Marquage Laser
Marquage laser
Le marquage laser peut être utilisé pour marquer ou usiner différents types de matériaux. Il existe également plusieurs méthodes de marquage et d'usinage. En raison des diverses capacités et fonctionnalités des technologies de marquage laser, cela génère naturellement de nombreux types d'applications.
Cependant, le système de marquage laser et le matériel périphérique adaptés diffèrent selon le matériau et la méthode de marquage ou d'usinage souhaitée. La lumière laser utilisée peut également varier. Cette section présente les connaissances de base nécessaires à la réalisation d'un marquage laser.
En quoi consiste le marquage laser ?
Le marquage laser est une technique qui utilise un faisceau laser focalisé pour modifier la surface d’une cible. Le faisceau laser, généré par une source, est dirigé à l’aide d’un miroir de balayage, qui oriente le faisceau avec précision. Une lentille de focalisation concentre ensuite le faisceau sur la cible, permettant ainsi de marquer celle-ci en modifiant sa surface.
Contrairement aux méthodes utilisant de l’encre, le marquage laser repose sur la lumière pour altérer la surface de la cible. Cela confère au marquage une excellente résistance à l’abrasion et garantit qu’il ne s’estompe pas avec le temps, offrant ainsi une solution durable et fiable pour les applications industrielles.
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Applications des technologies de marquage laser selon le secteur d'activité
La liste des applications industrielles dans lesquelles les lasers de marquage sont utilisés s'allonge d'année en année. Elle comprend notamment les secteurs suivants :
Cette petite liste ne mentionne que quelques exemples d'utilisation de systèmes de marquage laser. Néanmoins, les points ci-dessus montrent à quel point les applications de cette technologie peuvent être diverses. Les marqueurs laser pouvant fonctionner avec de nombreux matériaux, il est facile de comprendre pourquoi cette technologie est pertinente pour presque n'importe quel produit. Bien que les autres méthodes aient permis d'accomplir des choses impressionnantes dans le secteur manufacturier, notre monde réclame du changement.
Qu'il s'agisse d'assurer la qualité de la production, de garantir la traçabilité ou de répondre aux attentes des consommateurs ainsi qu'aux exigences des lois et réglementations, les fabricants doivent constamment s’adapter aux évolutions du marché. Cette adaptation présente de nombreux avantages. En comprenant et en maîtrisant des technologies comme le marquage laser, les entreprises peuvent améliorer leur efficacité, réaliser des économies, renforcer la satisfaction et l’engagement des employés, fidéliser les consommateurs, et bien plus encore. Cette transition technologique s'inscrit ainsi comme un levier stratégique pour répondre aux défis actuels et futurs.
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Marquage laser sur métal
Le marquage laser peut se faire sur du métal par marquage de couleur noire, le laser provoquant une oxydation ; par marquage blanc, le laser brûlant la surface cible ; et par gravure, le laser gravant en profondeur la surface cible. Chaque méthode est utilisée dans un but précis. Cette section explique les caractéristiques de chaque méthode, offrant un aperçu supplémentaire du fonctionnement du marquage laser sous plusieurs angles.
Marquage de couleur noire (par oxydation)
Lorsque le faisceau laser est appliqué à la cible à marquer, le point focal est ajusté de sorte que seule la chaleur est conduite à la surface de la cible. L'application de chaleur sans graver la cible crée un film d'oxyde en surface. Ce film est de couleur noire et forme le marquage.
Marquage blanc par brûlage de la surface
Le faisceau laser est appliqué en surface de la cible au point focal, la surface métallique est légèrement brulé et présente des fines irrégularités qui sous la lumière vont générer des réflexions diffuses donnant une impression de marquage blanc.
Marquage par gravure
La lumière laser est émise au niveau du point focal. Une empreinte est gravée de plus en plus en profondeur en fonction du nombre de répétitions.
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Machine de marquage sur métal
Marqueur laser hybride 3D Série MD-X
Le marqueur laser hybride 3D Série MD-X associe les atouts d'un laser fibré classique à ceux d'un système YVO4. Les lasers fibrés sont conçus pour offrir une longue durée de vie et une puissance de sortie élevée, les destinant à des applications de marquage à grande vitesse et de gravure profonde. Les lasers YVO4 sont conçus pour offrir un marquage délicat et de haute qualité, ainsi qu'une profondeur de netteté accrue pour plus de flexibilité. Associés, ces lasers forment le MD-X, avec une puissance de crête élevée et un laser à impulsion courte.
La combinaison de ces 2 méthodes de marquage crée un laser assez puissant pour répondre à des exigences strictes en matière de temps de cycle, mais également assez robuste pour réaliser des marquages de qualité sur n'importe quel métal. Associée à la commande 3D, à la mise au point automatique sur tout le champ de vision et à la reconnaissance automatique de la position qu'offre KEYENCE, la Série MD-X est idéale pour tous les besoins de marquage sur métal.
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Télécharger le catalogueMarquage laser sur plastique
Il existe trois types de marquage laser sur du plastique le moussage, le laser engendrant la formation de bulles ; le changement chimique, le laser réagissant avec les pigments du plastique ; et la carbonisation, dans lequel un laser à haute énergie est appliqué sur la surface cible.
Moussage
Lorsque le matériau de base est irradié par un laser, des bulles se forment à l'intérieur du matériau. Ces bulles sont enfermées sous la couche superficielle du matériau de base, ce qui donne une apparence blanche. Le moussage est plus visible sur les matériaux de base foncés.
Changement chimique
Lorsque la lumière laser réagit avec les ions métalliques du pigment du matériau de base, un changement chimique se produit, engendrant une coloration. L'apparence varie en fonction de la couleur et du matériau de la cible.
Carbonisation
Lorsqu'une énergie élevée est appliquée en continu sur une zone, les macromolécules de matière autour du matériau de base sont carbonisées et deviennent noires. Le matériau en polycarbonate présenté ci-dessus est transparent mais produit une belle couleur noire une fois carbonisé.
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Machine de marquage sur plastique
Marqueur laser UV 3D Série MD-U
Le marqueur laser UV 3D Série MD-U est l'un des premiers marqueurs lasers UV 3D au monde. La longueur d'onde plus courte (355 nm) permet un marquage et un usinage à froid qui peuvent être réalisés avec un stress thermique minimal et qui est souvent qualifié « sans endommagement ». La commande 3D permet au MD-U de s'adapter à de grands champs de vision, à des pièces de différentes tailles ou à des géométries difficiles.
La longueur d'onde plus courte du MD-U et le taux d'absorption accru qui en résulte lui confèrent la meilleure polyvalence de sa catégorie sur un large éventail de plastiques. L'amélioration spectaculaire du contraste et de la qualité du marquage, la limitation des dommages de surface et la capacité à surmonter les variations des matériaux font du MD-U la machine de marquage sur plastique la plus performante du marché.
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Télécharger le catalogueMarquage laser sur d'autres matériaux
Le marquage laser peut aussi être utilisé pour marquer d'autres matériaux que le métal et le plastique. Par exemple, en plus de la céramique, du papier et du bois, le marquage laser peut être utilisé sur diverses cibles transparentes et translucides. Le marquage laser peut également être utilisé sur des cibles avec un revêtement de surface, qui peut être retiré pour révéler le matériau de base ou la surface peinte en-dessous.
Pièces avec revêtement
Papier
Bois
Céramique
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Usinage avec une machine de marquage laser
Découpe
Lors de la découpe, la lumière laser balaye l'emplacement défini pour découper la forme souhaitée. En plus de découper facilement des formes complexes, ce procédé peut également être utilisé pour éliminer les carottes d'injection et les bavures.
Décapage
Lors de cette opération, la lumière laser est utilisée pour enlever le matériau de surface d'une cible, tel que de la peinture, un film ou un placage. Le décapage de la surface modifie la mouillabilité du matériau utilisé en surface et accroît ainsi la force de liaison qui empêche toute fuite.
Perçage
Le perçage laser utilise la lumière laser qui irradie un point d'une cible afin de percer un trou par fusion et évaporation. Le contrôle de facteurs tels que la taille et la puissance de la lumière laser permet de percer les trous nécessaires à l'application.
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Comment utiliser une machine de marquage laser
Le marquage laser nécessite non seulement une machine de marquage laser, mais aussi un dispositif permettant de placer la cible à marquer dans la bonne position. Les machines de marquage laser sont disponibles sous forme de systèmes autonomes, dans lesquels les cibles sont placées et marquées une par une ; de systèmes d'indexation, dans lesquels plusieurs cibles sont positionnées séparément pour le marquage ; et de systèmes en ligne, dans lesquels les cibles sont marquées pendant leur transport. Cette section présente les fonctionnalités et applications de chaque type de système.
Systèmes autonomes
Avec un système de marquage laser autonome, les cibles sont placées une par une sur la platine pour le marquage. Ce type de système est idéal pour une utilisation avec des cibles de différentes tailles et formes nécessitant des changements d'outillage fréquents, pour régler la hauteur par exemple. Les spécifications du système peuvent être personnalisées pour inclure le levage/l'abaissement automatique de la platine et des interrupteurs au pied pour démarrer le marquage.
Socle ajustable
Le réglage vertical manuel est possible. Des trous de vis équidistants permettent de monter facilement les gabarits.
Verrouillage
L'interrupteur de sécurité empêche toute émission accidentelle du laser. Il n'y a pas d'émission laser tant que la porte est ouverte.
Éclairage intérieur
L'éclairage lumineux du boîtier laser permet à l'utilisateur de positionner confortablement la cible et de vérifier le marquage.
Panneau occultant la lumière
Le panneau bloque le faisceau laser. L'utilisateur peut effectuer les vérifications en toute sécurité même lorsque le laser est activé.
Collecteur de poussière
Le collecteur de poussière est optimisé pour collecter la poussière produite par le marquage.
Boutons de commande
Les boutons fréquemment utilisés, comme le bouton de démarrage du marquage, sont installés. Il est également possible de fixer une table pour PC ou un écran tactile.
Systèmes d'indexation
Les systèmes d'indexation comportent un dispositif de positionnement qui déplace les cibles sur un plateau tournant dans la position de marquage. Avec ce type de système, le marquage peut être effectué au fond pendant que d'autres cibles sont placées à l'avant, ce qui offre des temps de cycle plus courts qu'avec les systèmes autonomes.
Systèmes en ligne
Les systèmes en ligne sont adaptés au marquage pendant le transport de la cible sur une ligne de production. Dans certaines situations, le marquage est possible sans arrêter la cible, mais dans d'autres elle doit l'être. Les systèmes en ligne étant capables de marquer des cibles sur une ligne de production, ils sont indispensables dans la production de masse.
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Types de marqueurs laser et fonctionnalités
Il existe différents types de marqueurs laser disponibles, avec des longueurs d'onde différentes et chacun adapté à des applications et matériaux différents. Cette section présente les fonctionnalités et applications des types courants de marqueurs laser : marqueur laser fibré, marqueur laser UV et marqueur laser CO₂.
Marquage laser fibré
Les machines de marquage par laser fibré ont une longueur d'onde de 1090 nm, ce qui en fait des lasers IR (infrarouges). Les lasers fibrés peuvent marquer une large gamme de matériaux, bien qu'ils soient optimisés pour les applications de marquage des métaux. Leur puissance élevée les rend parfaits pour les applications de recuit et de gravure.
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1Plage d'ultraviolets
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2Plage visible
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3Plage infrarouge
Carte de distribution des longueurs d'onde
Gravure (peinture après marquage)
Châssis de carrosserie de véhicule
Marquage de couleur noire
Roulement
Marquage de codes 2D à grande vitesse
Bloc-moteur
Brûlage
Barillet de serrure
Découpe laser
Panneau en aluminium
Élimination des bavures (support de circuits imprimés)
À gauche : avant usinage. À droite : bavures éliminées
Marquage laser UV
Les lasers UV utilisent une longueur d'onde hautement absorbante de 355 nm, ce qui leur permet d'effectuer un « marquage à froid ». Grâce à leur taux d'absorption élevé, ces lasers marquent les pièces sans appliquer de contrainte thermique excessive, même sur des matériaux à haute réflectivité comme l'or, l'argent et le cuivre. Cette méthode réduit considérablement la formation de bavures et génération fumée, des effets indésirables souvent associés aux procédés de marquage traditionnels, garantissant ainsi un marquage propre et précis.
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1Plage d'ultraviolets
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2Plage visible
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3Plage infrarouge
Carte de distribution des longueurs d'onde
Relais automobiles multicolores
Écouteurs
Bouteilles de produits chimiques
Matrices de composants en cuivre
Outils en acier (ciseaux, etc.)
Film d'emballage alimentaire
Marquage laser CO₂
Les machines de marquage au laser CO₂ ont une longueur d'onde 10 fois supérieure à celle des marqueurs laser fibrés . Elles sont idéales pour le marquage du papier, des résines, du bois, du caoutchouc et des matériaux transparents (tels que le verre et le PET). En revanche, il est pratiquement impossible de marquer du métal avec une machine de marquage au laser CO₂, car la lumière du laser n'est pas absorbée.
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1Plage d'ultraviolets
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2Plage visible
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3Plage infrarouge
Light wavelength distribution map
Cartons
Bouteilles
Marquage de motifs
Wafers en verre
Coupe-froid
Cartes de circuit imprimé
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Choix d'un système de marquage laser
Choisir entre les différents types de marquages laser peut sembler complexe, surtout si vous découvrez cette technologie. Cependant, leurs distinctions se résument à quelques domaines clés. Pour déterminer le système laser le mieux adapté à votre entreprise, il est essentiel de prendre en compte plusieurs critères spécifiques. Ces points vous guideront pour identifier la solution qui répondra le mieux aux besoins de votre organisation en termes de matériaux, de précision, de durabilité et d’efficacité.
Voici quelques points importants sur lesquels se concentrer :
- Les types de matériaux avec lesquels le laser peut travailler
- Tous les aspects nécessaires en matière de sécurité
- Les types de systèmes de marquage laser utilisés
- Les applications de marquage laser que vous avez prévues
Tous ces éléments sont susceptibles de varier en fonction du type de marquage laser avec lequel vous devez travailler. Que vous marquiez du métal ou du bois tendre au laser, certains systèmes de marquage laser sont meilleurs que d'autres pour certains matériaux.
Alors que les métaux peuvent supporter plus de puissance, un marquage efficace sur du bois tendre peut nécessiter une approche plus douce. Cela dépend en partie du type de marquage que vous réalisez, mais vous seriez également surpris de voir à quel point ces technologies sont réellement adaptables. Qu'il s'agisse de connaître les différents types de graveurs ou marqueurs laser ou simplement d'apprendre les tenants et aboutissants de la technologie elle-même, il faut s'adresser à des experts en la matière.
Pourquoi choisir KEYENCE pour le marquage laser ?
Travailler avec Keyence, c'est aller au-delà des technologies de marquage laser. Vous souhaitez savoir comment fonctionne ce type de marquage ? Nous pouvons vous guider pour répondre en détail à cette question et vous offrir le soutien à long terme dont vous avez besoin pour intégrer et faire évoluer vos processus de fabrication.
Bien que nous ayons des années d'expérience dans les secteurs mentionnés plus haut, le principal avantage de travailler avec nous réside dans notre expertise. Vous constaterez que nos systèmes sont sans compromis, que non seulement ils concurrencent les autres méthodes, mais aussi qu'ils ouvrent la voie aux applications de marquage laser du futur. Contactez-nous dès aujourd'hui pour en savoir plus sur la manière dont nous pouvons vous aider à transformer vos méthodes de production et de marquage laser.
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Vidéos sur le marquage laser
Ces vidéos montrent le marquage laser sur divers matériaux et produits. Découvrez les différentes finitions obtenues avec chaque application et la cadence requise pour le marquage.
Marquage rotatif avec laser MD-F
Regardez un laser MD-F KEYENCE marquer avec précision un cadran rotatif à 360 degrés.
Démonstration Z-Map avec le laser MD-F
Regardez comment un laser MD-F KEYENCE utilise un fichier STL pour marquer avec précision un profil 3D.
Radiateur avec laser ML-Z
Regardez un laser ML-Z KEYENCE graver un radiateur.
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