Marquage et gravure laser sur métal

I. Métal - à conductivité thermique et conductivité élevées

Le métal est un matériau essentiel, omniprésent dans notre vie quotidienne. On le retrouve non seulement dans les navettes et stations spatiales, mais aussi dans les téléphones Apple, les boucles d'oreilles et les ceintures à logo. Le métal est devenu un élément incontournable de notre alimentation, de notre habillement, de notre logement et de nos transports, et les produits métalliques y occupent une place prépondérante. Les marques, codes-barres et numéros apposés sur ces produits servent généralement à leur identification. Ces marques sont souvent réalisées directement sur la surface, par des procédés tels que l'estampage, la gravure ou le poinçonnage, ou bien elles sont générées par des techniques externes comme l'impression ou le collage d'étiquettes.

Les matériaux métalliques sont généralement divisés en métaux ferreux, métaux non ferreux et matériaux métalliques spéciaux.

• Les métaux ferreux, également appelés fer et acier, comprennent le fer pur industriel (teneur totale en impuretés inférieure à 0,2 % et teneur en carbone inférieure ou égale à 0,0218 %), l'acier (teneur en carbone comprise entre 0,0218 % et 2,11 %) et la fonte (teneur en carbone supérieure à 2,11 %). Au sens large, les métaux ferreux incluent également le chrome, le manganèse et leurs alliages.

• Les métaux non ferreux regroupent tous les métaux et leurs alliages, à l'exception du fer, du chrome et du manganèse. On les classe généralement en métaux légers, métaux lourds, métaux précieux, semi-métaux, métaux rares et terres rares. Les alliages non ferreux présentent généralement une résistance et une dureté supérieures à celles des métaux purs, ainsi qu'une résistance élevée et un faible coefficient de température de résistance.

• Les matériaux métalliques spéciaux comprennent des matériaux métalliques structuraux et des matériaux métalliques fonctionnels destinés à différentes applications. On trouve notamment des matériaux métalliques amorphes obtenus par condensation rapide, des matériaux quasi-cristallins, microcristallins et nanocristallins, etc. Il existe également des alliages fonctionnels spéciaux tels que les alliages furtifs, résistants à l'hydrogène, supraconducteurs, à mémoire de forme, résistants à l'usure, amortissants de vibrations et les composites à matrice métallique.

Il est essentiel de connaître le métal approprié pour comprendre comment le graver. Les lasers à fibre sont particulièrement adaptés au marquage de tous types de laiton, cuivre, aluminium, acier inoxydable et métaux nickelés, ainsi que des plastiques techniques comme le polycarbonate. L'aluminium est l'un des métaux les plus performants et les plus couramment utilisés dans les machines de gravure sur métal. Le laiton et le cuivre sont également d'excellents choix grâce à leur bonne conductivité thermique. Le tungstène et le carbure cémenté étant les métaux les plus durs au monde, la gravure y est généralement déconseillée. Voici quelques métaux que vous pouvez graver avec une machine de gravure laser à fibre haute performance.

Métaux adaptés au marquage et à la gravure laser :

• Acier inoxydable
• Aluminium
• Aluminium anodisé
• Métaux trempés
• Aciers alliés
• Aciers rapides
• Titane, alliages de titane
• Laiton
• Cuivre
• Métaux précieux (par exemple l'argent, l'or)
• Métaux revêtus

II. Comment graver/marquer du métal ?

Le marquage noir est un procédé qui produit des marques entièrement noires à contraste élevé. La surface ainsi structurée réduit la réflexion de la lumière et présente un noircissement mat et profond, identique quel que soit l'angle de vue. Ce procédé rend le marquage non abrasif. Le marquage noir est idéal pour l'acier inoxydable, le titane, le cuivre et le laiton.

De nombreuses machines de marquage laser à fibre optique nécessitent désormais l'impression de noir sur métal. Comment procéder ? Quels paramètres doivent être réglés ? Voici quelques explications.  

Le paramétrage prend comme exemple l'acier inoxydable marqué par la machine de marquage laser à fibre Monport 20W :

MACHINE : MACHINE DE MARQUAGE À FIBRE OPTIQUE MONPORT 20W

MATÉRIAU : Une pièce d'acier inoxydable

PARAMÈTRES (Marquage) :

Vitesse de marquage : 100-200 mm/s

Pouvoir de marquage : 50 % à 70 %

• Après avoir importé la carte vectorielle, sélectionnez « Remplir les champs vides ».

• La méthode de correction de la déviation de mise au point est adoptée pour le noir d'impression, qui se situe généralement à ± 1-2 mm de la mise au point.

Dans le processus de marquage proprement dit, étant donné que la machine de marquage laser à fibre optique utilisée est différente, le paramétrage spécifique diffère également ; il est donc important de maîtriser le principe de paramétrage de cette manière.

Pourquoi paramétrer ainsi ? Parce que plus le remplissage est faible, plus l’image sera sombre ; plus la vitesse est faible, plus l’image sera sombre ; plus la puissance est élevée, plus l’image sera sombre ; plus la distance focale est précise, plus l’image sera sombre. Mais ce n’est pas parce que la vitesse est faible ou la puissance élevée que c’est forcément mieux, car une consommation d’énergie excessive réduirait la durée de vie du laser.

Voici les paramètres et le principe de base d'une machine de marquage laser à fibre pour le marquage de métaux noirs. Vous pouvez les adapter à vos besoins.

III. Applications pour la gravure/le marquage des métaux 

Le marquage laser est largement utilisé pour le marquage graphique et textuel dans de nombreux domaines tels que les puces de circuits intégrés, les accessoires informatiques, les roulements industriels, les horloges et les montres, les produits électroniques et de communication, les dispositifs aérospatiaux, diverses pièces automobiles, les appareils ménagers, les outils de quincaillerie, les moules, les fils et câbles, l'emballage alimentaire, les bijoux, le tabac et les affaires militaires, ainsi que le fonctionnement des chaînes de production de masse.

1. industrie automobile

L'industrie automobile est devenue l'un des plus grands utilisateurs de cette technologie. On estime qu'une voiture est composée d'environ 30 000 pièces, fabriquées en acier, en aluminium, en cuivre, en fibres spéciales ou en plastique, et de formes et de tailles variées.

Par exemple, on peut marquer les composants des ceintures de sécurité avec des informations telles que le pays d'origine, le numéro de série et le code-barres. On trouve également des marquages ​​laser à fibre sur les blocs-moteurs, les capteurs automobiles, les numéros VIN de châssis et les pièces de motos. Toutes ces applications sont réalisées grâce à l'utilisation d'un marqueur laser à fibre dans l'industrie automobile.

L'une des principales préoccupations de l'industrie en matière de marquage concerne la lisibilité et la traçabilité. Les pièces doivent pouvoir être retracées jusqu'à leur pays d'origine et les marquages ​​doivent être lisibles par machine. C'est pourquoi l'utilisation des lasers à fibre a récemment progressé.

2. Industrie électronique

Dans un secteur en pleine expansion, il est essentiel de privilégier l'efficacité et de répondre à une demande toujours croissante. Cette demande exige également qualité et sécurité. Les téléviseurs, les ordinateurs portables et les smartphones sont tous composés de matériaux minuscules et de petite taille.

Le marquage au laser à fibre est la méthode de marquage la plus efficace dans ce secteur car elle permet de traiter des éléments minuscules sans endommager les matériaux environnants.

3. industrie médicale

Les établissements de santé et les fabricants de matériel médical appliquent des normes très strictes concernant l'emplacement, la taille et le contenu des marquages, ne laissant aucune place à l'erreur. Ces marquages ​​doivent également résister aux nettoyages acides, à la corrosion, à la stérilisation et aux hautes températures.

Les instruments médicaux se miniaturisent et les procédés gagnent en efficacité. Cependant, la qualité et la sécurité restent les priorités absolues du secteur. C’est pourquoi, compte tenu de leur qualité, de leur rentabilité, de leur rapidité, de leur fiabilité et de leur adaptabilité, les lasers à fibre sont devenus une solution de choix pour le marquage dans ce secteur.

Voici quelques-unes des raisons les plus courantes pour lesquelles le marquage laser à fibre est utilisé dans le secteur médical :

• Traçabilité du matériel médical : Le personnel médical interne des établissements de santé doit pouvoir suivre et localiser le matériel médical au sein de son hôpital. Il doit également être en mesure de lire et d’identifier clairement chaque instrument lors du processus de stérilisation.
• Identification des prothèses médicales : Les prothèses médicales doivent comporter un numéro médical ou un logo basé sur une série alphanumérique extraite d’une base de données dédiée.

Voici quelques applications spécifiques :

• codes-barres
• codes QR
• Image de marque
• Logos
• Identification
• Traçabilité
• Numéros de série/codes
• Code matriciel bidimensionnel
• Informations sur le produit/nom du produit
• Graphisme et design
• Marquage médical UDI
• Personnalisation personnalisée

Après avoir lu cet article, en savez-vous plus sur le marquage laser des métaux ? Est-ce très simple ?

Allez ! Essayons la machine de marquage laser Monport pour débuter dans le marquage des métaux !