Um comprador escreve "gravar o número de peça a laser" num pedido de cotação e envia-o para dois fornecedores. Uma amostra regressa com uma gravação quase imperceptível. A outra apresenta um corte de 0,1 mm no aço. Ambos os fornecedores afirmam ter realizado a gravação a laser.
Aqui está a resposta curta para gravação a laser e corrosão. A gravação a laser funde uma fina camada superficial do metal. A corrosão a laser remove metal para fazer um corte real. O recozimento a laser apenas altera a cor e não remove nada. A diferença está na profundidade, e a profundidade exige mais tempo.
Este guia fornece uma tabela de profundidade para utilizar nas suas encomendas, linhas que pode copiar para o seu pedido de cotação (RFQ) e tempos de referência para o aço e o alumínio. Fabricamos marcadores de fibra, MOPA e micropuncionamento, pelo que também explicarei quando o laser não é a ferramenta adequada.
A versão curta
- Recozimento: apenas mudança de cor, sem profundidade. Rápido, mas desvanece acima de aproximadamente 200 °C.
- Gravação: uma camada superficial fundida, com alguns µm até cerca de 0,1 mm. Segundos por marca.
- Gravação: um corte real, com cerca de 0,25 mm ou mais de profundidade. Dezenas de segundos a minutos por marca.
- Faça o pedido pela profundidade, não pela palavra. Os fornecedores utilizam "gravação" para profundidades que variam em cerca de 50 vezes.
- Pague apenas a profundidade necessária. Se a peça for posteriormente jateada ou galvanizada, marque em profundidade. Caso contrário, uma marcação superficial é suficiente.
Palavras utilizadas neste guia
- Marca de recozimento
- Semelhante à tonalidade quente perto de uma soldadura, mas controlada numa forma preta nítida. Nada é removido.
- Energia pulsada
- A intensidade com que cada impulso de luz laser atinge o metal determina a quantidade de metal removida em cada passagem.
- Código Data Matrix
- Um pequeno código de barras quadrado, semelhante a um código QR, utilizado para rastrear peças.
- Laser MOPA
- Um laser de fibra que pode alterar a duração de cada impulso de luz. É útil para remover manchas pretas e coloridas.
Qual a diferença entre gravação a laser, gravação a laser e recozimento em metal?
O recozimento a laser altera a cor da superfície sem remover metal. A gravação a laser funde uma fina camada superficial, desde alguns mícrons até cerca de 0,1 mm. A gravação a laser vaporiza o metal, geralmente a partir de cerca de 0,25 mm de profundidade. A profundidade, o tempo de ciclo e a durabilidade aumentam por esta ordem.
Todas as três técnicas utilizam marcação a laser. A diferença está na quantidade de trabalho que o laser realiza na superfície.
Método | O que o laser faz | Quão profundo | Hora de um código Data Matrix de 10 mm |
|---|---|---|---|
Recozimento | Aquece a superfície até que esta escureça, como uma tonalidade escura perto de uma solda. Verá uma marca preta uniforme. | Nenhum | Segundos |
Gravura | Funde uma fina camada superficial. Aparece uma marca branca, cinzenta ou escura, ligeiramente em relevo. | Alguns µm até cerca de 0,1 mm | Segundos |
Gravação | Remove o metal, uma camada fina de cada vez. É possível sentir o corte com a unha. | Aproximadamente 0,25 mm e mais profundo | Dezenas de segundos a minutos |
Eis a mesma placa de identificação em aço inoxidável, marcada de duas formas diferentes. A versão preta é recozida. A versão branca é gravada. Nenhuma delas possui profundidade percetível ao toque.
Qual é o aspeto de uma marca gravada?
A gravação é diferente. O laser remove o metal, pelo que os caracteres ficam abaixo da superfície. Passe a unha sobre eles e sentirá cada borda.
Esta profundidade é o que permite que uma marca gravada resista ao jato de areia e ao desgaste intenso. É também por isso que demora mais tempo.
É possível recozer todos os metais?
Não. O recozimento funciona em aço inoxidável, titânio e aço carbono. O alumínio puro não escurece após o recozimento.
Em alumínio anodizado, um laser de fibra MOPA pode criar uma marca escura alterando a camada anodizada, como nesta tampa de alumínio.
Marcação laser MOPA em alumínio anodizado.
Porque é que os fornecedores discordam sobre o significado de "gravação"?
Porque não existe uma definição consensual. Um dos principais fabricantes de lasers indica uma profundidade de gravação de 0,025 a 0,127 mm. Outros fornecedores descrevem-na como praticamente sem profundidade, cerca de 0,0025 mm. Esta diferença é de 50 vezes, por isso especifique a profundidade desejada, e não a palavra.
Comparamos como fontes conhecidas descrevem as mesmas palavras:
Fonte | profundidade de “gravura” | profundidade de “gravura” |
|---|---|---|
Keyence | 0,0254–0,127 mm (0,001–0,005 pol.) | 0,254–1,905 mm (0,01–0,075 pol.) |
Xometry, Boss Laser | Aproximadamente 0,0025 mm (0,0001 pol.), “profundidade mínima ou inexistente” | Até cerca de 0,5 mm (0,020 pol.) |
Laserax | Fusão superficial, sem figura de profundidade | Até 500 µm; gravação profunda até alguns milímetros |
Nenhuma destas fontes está errada. Descrevem máquinas e trabalhos diferentes. Mas se o seu desenho apenas diz "gravação a laser", um fornecedor pode atendê-lo com uma marca 50 vezes mais rasa do que a que imaginou.
Para se ter uma ideia da escala, um cabelo humano tem cerca de 70 µm de espessura. Uma gravação de 2,5 µm corresponde a cerca de 1/30 da espessura de um cabelo. Uma gravação de 0,1 mm é ligeiramente maior do que um fio de cabelo.
Qual a profundidade de cada tipo de marca?
Mesma escala. 1 mm = 1.000 µm. Um cabelo humano tem cerca de 70 µm.
Marcação a laser de referência
Como especificar uma marcação a laser num desenho ou pedido de cotação?
Enumera quatro informações. O processo: recozimento ou remoção de material. Uma profundidade mínima e como medi-la. O tipo de código de barras com uma classificação mínima, como por exemplo a classificação C de acordo com a norma ISO/IEC 29158. E todos os processos pelos quais a peça passa após a marcação.
Aqui estão três linhas que pode copiar e ajustar:
A sua necessidade | O que escrever |
|---|---|
Número de série em aço inoxidável, sem remoção de material | “Recozimento a laser, preto, sem remoção de material. Caracteres com 2,5 mm de altura. A marca deve manter-se legível após a passivação.” |
Matriz de dados que deve resistir a detonações | “Gravação a laser em Data Matrix ECC200, 10 × 10 mm. Profundidade mínima de 0,10 mm, medida com um medidor de profundidade. Grau mínimo C de acordo com a norma ISO/IEC 29158 após jato de areia.” |
Número de peça, cosmético, revestido por eletroforese após marcação | “Número de peça marcado a laser, caracteres de 3 mm. A marcação na superfície também é aceitável. A peça recebe revestimento eletroforético após a marcação.” |
A última linha é a mais importante. O que acontece à peça depois da marcação determina a profundidade que deve ter. Chamar-lhe corrosão ou entalhe não faz diferença.
A sua equipa de qualidade vai querer que a nota seja registada por escrito. Um código de barras que é lido por um telemóvel pode ainda ser reprovado numa auditoria.
ISO/IEC 29158 é o método de classificação para marcações diretas em peças (DPM); veja como os códigos Data Matrix nas peças são classificados de acordo com a norma ISO/IEC 29158.Se um fornecedor classificar o seu código de barras com a norma ISO/IEC 15415, volte a perguntar. Esta norma é para etiquetas impressas e pode reprovar uma marcação a laser que esteja perfeita.
Não sabe o que escrever no seu pedido de cotação?
Envie-nos o desenho, o material e os passos de acabamento pretendidos. Responderemos com um processo, a profundidade mínima e um orçamento.
Quanto tempo demora cada método por peça?
Uma marcação superficial demora segundos. A gravação profunda demora dezenas de segundos a minutos, dependendo do metal. Num teste publicado, um laser MOPA de 20 W demorou 112 segundos a gravar um quadrado de 5 × 5 mm com 0,2 mm de profundidade em aço inoxidável.
O que altera o tempo de gravação?
Considere cada número abaixo como um intervalo de referência, e não como uma promessa. A velocidade de gravação varia com:
- O metal. O alumínio desgasta-se muito mais rapidamente do que o aço. O cobre e o titânio comportam-se de forma diferente. Para um laser, o tipo de metal importa mais do que a sua dureza.
- A lente. Uma lente que cobre uma área de marcação maior dispersa a energia do laser, removendo o metal mais lentamente.
- As definições. Menos passagens, mas mais intensas, poupam tempo, mas podem deformar peças finas devido ao calor.
- Velocidade ou qualidade. No teste acima, as definições suaves e sem distorção demoraram 375 segundos, cerca de três vezes mais tempo.
Tempos de referência para o aço e o alumínio
Taxas de remoção publicadas para um laser de fibra de 100 W (lente de 254 mm). 1 mm³ é um pequeno cubo de metal com 1 mm de lado.
Metal | Metal removido por segundo | Matriz de dados de 10 × 10 mm, 0,1 mm de profundidade* |
|---|---|---|
Aço | 0,05–0,11 mm³ | Cerca de 45 a 100 segundos |
Alumínio | 0,41–0,70 mm³ | Cerca de 7 a 12 segundos |
*Como calculámos: aproximadamente metade de uma matriz de dados é constituída por células escuras. 10 × 10 mm × 50% × 0,1 mm = 5 mm³. Assim, 5 mm³ ÷ a taxa de remoção = tempo.
Estes são os nossos cálculos, usando taxas publicadas (Laserax). A sua peça pode ser diferente. Faça os testes.
Na nossa experiência, um laser de fibra remove cerca de 0,01 a 0,02 mm por passagem no aço, pelo que 0,1 mm requer aproximadamente 5 a 10 passagens. Uma marcação superficial do mesmo código Data Matrix requer apenas uma passagem. Num teste publicado, um código Data Matrix marcado na superfície de uma peça fundida atingiu um bom contraste (grau B) em menos de 10 segundos.
O que significa para um turno de trabalho?
Admita que cada peça necessita de 60 segundos extra de gravação e que marca 500 peças por turno. Isto representa mais de 8 horas extra: um turno inteiro para uma única máquina. A única forma de saber o número exato é testar a sua própria peça.
Mais potência do laser torna a gravação mais rápida?
Sim, mas 5 vezes a potência não significa 5 vezes a velocidade: um teste publicado constatou que um laser de 500 W é menos de 5 vezes mais rápido do que um de 100 W. Para marcas com menos de 0,1 mm, 20–30 W são geralmente suficientes.
Um laser de fibra não emite luz continuamente. Dispara milhares de impulsos curtos a cada segundo, como um martelo a bater muito rápido. A potência (em watts) indicada na etiqueta (potência média) informa a quantidade total de trabalho realizado, definindo assim a velocidade. A intensidade de cada impulso (energia do impulso) determina a quantidade de metal removida numa única passagem.
Por este motivo, o laser MOPA de 20 W no teste acima ainda conseguiu gravar 0,2 mm. Apenas precisou de mais passagens. Invista num laser de 50 W ou mais apenas quando precisar de gravar marcas profundas em muitas peças.
O seu trabalho | O que geralmente se ajusta |
|---|---|
Números de série, logótipos, Data Matrix, marcas de superfície em aço ou alumínio | Laser de fibra de mesa de 20–30 W |
Marcas pretas em alumínio anodizado, cor em aço inoxidável, peças finas que não devem deformar | Laser de fibra MOPA (largura de impulso ajustável, 2–350 ns) |
Marcas com 0,1 mm ou mais de profundidade em muitas peças, moldes, relevo 2,5D (formas 3D pouco profundas) | Fibra ótica de 50 W ou mais, ou um laser de gravação profunda com eixo Z motorizado (a lente move-se para baixo à medida que o corte se aprofunda) |
0,3 mm ou mais de profundidade, e a peça será jateada ou galvanizada | Um marcador pneumático de micropuncionamento, não um laser |
Laser de fibra de mesa, 20–50 W.Para a maioria das marcações superficiais, números de série e códigos Data Matrix em aço e alumínio. 1.950–5.000 dólares.Ver máquina →
Laser de fibra MOPA, 30–100 W.Para marcações pretas em alumínio anodizado, cores em aço inoxidável e peças finas que não se podem deformar. 2.500–6.500 dólares.Ver máquina →
Gravadora laser profunda (HS-FL35D).Um eixo Z motorizado acompanha o corte, ideal para moldes, relevo 2,5D e números de série profundos. 2.900–3.900 dólares.Ver máquina →Quando não vale a pena comprar um laser mais potente? Se a sua peça apenas necessita de uma marcação superficial e nada a remove com jato de laser, a potência extra fica sem utilização.
E se precisar de uma precisão de 0,3 a 0,8 mm, uma máquina de marcação por micropuncionamento consegue essa precisão numa só passagem, segundo a nossa experiência, por um preço mais baixo. Comparámos as duas em marcação a laser versus micropuncionamento.
Está a pensar utilizar um marcador a laser na sua linha de produção?
Indique-nos a peça, o material e a quantidade que produz por dia. A nossa equipa de vendas enviará a configuração adequada e um orçamento completo, com portes incluídos.
Que método sobreviverá ao seu próximo processo?
A marcação deve corresponder ao processo subsequente. As marcas de recozimento desaparecem acima de aproximadamente 200 °C e podem desaparecer completamente na passivação. As marcas gravadas resistem à pintura a pó e à eletrodeposição. O jateamento requer gravação. A galvanização a quente requer cerca de 0,8 mm, o que geralmente significa martelagem por pontos.
Após marcar | Recozimento | Gravura | Gravação | Ponto de martelo |
|---|---|---|---|---|
Calor acima de aproximadamente 200 °C | Desvanece | Geralmente contém | Segura | Segura |
Passivação (ácida) em aço inoxidável | Pode desbotar | Teste primeiro | Segura | Segura |
Revestimento em pó, revestimento electroforético | Pode desbotar no forno | Segura | Segura | Segura |
jato de areia com granalha ou areia | Removido | Removido | Aguenta firme se for fundo o suficiente | Segura |
Galvanização por imersão a quente | Removido | Removido | Só se for muito profundo | Mantém-se em cerca de 0,8 mm |
Vale a pena conhecer duas fontes. Um fabricante alemão de lasers afirma que as marcas de recozimento são estáveis até cerca de 200 °C e desaparecem acima desta temperatura. Para peças médicas em aço inoxidável, este artigo da Astro Pak sobre dispositivos médicos marcados a laser explica porque é que as marcas de recozimento podem desvanecer no ácido de passivação.
Se as suas peças forem galvanizadas, jateadas ou receberem pintura em excesso, consulte o nosso guia sobre a profundidade mínima que uma marca deve ter para resistir à galvanização, ao jateamento ou à pintura. Apresenta um limite de profundidade para cada acabamento.
Perguntas frequentes
A gravação a laser é permanente?
Sim, até que um processo posterior remova a superfície. A corrosão resiste ao manuseamento normal, aos óleos e à maioria dos revestimentos. Não resiste ao jato abrasivo nem ao lixamento, porque estes processos removem a fina camada em que está depositada.
É possível gravar aço inoxidável em profundidade com um laser de fibra?
Sim, mas é lento. Um teste publicado registou um quadrado de 5 × 5 mm com 0,2 mm de profundidade em cerca de 2 minutos com um laser MOPA de 20 W. Ultrapassar 1 mm demora muitos minutos ou mais, e a peça pode deformar-se.
É possível realizar o recozimento a laser no alumínio?
Não. O alumínio não forma o óxido negro que o aço e o titânio formam. O alumínio sem revestimento deixa uma marca gravada branca ou cinzenta. No alumínio anodizado, um laser MOPA pode deixar uma marca escura.
Para marcas profundas, qual é o melhor método: gravação a laser ou micropuncionamento?
Para marcas com 0,3 mm ou mais de profundidade que necessitam de resistir a jato de areia ou galvanização, o micropuncionamento é geralmente mais rápido e económico. Escolha a gravação a laser profunda quando precisar de um corte suave e preciso, como em cavidades de moldes ou logótipos delicados.
Gravação a laser versus gravação a laser: escolha primeiro a profundidade e depois a máquina
O erro mais comum que vejo é encomendar pelo termo "gravar" ou "corroer" não informa o fornecedor da profundidade de corte, e cada 0,1 mm de profundidade representa um custo adicional de tempo em cada peça. O segundo erro é comprar potência laser para uma profundidade que a peça nunca precisará de atingir.
Comece por analisar o que acontece à peça após a marcação. Selecione a marca mais superficial que resista, anote essa profundidade e uma classificação no seu pedido de cotação e teste a sua própria peça para obter um tempo de ciclo real.
Envie-nos a peça, o material e os passos de acabamento. Indicaremos o processo mais adequado, o tempo de execução aproximado e o custo da máquina.
Fontes
- Keyence, “Gravação a laser vs. Marcação a laser”
- Xometry, “Marcação a laser vs. Gravação vs. Marcação a laser”; Boss Laser, “Marcação a laser vs. Gravação a laser”
- Laserax, “Gravação a Laser e Gravação a Laser” e “Gravação a Laser Profunda”
- Trotec, artigo do centro de ajuda “Gravação profunda de metais”
- Trumpf, página de aplicação de recozimento a laser
- Astro Pak, desenvolvendo um processo de passivação eficaz para a manutenção de dispositivos médicos marcados a laser.
- Associação Americana de Galvanizadores, Peças de Marcação
- ISO/IEC 29158, norma de qualidade para marcação direta de peças
