Aspetti da considerare per la marcatura del metallo con un sistema laser

In che modo la tipologia di laser, il risultato da ottenere e la scelta del materiale influiscono sulla marcatura dei metalli.

Incisione di un barattolo di metallo realizzata con un macchinario laser a fibra di Epilog

L'incisione laser di codici a barre, numeri di serie e loghi sui metalli è un'applicazione di marcatura molto diffusa con sistemi laser sia a fibra sia CO2.

I laser a fibra si distinguono per lunga durata di vita, nessuna necessità di manutenzione e costi contenuti e pertanto sono la scelta ideale per le applicazioni di marcatura industriali. Questi tipi di laser producono un marchio permanente ad alto contrasto, che non pregiudica l'integrità del componente.

Per la marcatura di metalli duri con un laser CO2 viene utilizzato uno spray (o pasta) speciale per trattare il metallo prima di realizzare l'incisione. Il calore del laser CO2 lega l'agente per la marcatura al metallo, lasciando un segno permanente. Con i laser CO2, veloci ed economicamente convenienti, è possibile eseguire marcature anche su altri materiali, per esempio su legno, acrilico, pietra naturale e tanti altri ancora.

Entrambi i sistemi laser a fibra e CO2 prodotti da Epilog possono essere utilizzati da qualsiasi software basato su Windows e sono straordinariamente semplici da usare.

Differenze tra i laser

Poiché a seconda del tipo di laser e di metallo utilizzati si verificano reazioni diverse, è necessario fare alcune considerazioni.

La marcatura dei metalli con un laser CO2 può richiedere più tempo, per esempio perché è necessario rivestire o pretrattare la superficie con un agente specifico per la marcatura di metalli. Inoltre, occorre usare il laser con una configurazione a bassa velocità e ad alta potenza per consentire all'agente per la marcatura di legarsi bene al metallo. Gli utenti a volte scoprono di poter rimuovere la marcatura una volta terminata l'operazione, indice del fatto che l'operazione va eseguita nuovamente a velocità più bassa e con maggiore potenza.

Placca in metallo marcata con CerMark utilizzando un macchinario laser CO2 di Epilog
Strumenti medici marcati con CerMark utilizzando un macchinario laser CO2 di Epilog

Il vantaggio della marcatura di metalli con un laser CO2 consiste nel fatto che il marchio viene effettivamente realizzato sulla superficie del materiale, senza dover asportare parte di quest'ultimo e senza intaccare la tolleranza o la resistenza del metallo stesso. Occorre sottolineare, inoltre, che non è necessario pretrattare i metalli rivestiti come l'alluminio anodizzato o l'ottone verniciato.

Per incidere metalli nudi, il laser a fibra rappresenta il macchinario perfetto. I laser a fibra sono i sistemi ideali per eseguire marcature su diversi tipi di alluminio, ottone, rame, metalli nichelati, acciaio inox e tanti altri ancora, nonché tecnopolimeri come ABS, PEEK e policarbonati. Tuttavia, alcuni materiali risultano difficili da marcare con la lunghezza d'onda del laser emessa dal dispositivo: il raggio può infatti trapassare i materiali trasparenti, per esempio, realizzando marcature sul piano di incisione. Sebbene sia possibile ottenere marcature su materiali organici come il legno, il vetro trasparente e la pelle con un laser a fibra, tale sistema è sicuramente più adatto ad altre applicazioni.

Tipi di marcature

Il macchina laser a fibra offre una vasta gamma di opzioni, consentendo di adattarsi meglio al tipo di materiale che viene marcato. Il processo di base dell'incisione prevede l'azione di un raggio laser che vaporizza il materiale presente sulla superficie di un oggetto. Spesso l'intaccatura del marchio è conica, per via della forma del raggio. Per creare un'incisione profonda ed eliminare il rischio che la marcatura si usuri in condizioni ambientali difficili, è possibile effettuare più passaggi del macchina.

Collettore per motore di metallo all'interno di un macchinario laser FiberMark di Epilog

L'ablazione è un processo simile all'incisione e viene spesso associato alla rimozione di un rivestimento superiore al fine di esporre il materiale sottostante. Può essere eseguito su metalli anodizzati, zincati e verniciati a polvere.

Riscaldando la superficie di un oggetto, è possibile realizzare un altro tipo di marcatura. Durante la ricottura, uno strato di ossido permanente creato dall'esposizione alle elevate temperature, lascia una marcatura ad alto contrasto, senza modificare la finitura superficiale. La schiumatura scioglie la superficie di un materiale per produrre bolle di gas che rimangono intrappolate via via che il materiale si raffredda, dando vita a un effetto rialzato. La lucidatura può essere ottenuta riscaldando rapidamente la superficie di un metallo fino a che il suo colore non cambia, producendo una finitura quasi specchiata. La ricottura funziona sui metalli che presentano alti livelli di carbonio e ossido di metallo, come le leghe d'acciaio, il ferro, il titanio e tanti altri. La schiumatura viene utilizzata solitamente sulle plastiche, sebbene anche l'acciaio inossidabile possa essere marchiato tramite questo metodo. La lucidatura, invece, può essere eseguita su qualsiasi metallo. I metalli più scuri con finitura opaca tendono a produrre un contrasto più elevato rispetto ad altri materiali.

Placca di metallo incisa, lucidata e sottoposta a ricottura

Considerazioni sui materiali

Regolando le impostazioni di velocità, potenza, frequenza e messa a fuoco del laser, è possibile eseguire diverse tipologie di marcatura, per esempio la ricottura, l'incisione e la lucidatura. Utilizzando un laser a fibra per la marcatura dell'alluminio anodizzato, è possibile ottenere una brillantezza di gran lunga superiore rispetto a quella garantita dal laser CO2. Tuttavia, l'incisione dell'alluminio nudo produce un minor contrasto: con il laser a fibra si ottengono sfumature di grigio, non di nero. O ancora, è possibile utilizzare le incisioni profonde combinate con ossidanti e riempimenti di colore per realizzare un'incisione nera sull'alluminio.

Osservazioni analoghe vanno fatte anche per la marcatura del titanio su cui il laser tende a creare sfumature che vanno dal grigio chiaro al grigio molto scuro. Tuttavia, a seconda della lega, regolando la frequenza è possibile ottenere marcature di diversi colori.

Il meglio dei due mondi

I sistemi a doppia fonte consentono alle società con budget o spazi limitati di aumentare le proprie funzionalità e migliorare la versatilità. Tuttavia, è necessario tener conto di un inconveniente: l'utilizzo di uno dei due sistemi laser esclude l'altro.

Per ulteriori informazioni sulla marcatura del metallo con un macchinario laser, contattaci e organizzeremo una dimostrazione con il rivenditore della tua zona.

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