Le même laser peut laisser un logo noir net sur de l'acier inoxydable, une marque blanche éclatante sur une plaque anodisée noire, et rien du tout sur une pièce en cuivre poli. La machine n'a pas changé. Ce sont le métal et sa surface qui ont évolué.
La gravure laser sur métal consiste à modifier la couleur de la surface, à enlever du métal ou un revêtement. Le métal nu nécessite une machine de marquage laser à fibre. Les pièces peintes, thermolaquées ou anodisées peuvent être marquées par enlèvement du revêtement, mais le métal exposé peut nécessiter une protection.
Cette page explique ce que fait un laser au métal, quelle machine convient à chaque métal et surface, comment marquer les pièces peintes et revêtues, si le marquage rouillera et comment se protéger des fumées.
Vous avez une pièce en tête ? Envoyez-nous le métal et sa finition , et nous vous proposerons une machine et une méthode adaptées.
Note concernant les points de vue d'autrui : je travaille pour HeatSign, une entreprise qui fabrique des machines de marquage laser. Les informations relatives aux revêtements, à la corrosion et aux émanations proviennent de normes, d'articles de recherche et de guides pratiques. Nous ne faisons aucun lien avec d'autres fabricants de machines.
Que fait réellement un laser au métal ?
Un laser peut réaliser trois opérations sur le métal : il recuit la surface pour en modifier la couleur, il vaporise le métal pour y graver une rainure, ou il brûle la peinture ou l’anodisation pour révéler le métal sous-jacent. Certains revêtements peuvent également changer de couleur sans être percés.
Que fait le laser ? | Ce que vous voyez | Métaux typiques | Attention à |
|---|---|---|---|
Recuit : chauffe la surface pour qu'elle change de couleur | Marque noire ou colorée, lisse au toucher | Acier inoxydable, titane, autres alliages de fer | S'estompe au-dessus d'environ 200 °C ; peut réduire la résistance à la corrosion |
Gravure : vaporisation (évaporation) du métal | Un groove que vous pouvez ressentir | Acier, aluminium, laiton, acier à outils | D'après notre expérience, chaque passage nécessite environ 0,01 à 0,02 mm ; il faut donc plusieurs passages pour atteindre la profondeur souhaitée |
Décapage : élimination par combustion de la peinture, du revêtement en poudre ou de l'anodisation | Métal brillant visible à travers le revêtement | Acier peint, pièces revêtues de peinture en poudre, aluminium anodisé | Le métal exposé a perdu sa protection |
Changement de couleur du revêtement | Marque plus foncée ou plus claire, le revêtement reste fermé | Certains revêtements pour armes à feu et applications industrielles | Fonctionne uniquement sur les revêtements conçus à cet effet ; faire un essai préalable |
Quatre termes utilisés sur cette page
- Marque de recuit
- Une marque de couleur obtenue par la chaleur. Rien n'est enlevé, la surface reste donc lisse.
- anodisation
- Une couche d'oxyde dure qui se forme sur l'aluminium, souvent teintée en noir, bleu ou rouge.
- MOPA
- Source laser à fibre à durée d'impulsion réglable. Permet de réaliser des marquages noirs sur l'aluminium anodisé et des colorations sur l'acier inoxydable.
- Passivation
- Un traitement acide qui restaure le film protecteur contre la corrosion sur l'acier inoxydable.
La principale différence entre la gravure et le décapage réside dans la profondeur. Pour plus de détails, consultez la comparaison entre la gravure laser et le décapage laser sur métal.
Quel laser fonctionne sur chaque métal et chaque surface ?
Utilisez une machine de marquage laser à fibre pour l'acier nu, l'inox, l'aluminium, le laiton et le titane. Utilisez la technologie MOPA pour les marquages noirs sur l'aluminium anodisé et les marquages colorés sur l'inox. Une machine de marquage laser CO2 peut enlever la peinture ou l'anodisation, mais elle ne peut pas marquer le métal nu sous-jacent.
Métal et surface | Que fait le laser ? | Machine à utiliser | Attention à |
|---|---|---|---|
Acier au carbone et acier à outils | Grave ou noircit | machine de marquage laser à fibre | L'acier nu peut rouiller à cet endroit |
Acier inoxydable | Recuit en noir ou en couleur, ou gravure | Fibre ; MOPA pour les couleurs | Résistance à la corrosion aux marques recuites |
Aluminium nu | Gravures ; les marques sont gris clair | machine de marquage laser à fibre | Faible contraste sur les parties polies |
aluminium anodisé | Enlève la teinture pour obtenir une marque blanche, ou la fonce en noir | Fibre pour le blanc ; MOPA pour le noir | Les marques blanches révèlent l'aluminium nu |
Laiton et cuivre | Gravure ; le cuivre peut devenir noir ou blanc | Fibre à impulsions courtes, ou MOPA | La majeure partie de la lumière se réfléchit |
Titane | Recuit en noir ou en couleur | Fibre ou MOPA | La couleur dépend de la chaleur ; paramètres de test |
Pièces chromées ou nickelées | Assombrit ou enlève le placage | machine de marquage laser à fibre | Ne pas percer le placage |
Acier galvanisé (revêtu de zinc) | Enlève ou fonce le zinc | machine de marquage laser à fibre | Émanations d'oxyde de zinc ; perte de protection contre le zinc |
acier peint | La peinture brûle pour révéler le métal | Fibre ; le CO2 enlève uniquement la peinture | L'acier exposé peut rouiller |
pièces revêtues de poudre | Brûle le revêtement | machine de marquage laser à fibre | Une couche épaisse nécessite plusieurs passages |
Pièces revêtues par électrodéposition (peintes par électrodéposition) | Brûle la fine couche | machine de marquage laser à fibre | Ou marquage avant revêtement électrophorétique |
Les machines de marquage laser à fibre sont compatibles avec la quasi-totalité des métaux nus. Ce n'est pas le cas des machines de marquage laser CO2 : leur faisceau est mal absorbé par le métal nu. Elles peuvent décaper la peinture ou l'anodisation, mais ne peuvent pas marquer le métal lui-même sans pâte de marquage.
Le logo en acier inoxydable visible sur la photo est une marque de surface foncée. Pour en savoir plus sur l'acier inoxydable, consultez notre page sur les machines de gravure laser pour acier inoxydable. Pour comparer les différents types de lasers sur 17 matériaux, consultez notre article sur le marquage laser fibre, CO2 et UV.
Comment grave-t-on du métal au laser, étape par étape ?
Identifiez le métal et sa finition, puis nettoyez-le de toute trace d'huile et de poussière. Fixez la pièce à la mise au point appropriée et testez les réglages sur une rebutée présentant la même finition. Marquez la pièce, vérifiez le résultat et protégez toute partie métallique exposée.
- Identifiez le métal et sa finition : brut, peint, thermolaqué, anodisé ou plaqué ? Le tableau ci-dessus indique le traitement laser.
- Nettoyez la surface. L'huile et la poussière modifient la quantité de lumière absorbée par la surface, ce qui donne des marques irrégulières.
- Fixez la pièce et effectuez la mise au point. Une pièce qui bouge ou qui est mal mise au point laissera des marques floues ou irrégulières.
- Effectuez un essai sur une chute de matériau présentant la même finition. La peinture, le revêtement en poudre et l'anodisation varient selon les fournisseurs ; les réglages d'un lot peuvent donc ne pas convenir à un autre.
- Marquez la zone. Pour obtenir de la profondeur, ajoutez des passes plutôt que de pousser la puissance à son maximum.
- Vérifiez le résultat. Examinez le contraste, les contours et, pour les codes-barres, la qualité de la numérisation.
- Protégez le métal exposé. Si la peinture ou le placage est endommagé, traitez la zone abîmée avant la mise en service de la pièce. Plus d'informations ci-dessous.
Comment grave-t-on au laser du métal peint ou recouvert de peinture en poudre ?
Le métal peint ou thermolaqué peut être marqué de trois manières : par brûlage pour révéler le métal brillant, par modification de la couleur du revêtement sans le perforer, ou par marquage de la pièce avant application du revêtement. L’épaisseur des revêtements étant généralement de 20 à 100 µm seulement, le nombre de passes doit être contrôlé.
Revêtement | épaisseur typique | Ce que cela signifie pour le marquage |
|---|---|---|
Peinture liquide, revêtement en poudre | Revêtement en poudre souvent de 60 à 80 µm | Quelques passages suffisent pour l'enlever ; d'autres passages commencent à graver le métal |
revêtement électrolytique | Souvent 18–28 µm | Très mince ; un seul passage peut suffire à le percer |
Anodisation décorative (type II) | Environ 2,5 à 25 µm | Marque blanche avec fibre ; noire avec MOPA |
Anodisation dure (Type III) | Environ 12,5 à 100 µm | Nécessite plus d'énergie ; tester d'abord |
À titre de comparaison, une feuille de papier de bureau a une épaisseur d'environ 100 µm. Les valeurs d'épaisseur proviennent des spécifications d'anodisation de l'armée américaine et des données de l'industrie des revêtements.
Option 1 : brûler le revêtement pour faire apparaître le métal
Cela permet d'obtenir le contraste le plus marqué : métal brillant sur un revêtement foncé ou coloré. La machine de marquage laser à fibre enlève la peinture en suivant la forme du texte ou du logo et s'arrête au niveau du métal.
La photo montre un logo marqué de cette façon sur un panneau d'acier peint en gris. En contrepartie, le métal sous la marque est désormais à nu.
Option 2 : changer la couleur du revêtement sans le percer
Certains revêtements sont conçus pour foncer ou s'éclaircir sous l'effet d'un laser, tout en restant fermés. Un fabricant de revêtements pour armes à feu, par exemple, utilise des lasers à fibre de 20 à 60 W pour modifier la teinte du revêtement sans l'altérer. Les peintures ordinaires se comportent rarement de cette manière ; il est donc conseillé de se renseigner auprès du fournisseur de revêtement et de procéder à un essai.
Option 3 : marquage avant revêtement de la pièce
Si la pièce doit être revêtue par électrodéposition, vous pouvez la marquer au préalable et laisser le marquage apparaître. Un code Data Matrix est un petit code-barres carré, semblable à un code QR. Les tests effectués par un fabricant de lasers ont montré que ses cellules devaient avoir une taille supérieure à 0,75 mm pour être lisibles après électrodéposition. Des cellules de 1,25 mm ont donné les meilleurs résultats.
Pour la galvanisation et la peinture épaisse, voir à quelle profondeur marquer avant de peindre ou de galvaniser.
Marquage des pièces peintes ou revêtues ?
Envoyez-nous un échantillon revêtu ou indiquez-nous le type et l'épaisseur du revêtement. Nous vous indiquerons laquelle des trois options convient.
Le métal gravé au laser va-t-il rouiller ou se corroder ?
C'est possible. Le décapage de la peinture, du revêtement en poudre ou de l'anodisation laisse le métal à nu, susceptible de se corroder au niveau du marquage. Les marquages recuits sur l'acier inoxydable peuvent également perdre leur résistance à la corrosion. Protégez l'acier exposé, définissez la protection avec votre client et adaptez la passivation au procédé de marquage.
Marque | Risque | Ce qu'il faut faire |
|---|---|---|
Peinture ou revêtement en poudre brûlé sur l'acier | L'acier nu peut rouiller à cet endroit | Appliquez un produit antirouille immédiatement après le marquage ; pour les pièces extérieures, convenez avec votre client d’une couche de vernis transparent ou d’une retouche |
Marque blanche sur aluminium anodisé | L'aluminium nu est exposé et peut se corroder, ce qui brouille la marque | Utilisez des marques noires MOPA, qui foncent la couche au lieu de l'enlever, ou scellez la marque |
Marque noire recuite sur acier inoxydable | Plus de chaleur signifie une résistance à la corrosion plus faible au niveau de la marque | Utiliser la chaleur la plus faible permettant d'obtenir un contraste ; adapter la passivation à la marque |
Placage chromé ou nickelé | La perforation ouvre la voie à la corrosion | Assombrir le placage sans le brûler |
revêtement de zinc (galvanisation) | Enlever le zinc, c'est enlever sa protection | Marquer avant la galvanisation, ou bien limiter la marque à une surface peu profonde et la protéger |
Notre méthode : lorsqu’un marquage traverse la peinture, le revêtement en poudre ou le plaquage jusqu’à l’acier nu, nous appliquons immédiatement un liquide antirouille. Cette mesure peu coûteuse empêche le marquage de brunir pendant le stockage.
Pour tout produit expédié, le choix de la protection revient au client. Un expert en revêtements recommande de convenir de ce choix avec le client, même interne, et de le confirmer par un test au brouillard salin, qui consiste à pulvériser un brouillard salin sur des échantillons pour accélérer la corrosion.
Acier inoxydable et passivation
Des recherches sur l'acier inoxydable montrent que l'apport de chaleur est le principal facteur influençant la réduction de la résistance à la corrosion induite par un marquage laser. La durée et la fréquence de l'impulsion ont une importance moindre.
La passivation peut également atténuer les marques recuites. Une étude a montré que les marques défectueuses contenaient environ 15 % de chrome en moins, cet élément protégeant l'acier inoxydable de la corrosion. La passivation à l'acide citrique s'est avérée plus douce pour les marques que celle à l'acide nitrique, qui a réduit leur durée de vie lors des cycles d'autoclave (stérilisation à la vapeur). Il convient de privilégier la méthode conforme à la norme américaine ASTM A967 relative à la passivation.
Lorsque le marquage et la passivation sont parfaitement adaptés, les marques laser ont résisté à au moins 500 cycles de stérilisation plus un nettoyage alcalin fort (pH 14) dans les travaux publiés sur les dispositifs médicaux.
Comment grave-t-on des métaux réfléchissants comme le laiton et le cuivre ?
Le cuivre n'absorbe qu'environ 1 à 5 % de la lumière émise par un laser à fibre à 1 µm ; la majeure partie est donc réfléchie. Utilisez des impulsions courtes à forte puissance de crête (une grande quantité d'énergie concentrée dans chaque impulsion) ou un appareil MOPA. Le laiton se marque bien avec la fibre optique. Le cuivre peut être noirci par recuit ou blanchi par gravure.
Ces chiffres d'absorption proviennent de recherches sur le soudage, mais les principes physiques sont les mêmes pour le marquage. La lumière verte à 532 nm est beaucoup mieux absorbée, à environ 40-45 %, ce qui explique pourquoi certains procédés de traitement du cuivre utilisent des lasers verts.
Pour le marquage, une machine de marquage laser à fibre à impulsions courtes est généralement suffisante. Le laiton, comme sur la photo, se prête bien aux marquages fins et à la gravure profonde. Une source MOPA offre un meilleur contrôle sur le cuivre brillant. Voir MOPA vs Sources laser à fibre à commutation Q.
Est-il sans danger de graver au laser du métal peint, plaqué ou galvanisé ?
Le traitement laser de la peinture, le plaquage ou le zingage dégagent des fumées nocives. Les fumées d'oxyde de zinc provoquent la fièvre des fondeurs, le chromage peut libérer du chrome hexavalent et les revêtements de type PVC dégagent du chlorure d'hydrogène. Il est impératif d'utiliser un système d'aspiration des fumées pour chaque intervention et un appareil fermé dans les locaux partagés.
Surface | Fumée d'inquiétude | Limite américaine (OSHA) |
|---|---|---|
Acier galvanisé (zinc) | Les fumées d'oxyde de zinc provoquent la fièvre des fondeurs, une maladie de type grippal | 5 mg/m³ |
Pièces chromées ou contenant du chrome | Le chrome hexavalent, une cause de cancer | 5 µg/m³ |
Revêtements de type PVC | Le chlorure d'hydrogène, qui corrode également les équipements | Évitez ou utilisez des filtres chimiques |
Acier inoxydable | Poussières contenant du chrome et du nickel | Extrait à la source |
Le manuel technique de l'OSHA qualifie ces émissions de polluants atmosphériques générés par laser et exige une ventilation suffisante pour les maintenir en dessous des limites d'exposition. Concrètement, cela implique l'installation d'un extracteur de fumées au niveau de la tête de marquage pour chaque opération.
Les marqueurs laser ouverts nécessitent également une protection oculaire. Pour connaître les classes de sécurité et les enceintes de protection, consultez la section relative aux classes laser pour machines de marquage.
Quelle machine de gravure laser convient à vos pièces métalliques ?
Pour la plupart des pièces métalliques, une machine de marquage laser à fibre de 20 à 30 W convient aux surfaces brutes et peintes. Ajoutez du MOPA pour les marquages noirs ou en couleur. Utilisez un marqueur à fibre portatif pour les grandes pièces peintes et une machine fermée lorsque des personnes travaillent à proximité.
Pièces métalliques courantes : machine de marquage laser à fibre de bureau20–60 W. Métal nu, décapage de peinture, codes-barres et logos. 1 950 $–5 000 $.Voir la machine de marquage laser à fibre de bureau → 
Pièces volumineuses ou installées : machine de marquage laser à fibre portableApprochez le marqueur directement sur la pièce. 1 950 $–3machines de marquage laser portables → 
Espaces partagés et émanations : machine de marquage laser à fibre fermée. Armoire fermée et verrouillée ; à utiliser avec un extracteur de fumées. 3 500 $–7 000 $.Voir la machine fermée →Pour réaliser des marquages noirs sur aluminium anodisé ou des couleurs sur acier inoxydable, consultez le graveur laser MOPA. Pour les travaux en profondeur, consultez le graveur laser pour métaux. Pour choisir la puissance et la taille de la lentille, consultez notre guide des machines de marquage laser de bureau.
FAQ sur la gravure laser sur métal
Un laser CO2 peut-il graver du métal ?
Ne convient pas au métal nu. Une machine de marquage laser CO2 peut brûler la peinture ou l'anodisation du métal, ou marquer le métal nu avec une pâte de marquage spéciale. Pour un marquage direct sur l'acier, l'inox, l'aluminium ou le laiton, utilisez une machine de marquage laser à fibre.
Peut-on graver au laser du métal peint sans enlever la peinture ?
Uniquement avec des revêtements conçus à cet effet. Certains revêtements pour armes à feu et applications industrielles changent de teinte sous un marqueur laser à fibre, même lorsqu'ils restent fermés. La plupart des peintures ordinaires brûlent simplement ; il est donc conseillé de faire un essai sur un échantillon recouvert de la même peinture.
La gravure laser enlève-t-elle l'anodisation ?
Une machine de marquage laser standard à fibre ou CO2 enlève la couche de teinture et laisse une marque blanche révélant l'aluminium nu. Une machine de marquage laser MOPA peut noircir l'aluminium anodisé sans enlever la couche.
Le marquage laser a-t-il un impact sur la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable ?
C'est possible. L'apport de chaleur est le facteur principal ; utilisez donc la température la plus basse permettant d'obtenir un contraste. La passivation peut restaurer la protection, mais risque d'atténuer les marques. Choisissez la méthode conforme à la norme ASTM A967 ; l'acide citrique est plus doux pour les marques.
Quelle puissance me faut-il pour graver du métal au laser ?
Pour le marquage de surface, les codes-barres et le décapage de peinture, une puissance de 20 à 30 W est suffisante. Pour une gravure profonde ou des cycles plus rapides, optez pour une puissance de 50 à 60 W. Consultez notre guide sur les machines de marquage laser de bureau pour plus d'informations.
Quelle est la profondeur de gravure d'un métal par un laser ?
D'après notre expérience, chaque passage enlève environ 0,01 à 0,02 mm ; la profondeur est donc obtenue par de nombreux passages. Pour des marquages supérieurs à 0,1 mm environ, consultez la section sur le marquage laser, le microbillage et l'estampage.
Examinez la surface avant de vous intéresser à la machine. Le métal nu nécessite une machine de marquage laser à fibre. Le métal revêtu peut être marqué après élimination du revêtement, mais il faut ensuite le protéger, même avec une simple couche de liquide antirouille.
Sources
- Manuel technique de l'OSHA, dangers liés aux lasers
- US 29 CFR 1910.1026, limite d'exposition au chrome (VI)
- ASTM A967, Traitements de passivation chimique des pièces en acier inoxydable
- MIL-A-8625, Revêtements anodiques pour aluminium
- Recherches publiées sur la corrosion de l'acier inoxydable marqué au laser ; notes d'application sur les revêtements et les fabricants de lasers. Nous n'incluons aucun lien vers les sites d'autres entreprises.
