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

Marcatura nera (ossidazione)

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

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

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

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

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

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

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

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.

Tasso di assorbimento per i metalli

Alluminio

Marcatura nera

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 per generare una pellicola di ossido, che rende 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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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