L’ incisione laser è una delle tecnologie di lavorazione laser che si applica a diversi tipi di materiali, quali plastiche e metalli. L’incisione laser è un metodo di marcatura che utilizza un laser ad alta densità di energia per irradiare localmente il componente da lavorare per vaporizzare o modificare il colore del materiale superficiale ed eseguire una marcatura permanente. Con l’incisione laser possiamo “imprimere” codici barcode, codici 2D, loghi, scritte e disegni colorati. In questo articolo abbiamo spieghiamo nel dettaglio il processo di incisione.
Le macchine per incisione laser vengono utilizzate nelle industrie quando sono richieste velocità e alta precisione. Ad esempio, componenti elettronici, componenti medici, gadget promozionali, gioielli, parti automobilistiche, bottoni in plastica, idraulica, etichette e così via. Il punto di focalizzazione laser è così sottile che ci permette di mettere a fuoco con precisione superfici microscopiche e realizzare dei disegni o dei codici piccolissimi e, allo stesso tempo, indelebili. Per le sue proprietà intrinseche un codice 2D ha un certo tasso di leggibilità anche dopo il danneggiamento (oltre il 30%) e il laser è certamente lo strumento migliore per applicare questi codici.
Un esempio lampante è l’incisione pre-sabbiatura e pallinatura dei componenti di fonderia, dove LASIT ha maturato una grandissima esperienza. Riusciamo infatti ad incidere i componenti prima della sabbiatura o della pallinatura e a far sì che il codice sia leggibile anche dopo questi processi altamente invasivi.
L’incisione laser funziona utilizzando un raggio di luce focalizzato (il punto) per contrassegnare la superficie di un materiale. Quando il raggio interagisce con la superficie del materiale, ne altera le proprietà e l’aspetto. Questo raggio concentrato mira solo a un’area specifica, consentendo alla marcatrice laser di creare segni precisi, di alta qualità e ad alto contrasto facili da leggere o scansionare praticamente su qualsiasi superficie. Questa caratteristica rende l’incisione laser ideale per applicazioni in cui la precisione e la permanenza sono fondamentali per il successo.
Il laser più diffuso è il laser a fibra, efficace su tutti i metalli e la maggior parte delle plastiche, considerando anche le sue versioni MOPA e Picosecondo. Questo laser funziona a 1070 Nm, offrendo una potenza significativamente maggiore per marcare materiali più duri, come il metallo.
Un altro esempio può essere il marcatore laser UV, che ha una lunghezza d’onda di circa 355NM e offre una potenza inferiore per la marcatura di materiali sensibili al calore come plastica e vetro. Poiché i marcatori laser UV e altre macchine della categoria “laser freddo” emettono meno energia, sono ottime soluzioni per molti prodotti organici e delicati, poiché hanno meno probabilità di bruciare il materiale.
Rispetto ad altri processi di marcatura non permanenti come la stampa o l’etichettatura, l’incisione laser non utilizza materiali di consumo e richiede meno manutenzione. LASIT offre inoltre un’assistenza clienti rapida e affidabile, campioni di marcatura gratuiti e la possibilità di vedere il laboratorio laser e la fabbrica in videochiamata quando preferisci.
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La superficie sciolta si espande creando dei solchi profondi fino a 80 micron, si altera la rugosità del materiale e si crea un contrasto bianco e, in dipendenza dei parametri laser utilizzati. Più avanti andremo a vedere in modo specifico da cosa dipende il colore bianco e nero della marcatura. Analizziamo nello specifico i 3 step mediante i quali la marcatura ha effetto.
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Tutti i metodi di marcatura o di incisione laser hanno in comune una cosa: che il raggio laser è pulsato e rilascia l’energia a specifici intervalli. In un secondo, un laser da 100W rilascia 100.000 impulsi. Ogni impulso contiene un millijoule di energia e può raggiungere 10.000W di potenza di picco.
Per controllare la quantità di energia emessa dal laser, è necessario regolarne i parametri, cosa che ogni tecnico sa. Quelli più importanti sono la velocità e l’interlinea, che determinano la distanza tra gli impulsi. Più vicini sono, più alta è la concentrazione di energia.
Con l’incisione laser gli impulsi sono molto più vicini che con la marcatura. Questo perché la marcatura richiede meno energia dell’incisione, di conseguenza è più veloce. La velocità rappresenta proprio uno dei parametri decisionali quando si deve scegliere tra l’uno e l’altro processo.
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La superficie del materiale riflette la maggior parte dell’energia dell’impulso del laser, mentre la restante parte viene assorbita e convertita in calore. Affinché si realizzi la marcatura, il materiale necessita di tanta energia quanta ne serve per farlo sciogliere, meno quindi di quanto ne servirebbe per farlo evaporare come nell’incisione.
Appena l’energia si trasforma in calore, la temperatura del materiale aumenta fino a che raggiunge il suo punto di fusione. A quel punto, la superficie si riscalda e diventa malleabile, permettendo alla sua forma di cambiare.
Per un laser allo stato solido che emette una lunghezza d’onda di 1064 nm, l’alluminio ne assorbe ≈5%, l’acciaio più del ≈30%. Da questo ultimo dato viene da pensare che sia quindi più facile marcare l’acciaio, ma non è così, dobbiamo considerare altre proprietà fisiche, incluso il punto di fusione.
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Marcatura Bianca
Marcatura Nera
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Superficie prima dell’incisione laser
Superficie dopo l’incisione laser
Come già spiegato, mentre la marcatura scioglie il materiale modificando la sua rugosità, l’incisione sublima il materiale creando dei solchi. Per fare ciò, il laser deve essere abbastanza potente da vaporizzare il materiale in pochi millisecondi e il materiale da marcare deve avere una temperatura di sublimazione adeguata, per cui non è sempre possibile effettuare un’incisione.
Quando l’incisione laser avviene, è importante che la marcatrice laser sia equipaggiata con un sistema di aspirazione adeguato. LASIT ha progettato , realizzato ad hoc per massimizzare il livello di protezione, sia ambientale sia del laser stesso.
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