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Comment Fonctionne La Gravure Au Laser?

authorIcon By Jerome Landry on February 04, 2022 topicIcon Marquage laser

Qu’est-ce que la gravure au laser? Comment ça fonctionne?

La gravure au laser est un procédé d’enlèvement de matière par vaporisation qui entraîne un marquage permanent et profond. Le faisceau laser est en quelque sorte un ciseau qui pratique des entailles en retirant des couches de matière à la surface d’une pièce. Le laser percute des points précis avec un flux massif d’énergie dans le but de générer la chaleur nécessaire à la vaporisation du matériau.

Vous trouverez dans le présent article de l’information détaillée sur le fonctionnement de la gravure et sur les meilleurs moyens de vous procurer une machine de gravure au laser.

Mais tout d’abord, voici une courte vidéo qui montre un procédé de gravure au laser à fibre. Vous y verrez les contrastes prononcés, la vitesse du marquage et les émanations générées pendant le marquage laser.

Gravure au Laser ou Laser Etching? Quel Procédé Choisir?

Le choix du procédé de traitement au laser dépend de trois aspects :

  • La durabilité – le résultat doit demeurer lisible, même dans des conditions environnementales difficiles;
  • La vitesse – le procédé ne doit pas devenir un goulet d’étranglement;
  • Le matériau traité – il doit être compatible avec le procédé de traitement.

La technologie de gravure au laser est généralement employée pour graver des pièces qui seront exposées à divers types d’usures ou de traitements de surface. La gravure sur métal fonctionne avec l’acier et l’aluminium (y compris l’aluminium forgé par anodisation et l’aluminium moulé sous pression).

La caractéristique la plus remarquable de ce procédé est la possibilité de graver des codes 2D qui conservent leur lisibilité après les traitements de surface comme le grenaillage, le revêtement par électrodéposition et les différents traitements thermiques. Cette caractéristique de la gravure au laser permet de résoudre d’importants problèmes liés à la traçabilité des pièces.

Par contre, lorsqu’il n’est pas nécessaire de graver des marques d’identification particulièrement résistantes, le marquage laser par etching est généralement recommandé puisqu’il s’agit d’un procédé rapide qui retire peu de matière.

Le laser etching convient à divers matériaux, dont l’acier, l’aluminium, l’aluminium anodisé, le plomb, le magnésium et le zinc.

Il existe également un procédé unique connu sous le nom de recuit laser, qui permet de marquer des métaux tels que l’acier inoxydable.

Passage de l’état solide à l’état gazeux : comment ça fonctionne?

Tandis que le marquage laser par etching fait fondre les particules à la surface du matériau afin de changer sa texture, la gravure laser fait vaporise le matériau afin de produire des marques profondes. Cela signifie que la surface accumule assez d’énergie pour changer d’état presque instantanément.

Pour y parvenir, les systèmes de gravure au laser doivent générer assez d’énergie pour permettre à la surface du matériau d’atteindre sa température de vaporisation en quelques millisecondes. Étant donné la température extrêmement élevée requise pour effectuer ce procédé, les graveurs au laser sont des outils particulièrement puissants.

Température de vaporisation de divers métaux
Matériau

 Température de vaporisation

Aluminum 2327°C
Cuivre 2595°C
Fer 3000°C
Plomb 1750°C
Magnésium 1110°C
Zinc 906°C

Source: "Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks"
Note:En ce qui a trait aux alliages (comme l’acier), la température de vaporisation dépend de leur composition.

 

Lorsqu’ils atteignent cette température, les matériaux se vaporisent et s’échappent sous forme de fumées. Lorsque vous achetez un graveur au laser, ce dernier devrait donc toujours être muni d’un système d’extraction des émanations (pour protéger l’environnement de travail) et d’une lame d’air (pour protéger la lentille du laser).

Les lasers à fibre sont des outils de gravure convenant parfaitement à cet usage puisqu’ils produisent une longueur d’onde qui réagit bien avec les métaux.

Comment Obtenir des Marques de Gravure de Grande Qualité à Contraste Élevé?

En vous reportant aux images agrandies ci-dessous, vous constaterez la surface accidentée découlant de la gravure au laser.

Avant la gravure au laser Après la gravure au laser
The bare aluminum before laser engraving, viewed using an electron microscope. The surface is rather smooth. Cells of a data matrix code engraved on an aluminum surface, viewed using an electron microscope. Part of the surface shows absorption caused by chaotic changes in roughness.

Les marques permanentes pratiquées par le faisceau laser sont plutôt foncées puisque la lumière reste en quelque sorte emprisonnée dans les sillons (qui peuvent mesurer jusqu’à 0,5 mm de profondeur).

Il existe deux façons de créer du contraste lorsqu’on grave une surface au laser.

Laser engraved alphanumerical values in black only.La première méthode de gravure (et la plus rapide) consiste à former un contraste entre le matériau brut et les marques de gravure. Cette méthode devrait être employée seulement si la couleur du matériau brut est assez pâle pour produire un contraste prononcé.

 

 

Laser engraved data matrix code with black and white cells.La seconde méthode de gravure (la plus longue) permet d’établir un contraste de qualité supérieure puisqu’elle consiste à créer des marques foncées et des marques pâles. Suivant cette méthode, le système fait à la fois usage de la gravure laser (pour créer les marques foncées) et de laser etching (pour créer les marques pâles).

 

 

Comment Trouver Une Machine Pour Gravure Au Laser?

Si vous êtes à la recherche d’une machine à graver, cette liste vous facilitera la tâche :

  • Pour intégrer une solution sur mesure vous-même ou à l’aide d’un intégrateur, reportez-vous à notre offre de systèmes de marquage OEM, qui comprend plusieurs types de lasers industriels. Notre gamme de systèmes inclut des lasers à fibre de même que des lasers à dioxyde de carbone (CO2).
  • Pour une solution laser clés en main, automatisée ou semi-automatisée, jetez un œil à notre page de machines laser intégrées.
  • Passez cette liste en revue pour obtenir davantage d’information au sujet du métal que vous comptez traiter.
  • Si vous avez besoin d’aide, n’hésitez pas à vous adresser à un de nos experts.

Autres Informations sur la Gravure et le Marquage au Laser

Mis à part le laser etching et la gravure au laser, d’autres technologies peuvent être employées pour tracer des logos et autres marques d’identification (ex. : codes à barres, numéros de série, etc.).

Si vous désirez savoir ce qui les distingue, reportez-vous aux articles suivants :

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Jerome Landry

Jerome has been working in the high tech industry for at least 10 years, with a background in physics and physical engineering. He has hands-on experience with laser processes, their interaction with materials, and industrial traceability standards.