Combien de temps dure le marquage laser ?

La durabilité du marquage laser dépend du type de laser, des caractéristiques du matériau, de la profondeur du marquage et du mécanisme de déformation de surface. Les principaux modes de marquage incluent la décoloration de surface, la micro-gravure, la re-solidification après fusion et la gravure profonde. Les différents lasers présentent des caractéristiques d'absorption d'énergie variées sur les métaux, les plastiques, le verre et les matériaux organiques ; par conséquent, la durabilité varie en fonction de ces paramètres.

I. Durabilité du marquage laser à fibre

Les lasers à fibre fonctionnent généralement à une longueur d'onde de 1064 nm et conviennent aux matériaux métalliques, offrant une efficacité de couplage énergétique élevée sur les surfaces métalliques. Leurs principaux modes de marquage incluent la décoloration par oxydation, la fusion de surface, la gravure superficielle et la gravure profonde.

1. Matériaux métalliques

Acier inoxydable, acier au carbone, aluminium, cuivre
Les lasers à fibre peuvent atteindre des profondeurs de gravure de 0,01 à 0,5 mm (selon la puissance et le nombre de passages). La gravure profonde est considérée comme une marque permanente sur les matériaux métalliques et peut théoriquement durer toute la durée de vie du matériau, sans être affectée par le frottement, la corrosion ou la dégradation UV.
La décoloration de surface (comme le marquage noir ou le marquage couleur) repose sur une modification de la couche d'oxyde ; sa durabilité diminue en cas d'usure importante ou dans des environnements corrosifs, mais reste stable pendant plusieurs années dans des conditions normales.

2. Matériaux plastiques

Les lasers à fibre provoquent une carbonisation, une formation de mousse ou des réactions de décoloration sur les plastiques. En raison des limites de résistance thermique des substrats plastiques, la profondeur de marquage est généralement inférieure à 0,05 mm.

La durabilité dépend de la résistance aux UV du plastique et de la température ambiante, avec une durée de vie généralement comprise entre 3 et 10 ans.

Une exposition prolongée en extérieur peut entraîner un vieillissement du substrat, réduisant la visibilité de la marque.

II. Durabilité du marquage laser UV

Les lasers UV fonctionnent à 355 nm et réalisent un « traitement à froid », adapté aux polymères, au verre et à certains métaux. La réaction principale en surface est une rupture de liaisons photochimique avec une zone thermiquement affectée minimale.

1. Matériaux en plastique

Les lasers UV produisent des marquages à fort contraste sur les plastiques, avec une décoloration uniforme et des bords de caractères fins.

La profondeur de marquage est typiquement inférieure à 0,02 mm.

La durabilité dépend de la résistance du matériau à la photodégradation, d'une durée générale de plus de 5 à 10 ans.

Les lasers UV ne conviennent pas au gravage profond ; par conséquent, leur résistance à l'abrasion est inférieure à celle du gravage profond par laser à fibre sur les métaux.

2. Matériaux en verre

Les lasers UV peuvent créer des structures de microfissures ou un gravage superficiel sur les surfaces en verre, avec des profondeurs de marquage d'environ 0,005 à 0,03 mm.

Ce type de marquage est permanent et ne s'estompe pas avec le temps.

La stabilité à long terme est typique pour le verre optique, le verre pharmaceutique et le verre électronique.

3. Matériaux métalliques

Les lasers UV produisent un grenaillage ou une décoloration extrêmement superficielle sur les métaux, avec une profondeur limitée.

La durabilité est insuffisante pour les environnements à forte friction.

Couramment utilisés pour des marquages de haute précision tels que les codes QR et les numéros de série, mais pas pour le gravage en profondeur.

III. Durabilité du marquage au laser CO₂

Les lasers CO₂ fonctionnent à 10,6 μm, avec une efficacité d'absorption élevée dans les matériaux organiques. Ils conviennent au bois, au cuir, au papier, au verre et aux céramiques.

1. Bois, Cuir, Papier

Le mécanisme de marquage implique une carbonisation ou une ablation, avec des profondeurs allant de 0,1 à 1 mm.

Ces marques sont permanentes, mais dans des environnements à forte friction ou humides, le vieillissement du matériau peut entraîner une disparition progressive de la marque.

En conditions intérieures, elles peuvent rester stables pendant de nombreuses années.

2. Verre

Les lasers CO₂ créent un effet givré sur la surface du verre par micro-fracturation.

Il s'agit d'une marque permanente qui ne s'estompera pas avec le temps.

La couche rendue rugueuse peut être partiellement polie par une friction mécanique intense, mais il est difficile de l'éliminer complètement.

3. Plastiques

Les plastiques présentent de grandes variations dans l'absorption de l'énergie laser CO₂. Le marquage se produit par fusion, vaporisation ou décoloration.

La profondeur de marquage est faible et la durabilité dépend du taux de vieillissement du plastique.

Par rapport aux lasers UV, la précision des bords est inférieure, mais la durabilité est similaire, généralement d'environ 3 à 10 ans.

IV. Facteurs influant sur la durée de vie du marquage

1. Profondeur de gravure : gravure profonde > gravure superficielle > décoloration de surface.

2. Taux d'absorption du matériau : une absorption plus élevée donne un marquage plus stable.

3. Propriétés d'oxydation ou de revêtement de surface : les revêtements peuvent s'user, réduisant ainsi la durabilité de la marque.

4. Facteurs environnementaux : l'exposition aux UV, la corrosion chimique et l'abrasion mécanique réduisent le contraste.

5. Conformité de la longueur d'onde entre le laser et le matériau : le choix correct de la longueur d'onde améliore la stabilité du marquage.