Qu'est-ce qu'une machine de marquage laser ?
marquage laser est une méthode permettant d'étiqueter différents types d'objets à l'aide d'un laser. Le principe du marquage laser est qu'un faisceau laser modifie d'une manière ou d'une autre l'apparence optique d'une surface qu'il frappe. Cela peut se produire par le biais de divers mécanismes :
1. Ablation de matière (gravure au laser) ; parfois élimination d'une couche superficielle colorée.
2. Faire fondre un métal, modifiant ainsi la structure de la surface.
3. Légère brûlure (carbonisation), par exemple du papier, du carton, du bois ou des polymères.
4. Transformation (ex : blanchiment) de pigments (additifs laser industriels) dans une matière plastique.
5. Expansion d'un polymère, si par exemple un additif s'évapore.
6. Génération de structures de surface telles que de petites bulles.
En scannant le faisceau laser (par exemple avec 2 miroirs mobiles), il est possible d'écrire rapidement des lettres, des symboles, des codes-barres et d'autres graphiques, en utilisant un scan vectoriel ou un scan raster. Une autre méthode consiste à utiliser un masque qui est imagé sur la pièce (marquage par projection, marquage par masque). Cette méthode est simple et plus rapide (applicable même avec des pièces en mouvement) mais moins flexible que le scan.
Le « marquage laser » désigne le marquage ou l'étiquetage de pièces et de matériaux à l'aide d'un faisceau laser. On distingue ici différents procédés, tels que la gravure, l'enlèvement, la coloration, le recuit et le moussage. En fonction du matériau et des exigences de qualité, chacune de ces procédures présente ses propres avantages et inconvénients.
Comment fonctionne une machine de marquage laser ?
Bases de la technologie laser
Tous les lasers sont constitués de 3 éléments :
1. Une source de pompage externe.
2. Le milieu laser actif.
3. Le résonateur.
La source de pompage guide l’énergie externe vers le laser.
Le milieu laser actif se trouve à l'intérieur du laser. Selon la conception, le milieu laser peut être constitué d'un mélange gazeux (CO2 laser), d'un corps cristallin (laser YAG) ou de fibres de verre (laser à fibre). Lorsque l'énergie est transmise au milieu laser par la pompe, elle émet de l'énergie sous forme de rayonnement.
Le milieu laser actif est situé entre 2 miroirs, le « résonateur ». L'un de ces miroirs est un miroir sans tain. Le rayonnement du milieu laser actif est amplifié dans le résonateur. En même temps, seul un certain rayonnement peut quitter le résonateur à travers le miroir sans tain. Ce rayonnement groupé est le rayonnement laser.
Avantages de la machine de marquage laser
Marquage de haute précision à qualité constante
Grâce à la haute précision du marquage laser, même les graphiques très fins, les polices de caractères à 1 point et les géométries très petites sont clairement lisibles. En même temps, le marquage au laser garantit des résultats de haute qualité constants.
Vitesse de marquage élevée
Le marquage laser est l'un des procédés de marquage les plus rapides disponibles sur le marché. Il en résulte une productivité élevée et des avantages en termes de coûts lors de la fabrication. En fonction de la structure et de la taille du matériau, différentes sources laser (par exemple des lasers à fibre) ou machines laser (par exemple des lasers galvo) peuvent être utilisées pour augmenter encore la vitesse.
Marquage durable
La gravure au laser est permanente et résiste à l'abrasion, à la chaleur et aux acides. Selon les paramètres laser définis, certains matériaux peuvent également être marqués sans endommager la surface.
Applications des machines de marquage laser
La machine de marquage laser a une grande variété d'applications :
1. Ajout de numéros de pièces, de dates de péremption et autres sur les emballages alimentaires, les bouteilles, etc.
2. Ajout d'informations traçables pour le contrôle qualité.
3. Marquage des cartes de circuits imprimés (PCB), des composants électroniques et des câbles.
4. Impression de logos, codes-barres et autres informations sur les produits.
Comparé à d'autres technologies de marquage telles que l'impression à jet d'encre et le marquage mécanique, le marquage laser présente de nombreux avantages, tels que des vitesses de traitement très élevées, un faible coût d'exploitation (pas d'utilisation de consommables), une qualité et une durabilité constantes des résultats, évitant les contaminations, la possibilité d'écrire de très petites caractéristiques et une très grande flexibilité dans l'automatisation.
Les matières plastiques, le bois, le carton, le papier, le cuir et l'acrylique sont souvent marqués avec une puissance relativement faible. CO2 lasers. Pour les surfaces métalliques, ces lasers sont moins adaptés en raison de la faible absorption à leurs longues longueurs d'onde (environ 10 µm) ; les longueurs d'onde laser par exemple dans la région de 1 µm, comme celles obtenues par exemple avec des lasers Nd:YAG pompés par lampe ou diode (généralement à commutation Q) ou avec des lasers à fibre, sont plus appropriées. Les puissances laser typiques utilisées pour le marquage sont de l'ordre de 10 à 100 W. Des longueurs d'onde plus courtes telles que 532 nm, comme celles obtenues par doublage de fréquence des lasers YAG, peuvent être avantageuses, mais de telles sources ne sont pas toujours compétitives économiquement. Pour le marquage de métaux comme l'or, qui a une absorption trop faible dans la région spectrale de 1 µm, des longueurs d'onde laser courtes sont essentielles.
Les métaux
Acier inoxydable, aluminium, or, argent, titane, bronze, platine ou cuivre
Le laser est utilisé depuis de nombreuses années, notamment pour la gravure et le marquage au laser des métaux. Il permet de marquer avec précision, lisibilité et rapidité non seulement les métaux tendres comme l'aluminium, mais aussi l'acier ou les alliages très durs. Avec certains métaux comme les alliages d'acier, il est même possible de réaliser des marquages résistants à la corrosion sans endommager la structure de surface grâce au marquage par recuit. Les produits métalliques sont marqués au laser dans de nombreux secteurs industriels.
Les matières plastiques
Polycarbonate (PC), Polyamide (PA), Polyéthylène (PE), Polypropylène (PP), Copolymère acrylonitrile butadiène styrène (ABS), Polyimide (PI), Polystyrène (PS), Polyméthylmétacrylate (PMMA), Polyester (PES)
Les plastiques peuvent être marqués ou gravés au laser de différentes manières. Avec un laser à fibre, vous pouvez marquer de nombreux plastiques commerciaux différents, tels que le polycarbonate, l'ABS, le polyamide et bien d'autres, avec une finition permanente, rapide et de haute qualité. Grâce aux temps de préparation réduits et à la flexibilité qu'offre un laser de marquage, vous pouvez marquer même de petites tailles de lots de manière économique.
Matières organiques
Les matières organiques nécessitent des solutions spécifiques pour leur permettre de réaliser des marquages permanents aux contours nets. Nos experts développent des systèmes de marquage laser qui répondent parfaitement à cette exigence. Des systèmes dont l'intensité peut être contrôlée afin de maintenir la génération de chaleur dans les limites souhaitées.
Verre et Céramique
Les matériaux tels que le verre et la céramique imposent des exigences rigoureuses à nos clients et aux industries dans lesquelles ils opèrent. À cette fin, STYLECNC a développé une technologie capable d'appliquer des marquages à contraste élevé et sans fissures sur le verre.
Différents processus de la machine de marquage laser
Marquage par recuit
Le marquage par recuit est un type particulier de gravure laser sur métaux. L'effet thermique du faisceau laser provoque un processus d'oxydation sous la surface du matériau, ce qui entraîne un changement de couleur sur la surface métallique.
Lors de la gravure au laser, la surface de la pièce est fondue et évaporée par le laser. Le faisceau laser enlève alors la matière. L'empreinte ainsi créée sur la surface est la gravure.
Cette technologie permet de retirer toutes traces de maquillages ou bactéries.
Lors du retrait, le faisceau laser enlève les couches de finition appliquées sur le substrat. Un contraste est produit en raison des différentes couleurs de la couche de finition et du substrat. Les matériaux couramment marqués au laser par enlèvement de matière comprennent l'aluminium anodisé, les métaux revêtus, les feuilles et films ou les stratifiés.
Moussant
Lors du moussage, le faisceau laser fait fondre un matériau. Au cours de ce processus, des bulles de gaz se forment dans le matériau, qui réfléchissent la lumière de manière diffuse. Le marquage est ainsi plus clair que les zones non gravées. Ce type de marquage laser est principalement utilisé pour les plastiques foncés.
Carbonisation
La carbonisation permet d'obtenir des contrastes forts sur des surfaces claires. Pendant le processus de carbonisation, le laser chauffe la surface du matériau (minimum 100° C) et de l'oxygène, de l'hydrogène ou une combinaison des deux gaz est émis. Il reste une zone sombre avec une concentration en carbone plus élevée.
La carbonisation peut être utilisée pour les polymères ou les biopolymères tels que le bois ou le cuir. Comme la carbonisation entraîne toujours des taches sombres, le contraste sur les matériaux sombres sera plutôt minime.
La gravure en couleur est un processus de marquage qui utilise une source laser à fibre MOPA pour marquer la couleur sur une surface métallique telle que l'acier inoxydable, le titane, etc. MOPA fait référence à une configuration composée d'un laser maître (ou laser d'amorçage) et d'un amplificateur optique pour augmenter la puissance de sortie.
3D Marquage
Le 3D système de marquage laser est par le biais d'un contrôle logiciel de la lentille à faisceau optique élargi dans la direction de l'axe optique, mouvement alternatif à grande vitesse, réglage dynamique de la distance focale du faisceau laser, ce qui permet de garder le point focal à différents endroits sur la surface de la pièce uniforme, de manière à réaliser la 3D surface, une précision de surface du traitement laser.
