O mesmo laser pode deixar um logótipo preto nítido em aço inoxidável, uma marca branca brilhante numa placa anodizada preta e nada numa peça de cobre polida. A máquina não mudou. O metal e a sua superfície, sim.
A gravação a laser em metal funciona alterando a cor da superfície, removendo metal ou um revestimento. Para o metal exposto, é necessário um equipamento de marcação a laser de fibra. As peças pintadas, com revestimento em pó ou anodizadas podem ser marcadas removendo o revestimento, mas o metal exposto pode necessitar de proteção.
Esta página aborda o que um laser faz ao metal, qual a máquina adequada para cada tipo de metal e superfície, como marcar as peças pintadas e revestidas, se a marca irá enferrujar e como se proteger dos vapores.
Tem alguma peça em mente? Envie-nos o metal e o acabamento desejado e nós sugerimos uma máquina e um método.
Nota sobre possíveis enviesamentos: Trabalho para a HeatSign, uma empresa que fabrica máquinas de marcação a laser. As informações sobre revestimentos, corrosão e vapores provêm de normas, artigos científicos e guias para fabricantes. Não incluímos links para outros fabricantes de máquinas.
O que faz realmente um laser ao metal?
Um laser realiza uma de três ações no metal: recozimento da superfície para alterar a sua cor, vaporização do metal para gravar um sulco ou remoção da tinta ou anodização para expor o metal subjacente. Alguns revestimentos também podem mudar de cor sem serem perfurados.
O que o laser faz | O que vê | Metais típicos | Fique atento a |
|---|---|---|---|
Recozimento: aquece a superfície para que esta mude de cor | Marca preta ou colorida, suave ao toque | Aço inoxidável, titânio, outras ligas de ferro | Desbota acima de aproximadamente 200 °C; pode diminuir a resistência à corrosão |
Gravação: vaporiza (evapora) o metal | Uma batida que pode sentir | Aço, alumínio, latão, aço para ferramentas | Na nossa experiência, a profundidade é de cerca de 0,01 a 0,02 mm por passada, pelo que várias passadas permitem múltiplas passagens para atingir a profundidade desejada |
Remoção de revestimento: queima tinta, revestimento em pó ou anodização | O metal brilhante aparece através do revestimento | Aço pintado, peças com revestimento em pó, alumínio anodizado | O metal exposto perdeu a sua proteção |
Alteração de cor no revestimento | Marca mais escura ou mais clara, o revestimento permanece fechado | Alguns revestimentos para armas de fogo e aplicações industriais | Funciona apenas em revestimentos feitos para ele; teste primeiro |
Quatro termos utilizados nesta página
- Marca de recozimento
- Marca de cor feita por calor. Nada é removido, pelo que a superfície permanece lisa.
- Anodização
- Uma camada dura de óxido que se forma sobre o alumínio, geralmente tingida de preto, azul ou vermelho.
- MOPA
- Uma fonte de laser de fibra com duração de pulso ajustável. Ela pode criar marcas pretas em alumínio anodizado e cores em aço inoxidável.
- Passivação
- Um tratamento ácido que restaura a película anticorrosiva do aço inoxidável.
A diferença entre a corrosão e a gravação a laser reside principalmente na profundidade. Para uma análise mais detalhada, consulte corrosão a laser versus gravação a laser em metal.
Que laser funciona em cada metal e superfície?
Utilize uma máquina de marcação a laser de fibra para aço, aço inoxidável, alumínio, latão e titânio sem revestimento. Utilize MOPA para marcas pretas em alumínio anodizado e cores em aço inoxidável. Uma máquina de marcação a laser de CO2 pode remover tinta ou anodização, mas não consegue marcar o metal exposto por baixo.
Metal e superfície | O que o laser faz | Máquina para usar | Fique atento a |
|---|---|---|---|
Aço carbono e aço para ferramentas | Grava ou escurece | Máquina de marcação a laser de fibra | O aço exposto pode enferrujar na marca |
Aço inoxidável | Recoze preto ou a cores, ou grava | Fibra; MOPA para cores | Resistência à corrosão em marcas recozidas |
Alumínio nu | Gravações; marcas em cinzento claro | Máquina de marcação a laser de fibra | Baixo contraste em peças polidas |
Alumínio anodizado | Remove a tinta de uma mancha branca ou escurece-a para preto | Fibra para branco; MOPA para preto | Marcas brancas expõem o alumínio nu |
Latão e cobre | Grava; o cobre pode ficar preto ou branco | Fibra com impulsos curtos, ou MOPA | A maior parte da luz é refletida |
Titânio | Recoze até ficar preto ou colorido | Fibra ou MOPA | A cor depende do calor; teste as definições |
Peças cromadas ou niqueladas | Escurece ou remove o revestimento | Máquina de marcação a laser de fibra | Não perfure o revestimento |
Aço galvanizado (revestido a zinco) | Remove ou escurece o zinco | Máquina de marcação a laser de fibra | Fumos de óxido de zinco; perda da proteção de zinco |
Aço pintado | Remove a tinta para expor o metal | Fibra; o CO2 remove apenas a tinta | O aço exposto pode enferrujar |
Peças revestidas com pintura eletrostática a pó | Remove o revestimento | Máquina de marcação a laser de fibra | Os revestimentos espessos exigem mais passagens |
Peças revestidas por eletrodeposição (pintura eletrolítica) | Queima a fina camada | Máquina de marcação a laser de fibra | Ou marque antes do revestimento electroforético |
As máquinas de marcação a laser de fibra são capazes de marcar praticamente qualquer metal sem revestimento. Já as máquinas de marcação a laser de CO2 não: o seu feixe não é bem absorvido pelo metal sem revestimento. Podem remover tinta ou anodização, mas não conseguem marcar o metal em si sem o uso de pasta de marcação.
O logótipo de aço inoxidável na foto é uma marca escura na superfície. Para mais informações sobre o aço inoxidável, consulte as nossas máquinas de gravação a laser em aço inoxidável. Para comparar os tipos de laser em 17 materiais, ver marcação a laser de fibra vs. CO2 vs. UV.
Como gravar metal a laser, passo a passo?
Identifique o metal e o seu acabamento, depois limpe o óleo e o pó. Fixe a peça com o foco correto e teste as definições num pedaço de sucata com o mesmo acabamento. Marque a peça, verifique o resultado e proteja qualquer metal exposto.
- Identifique o metal e o acabamento. Sem revestimento, pintado, com revestimento em pó, anodizado ou galvanizado? A tabela acima indica o que o laser irá fazer.
- Limpe a superfície. O óleo e o pó alteram a quantidade de luz que a superfície absorve, fazendo com que as marcas fiquem irregulares.
- Fixe a peça e ajuste o foco. Uma peça que se move ou está desfocada produz marcas desfocadas ou irregulares.
- Faça o teste num pedaço de material descartável com o mesmo acabamento. A pintura, o revestimento em pó e a anodização variam de acordo com o fornecedor, pelo que as configurações de um lote podem não ser adequadas para o seguinte.
- Marque a peça. Para obter profundidade, faça passagens adicionais em vez de forçar a maquinação ao máximo.
- Confira o resultado. Observe o contraste, as margens e, no caso dos códigos de barras, a qualidade da leitura.
- Proteja o metal exposto. Se queimou a tinta ou o revestimento, trate a marca antes de remover a peça. Mais detalhes abaixo.
Como gravar a laser em metal pintado ou revestido com pintura eletrostática a pó?
Os metais pintados ou revestidos com pintura eletrostática a pó podem ser marcados de três formas: queimando o revestimento para revelar o metal brilhante, alterando a cor do revestimento sem o danificar ou marcando a peça antes da aplicação do revestimento. Os revestimentos têm geralmente apenas 20 a 100 µm de espessura, pelo que as passagens devem ser controladas.
Revestimento | Espessura típica | O que significa para a avaliação? |
|---|---|---|
Tinta líquida, revestimento em pó | Revestimento em pó geralmente de 60 a 80 µm | Algumas passagens removem a camada superficial; mais passagens iniciam a gravação do metal |
Revestimento E | Geralmente entre os 18 e os 28 µm | Muito fino; uma única passada pode romper |
Anodização decorativa (Tipo II) | Aproximadamente 2,5–25 µm | Marca branca com fibra; preta com MOPA |
Anodização dura (Tipo III) | Aproximadamente 12,5–100 µm | Necessita de mais energia; teste primeiro |
Para referência de escala, uma folha de papel sulfite tem cerca de 100 µm de espessura. As gamas de espessura provêm de especificações de anodização do exército americano e de dados da indústria de revestimentos.
Opção 1: queimar o revestimento para expor o metal
Isto proporciona o maior contraste: metal brilhante contra um revestimento escuro ou colorido. A máquina de marcação a laser de fibra remove a tinta no formato do texto ou logótipo e pára no metal.
A foto mostra um logótipo marcado desta forma num painel de aço pintado de cinzento. A desvantagem é que o metal sob a marca fica exposto.
Opção 2: alterar a cor do revestimento sem romper a camada protetora
Alguns revestimentos são concebidos para escurecer ou clarear sob a ação de um laser, mesmo quando fechados. Um fabricante de revestimentos para armas de fogo, por exemplo, utiliza lasers de fibra de 20 a 60 W para alterar a tonalidade do revestimento sem o remover. As tintas comuns raramente se comportam desta forma, por isso consulte o fornecedor do revestimento e faça um teste.
Opção 3: marcar antes da peça ser revestida
Se a peça for revestida com eletroforese, pode primeiro marcá-la e deixar a marca visível. Um código Data Matrix é um pequeno código de barras quadrado, semelhante a um código QR. Os testes de um fabricante de lasers mostraram que as suas células tinham de ser maiores que 0,75 mm para serem lidas após o revestimento. As células de 1,25 mm apresentaram os melhores resultados.
Para galvanização e pintura espessa, veja a profundidade da marcação a fazer antes de pintar ou galvanizar.
Marcar peças pintadas ou revestidas?
Envie-nos uma amostra revestida ou o tipo e espessura do revestimento. Indicaremos qual das três opções é a mais adequada.
O metal gravado a laser enferruja ou corrói?
Sim, pode. A remoção de tinta, o revestimento em pó ou a anodização deixa o metal exposto, que pode corroer na área marcada. As marcas fabricadas em aço inoxidável recozido também podem perder a resistência à corrosão. Proteja o aço exposto, defina a proteção adequada com o seu cliente e combine a passivação com o processo de marcação.
Marca | Risco | O que fazer |
|---|---|---|
Pintura ou revestimento em pó sobre aço queimado | O aço exposto pode enferrujar na marca | Aplique um líquido anticorrosivo logo após a marcação; para peças exteriores, combine com o seu cliente a aplicação de uma camada transparente ou retoque |
Marca branca em alumínio anodizado | O alumínio exposto pode corroer e esbater a marca | Utilize marcas pretas MOPA, que escurecem a camada em vez de a remover, ou sele a marca |
Marca preta de recozimento em aço inoxidável | Mais calor significa menor resistência à corrosão na marca | Utilize a temperatura mais baixa que proporcione contraste; combine a passivação com a marca |
Revestimento de crómio ou níquel | Romper a barreira abre caminho à corrosão | Escureça o revestimento sem o queimar completamente |
Revestimento de zinco (galvanização) | A remoção do zinco remove a sua proteção | Marque antes de galvanizar, ou mantenha a marca superficial e proteja-a |
A nossa prática: quando uma marcação atravessa a tinta, o revestimento em pó ou a galvanização até atingir o aço exposto, aplicamos um líquido anticorrosivo imediatamente após a marcação. É uma medida barata que impede que a marcação escureça durante o armazenamento.
Para qualquer produto que seja enviado por transporte, a proteção é uma decisão do cliente. A recomendação de um especialista em revestimentos é chegar a um acordo com o cliente, mesmo que seja um cliente interno, e comprovar a proteção com um teste de névoa salina, que consiste em pulverizar névoa salina em peças de amostra para acelerar a corrosão.
Aço inoxidável e passivação
A investigação sobre o aço inoxidável mostra que a entrada de calor é o principal fator que determina o quanto uma marcação a laser reduz a resistência à corrosão. A largura e a frequência do impulso importam menos.
A passivação também pode desvanecer as marcas de recozimento. Num estudo, as marcas que falharam apresentavam cerca de 15% menos de crómio, o elemento que impede a ferrugem do aço inoxidável. A passivação com ácido cítrico foi mais suave para as marcas do que a passivação com ácido nítrico, que reduziu a vida útil das marcas em ciclos de autoclave (esterilização a vapor). Escolha o método de acordo com a norma ASTM A967, a norma americana para a passivação.
Quando a marcação e a passivação são combinadas, as marcas a laser duraram pelo menos 500 ciclos de esterilização, para além de uma limpeza alcalina forte (pH 14), como demonstrado em trabalhos publicados na área dos dispositivos médicos.
Como gravar metais refletores como o latão e o cobre?
O cobre absorve apenas cerca de 1 a 5% da luz de 1 µm de um laser de fibra, pelo que a maior parte é refletida. Utilize impulsos curtos com uma potência de pico elevada (muita energia concentrada em cada impulso) ou uma máquina MOPA. O latão é facilmente marcado com fibra. O cobre pode ser marcado de preto por recozimento ou de branco por corrosão.
Estes valores de absorção provêm da investigação sobre soldadura, mas a física é a mesma para a marcação. A luz verde a 532 nm é absorvida muito melhor, cerca de 40 a 45%, razão pela qual alguns processos de fabrico de cobre utilizam lasers verdes.
Para a marcação, uma máquina de marcação a laser de fibra com impulsos curtos é geralmente suficiente. O latão, como na foto, aceita bem marcas finas e gravações profundas. Uma fonte MOPA oferece mais controlo sobre o cobre brilhante. Ver MOPA vs. fontes de laser de fibra com comutação Q.
É seguro gravar a laser em metal pintado, revestido ou galvanizado?
A gravação a laser de tinta, revestimento ou zinco liberta vapores nocivos. Os vapores de óxido de zinco provocam a febre dos fumos metálicos, a cromagem pode libertar crómio hexavalente e os revestimentos do tipo PVC libertam cloreto de hidrogénio. Utilize um sistema de exaustão de fumos em todos os trabalhos e mantenha a máquina num local fechado em salas partilhadas.
Superfície | Fumo preocupante | Limite dos EUA (OSHA) |
|---|---|---|
Aço galvanizado (zinco) | Fumo de óxido de zinco; causa a febre dos fumos metálicos, uma doença semelhante à gripe | 5 mg/m³ |
Peças cromadas ou que contenham crómio | O crómio hexavalente é uma causa de cancro | 5 µg/m³ |
Revestimentos do tipo PVC | O cloreto de hidrogénio também corrói os equipamentos | Evite ou utilize filtros químicos |
Aço inoxidável | Pó contendo crómio e níquel | Extrair da fonte |
O manual técnico da OSHA classifica estes gases como contaminantes do ar gerados por laser e exige ventilação suficiente para os manter abaixo dos limites de exposição. Na prática, isto significa um exaustor de fumos na cabeça de marcação em cada trabalho.
Os marcadores laser abertos também requerem proteção ocular. Para obter informações sobre as classes de segurança e os enclausuramentos, consulte as classes de laser para máquinas de marcação.
Qual a máquina de gravação a laser adequada para as suas peças metálicas?
Para a maioria das peças metálicas, uma máquina de marcação a laser de fibra de 20 a 30 W é adequada para superfícies nuas e pintadas. Adicione MOPA para marcações a preto ou a cores. Utilize um marcador de fibra manual para peças grandes pintadas e uma máquina fechada para locais onde as pessoas trabalham nas proximidades.
A maioria das peças metálicas: máquina de marcação a laser de fibra de mesa,20–60 W. Metal exposto, remoção de tinta, códigos de barras e logótipos. 1.950–5.000 dólares.Ver Máquina de marcação a laser de fibra de mesa → 
Peças grandes ou instaladas: Máquina de marcação a laser de fibra portátilLeve a máquina até à peça. 1.950–3.800 dólares.a laser portáteis → 
Ambientes partilhados e vapores: Máquina de marcação a laser de fibra fechada. Armário fechado e intertravado; utilizar com um exaustor de fumos. 3.500–7.000 dólares.Ver a máquina fechada →Para marcas pretas em alumínio anodizado ou cores em aço inoxidável, consulte o gravador a laser MOPA. Para trabalhos em profundidade, consulte a gravadora a laser para metais. Para escolher a potência e o tamanho da lente, consulte o nosso guia de máquinas de marcação a laser de secretária.
Perguntas frequentes sobre a gravação a laser em metal
Um laser de CO2 consegue gravar metal?
Não é metal exposto. Uma máquina de marcação a laser de CO2 pode remover tinta ou anodização do metal, ou marcar o metal exposto com uma pasta de marcação especial. Para marcações diretas em aço, aço inoxidável, alumínio ou latão, utilize uma máquina de marcação a laser de fibra.
É possível gravar a laser em metal pintado sem remover a tinta?
Apenas com revestimentos específicos para isso. Alguns revestimentos para armas de fogo e aplicações industriais mudam de tonalidade sob a marcação a laser de fibra, mesmo permanecendo fechados. A maioria das tintas comuns simplesmente queima, por isso faça o teste numa amostra com a mesma tinta.
A gravação a laser remove a anodização?
Uma máquina de marcação a laser padrão, de fibra ou CO2, remove a camada tingida, deixando uma marca branca que revela o alumínio exposto. Uma máquina de marcação a laser MOPA, por sua vez, consegue escurecer o alumínio anodizado até à cor preta sem remover a camada tingida.
A marcação a laser afeta a resistência à corrosão do aço inoxidável?
Sim, é possível. A aplicação de calor é o principal fator, por isso utilize a temperatura mais baixa que proporcione contraste. A passivação pode restaurar a proteção, mas pode desvanecer as marcas. Escolher o método de acordo com a norma ASTM A967; o ácido cítrico é mais suave para as marcas.
Qual a potência necessária para gravar metal a laser?
Para marcações superficiais, códigos de barras e remoção de tinta, 20–30 W são suficientes. Para gravações profundas ou ciclos mais rápidos, escolha 50–60 W. Consulte o nosso guia de máquinas de marcação a laser de mesa para mais informações.
Qual a profundidade máxima que um laser pode atingir ao gravar metal?
Na nossa experiência, cada passada remove cerca de 0,01 a 0,02 mm, pelo que a profundidade é obtida com várias passadas. Para marcas com mais de 0,1 mm de profundidade, ver laser vs. micropuncionamento vs. estampagem.
Antes de analisar a máquina, observe a superfície. O metal exposto requer uma máquina de marcação a laser de fibra. O metal revestido pode ser marcado removendo o revestimento, mas, nesse caso, o metal exposto necessita de proteção, mesmo que seja apenas uma camada de líquido anticorrosivo.
Fontes
- Manual Técnico da OSHA, riscos do laser
- US 29 CFR 1910.1026, limite de exposição ao crómio (VI)
- ASTM A967, Tratamentos de passivação química para peças de aço inoxidável
- MIL-A-8625, Revestimentos anódicos para alumínio
- Investigação publicada sobre a corrosão de aço inoxidável marcado a laser; notas de aplicação para fabricantes de revestimentos e lasers. Não incluímos links para sites de outras empresas.
