Marquer, graver et identifier grâce à la technique laser YAG de Gravograph

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1 Marquer, graver et identifier grâce à la technique laser YAG de Gravograph La gravure, l identification et le marquage permanents font aujourd hui partie de toutes les branches de production. Même les codes datamatrix 2D les plus petits peuvent être appliqués rapidement et sans erreur sur des matériaux divers. Aujourd hui, il est indispensable pour l industrie de pouvoir tracer 100 % des produits et des pièces, car les directives relatives aux produits défectueux sont de plus en plus fermes. L outil idéal pour une identification permanente, précise et rapide est le laser flexible. Pour les matériaux organiques comme le bois, le verre, le caoutchouc, le papier ou le carton, on utilise généralement des lasers CO2. La découpe de plastiques, feuilles, bois ou joints gommeux peut également se faire avec un laser CO2. Pour les matériaux non organiques comme les métaux ou les alliages on utilise des lasers YAG, car ce type de matière n absorbe pas le faisceau laser CO2. Définition: Définition du mot LASER : Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation («Amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement») Le milieu actif émettant le faisceau laser, par exemple du gaz, est soumis à excitation et produit ainsi de la lumière. Les deux composants élémentaires d une radiosource sont alors le medium et un résonateur constitué de deux miroirs réfléchissants, qui réinjectent la lumière vers l'intérieur de la cavité laser pour l intensifier. Types de laser les plus courants : Laser à gaz (atomiques ou moléculaires) : le milieu actif est un gaz, par exemple du dioxyde de carbone (CO2), de l argon ou de l hélium Cristallins (laser à solide) : le milieu actif est un cristal. A semi-conducteurs (ioniques) diodes laser : le milieu actif est un semi-conducteur. Laser à colorants : le milieu actif est un colorant organique. Découvrez ci-dessous la fonction élémentaire d un laser à solide (YAG) et ses possibilités d application. Impulsion Fonctionnement Miroir Endspiegel totalement Anregung Miroir Austrittsspiegel semid un laser YAG réfléchissant Reflektion = 100% = % réfléchissant Reflektion < 100% < % Milieu Lasermedium actif fu laser Faisceau Laserstrahl laser Anregung Impulsion Résonateur Resonator

2 Les composants les plus importants sont : - le milieu actif laser - le résonateur, pour intensifier et orienter le faisceau laser (il est constitué de deux miroirs minimum) - la source d excitation (source d énergie du pompage) qui fournit l énergie nécessaire. Les principales étapes : De la lumière est reflétée et intensifiée entre les deux miroirs à l intérieur du milieu actif laser, au moyen d'une source d'énergie extérieure (par exemple une lampe à éclats ou une diode laser). Le miroir droit est semi réfléchissant. La lumière est ainsi conduite vers la surface du matériau grâce à un système de lentilles et de déviation. Composants d un graveur laser YAG pompé par diode : Gravograph YAG100. Glas Fibre Faser optique µm µm Länge Longueur 3 m 3 (5 m m (5 option) m en option) Laser Cristal Kristall laser Axe optique vers Optical axis Laser Modul Module laser Zum la tête Scanhead de déviation In der Steuereinheit sitzt die Pompe Laserdiode diode (Anregung), dessen Strahl über ein Glasfaser Kabel zum Kristall (aktives Medium) geleitet Pump wird. Diode 30W TEC 30 W Rechts vom Lasermodul sitzt dann 808nm die Ablenkeinheit mit Fokussier Linse. Dérivation de Hitze Ableitung Fokussieren. chaleur Damit das Laserlicht seine Wirkung entfalten kann, muss es gebündelt werden. Sicher kann sich Steuerelektronik Electronique jeder uns an de seine commande Kindheit erinnern, wie wir als Kind mittels einer Lupe und dem Centrage Pour fonctionner, la lumière doit être focalisée, comme lorsque vous étiez petit et que vous brûliez un morceau de papier grâce à la lumière du soleil et une loupe. La loupe permet de concentrer la lumière du soleil sur un seul point : la chaleur y est tellement élevée que la pièce de papier se met à brûler. Le centrage permet de focaliser le faisceau laser sur un seul point. A l intérieur de ce point (le point focal), la densité de puissance (la chaleur) augmente pour que le faisceau laser puisse travailler les matériaux. D où l utilité des lentilles focalisant le faisceau laser. Les lentilles varient selon les critères suivants : - Diamètre du point final Plus le diamètre du point focal est petit, plus le faisceau laser est focalisé et plus la densité de puissance est élevée.

3 - Distance focale La distance focale de la lentille est la distance entre la lentille et le point focal. Plus la distance focale est courte, plus le faisceau laser est focalisé. - Depth in field Après avoir passé le point focal, le faisceau s élargit. Le critère «depth in field» indique la distance par rapport au point focal où l aire de la section du faisceau s est doublée. Plus ce critère est élevé, moins le faisceau est large. Faisceau Laserstrahl laser Lentille Fokussierlinse Distance focale Brennweite Dept in field Fokusdurchmesser Diamètre du foyer Le choix des lentilles est très important : Une distance focale courte provoque: Un distance focale longue provoque : Petite zone de marquag Zone de marquage plus grande Densité de puissance élevée Petite densité de puissance Petit diamètre du point focal Diamètre du point focal plus grand Petit Depth in field Depth in field plus grand Marquer et identifier avec la lumière Un système laser peut exécuter plusieurs processus: Graver, usiner, chauffer, décolorer. 1 Graver et usiner : On parle de «graver» quand le faisceau laser enlève de la matière et produit une empreinte dans le matériau. Sous la dénomination «usage» on comprend l élimination des couches finales appliquées sur le matériau de base et de couleur différente, comme par exemple de l aluminium anodisé, des matériaux vernis ou des matériaux spéciaux pour la gravure laser (feuilles ou matière signalétique). Faisceau Laserstrah laser l Gravure Gravur Werkstück Pièce usinée

4 2 Chauffer : Les métaux changent de couleur lorsqu ils sont chauffés. La couleur dépend de la température à laquelle le métal est chauffé. Des couches d oxyde se produisent à la surface sans abîmée celle-ci. Faisceau Laserstrahl laser Verfärbter Zone décolorée Bereich 3 Décolorer : Pièce Werkstück usinée Les plastiques peuvent également être décolorés. Certains matériaux deviennent plus clair, d autres plus foncés. Lorsque le matériau noircit, des particules de suie se forment et font apparaître l écriture sombre sur le plastique clair. Pour décolorer en clair des plastiques sombres, le faisceau laser provoque une fusion locale de la pièce en plastique pour former de toutes petites bulles de gaz (une sorte de mousse). Ces petites bulles de gaz enfermées reflètent diffusément la lumière et la zone travaillée apparaît plus claire que le reste du matériau. Quels matériaux peuvent être gravés? Métaux : Tous les métaux peuvent être gravés par un graveur laser YAG.

5 Plastiques : Il existe beaucoup de types de plastiques, chacun ayant une composition distincte. De plus, certains plastiques contiennent des moyens de traitement (la majorité) ou des pigments colorés comme la suie ou le dioxyde de titane. Plastiques appropriés pour l identification par graveur laser YAG : ABS, PA, PP, PE, POM, PBT, PC, PS. Autres matériaux appropriés : céramique, semi-conducteurs, pièces d aggloméré.

6 Logiciel : Avec son logiciel Gravostyle 5, Gravograph propose aux utilisateurs un pack logiciel complet aux multiples fonctions : Gravostyle 5 est le seul système existant sur le marché qui offre la possibilité de commander dans un seul logiciel, des machines à graver mécaniques, des graveurs laser CO2, YAG et des lasers à fibre. Vous pouvez également commander votre laser à partir d un logiciel Windows standard, comme par exemple Word, Excel, Corel, Autocad, etc. Gravograph SA Ch. Champ Olivier Morat Tél. 026/ Fax 026/ admin@gravograph.ch