Marcatura laser su metallo
Questa sezione offre informazioni che vanno dai principi della marcatura e lavorazione dei metalli ai vantaggi raggruppati in base alla lunghezza d'onda del laser.
Presenta esempi di marcatura e i marcatori laser migliori per diversi materiali, come alluminio, acciaio inossidabile, ferro, rame, carburo cementato e placcatura in oro.
- Tipi di marcatura del metallo
- Tipi di lavorazione del metallo
- Tasso di assorbimento per i metalli
- Alluminio
- Acciaio inossidabile / Ferro
- Carburo cementato
- Rame
- Placcatura in oro
Tipi di marcatura del metallo
Marcatura nera (ossidazione)
La messa a fuoco del fascio laser viene spostata affinchè venga condotto solo il calore, senza intaccare la superficie del target. L'applicazione del calore senza incidere il target forma una pellicola di ossido sulla superficie. Questa pellicola appare nera e rappresenta la marcatura.
Marcatura bianca tramite rasatura superficiale
Il raggio laser viene focalizzato sul target di marcatura. La superficie metallica viene leggermente asportata per renderla irregolare. Ciò causa la riflessione irregolare della luce che determina una marcatura di aspetto bianco.
Marcatura incisa
Il fascio laser viene focalizzato sul target di marcatura e ne incide la superficie. L'incisione può essere resa più profonda aumentando il numero di passate del fascio laser.
Ablazione della superficie
Utilizza l'irradiazione laser per rimuovere il rivestimento galvanizzato dalla superficie del target da marcare. Questo rende visibile il substrato e la marcatura.
Tipi di lavorazione del metallo
Taglio al laser
Mette a fuoco il fascio di luce laser mediante un oscillatore laser e irradia qualsiasi punto fisso dall'unità di irradiazione per fondere il target. Poiché non c'è contatto, non si ha nessuna reazione con l'oggetto lavorato. La deformazione e le incrinature sono ridotte al minimo. Inoltre, potendo specificare le aree di lavorazione in modo estremamente dettagliato, è possibile creare fori o tagli localizzati in punti al di fuori della portata dei normali attrezzi da taglio.
Barriera di saldatura
Data la tendenza verso prodotti più piccoli e più sottili, i terminali di alcuni connettori hanno delle barriere di saldatura (barriere di nichel) per controllare l'assorbimento della saldatura. In genere, nei punti in cui la galvanostegia non è necessaria, si usavano delle maschere ma la rimozione del materiale dalla maschera richiedeva tempo e fatica. In questi casi si rivela efficace l'ablazione della superficie con luce laser.
Saldatura
La saldatura laser è un metodo che irradia la luce laser sui target e li unisce in un punto fondendo e solidificando il metallo. È possibile irradiare un piccolo punto con energia ad alta densità e completare il processo ad alta velocità. La distorsione del materiale dovuta al calore può essere ridotta al minimo. In passato, era facile che si producesse una deformazione. Ora anche i materiali sottili possono essere saldati.
Saldatura
Il calore del laser fonde la pasta di saldatura e unisce il metallo.
Potendo irradiare punti laser localizzati, l'irradiazione è idonea per parti piccole. Inoltre, rispetto al metodo a flusso in cui il calore viene trasmesso a tutta la parte, è possibile ridurre il carico causato dall'effetto del calore sul target.
Tasso di assorbimento per i metalli
Il grafico sottostante mostra i diversi tassi di assorbimento dei materiali metallici con un laser verde (532 nm) e con la lunghezza d'onda standard (1064 nm). Non vi è alcun cambiamento significativo nel tasso di assorbimento del ferro (Fe), del nichel (Ni) o dell'alluminio (Al) quando cambia la lunghezza d'onda. Il tasso di assorbimento dell'oro (Au) e del rame (Cu) ne è invece notevolmente influenzato. Il tasso di assorbimento dell'oro (Au) con lunghezze d'onda di 532 nm è approssimativamente del 30%, ma con la lunghezza d'onda standard di 1064 nm è inferiore al 10%. Analogamente, con una lunghezza d'onda di 532 nm, il rame (Cu) ha un tasso di assorbimento del 40%, mentre è inferiore al 10% con la lunghezza d'onda standard di 1064 nm.
Alluminio
Marcatura nera
Sulle superfici in alluminio è possibile ottenere una marcatura di un colore grigio scuro molto visibile. Il calore viene applicato alla superficie metallica con un laser, rendendo grigio scuro la marcatura.
- Fattore di selezione
- L'alluminio ha una maggiore riflettanza rispetto al ferro o all'acciaio inossidabile, pertanto occorre scegliere un laser con un'elevata potenza di picco. Per i materiali in alluminio, i migliori sono i marcatori laser con la lunghezza d'onda standard (1064 nm). Mantenere piccolo il diametro dello spot del fascio e marcare con un'alta densità di energia in cui il raggio laser è a fuoco per ottenere una marcatura scura di bell'aspetto.
- Modello consigliato
- Marcatore laser ibrido Serie MD-X
Marcatura bianca
La marcatura bianca si ottiene incidendo leggermente la superficie del materiale.
La sgrossatura della superficie metallica provoca una riflessione diffusa della luce, con conseguente marcatura bianca.
- Fattore di selezione
- Aumentando la potenza e impostando una velocità di scansione più alta, gli utenti possono eseguire marcature bianche in modo stabile e in un ampio ventaglio di condizioni. Come per la marcatura nera, i marcatori laser con la lunghezza d'onda standard sono perfetti.
- Modello consigliato
- Marcatore laser ibrido Serie MD-X
Marcatura incisa
Questo metodo consente agli utenti di incidere e marcare senza colorazione, in modo simile a quanto avviene con lo stampaggio. Per ottenere incisioni più profonde eseguire più marcature. La marcatura incisa offre diversi vantaggi, ad esempio la possibilità di garantire la visibilità anche dopo la verniciatura al termine della marcatura.
- Fattore di selezione
- Per l'incisione, un laser a fibra con una lunga durata dell'impulso è quello più idoneo per sciogliere e vaporizzare la superficie marcata. In alcuni casi, eseguire la marcatura più volte nello stesso punto fornirà rapidamente una marcatura più nitida rispetto a un processo di marcatura lento. La marcatura a una frequenza più bassa e con un'energia maggiore dell'impulso facilita l'incisione.
- Modello consigliato
- Marcatore laser a fibra Serie MD-F
Acciaio inossidabile / Ferro
Marcatura nera
L'ossidazione della superficie con il calore consente una marcatura nera più vivida. È possibile praticare incisioni/goffrature di 1 μm o meno, riducendo così al minimo i danni ai componenti metallici di precisione.
- Fattore di selezione
- I marcatori laser con la lunghezza d'onda standard sono perfetti. La sfocatura consente una minore densità di energia e quindi una marcatura nera senza dover praticare incisioni. Un marcatore laser ad alta potenza consente di eseguire la marcatura a una velocità più elevata.
- Modello consigliato
- Marcatore laser ibrido Serie MD-X
Marcatura bianca
La marcatura bianca si ottiene incidendo leggermente la superficie del materiale.
La sgrossatura della superficie metallica provoca una riflessione diffusa della luce, con conseguente marcatura bianca.
- Fattore di selezione
- Aumentando la potenza e impostando una velocità di scansione più alta, gli utenti possono eseguire marcature bianche in modo stabile e in un ampio ventaglio di condizioni. Come per la marcatura nera, i marcatori laser con la lunghezza d'onda standard sono perfetti.
- Modello consigliato
- Marcatore laser ibrido Serie MD-X
Marcatura incisa
Questo metodo consente agli utenti di incidere e marcare senza colorazione, in modo simile a quanto avviene con lo stampaggio. Per ottenere incisioni più profonde eseguire più marcature. La marcatura incisa offre diversi vantaggi, ad esempio la possibilità di garantire la visibilità anche dopo la verniciatura al termine della marcatura.
- Fattore di selezione
- Per l'incisione, un laser a fibra con una lunga durata dell'impulso è quello più idoneo per sciogliere e vaporizzare la superficie marcata. In alcuni casi, eseguire la marcatura più volte nello stesso punto fornirà rapidamente una marcatura più nitida rispetto a un processo di marcatura lento. La marcatura a una frequenza più bassa e con un'energia maggiore dell'impulso facilita l'incisione.
- Modello consigliato
- Marcatore laser a fibra Serie MD-F
Carburo cementato
Marcatura nera
La marcatura nera è possibile senza goffratura, come nel caso dell'alluminio, dell'acciaio inossidabile e del ferro.
- Fattore di selezione
- Per evitare che si formino incrinature in materiali estremamente duri come quelli utilizzati per gli utensili, è essenziale regolare in modo molto preciso la frequenza del Q Switch. I migliori sono i marcatori laser ibridi in grado di produrre un'alta potenza di picco e impulsi brevi.
- Modello consigliato
- Marcatore laser ibrido Serie MD-X
Marcatura bianca
La marcatura bianca si ottiene incidendo leggermente la superficie del materiale.
La sgrossatura della superficie metallica provoca una riflessione diffusa della luce, con conseguente marcatura bianca.
- Fattore di selezione
- Aumentando la potenza e impostando una velocità di scansione più alta, gli utenti possono eseguire marcature bianche in modo stabile e in un ampio ventaglio di condizioni. Come per la marcatura nera, i marcatori laser con la lunghezza d'onda standard sono perfetti.
- Modello consigliato
- Marcatore laser ibrido Serie MD-X
Rame
Ablazione della superficie
La marcatura bianca si ottiene incidendo leggermente la superficie in rame, per ottenere una finitura bianca.
- Fattore di selezione
- Il rame ha un'alta riflettanza, pertanto occorre scegliere un laser con un'elevata potenza di picco. I laser UV hanno un tasso di assorbimento più elevato con il metallo rispetto alla lunghezza d'onda standard, consentendo tempi di lavorazione della marcatura più brevi e pochi danni al target. La marcatura è possibile anche con laser a lunghezza d'onda standard, ma a causa del minor tasso di assorbimento richiederà più tempo e nel punto di marcatura si produrrà fuliggine o fenomeni simili.
- Modello consigliato
- Marcatore laser UV Serie MD-U
Placcatura in oro
Ablazione della superficie
La marcatura bianca si ottiene incidendo leggermente la superficie della placcatura in oro, per ottenere una finitura bianca.
- Fattore di selezione
- È necessario regolare in modo molto preciso la frequenza del Q Switch. Inoltre, gli strati di placcatura più spessi renderanno più difficile la marcatura e richiederanno tempi di marcatura più lunghi. I laser UV offrono un tasso più elevato di assorbimento e non applicano un calore eccessivo, permettendo di ottenere una finitura di alta qualità.
- Modello consigliato
- Marcatore laser UV Serie MD-U
