La gravure laser est un procédé qui consiste à enlever de la matière d'une surface en la vaporisant à l'aide d'un faisceau laser. Le laser fonctionne de la même manière qu'un burin, en enlevant la matière et en créant des marques permanentes et profondes. Pour vaporiser le matériau, le laser frappe les zones localisées avec une grande quantité d'énergie, ce qui entraîne des températures élevées et la vaporisation du matériau. Dans cet article, vous trouverez des informations détaillées sur le fonctionnement de la gravure au laser et des conseils sur la manière de trouver la machine adaptée au processus.
Faut-il choisir la gravure au laser ou le marquage au laser?
Pour choisir la bonne méthode de marquage au laser, il faut tenir compte de trois facteurs :
- la robustesse du marquage, c'est-à-dire sa capacité à rester lisible dans des conditions difficiles,
- la rapidité du processus de marquage, qui permet d'éviter les goulets d'étranglement dans la production,
- le matériau à marquer et sa compatibilité avec la méthode de marquage laser.
La technologie de gravure laser est souvent utilisée pour graver des objets métalliques soumis à différents types d'usure ou de traitement de surface. Ce procédé couvre des métaux tels que l'acier et l'aluminium, y compris l'aluminium anodisé et moulé sous pression. L'une des principales caractéristiques de la gravure laser est sa capacité à graver des codes 2D qui restent très lisibles même après un traitement de surface. Ce traitement peut inclure le grenaillage, le revêtement électronique et le traitement thermique pour résoudre les problèmes de traçabilité les plus complexes. Si un marquage très robuste n'est pas nécessaire, le processus de gravure au laser, rapide et moins basé sur l'ablation, est généralement préféré. Cette méthode peut être appliquée à une plus large gamme de matériaux, notamment:
- acier,
- aluminium,
- aluminium anodisé,
- plomb,
- magnésium,
- le zinc.
Il existe également une méthode unique de marquage des métaux, appelée recuit au laser, qui est utilisée pour marquer l'acier inoxydable.
État d'agrégation et gravure au laser
Le processus de gravure au laser fait fondre la surface du matériau et en modifie la rugosité, tandis que le processus de gravure au laser sublime la surface du matériau en créant de profondes fissures. Cela signifie que la surface du matériau est chauffée à une température telle qu'elle passe directement de l'état solide à l'état gazeux, sans passer par l'état liquide. Pour réaliser la sublimation, la machine à graver au laser doit générer suffisamment d'énergie pour que la surface du matériau atteigne sa température d'évaporation en quelques millisecondes. En raison de la température requise, les machines à graver au laser sont des outils très puissants.
- Aluminium - 2327°C
- Cuivre - 2595°C
- Fer - 3000°C
- Plomb - 1750°C
- Magnésium- 1110°C
- Zinc - 906°C
Il est important de noter que pour les alliages métalliques, tels que l'acier, les températures nécessaires pour atteindre le point de vaporisation dépendent de la composition de l'alliage. Lorsque cette température est atteinte, les matériaux passent à l'état gazeux. Par conséquent, lors de l'achat d'un laser, il est important qu'il soit équipé d'un système d'extraction des vapeurs pour protéger l'environnement de travail et d'une lame d'air pour protéger la lentille du laser. Les systèmes laser à fibre sont particulièrement utiles pour la gravure, car ils génèrent des longueurs d'onde qui interagissent efficacement avec les métaux.
Gravure laser - avantages
Voici quelques-uns des avantages de la gravure laser :
- Haute précision : la gravure au laser est extrêmement précise et permet de réaliser des dessins complexes avec un haut degré de précision. Les lasers permettent de réaliser de très petits détails, ce qui est difficile voire impossible à réaliser avec d'autres méthodes.
- Rapidité et efficacité : ce type d'opération est rapide et efficace, ce qui permet de traiter un grand nombre de produits en peu de temps. L'efficacité du processus de production s'en trouve accrue.
- Multifonctionnalité : les lasers sont capables de réaliser des gravures sur une grande variété de matériaux.
- Qualité de la finition : La gravure au laser produit des surfaces très lisses et des arêtes vives, d'où un excellent effet esthétique.
- Capacité de personnalisation : La gravure au laser permet de modifier facilement les dessins, ce qui permet de personnaliser les produits en fonction des besoins des clients.
- Aucun contact avec le matériau : Le laser enlève le matériau directement de la surface, ce qui évite tout contact physique avec le matériau et minimise le risque d'endommager ou de rayer la surface.
- Respect de l'environnement : la gravure au laser est respectueuse de l'environnement car elle minimise les déchets dans le processus de production, ce qui contribue à la protection de l'environnement.
Comment graver des signes à fort contraste?
En changeant la couleur de la surface gravée, la surface peut subir une réaction chimique avec le rayonnement laser, ce qui change sa couleur et contraste ainsi avec le reste de la surface. La deuxième méthode consiste à modifier la structure de la surface. Le laser peut ainsi produire des irrégularités sur la surface, créant des motifs ou des textures distinctifs, ce qui modifie l'angle de réflexion et donc le contraste. La gravure consiste à créer un contraste entre le matériau non gravé et les marques noires. Cette méthode est rapide, mais elle n'est recommandée que si la matière première est de couleur claire afin d'obtenir un contraste élevé. La seconde méthode de gravure prend plus de temps, mais permet d'obtenir des contrastes de meilleure qualité. Dans cette méthode, le système laser utilise à la fois la gravure laser (pour créer des marques noires) et la gravure laser (pour créer des marques blanches) pour créer des marques en deux couleurs.
Comment choisir une machine à graver au laser?
Si vous envisagez d'acheter une machine à graver au laser, la liste suivante peut vous aider à trouver le bon laser :
- Si vous souhaitez intégrer des solutions personnalisées dans votre processus de production, vous serez peut-être intéressé par les systèmes de marquage OEM. Ils proposent différents types de lasers, notamment des lasers à fibre et des lasers CO2, qui conviennent aux applications industrielles. Ces systèmes peuvent être intégrés par vos soins ou avec l'aide d'un intégrateur pour répondre à vos besoins spécifiques.
- Les machines laser intégrées sont des machines conçues et équipées pour être automatisées ou semi-automatisées, ce qui vous permet d'effectuer toute une série de tâches laser facilement et rapidement.
- Si vous avez des questions ou si vous avez besoin d'aide, vous pouvez toujours vous adresser à un expert dans ce domaine. Il vous aidera à choisir le bon système laser, vous donnera des conseils sur le processus de marquage et répondra à toutes vos questions.
Autres technologies laser
Outre la gravure, d'autres technologies laser peuvent être utilisées pour marquer des logos et des identifiants, tels que des codes-barres et des numéros de série.
Gravure CNC
La gravure CNC permet le prototypage rapide, la gravure de précision, la découpe et la gravure profonde de pièces de machines. Cette technologie peut être utilisée sur presque tous les matériaux, qu'il s'agisse de métaux tels que l'aluminium, le laiton, l'argent et le titane, ou de matériaux non métalliques tels que l'acrylique, le bois, le plastique et la mousse.
Gravure au laser
Elle est utilisée pour graver des plaques sur des récompenses, des trophées, des codes-barres/codes QR sur des pièces de machines, des appareils électroniques, des appareils médicaux, des enseignes et des badges. Le laser haute puissance est capable de réaliser des gravures profondes sur une variété de métaux et de non-métaux.
Laser MOPA
Un laser à fibre MOPA peut également être utilisé pour réaliser des gravures laser en couleur sur des métaux tels que l'acier inoxydable, le titane et l'aluminium. Par rapport à la gravure au laser, la gravure CNC offre une plus grande flexibilité au niveau des matériaux.
Gravure avec une machine CNC - Avantages
Les avantages de la gravure CNC sont les suivants :
- Précision et répétabilité : la CNC permet de graver avec un degré élevé de précision et de répétabilité, ce qui est particulièrement important pour les projets exigeant des dimensions et des formes précises.
- Rapidité et efficacité : la gravure CNC est rapide et efficace, ce qui permet de traiter de grandes quantités de produits en peu de temps.
- Multifonctionnalité : les fraiseuses CNC sont capables de réaliser des gravures sur divers matériaux, ce qui permet d'utiliser cette technologie dans un large éventail d'industries telles que la publicité, l'industrie du meuble, l'industrie métallurgique, la fabrication de bijoux et bien d'autres encore.
- Finition de qualité : L'utilisation d'outils CNC de précision permet d'obtenir des surfaces lisses et des arêtes vives, ce qui se traduit par un excellent effet esthétique.
- Personnalisation : La gravure CNC facilite la modification des dessins, ce qui permet de personnaliser les produits en fonction des besoins des clients.
- Optimisation des coûts : La CNC permet de réduire les coûts de production grâce à l'exécution précise des processus et à l'utilisation économique des matières premières.
- Respect de l'environnement : la gravure CNC est respectueuse de l'environnement car elle minimise les déchets dans le processus de production, ce qui contribue à la protection de l'environnement.
Tous ces avantages font que la gravure CNC est de plus en plus utilisée dans l'industrie et la production de divers articles.
Gravure avec une machine CNC - inconvénients
Bien que la gravure CNC présente de nombreux avantages, certains inconvénients doivent être pris en considération, tels que:
- Coûts initiaux élevés : l'investissement dans une fraiseuse CNC peut être coûteux et toutes les entreprises ou tous les particuliers ne sont pas en mesure d'en acheter une.
- Connaissances techniques requises : l'utilisation d'une machine CNC requiert des connaissances techniques et de l'expérience, ce qui peut constituer un obstacle pour les utilisateurs novices.
- Essais requis : avant de procéder à la conception finale, des essais sont nécessaires, ce qui peut augmenter les délais et les coûts de production.
- Limites de taille : Les fraiseuses à commande numérique ont des limites quant à la taille et à l'épaisseur des matériaux, ce qui peut poser un problème pour les projets de grande envergure.
- Risque d'endommagement du matériau : La gravure peut endommager le matériau, ce qui peut augmenter les coûts de production ou obliger à refaire le dessin.
Pourquoi choisir les machines CNC ?
Les machines CNC permettent de graver pratiquement n'importe quel matériau grâce à la possibilité de changer d'outil en cours de processus. Dans le cas de la gravure au laser, il est nécessaire de choisir le laser adapté au matériau, car un seul laser ne peut pas être utilisé pour graver plusieurs matériaux différents. Il est donc important d'adapter exactement la machine au matériau à usiner. Les machines à commande numérique offrent une précision et une répétabilité élevées, ce qui les rend populaires dans de nombreuses industries telles que l'aérospatiale, l'automobile, la défense, les soins de santé et le pétrole et le gaz. Toutefois, il est important de noter qu'en raison de la pression constante exercée sur le matériau, il existe un risque de rupture. En outre, les machines de gravure CNC classiques ne conviennent pas à la gravure précise de motifs très fins, qui nécessitent une mèche très fine sans risque de rupture.