Le marquage laser et la gravure laser, est-ce la même chose ?

Bien que le marquage et la gravure laser utilisent tous deux un laser pour laisser des marques indélébiles sur les matériaux, la gravure laser provoque l'évaporation du matériau tandis que le marquage laser le fait fondre. La surface du matériau fondu se dilate et forme une rainure de 80 µm de profondeur, modifiant ainsi sa rugosité et créant un contraste noir et blanc. Nous examinerons ci-dessous les facteurs influençant ce contraste lors du marquage laser.

3 étapes du marquage laser

(1) Étape 1 : Le faisceau laser agit sur la surface du matériau

Le marquage et la gravure laser ont en commun le caractère pulsé du faisceau laser. Autrement dit, le système laser émet une impulsion à intervalles réguliers. Un laser de 100 W peut générer 100 000 impulsions par seconde. On peut donc calculer que l'énergie d'une impulsion est de 1 mJ et que la valeur de crête peut atteindre 10 kW.

Pour contrôler l'énergie laser agissant sur le matériau, il est nécessaire d'ajuster les paramètres du laser. Les paramètres les plus importants sont la vitesse et la distance de balayage, car ils déterminent l'intervalle entre deux impulsions laser successives. Plus cet intervalle est court, plus l'énergie absorbée sera importante.

Comparé à la gravure laser, le marquage laser consomme moins d'énergie et offre donc une vitesse de balayage plus rapide. La vitesse de balayage est un critère déterminant pour choisir entre la gravure et le marquage laser.

(2) Étape 2 : Le matériau absorbe l'énergie laser

Lorsqu'un laser agit sur la surface d'un matériau, la majeure partie de son énergie est réfléchie. Seule une petite partie est absorbée et transformée en chaleur. La gravure laser, nécessaire pour vaporiser le matériau, requiert davantage d'énergie, tandis que le marquage laser, pour le faire fondre, en nécessite moins.

Une fois l'énergie absorbée transformée en chaleur, la température du matériau augmente. Lorsqu'elle atteint son point de fusion, la surface du matériau fond et subit une transformation.

Pour un laser d'une longueur d'onde de 1064 nm, le taux d'absorption est d'environ 5 % pour l'aluminium et de plus de 30 % pour l'acier. On pourrait donc penser que l'acier est plus facile à marquer au laser. Or, ce n'est pas le cas. Il faut également tenir compte d'autres propriétés physiques des matériaux, comme leur point de fusion.

(3) Étape 3 : La surface du matériau subira une expansion locale et un changement de rugosité.

Lorsque le matériau fond et refroidit en quelques millisecondes, la rugosité de sa surface se modifie pour former un marquage permanent comprenant un numéro de série, des formes, un logo, etc.

Le marquage de différents motifs sur la surface du matériau entraîne également un changement de couleur. Pour un marquage laser de haute qualité, le contraste noir et blanc constitue le meilleur critère de test.

Lorsque la surface rugueuse du matériau présente une réflexion diffuse de la lumière incidente, la surface du matériau apparaîtra blanche ;

Lorsque la surface rugueuse du matériau absorbe la majeure partie de la lumière incidente, elle apparaîtra noire.

Lors de la gravure laser, l'impulsion laser à haute densité d'énergie agit sur la surface du matériau. L'énergie du laser se transforme en chaleur, faisant passer le matériau de l'état solide à l'état gazeux afin d'enlever des particules de matière de sa surface.

Alors, choisir entre marquage laser et gravure laser ?

Après avoir compris la différence entre le marquage laser et la gravure laser, il convient ensuite de choisir la technique la plus adaptée. Trois facteurs sont à prendre en compte.

1. Résistance à l'abrasion

La gravure laser offre une pénétration plus profonde que le marquage laser. Par conséquent, si la pièce doit être utilisée dans un environnement abrasif ou nécessite un post-traitement tel que le sablage ou un traitement thermique, la gravure laser est recommandée.

2. Vitesse de traitement

Comparé à la gravure laser, le marquage laser pénètre moins profondément, ce qui permet une vitesse de traitement plus élevée. Si l'environnement de travail de la pièce ne présente pas de risque d'abrasion, le marquage laser est recommandé.

3. Compatibilité

Le marquage laser fait fondre le matériau, créant ainsi de légères irrégularités, tandis que la gravure laser provoque son évaporation pour former une rainure. La gravure laser nécessitant une énergie laser suffisante pour que le matériau atteigne sa température de sublimation puis s'évapore en quelques millisecondes, elle ne peut être réalisée sur tous les matériaux.

Grâce aux précisions ci-dessus, nous pensons que vous comprenez désormais mieux la gravure et le marquage laser.

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