dans le marquage noir et celui impalpable. 

 

Il est également le premier choix lorsque l’on parle d’applications qui subissent des traitements post-marquage, comme des cycles de passivation citrique ou nitrique. Les secteurs dans lesquels ce laser est développé sont le médical, l’électroménager et la bijouterie.

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CARACTERISTIQUES TECHNIQUES
AVANTAGES

Durée ultra brève des impulsions (2ps),
qui permet d’atteindre une puissance de pic de 10 MW !

Possibilités d’usinages impensables avec un laser infrarouge
traditionnel comme le marquage noir à contraste élevé et
les usinages de micro-usinage sur différents matériaux.

Ample échelle de fréquence (de 50 kHz à 2 000 kHz alor
s que nous travaillons en général avec des fréquences
comprises entre 500 et 1 000 kHz)

Plus grande vitesse d’exécution.

Longueur d'onde de 1 030 nm, légèrement inférieure à celle traditionnelle de 1 064 nm

Augmentation de la compatibilité avec les matériaux

Qualité élevée du faisceau (M2 = 1,2).

Faisceau plus petit et donc une plus grande densité d’énergie

Refroidissement à eau avec refroidisseur.

Stabilité maximale du système dans le temps.

Types de laser par longueur d'onde :
le matériel à marquer

La longueur d’onde du laser est déterminée par le matériel que l’on doit marquer. Sur le marché, les marqueurs laser sont actuellement divisés en :

SOURCE LASER
LONGUEUR D’ONDE
TYPE DE LASER
PUISSANCES DISPONIBLES
MATERIAUX POUVANT ETRE MARQUES

Laser à fibre

1064nm

FiberFly

20,30,50,100 W

Tous les métaux
Certains plastiques

Laser à fibre

1064nm

FlyMOPA

20,30,50,100,200 W

Tous les métaux
Tous les plastiques

Laser à fibre

1064nm

FlyPico

50W

Tous les métaux
Tous les plastiques

Laser vert

532nm

FlyPeak

5, 10 W

Tous les plastiques

Laser ultraviolet

325nm

FlyUV

1, 3, 8 W

Plastiques et matériaux délicats

Laser CO2

10600nm

FlyCO2

10, 30, 70, 120 W

Matériaux organiques

Types de laser par puissance :
qu'est-ce qui influence les Watt ?

La puissance du laser influence la vitesse du processus. Au contraire de ce que de nombreuses personnes croient, la profondeur et l’incidence du marquage sont indépendantes de la puissance en watts du laser.

 

Nous indiquons certains exemples de marquage, où les gravures ont été réalisées avec la même source laser avec des puissances différentes. On peut ainsi voir la manière dont la puissance influence la vitesse du processus de marquage laser.

RAPPORT L46622 MATERIAU LASER TEMPS

L46622 Puissance du laser et durée d'impulsion : quels effets ont-elles sur les matériaux ?

Aluminium
Fly Mopa 30W
14.8 sec
Fly Mopa 50W
11.5 sec
RAPPORT L45522 MATERIAU LASER TEMPS
L45522-1 Puissance du laser et durée d'impulsion : quels effets ont-elles sur les matériaux ?
Aluminium
FiberFly 20W
7.2 sec
FiberFly 30W
5.4 sec

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