Marquage au laser

Qu’est-ce que le marquage laser?

Le marquage laser est un processus industriel utilisé pour procéder au marquage de logos, de textes, de graphiques, de codes-barres (tels que les codes Data Matrix et les codes QR) ou de numéros de série alphanumériques sur une surface. Le marquage laser utilise la chaleur du laser pour altérer la surface et produire un marquage permanent. Les types les plus courants de marquage laser sont le « laser etching », la gravure laser le recuit laser.
 
Les principales applications du marquage laser comprennent l’identification des pièces dans l’industrie automobile et l’étiquetage de lingots dans l’industrie métallurgique. En raison des enjeux liés à la responsabilité et la traçabilité associées aux produits, la demande en matière de marquage laser est croissante au sein de ces industries. 
 
Si on le compare aux méthodes de marquage direct de pièces (DPM) traditionnelles, telles que le marquage à jet d’encre, la micropercussion, et le marquage électrochimique, le marquage laser offre de nombreux avantages :

• Le marquage laser n’utilise pas d’encre, n’exige aucun consommables ni prétraitement.
• Le marquage laser produit du marquage de très haute qualité, à contraste élevé et extrêmement précis pour les marques tels que logos, textes, graphiques et codes-barres linéaires et 2D.
• Le marquage laser est applicable à toute pièce, peu importe son matériau ou sa forme géométrique.
• Le marquage laser est intégrable aux chaînes de production.
• Le marquage laser n’a aucun impact sur le rythme de production, ce qui entraîne une performance, une vitesse et un débit élevés.

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Types de marquages laser

Contrairement aux méthodes traditionnelles de marquage direct de pièces qui utilisent de l’encre ou des consommables pour identifier les pièces, le marquage direct de pièces par laser utilise le laser pour procéder au marquage de l’information directement sur la pièce.
 
Le marquage laser est un terme générique qui comprend le « laser etching », la gravure laser et le recuit laser.

« Laser Etching » Le « laser etching » utilise des faisceaux laser pulsés de haute intensité pour faire fondre la surface du matériau. Une fois fondu, il se dilate et des cavités et des bosses se forment. C’est ainsi que se créent des zones pâles et sombres à sa surface.   Puisque le « laser etching » modifie la rugosité de la surface, il affecte également la façon dont la lumière est réfléchie par la zone marquée. Il en résulte des marquages très contrastés qui peuvent être lus par un scanner ou des opérateurs.

Gravure Laser La gravure laser exige qu’une puissance laser élevée soit appliquée pendant une très courte durée sur une surface localisée, où le métal y est vaporisé. C’est ainsi que sont produits des reliefs sur la surface.     En exerçant un contrôle étroit des paramètres laser, la gravure laser génère des zones pâles et foncées. Il en résulte des marquages très contrastés qui peuvent résister au grenaillage grâce au processus de marquage résistant au grenaillage, technologie exclusive et en attente de brevet développée par Laserax.

Recuit Laser Le recuit laser exige qu’une puissance laser de basse intensité soit appliquée sur un matériau au cours d’une longue période de temps. Le recuit laser se produit en chauffant des métaux ferreux comme l’acier, l’acier inoxydable et le titane, où il se crée une couche oxydée. Le changement chimique du matériau modifie la couleur à la surface. Toutefois, le recuit laser ne peut être effectué que sur des métaux ferreux. Cela signifie donc qu’il n’est pas possible d’y procéder sur l'aluminium et les métaux non-ferreux.   Le recuit au laser est recommandé pour les pièces soumises à de grands écarts de température, à un degré d’humidité élevé ou qui ont une exposition importante au sel, telles que les pièces automobiles, car il prévient la formation de fissures et d’interstices susceptibles de se corroder.

Matériaux

Le marquage laser dépend autant des propriétés des matériaux que des paramètres laser. Les paramètres laser, comme la longueur d’onde et la puissance laser, doivent être optimisés pour correspondre aux propriétés du matériau, tel que le seuil d’absorption, dans le but d’obtenir la qualité de marquage souhaitée. L’absorption du matériau, qui a un impact sur la qualité du marquage, dépend de la longueur d’onde du laser alors que le temps de marquage dépend de la puissance du laser.

L’efficacité du processus du marquage laser peut se définir en termes d’équilibre entre la qualité du marquage et sa durée. Ces deux éléments jouent un rôle important lors du choix d’une solution de marquage laser optimale.

Grâce à la nature même des lasers, il est possible d’appliquer des identifiants permanents aux surfaces les plus complexes, peu importe le type de matériau.

Métaux

Les métaux sont les matériaux privilégiés pour le « laser etching », le gravage laser et le recuit laser. Grâce à leurs propriétés uniques, telles que la durabilité, la solidité et la malléabilité, les métaux sont utilisés, entre autre, dans l’industrie automobile et manufacturière. Qu’il s’agisse d’acier, d’acier inoxydable, d’aluminium, de magnésium, ou de n’importe quel type d'alliage, les paramètres du laser (puissance et longueur d’onde) sont optimisés pour correspondre aux propriétés du métal, ce qui permet d’obtenir un marquage à contraste élevé et très résistant.

Les Matières Plastiques

L’utilisation des plastiques est très répandue dans l’industrie manufacturière. Le fait qu’elles sont peu coûteuses à produire et à façonner, en plus des propriétés uniques qu’elles possèdent, explique leur omniprésence dans notre vie quotidienne. Il est possible d’utiliser les lasers à fibre pour produire des marquages à contraste élevé sur les surfaces de matières plastiques. L’identifiant est généralement blanc ou gris, quelle que soit la couleur de base de la matière plastique irradiée. Le marquage sur les matières plastiques peut être effectué à haute vitesse et il est plutôt simple de procéder au marquage laser sur la plupart de celles-ci. Un système d’extraction de fumée approprié est nécessaire pour éliminer les vapeurs de la zone de travail.

Caoutchouc

Le caoutchouc est un matériau très utilisé dans l’industrie automobile. Les lasers à fibre peuvent être utilisés pour produire des marquages à contraste élevé sur les surfaces en caoutchouc. L’identifiant est généralement blanc ou gris, quelle que soit la couleur de base du caoutchouc irradié, et le marquage peut y être effectué rapidement. Un système d’extraction de fumée approprié est nécessaire pour éliminer les vapeurs de la zone de travail.

Lasers à Fibre

Les lasers à fibre sont la solution de marquage laser privilégiée par Laserax, car ils présentent de nombreux avantages :

• La longueur d’onde des lasers à fibre est flexible. Elle permet donc de procéder au marquage direct de pièces sur une variété de matériaux comme les métaux ferreux et non-ferreux, les matières plastiques et le caoutchouc.
• Les lasers à fibre sont écoénergétiques en raison de leur faible consommation d’électricité et de leurs faibles exigences thermiques.
• Les lasers à fibre sont plus compacts que les autres types de lasers (au gaz ou à l’état solide) de puissance optique équivalente.
• Le coût d’acquisition des lasers à fibre est inférieur à celui d’autres types de lasers.
• Les lasers à fibre nécessitent peu d’entretien.
• Les lasers à fibre ont une durée moyenne entre pannes (MTBF) de 100 000 heures, ce qui représente plusieurs années de production.
• Les lasers à fibre sont très stables et fiables, ce qui en fait la solution de marquage laser la mieux adaptée aux environnements industriels.