Incisione e incisione profonda dei metalli

In questo tutorial, ti mostreremo come incidere o incidere in profondità i metalli con il laser MOPA. Inoltre, forniremo parametri laser per ottimizzare tempistiche e qualità dell'incisione profonda dei metalli.

Incisione laser dei metalli

Il processo di incisione comporta la rimozione di materiale da una superficie solida. A causa dell'altissima intensità del laser, materiali come acciaio, titanio e (quasi) tutti gli altri metalli possono essere vaporizzati direttamente. Ciò è possibile grazie all'elevata potenza dell'impulso del laser a fibra (con Trotec con un picco di potenza fino a 10 kW) in combinazione con un diametro del punto laser molto piccolo (con Trotec circa 45 μm con l'obiettivo F-160). In questo modo, testi, loghi, numeri di serie o altri contenuti possono essere incisi sul materiale. Il volume del materiale viene ridotto e il suo colore modificato. Le conseguenti aree marroni sono costituite da ossidi di metallo (o ruggine) e possono essere pulite con un secondo ciclo di pulizia impostando i parametri di lucidatura. L'incisione su acciaio inox richiede alta potenza, bassa frequenza (che si traduce in alta potenza per impulso) e velocità di marcatura di 250 - 900 mm/sec.

Incisione profonda di acciaio inossidabile

Il processo laser per l'incisione profonda è fondamentalmente identico all'incisione, ma con più passaggi. Di seguito descriviamo due diversi set di parametri:

Ottimizzato in termini di tempo
Ottimizzato in termini di qualità

L'insieme di parametri per ottenere una qualità ottimale (2) impiega circa tre volte il tempo necessario per raggiungere la stessa profondità di incisione. In entrambi i casi viene utilizzat un laser a fibra MOPA di potenza 20W con lente F-160. I risultati dell'incisione ottimizzati in termini di tempo sono mostrati nella parte superiore dell'immagine e i risultati dell'incisione ottimizzati per la qualità sono mostrati nella parte inferiore.

1. Parametri laser per l'ottimizzazione in termini di tempo

Nella prima fase, l'incisione profonda viene eseguita nel minor tempo possibile. I parametri laser sono scelti in modo da ottenere la profondità di incisione desiderata (in questo caso: 200 μm) il più rapidamente possibile. La qualità dell'incisione profonda non è qui presa in considerazione. Si ottiene così una deformazione fino a 100 µm. La profondità dell'incisione varia dai desiderati 200 μm a 240 μm.

Di seguito i parametri selezionati:

Potenza	Velocità	Frequenza	Durata dell'impulso
100%	250 mm/s	60 kHz	200 ns

Messa a fuoco	Distanza linee di riempimento	Passaggi	Engraving time
A fuoco	0.03 mm bidirezionale	32 (per una profondità di 200 μm)	112 secondi (5x5 mm2)

Time-optimized deep engraving under the microscope

Deep engraving on metals: laser engraved time-optimized

2. Parametri laser per l’ottimizzazione della qualità

Nella seconda fase, l'incisione profonda viene eseguita per la miglior qualità possibile. I parametri laser selezionati garantiscono che la profondità di incisione desiderata (anche 200 µm) sia raggiunta, insieme alla migliore qualità. Ciò aumenta fino a tre volte il tempo di incisione, ma previene eventuali deformazioni. La profondità di incisione varia dai 200 μm desiderati a max. 220 μm.

Di seguito i parametri selezionati:

Potenza	Velocità	Frequenza	Durata dell'impulso
100%	900 mm/s	180 kHz	200 ns

Fuoco	Distanza linee di riempimento	Passaggi	Tempi di incisione
A fuoco	0.03 mm bidirezionale	450 (per una profondità di 200 μm)	375 secondi (5x5 mm2)

Molteplici possibilità con l’incisione profonda dei metalli

Siamo felici di consigliarvi.

Come si coglie da questo esempio, molte sono le possibilità dell'incisione profonda dei metalli. È possibile utilizzare parametri diversi a seconda dei requisiti da soddisfare. Nella variante per l’ottimizzazione del tempo, una grande quantità di materiale evapora in pochi passaggi (a una velocità relativamente bassa) mentre la variante per una qualità ottimale utilizza significativamente più passaggi (e più veloci) per rimuovere il materiale in modo più uniforme e controllato.

I nostri esperti di laboratorio sono a disposizione per discutere insieme le vostre esigenze e per test sui vostri materiali.

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