Metodi di marcatura laser per materiali metallici

Per questioni di tracciabilità, requisiti estetici o normativi, la marcatura laser è sempre più applicata tanto sui materiali plastici quanto sui metalli. Dietro tale etichetta si nasconde un mondo di processi tra i più vari: quali sono quelli più indicati per i materiali metallici?

Sotto la dicitura “marcatura laser”, in sé abbastanza generica, si identificano metodi e macchine diversi. Chiaramente la scelta del metodo più idoneo dipende dal materiale e dalle esigenze in termini di qualità del manufatto su cui si deve agire. Per quanto riguarda le macchine, sono disponibili in diverse grandezze e classi di potenza, anche in questo caso per rispondere in maniera ottimale alle specifiche esigenze, garantendo, al contempo, semplicità, comodità e sicurezza di uso. Infatti, essendo il laser potenzialmente pericoloso, devono essere attuate, come minimo, tutte le garanzie imposte dal legislatore, tutelando quindi operatore ed ambiente, assicurando un utilizzo in fabbrica che non richieda di adottare ulteriori misure di protezione.

Rinvenimento

È una tecnica ormai consolidata per marcare acciai e metalli: riscaldati con il laser, questi materiali cambiano colore, permettendo così una marcatura duratura. La variazione cromatica è funzione, oltre che del materiale, della temperatura a cui viene riscaldata la superficie: il rinvenimento porta alla formazione di ossidi superficiali, la cui natura modifica l’aspetto cromatico. La marcatura per rinvenimento è di particolare interesse quando occorre marcare, anche per scopi decorativi, beni di consumo, per esempio gli utensili da cucina o i prodotti medicali: le superfici si mantengono integre, è garantita una buona leggibilità, anche dopo numerosi cicli di pulizia, come nel caso dei prodotti medicali, resistendo nel tempo, anche in caso di abrasione. Da notare come la superficie liscia impedisca l’aderenza di residui organici sulle marcature per rinvenimento. che quindi risultano particolarmente idonee per tutti quei pezzi che devono essere frequentemente sottoposti a cicli di pulizia a causa della loro tipologia di impiego.

Incisione laser

Con questa tecnica, il raggio laser asporta il materiale così da generare una cavità che presentano strutture superficiali differenti, definendo la cosiddetta incisione laser, applicabile a molti materiali. Nell’incisione laser di metalli, ad esempio, si possono realizzare strutture ruvide dall’aspetto nero e strutture lisce dall’aspetto bianco. Questa tecnica trova largo impiego nell’industria automobilistica o nell’elettromeccanica, ma anche nel rapid prototyping e nel rapid tooling quando sono alla marcatura sono richieste incisioni in profondità. Le marcature con incisione laser sono:

  • Incisione in profondità: largamente impiegata nella costruzione di utensili e stampi, ma anche per i numeri di identificazioni dei veicoli. Per raggiungere la profondità richiesta, spesso occorre eseguire una lavorazione multistrato in più turni.
  • Incisione nera: applicabile ai metalli; l’interazione del materiale di base, fuso con l’ossigeno presente nell’aria, genera ossidi di colorazione differente. La superficie prevalentemente ruvida assorbe molta luce, per cui normalmente la marcatura appare nera o, a seconda del materiale, grigia scura (alluminio) o marrone scura (acciaio, ottone, rame).
  • Incisione bianca: dove la superficie assume una struttura tale da limitare la fusione del materiale. Si genera una superficie liscia molto riflettente: in materiali come l’acciaio zincato si presenta come marcatura bianca. La ridotta profondità di penetrazione lascia il rivestimento intatto e resistente alla corrosione. L’incisione bianca ben contrastata risulta vantaggiosa proprio su metalli scuri, come l’acciaio temprato.

Nel caso di applicazione dei Data Matrix Code, risulta particolarmente vantaggiosa una combinazione di incisione nera e bianca perché aumenta il contrasto e migliora la qualità e la leggibilità dei codici. Naturalmente, grazie alle frequenze e durate degli impulsi selezionabili con flessibilità, è possibile regolare ogni incisione laser in modo del tutto individuale per ogni materiale e ogni qualità richiesta.

Nel caso dei Data Matrix Code, risulta particolarmente vantaggiosa una combinazione di incisione nera e bianca.

I plus della marcatura laser in pillole

  • Elevata flessibilità nella geometria di marcatura
  • Elevata qualità di marcatura, con bordi molto chiari
  • Alta riproducibilità
  • Nessuna usura dell’utensile dato che la lavorazione è senza contatto: ciò consente un’alta qualità a bassi costi
  • Basso apporto di calore, con una minima influenza sul materiale
  • Facile integrazione in sequenze di produzione completamente automatiche
  • Non è necessario alcun lavoro preparatorio o di rielaborazione
  • Utilizzabile su una vasta gamma di materiali (ceramica, metalli, plastica…)
  • Possibilità di marcare nel campo micrometrico con strutture molto fini e piccole marcature
  • Possibilità di marcare grandi superfici
  • Aree di difficile accesso raggiungibili senza problemi. Può raggiungere aree di difficile accesso
  • Elevata velocità di marcatura
  • Nessun materiale usa e getta costoso e potenzialmente dannoso per l’ambiente, come l’inchiostro
  • Rispetto per l’ambiente e senza sprechi

di Daniela Tommasi

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