Ce guide vous dit tout sur les machines de marquage laser ; ce qu'ils sont, comment ils fonctionnent, les avantages qu'ils apportent et leurs applications potentielles.
Table des matières
Qu'est-ce qu'une machine de marquage laser ?
Comment fonctionne une machine de marquage laser ?
Avantages de la machine de marquage laser
Applications des machines de marquage laser
Différents processus de machine de marquage laser
Qu'est-ce qu'une machine de marquage laser ?
marquage laser utilise un faisceau laser pour marquer de façon permanente toutes sortes d'objets. Le principe du marquage laser est que le faisceau laser modifie l'aspect optique de la surface d'un objet par une réaction provoquée lorsque l'énergie laser frappe la surface de l'objet. Cela peut se produire par divers mécanismes :
1. Ablation de la matière (gravure laser) ; enlevant parfois une partie de la couche de surface colorée.
2. Faire fondre un métal, modifiant ainsi la structure de la surface.
3. Légère combustion (carbonisation) généralement du papier, du carton, du bois ou des polymères.
4. Transformation (blanchiment) des pigments (additifs laser industriels) en une matière plastique.
5. Expansion d'un polymère, par exemple par évaporation d'un additif.
6. Génération de caractéristiques de surface, telles que de petites bulles par exemple.
En balayant le faisceau laser (par exemple, avec deux miroirs mobiles), il est possible d'écrire rapidement des lettres, des symboles, des codes à barres et d'autres graphiques, en utilisant un balayage vectoriel ou raster. Une autre méthode consiste à utiliser un masque imagé sur la pièce (marquage par projection, marquage par masque). Cette méthode est à la fois simple et rapide et peut même être utilisée avec des pièces en mouvement. Cependant, il est moins flexible que la numérisation.
Le marquage laser est le marquage ou l'étiquetage de pièces et de matériaux avec un faisceau laser. Nous verrons les différentes façons dont cela peut se produire, comme la gravure, l'enlèvement, la coloration, le recuit et le moussage. Selon le type de matériau et la qualité recherchée, chacune de ces procédures a ses avantages et ses inconvénients.
Comment fonctionne une machine de marquage laser ?
Bases de la technologie laser
Tous les lasers se composent de trois composants principaux :
1. Une source d'énergie, généralement connue sous le nom de source de pompage externe.
2. Un milieu laser actif.
3. Deux miroirs ou plus qui forment le résonateur.
1. La source de la pompe guide l'énergie externe vers le laser et peut être optique, électrique ou chimique selon le milieu actif.
2. Le milieu laser actif est le matériau dans lequel l'action laser a lieu. Selon la conception, il peut s'agir d'un mélange gazeux (laser CO2), de cristaux solides (laser YAG) ou de fibres optiques dopées avec des éléments de terres rares (laser à fibre). Lorsque l'énergie est pompée dans le milieu actif, elle est partiellement transformée en énergie de rayonnement.
3. Le résonateur accumule l'énergie lumineuse dans le faisceau laser. Il est formé en plaçant deux ou plusieurs miroirs face à face afin que la lumière émise entre eux soit réfléchie d'avant en arrière. L'un des miroirs est un miroir sans tain. Le rayonnement du milieu laser actif est amplifié dans le résonateur. Seule une certaine quantité de rayonnement peut quitter le résonateur à travers le miroir sans tain. C'est le rayonnement laser.
Avantages de la machine de marquage laser
Marquage de haute précision avec une qualité constante
Grâce à la haute précision du marquage laser, même les graphiques très délicats, les polices 1 point et les très petites géométries seront clairement lisibles. Dans le même temps, le marquage avec un marqueur laser garantit des résultats continus de haute qualité.
Vitesse de marquage élevée
Le marquage laser est l'un des processus de marquage les plus rapides disponibles sur le marché. Cela se traduit par une productivité élevée et des avantages en termes de coûts pour votre entreprise. Selon la structure et la taille du matériau, différentes sources laser (par exemple, lasers à fibre) ou machines laser (par exemple, lasers galvo) peuvent être utilisées pour des vitesses encore plus rapides.
Marquage longue durée
La gravure au laser est permanente, elle n'aura donc besoin d'être effectuée qu'une seule fois et résiste à l'abrasion, à la chaleur et aux produits chimiques comme les acides. Selon les réglages des paramètres laser, certains matériaux peuvent également être marqués sans endommager la surface.
Applications des machines de marquage laser
Machines de marquage laser ont une grande variété d'applications:
1. Ajout de numéros de pièces, codes-barres, dates de péremption, etc., 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, de codes à barres et d'autres informations sur les produits.
Par rapport 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, notamment des vitesses de traitement très élevées, de faibles coûts d'exploitation (pas d'utilisation de consommables), une qualité élevée constante, des résultats durables, c'est propre, il y a aucune contamination, et il peut marquer de minuscules caractéristiques tout en étant très flexible.
Les matières plastiques, le bois, le carton, le papier, le cuir et l'acrylique sont souvent marqués avec des lasers CO2 de relativement faible puissance. Cependant, ces lasers sont moins adaptés aux surfaces métalliques en raison de leur faible absorption aux grandes longueurs d'onde. Différentes longueurs d'onde laser peuvent être obtenues avec des lasers Nd: YAG pompés par lampe ou par diode (généralement à commutation Q) ou avec des lasers à fibre, qui sont plus appropriés pour les surfaces métalliques. La puissance des lasers utilisés pour le marquage est généralement comprise entre 10 et 100 W. Des longueurs d'onde plus courtes telles que 532 nm, obtenues par doublage de fréquence des lasers YAG, peuvent être avantageuses, mais sont coûteuses. Pour marquer des métaux comme l'or, qui a un spectre d'absorption d'environ 350 à 416 nm, des longueurs d'onde laser courtes sont essentielles.
Métaux
L'acier inoxydable, l'aluminium, l'or, l'argent, le titane, le bronze, le platine ou le cuivre peuvent tous être marqués de façon permanente.
Les lasers sont utilisés depuis plusieurs années, notamment dans la gravure et le marquage des métaux. Il n'y a pas que les métaux mous comme l'aluminium qui peuvent être marqués ; l'acier ou les alliages très durs peuvent également être marqués de manière précise, lisible et rapide à l'aide d'un laser. Avec des métaux tels que les alliages d'acier, il est même possible de mettre en œuvre des marquages résistants à la corrosion sans endommager la structure de surface grâce au marquage par recuit. Les produits en métal sont marqués au laser dans une vaste gamme d'industries.
Matières plastiques
Polycarbonate (PC), Polyamide (PA), Polyéthylène (PE), Polypropylène (PP), Copolymère acrylonitrile butadiène styrène (ABS), Polyimide (PI), Polystyrène (PS), Polyméthacrylate de méthyle (PMMA), Polyester (PES).
Les plastiques peuvent être marqués ou gravés au laser selon plusieurs méthodes. Vous pouvez marquer de nombreux plastiques différents utilisés dans le commerce avec un laser à fibre, y compris le polycarbonate, l'ABS, le polyamide et bien d'autres. La finition sera permanente, rapide et de qualité. Grâce aux faibles temps de configuration et à la flexibilité qu'offre un laser de marquage, vous pouvez même réaliser des lots de petite taille de manière économique.
Matières organiques
Les matériaux organiques ne nécessitent qu'une infime quantité d'énergie laser pour leur fournir des marquages permanents et clairs. Les experts ont développé des systèmes de marquage laser qui répondent parfaitement à cette exigence. Systèmes dont l'intensité peut être contrôlée pour maintenir la génération de chaleur dans les limites souhaitées.
Verre et céramique
Les matériaux tels que le verre et la céramique sont difficiles à marquer en toute sécurité avec les méthodes traditionnelles. Pour cela, STYLECNC a développé une technologie capable d'appliquer des marquages à contraste élevé et sans fissure sur le verre et la céramique. Imaginez, pratiquement pas de casse ou de produits gaspillés.
Différents processus de machine de marquage laser
Marquage de recuit
Le marquage par recuit est un type spécial de gravure au laser pour les métaux. Le faisceau laser chauffe lentement le métal provoquant un processus d'oxydation sous la surface du matériau, entraînant un changement de couleur sur la surface du métal. Rien n'est enlevé et la surface n'est pas endommagée, il est donc idéal pour les applications où la rouille peut s'accumuler.
Gravure laser
Lors de la gravure au laser, le faisceau laser fait simplement fondre le matériau et un gaz à haute pression, généralement de l'azote, est utilisé pour souffler le métal fondu hors du trait de scie. L'impression dans la surface est la gravure.
Retrait au laser
Lors du retrait, le faisceau laser enlève toutes 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 courants qui sont marqués au laser par cette méthode comprennent l'aluminium anodisé, les métaux revêtus, les feuilles, les films ou les stratifiés. Il peut également être utilisé pour enlever la peinture.
Moussant
Ceci est utilisé sur les matériaux polymères. Lors du moussage, le faisceau laser fait fondre le matériau. Le processus de fusion produit des bulles de gaz dans le matériau, qui réfléchissent la lumière de manière diffuse. Le marquage sera alors plus clair que les zones non gravées. Ce type de marquage laser est principalement utilisé pour les plastiques foncés.
Carbonisation
La carbonisation permet des contrastes forts sur des surfaces brillantes. Pendant le processus de carbonisation, le laser à haute énergie provoque l'évaporation de la couche supérieure du matériau et l'émission d'oxygène, d'hydrogène ou d'une combinaison des deux gaz. Des liaisons carbone-carbone se forment et il ne reste qu'une zone assombrie (carbonisée).
La carbonisation peut être utilisée pour les polymères ou les biopolymères tels que le bois ou le cuir. Étant donné que la carbonisation conduit toujours à des marques sombres, le contraste sur les matériaux sombres ne sera pas excellent.
Gravure couleur
La gravure couleur est un processus de marquage qui utilise une source laser à fibre MOPA pour ajouter de la couleur à une surface métallique telle que l'acier inoxydable, le titane, etc. MOPA fait référence à une configuration composée d'un laser maître (ou laser de départ) et d'un amplificateur optique pour amplifier la puissance de sortie. La surface est essentiellement teintée avec la couleur que vous voulez.
Marquage 3D
Ceci est utilisé pour marquer des formes et des objets 3D plutôt que des surfaces planes. Une lentille à faisceau étendu optique est commandée via un ordinateur dans la direction de l'axe optique dans un mouvement de va-et-vient à grande vitesse. Le réglage dynamique de la distance focale du faisceau laser crée des points focaux à différents endroits sur la surface et maintient le marquage uniforme et précis.
Source à partir de Stylecnc
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