Considérations pour le marquage du métal au laser

Dans quelle mesure les types de laser, les objectifs de marquage et le choix du matériau affectent le marquage du métal ?

Boîte en métal gravée avec une machine laser à fibre d'Epilog

Laser engraving metals with barcodes, serial numbers, and logos are very popular marking applications on both CO2 and fiber laser systems.

Grâce à la durée de leur vie opérationnelle, au peu d'entretien qu'ils requièrent et à leur prix relativement bas, les lasers à fibre représentent la solution idéale pour les applications de marquage industrielles. Ces types de lasers permettent d'obtenir une marque permanente et très contrastée, mais n'affectent pas l'intégrité de la pièce.

When marking bare metal in a CO2 laser, a special spray (or paste) is used to treat the metal prior to engraving. The heat from the CO2 laser bonds the marking agent to the bare metal, resulting in a permanent mark. Fast and affordable, CO2 lasers can also mark other types of materials - such as woods, acrylics, natural stone, and more.

Both fiber and CO2 laser systems manufactured by Epilog can be operated from almost any Windows-based software and are exceptionally easy to use.

Différences entre les lasers

Comme les différents types de lasers ne réagissent pas de la même manière avec les métaux, certaines considérations doivent être prises en compte.

More time is required for marking metals with a CO2 laser, for instance, because of the need for coating or pre-treating with a metal marking agent. The laser must also be run at a low-speed, high-power configuration to allow the marking agent to adequately bond with the metal. Users sometimes find that they are able to wipe off the mark after lasering - an indication that the piece should be run again at a lower speed and higher power setting.

Metal plate marked with CerMark in an Epilog CO2 laser machine
Medical instruments marked with CerMark in an Epilog CO2 laser machine

The advantage of metal marking with a CO2 laser is that the mark is actually produced on top of the metal, without removing material, so there is no impact on the metal’s tolerance or strength. It should also be noted that coated metals, such as anodized aluminum or painted brass, do not require pre-treatment.

Pour les métaux nus, les lasers à fibre sont considérés comme la meilleure méthode de gravure qui soit. Les lasers à fibre sont parfaitement adaptés au marquage de différents types de métaux : aluminium, laiton, cuivre, métaux nickelés, acier inoxydable, etc. Ils s'utilisent également pour les plastiques techniques comme l'ABS, le PEEK et les polycarbonates. En revanche, certains matériaux sont difficiles à marquer à cause de la longueur d'ondes du laser émise par l'appareil ; le faisceau peut par exemple traverser les matériaux transparents pour laisser des marques sur la table de gravure. Bien qu'il soit possible de marquer des matériaux organiques tels que le bois, le verre transparent et le cuir avec un système laser à fibre, celui-ci ne s'y prête pas vraiment.

Types de marques

Pour s'adapter au mieux au type de matériau faisant l'objet d'un marquage, le SYSTÈME LASER à fibre propose toute une gamme d'options. Le processus de gravure de base implique que le faisceau laser retire de la matière de la surface d'un objet par vaporisation. La marque consiste souvent en une indentation conique en raison de la forme du faisceau. Une gravure profonde peut être obtenue après plusieurs passages dans le système et élimine toute probabilité que la marque ne s'efface si l'objet se trouve dans un environnement aux conditions difficiles.

Couvre-culasse en métal dans une machine laser FiberMark d'Epilog

L'ablation est similaire à la gravure et est fréquemment associée à l'élimination d'un revêtement de finition de manière à mettre à nu le matériau qui se trouve en-dessous. L'ablation peut être réalisée sur des métaux anodisés, plaqués ou laqués.

Un autre type de marques peut être obtenu en chauffant la surface d'un objet. Dans le cas du recuit, une couche permanente d'oxyde créée par l'exposition à une forte température laisse une marque très contrastée sans pour autant altérer la finition de la surface. La formation de mousse consiste à faire fondre la surface d'un matériau pour produire des bulles de gaz qui se retrouvent prises au piège lorsque le matériau refroidit, créant ainsi un résultat en relief. Un polissage peut être obtenu en chauffant rapidement une surface métallique dans le but de modifier sa couleur, ce qui lui donne une finition « effet miroir ». Le recuit fonctionne bien sur les métaux à forte concentration en carbone et en oxyde métallique tels que l'acier allié, le fer, le titane, etc. La formation de mousse s'utilise généralement sur les matières plastiques, bien que l'acier inoxydable puisse également être marqué en utilisant cette méthode. Presque tous les métaux peuvent être polis ; les métaux plus sombres avec un fini mat sont susceptibles de donner les résultats les plus contrastés.

Plaque métallique avec marques de gravure, de polissage et de recuit

Considérations d'ordre matériel

By making adjustments to the laser’s speed, power, frequency and focus, stainless steel can be marked in various ways - such as annealing, etching and polishing. With anodized aluminum, fiber laser marking can often achieve much higher brightness than a CO2 laser. Engraving bare aluminum, however, results in less contrast - the fiber laser will create shades of gray, not black. Still, deep engraving combined with oxidizers or color fills can be used to produce a black etch on aluminum.

Des considérations similaires s'appliquent au marquage du titane (le laser a tendance à produire des nuances allant du gris clair au gris très foncé). Cependant, en fonction de l'alliage, il est possible de produire des marquages de différentes couleurs en ajustant la fréquence.

Le meilleur des deux mondes

Les systèmes double source peuvent permettre aux entreprises limitées en termes de budget ou d'espace d'augmenter leur polyvalence et leurs capacités. Il convient cependant de noter qu'il existe un inconvénient : lorsqu'un SYSTÈME LASER est en cours d'utilisation, le second est inutilisable.

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