Le marquage laser décrit le processus de repérage du matériel de repérage par la technologie laser. Pour cela, un faisceau laser focalisé est guidé sur le composant à repérer. L'énergie du faisceau laser frappant le composant déclenche une réaction et laisse ainsi un repérage résistant et durable. En fonction du matériau, il existe différentes possibilités de créer le contraste nécessaire par rapport au matériau support. Le choix du procédé de repérage adapté à chaque cas d'application est décisif.
Les lasers sont classés en fonction de l'état thermodynamique de leur milieu laser. Un milieu laser est un matériau qui se prête à la production de faisceaux laser par émission stimulée. Outre la source de pompage et le résonateur, le milieu laser détermine de manière décisive les propriétés du laser : longueur d'onde, puissance et caractéristiques des impulsions. Un milieu actif laser peut être un solide, un liquide ou un gaz. Selon les caractéristiques du matériel de repérage à repérer, le choix de la longueur d'onde et donc du type de laser est déterminant.
De plus, les lasers sont différenciés selon leur mode de fonctionnement. Alors que les lasers continus émettent une onde lumineuse constante de même intensité, les lasers pulsés produisent un rayonnement pulsé qui atteint des pics d'énergie plus élevés pour une même puissance laser. Les matériaux métalliques sont donc principalement marqués par des lasers pulsés, car ils exigent une densité d'énergie plus élevée. En revanche, les matériaux organiques sont traités par des faisceaux laser continus.
Les matériaux de repérage se composent différemment et n'absorbent donc que certaines longueurs d'onde. Le marquage d'un matériau métallique nécessite donc une longueur d'onde différente de celle d'un matériau en bois. Un laser produit une seule longueur d'onde, c'est pourquoi le type de laser doit être choisi en fonction du matériau à repérer.
| Laser Yb:YAG | Laser CO₂ | Laser UV | |
|---|---|---|---|
| Type de laser | |||
| Milieu laser | Corps solides | Gaz | Liquide |
| Longueur d'onde du laser | 1 064 nm | 10,6 µm | 355 nm |
| Matériau à repérer | En particulier pour les repérages à fort contraste sur les plastiques, l'acier et l'aluminium | Matériaux non métalliques comme le bois, le cuir, le verre ou la pierre | En particulier pour les matériaux sensibles |
L'imprimante laser TOPMARK NEO de notre gamme est un laser à fibre. Il s'agit d'une forme spéciale de laser à l'état solide. Les milieux actifs dans les lasers à l'état solide sont des verres ou des cristaux dopés. Ici, les ions étrangers sont incorporés dans le cristal receveur à différents niveaux de concentration (dopage). Les matériaux de dopage classiques sont le néodyme, l'ytterbium, le titane et l'erbium. Le milieu actif de la TOPMARK NEO est une fibre de verre dopée avec des ions d'ytterbium. Le laser pulsé à fibre d'ytterbium injecte le rayonnement de plusieurs diodes laser de pompage dans une optique de couplage. Après être sorti de la partie centrale de la fibre de verre dopée aux ions ytterbium, le faisceau laser pénètre dans une fibre optique. Un corps optique spécial focalise ensuite le rayonnement. Le rayonnement laser qui traverse la fibre laser active est fortement amplifié en raison de sa grande longueur. Les lasers à fibre offrent également un rendement électrique et optique élevé, et une qualité de faisceau exceptionnelle. En raison de la longueur d'onde réduite, ce laser peut être focalisé sur une surface plus petite et on obtient ainsi une résolution plus élevée qu'avec un laser CO₂.
La gravure au laser repose sur des impulsions laser puissantes. La densité de puissance des impulsions laser est si élevée que le matériau à traiter fond et s'évapore. Lors de la gravure dans un matériau plein, le faisceau laser frappe la surface du matériau plein et crée une cavité, appelée gravure, par l'enlèvement de matière.
Lors de la gravure avec enlèvement de la couche supérieure, le repérage est créé par le contraste entre la couche supérieure et le matériau support rendu visible par le faisceau laser. Ce procédé est typiquement utilisé pour l'aluminium anodisé, les couches de laque ou les films spéciaux de marquage au laser.
Lors du repérage au laser, le laser dépose une couche d'oxyde sur la pièce. La couleur de la couche dépend de la température. Ici, aucun enlèvement de matière n'a lieu, de sorte que la surface de la pièce reste lisse et plane.
Ce procédé crée un marquage en faisant fondre le matériau. La carbonisation convient aux plastiques clairs car elle provoque un assombrissement du matériau. Le moussage, au contraire, forme de petites bulles de gaz dans le plastique qui réfléchissent la lumière et créent ainsi des marquages clairs sur les plastiques sombres.
Après la gravure laser, différentes formes de contours peuvent être découpées à l'aide du faisceau laser. Pour cela, le laser découpe le matériau sans interruption tout le long du contour souhaité et sépare entièrement la pièce.
Le marquage au laser peut générer des poussières et des gaz. Pour garantir une qualité élevée et constante, celles-ci doivent être éliminées de la zone de traitement. Pour des raisons de protections sur le lieu de travail, une extraction est également nécessaire et doit être conçue en fonction de l'application concernée. Pour pouvoir garantir un degré d'extraction aussi élevé que possible, la mise en place combinée de filtres de différentes classes de filtration est judicieuse.
Les filtres se distinguent en fonction de la taille des particules :
Dans l'idéal, l'air de la zone de traitement est d'abord préfiltré à l'aide de différents filtres à particules fines. Dans une seconde étape, les petites particules sont également filtrées à l'aide d'un filtre à particules en suspension. De cette manière, il est possible d'atteindre des niveaux d'efficacité supérieurs à 99,9 %.
