Marquage Laser
Marquage avec laser fibré
Les lasers fibrés sont des lasers à solide connus pour leur puissance de sortie élevée, leur vitesse et leur capacité à graver en profondeur. En raison de cette puissance de sortie élevée, ils sont destinés en particulier à la gravure, au marquage ou au brûlage de métaux à grande vitesse. Cependant, les lasers fibrés sont connus pour leur effet de chaleur, qui peut être préjudiciable lors de marquages sur plastique ou lors de marquages de précision sur métal. C'est dans ces cas que les marqueurs laser hybrides excellent. Avec leur combinaison de fibre et de technologie YVO₄, les lasers hybrides peuvent générer des puissances de sortie élevées pour les métaux et une puissance de crête élevée pour les plastiques.
Qu'est-ce qu'un laser fibré ?
Les marqueurs laser fibrés ont une longueur d'onde de 1 090 nm, ce qui en fait des lasers IR (infrarouge). Les lasers fibrés peuvent marquer un large éventail de matériaux, bien qu'ils soient optimisés pour les applications de marquage sur métal. Leur puissance de sortie élevée les rend idéaux pour les applications de gravure profonde, ainsi que pour toute application de marquage ou d'usinage avec des temps de cycle courts.
Les marqueurs laser fibrés reposent en fait sur la même technologie que celle utilisée pour les communications longue distance (fibres optiques). Un laser est efficacement amplifié lorsqu'il passe dans une fibre optique, ce qui permet de produire un laser fibré à forte puissance.
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Télécharger le catalogueQu'est-ce qu'un marqueur laser hybride ? Avec fibre et YVO4
Un marqueur laser hybride est la combinaison d'un laser fibré et d'un laser YVO4. Les lasers fibrés sont connus pour leur puissance moyenne élevée, ce qui est particulièrement important pour la gravure profonde ou les temps de cycle courts, tout en offrant une longue durée de vie. Les marqueurs laser YVO4 sont connus pour leur qualité de faisceau élevée, leur puissance de crête et leur polyvalence lorsqu'il s'agit de marquer un large éventail de matériaux. Le laser hybride KEYENCE a été conçu pour tirer profit des points forts de chacun de ces deux types de marqueurs laser. La source intégrée (S-MOPA) offre les avantages des deux technologies, conférant à l'hybride une puissance moyenne élevée et une longue durée de vie, tout en lui conférant la qualité de faisceau élevée, la puissance de crête et la polyvalence globale que le laser YVO4 offre. Cela fait du marqueur laser hybride le laser le plus polyvalent et le plus complet du marché.
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Qu'est-ce que le S-MOPA et pourquoi est-il important ?
Combine les avantages des marqueurs laser YVO4 classiques et des marqueurs laser fibrés (par rapport au modèle KEYENCE classique)
Le KEYENCE S-MOPA (Solid-state Master Oscillator Power Amplifier : amplificateur de puissance de l'oscillateur maître solide) est une source laser de nouvelle génération qui combine le haut niveau de qualité et d'intensité des lasers YVO4 avec la longue durée de vie et les excellentes caractéristiques de rayonnement des lasers fibrés. La particularité du S-MOPA est sa conception à deux niveaux dans laquelle une source laser YVO4 (oscillateur maître) est utilisée pour générer l'impulsion, qui est ensuite amplifiée par un amplificateur YVO4. Cela permet d'amplifier l'impulsion générée par l'oscillateur maître tout en maintenant sa puissance de crête et sa qualité élevées.
Des diodes laser de pompage à émetteur unique, un avantage des lasers fibrés, sont également utilisées. Elles permettent d'obtenir une densité thermique inférieure à celle des diodes laser à plusieurs émetteurs (diodes laser possédant plusieurs surfaces émettrices de lumière dans une seule puce semi-conductrice) des lasers à solide. Cela permet au KEYENCE S-MOPA d'avoir une longue durée de vie même si c'est un laser à solide.
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Puissance de crête : modèle fibré contre hybride
La principale différence entre les lasers hybrides et fibrés réside dans leurs puissances de crête et leurs largeurs d’impulsion. La puissance de crête est l'intensité de la lumière et la largeur d'impulsion est la durée de la lumière. Les lasers hybrides ont la particularité de créer facilement une lumière avec une puissance de crête élevée et une impulsion courte grâce à la technologie YVO4. Les lasers fibrés ont la particularité de créer facilement une lumière avec une puissance de crête faible et une impulsion longue. Lorsque des matériaux sont soumis à un laser, le résultat de l'opération varie considérablement en fonction des différences d'impulsions.
Une puissance de crête élevée et une impulsion courte permettent à la lumière d'avoir une meilleure réaction avec le matériau, avec un effet de chaleur très limité. Cela permet de marquer un éventail plus large de matériaux, en particulier les métaux et plastiques sensibles à la chaleur, avec un contraste élevé et un effet de chaleur bien moindre. Une puissance de crête faible et une impulsion longue entraînent un effet de chaleur beaucoup plus important sur les matériaux marqués, ce qui rend beaucoup plus difficile le marquage des plastiques ou des matériaux sensibles à la chaleur sans les consumer ou les carboniser. Par ailleurs, une puissance de crête faible et une impulsion longue permettent une gravure profonde, ou creusement, dans des matériaux plus durs avec des temps de cycle plus courts qu'avec l'autre système.
Marquage par contraste sur résine blanche
Laser YVO4
Laser fibré
Marquage sur surface nickelée
Laser YVO4
Laser fibré
Gravure sur SUS (acier inoxydable)
Laser YVO4
Laser fibré
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Qualité du faisceau : la fibre face à l'hybride
La qualité du faisceau d'un marqueur laser est extrêmement importante car elle peut déterminer la concentration d'énergie et l'efficacité globale du laser. La qualité d'un faisceau se mesure à sa valeur M2. Plus celle-ci est proche de 1, plus la qualité du faisceau est élevée. C'est également l'une des différences entre les marqueurs laser hybrides et fibrés. La source YVO4 du laser hybride génère un faisceau d'une valeur M2 inférieure à 1,3, bien meilleure que la valeur standard d'un laser fibré qui est d'environ 2.
L'importance de cette caractéristique réside dans le fait que plus la qualité du faisceau est élevée, plus le marquage est régulier et la profondeur de netteté élevée. La profondeur de netteté est un facteur important pour les performances de base, afin d'atteindre et de maintenir la qualité du marquage. Lorsqu'on l'associe à la fonction de suivi Z, on obtient une très grande tolérance aux écarts de hauteur, l'un des problèmes les plus courants avec le marquage laser en général.
Marqueur laser fibré KEYENCE
Série MD-X
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Télécharger le cataloguePolyvalence de marquage : comparaison de tous les lasers
La combinaison des technologies fibre et YVO4 fait du laser hybride l'un des lasers les plus polyvalents, sinon le plus polyvalent, du marché. Avec le S-MOPA, une puissance de crête élevée, une durée d'impulsion courte et une haute qualité de faisceau, le laser hybride peut marquer presque tous les matériaux. Vous trouverez ci-dessous une comparaison de la qualité du marquage des lasers UV, verts, hybrides, fibrés et CO2 sur divers matériaux.
Choix en fonction du matériau
Nom du matériau | Marqueur laser UV Série MD-U |
Marqueur laser vert Série MD-T |
Marqueur laser hybride Série MD-X |
Marqueur laser fibré Série MD-F |
Marqueur laser CO2 Série ML-Z |
|
---|---|---|---|---|---|---|
Résine | EP (résine époxy) | très bien | très bien | très bien | bien | bien |
ABS (résine ABS) | très bien | très bien | très bien | bien | possible | |
PBT | très bien | très bien | très bien | bien | possible | |
PA | très bien | très bien | bien | possible | bien | |
PC (polycarbonate) | très bien | bien | bien | bien | bien | |
PP (polypropylène) | très bien | très bien | bien | possible | bien | |
PE (polyéthylène) | très bien | très bien | bien | possible | bien | |
PET | très bien | impossible | impossible | impossible | très bien | |
PPS | très bien | très bien | bien | possible | bien | |
PS (polystyrène) | très bien | très bien | bien | possible | bien | |
PI (polyimide) | très bien | très bien | possible | possible | possible | |
PVC (polychlorure de vinyle) | très bien | très bien | bien | bien | très bien | |
Verre époxy | très bien | très bien | bien | bien | bien | |
Métal | SUS (acier inoxydable) | bien | bien | très bien | très bien | impossible |
Fe (fer) | bien | bien | très bien | très bien | impossible | |
Al (aluminium) | bien | bien | très bien | très bien | impossible | |
Ni (nickel) | très bien | très bien | bien | bien | impossible | |
Cu (cuivre) | très bien | très bien | bien | possible | impossible | |
Au (or) | très bien | très bien | bien | possible | impossible | |
Autre | Céramique | très bien | très bien | bien | bien | bien |
Si (silicone) | très bien | très bien | bien | possible | possible | |
Papier | bien | bien | bien | bien | très bien | |
Caoutchouc | très bien | très bien | très bien | très bien | très bien | |
Verre | bien | impossible | impossible | impossible | très bien | |
Bois | possible | possible | possible | possible | très bien |
Faire défiler
*Les évaluations des matériaux données dans le tableau varient en fonction de l'état et des additifs de la cible, ainsi que des conditions définies. Voyez ces informations comme des exemples types
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Fonctionnalité du laser fibré : la gravure laser haute puissance
Un laser fibré grave le matériau en le chauffant jusqu'à son point de vaporisation, laissant un marquage gravé. Les lasers fibrés ont une puissance de sortie beaucoup plus élevée que les marqueurs laser classiques. Par conséquent, ils peuvent exécuter la plupart des applications à un rythme beaucoup plus rapide. Choisissez un marqueur laser fibré lorsque vous avez besoin d'un marquage rapide ou d'une gravure profonde sur du métal.
Comment choisir la meilleure machine de gravure à laser fibré
Le choix de votre machine de gravure à laser fibré dépend du volume de production et des dimensions, de la complexité des motifs et du type de gravure. Examinons chaque critère de plus près.
Volume de production et dimensions
Si vous produisez des petits volumes ou des pièces de petites dimensions, vous choisirez un graveur laser fibré autonome ou un laser de bureau. Ces systèmes laser ne sont pas intégrés dans une ligne de production et nécessitent des changements manuels. On parle souvent de marquage « hors ligne ».
Si vous produisez en masse ou si vous gravez des pièces de grandes dimensions, vous choisirez plutôt une machine de gravure à laser fibré automatique. Les graveurs laser automatiques sont intégrés dans la ligne de production et exécutent des tâches répétitives. On parle souvent de marquage « en ligne ».
Complexité des motifs
Le type de motifs que vous souhaitez graver avec votre laser détermine le type de logiciel et de faisceau dont vous avez besoin. Si vous souhaitez créer des motifs personnalisés ou détaillés, vous aurez besoin d'une machine de gravure à laser fibré avec un logiciel évolué capable de reproduire ces motifs. De plus, si vous prévoyez de marquer une surface incurvée ou présentant des changements de profondeur, il faudra vous tourner vers un faisceau laser qui grave en 3D.
Type de gravure
Si vous recherchez un marqueur laser capable de graver en profondeur ou dans des matériaux durs, vous aurez besoin d'un laser à crête de puissance faible et à impulsion longue. En revanche, si vous avez besoin d'une qualité et d'une précision élevées ou de graver des matériaux fragiles, vous devriez opter pour un laser à crête de puissance élevée et à impulsion courte.
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Présentation du produit
Marqueur laser fibré 3D Série MD-F
Puissance élevée de 50 W/30 W
La puissance de sortie élevée du laser fibré MD-F permet une gravure profonde et une exécution à grande vitesse.
Commande du scanner pour chaque application
Les marqueurs à laser fibré MD-F optimisent le mouvement de leur scanner, fournissant ainsi de meilleurs marquages en moins de temps pour presque toutes les applications.
Résistance à l'environnement, tête sans ventilateur
Les graveurs à laser fibré MD-F sont isolés de leur environnement (indice IP64) et disposent d'une tête de marquage sans ventilateur, ce qui les rend suffisamment robustes pour fonctionner dans des environnements sales, poussiéreux, humides et huileux.
Commande 3D
La commande 3D est une fonctionnalité du laser fibré MD-F qui permet de modifier le point focal du laser sur tout le champ de marquage. La plupart des lasers fibrés ont des points focaux fixes, ce qui engendre des résultats déformés car le faisceau ne peut pas marquer uniformément la cible. En revanche, le spot de faisceau réglable du laser fibré peut aisément marquer tout le champ de marquage sans distorsion. Il peut même réaliser des marquages sur des formes en 3D telles que des cylindres, des surfaces inclinées, des sphères, etc., sans nécessiter de mouvement externe des pièces.
Correction de position et de mise au point automatiques Marqueur laser hybride 3D Série MD-X
Vision intégrée
La Série MD-X est dotée d'une caméra à l'intérieur de la tête de marquage laser qui peut identifier automatiquement la forme d'une cible. Le marqueur laser peut ainsi s'ajuster selon les décalages de l'axe X, de l'axe Y et de l'angle thêta, afin de conserver une position de marquage correcte. Le système de marquage est même capable de distinguer les différentes pièces et de marquer chacune en conséquence.
Mise au point automatique en tout point
Le marqueur laser MD-X est équipé en standard d'un capteur de distance intégré qui permet des corrections automatiques de la mise au point. En quelques étapes simples, cela élimine la nécessité de régler manuellement la hauteur en fonction des variations des pièces.
Analyse basée sur les données
Le MD-X utilise la maintenance prédictive pour éliminer les problèmes avant qu'ils ne surviennent. Dans le cas peu probable d'un défaut de marquage, le marqueur laser dispose d'une large gamme d'outils de diagnostic pour en identifier la source et mettre en œuvre des contre-mesures.
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Télécharger le catalogueDifférences entre laser CO2 et laser fibré
Les lasers CO2 et les lasers fibrés utilisent tous deux une lumière infrarouge. Toutefois, ils fonctionnent différemment. Les lasers fibrés utilisent une longueur d'onde de 1 090 nm, tandis que les lasers CO2 utilisent une longueur d'onde de 10 600 nm, soit 10 fois plus longue. En raison de l'énorme différence de leurs longueurs d'onde, les lasers fibrés et CO2 sont généralement destinés à des applications très différentes.
La chaleur élevée des lasers CO2 les rend optimaux pour le traitement de cibles transparentes qui n'absorbent pas la lumière du laser fibré. De même, les lasers fibrés conviennent pour les métaux qui n'absorbent pas la lumière des lasers CO2.
Cependant, ces lasers sont tous deux excellents pour la découpe. Un laser CO2 et un laser fibré offrent d'excellents résultats en matière de découpe en raison de leur puissance de sortie élevée.
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Différences entre laser UV et laser fibré
Les lasers UV et les lasers fibrés utilisent des procédés différents, ils ne sont donc pas interchangeables. Alors que le laser fibré utilise un laser infrarouge d'une longueur d'onde de 1 090 nm pour chauffer les matériaux, les lasers UV utilisent un laser ultraviolet de 355 nm. De plus, au lieu de passer dans une fibre, les lasers UV traversent deux cristaux avant d'atteindre le point final du faisceau.
En raison de ces deux procédés différents, ces lasers s'appliquent à des matériaux complètement différents. La longueur d'onde de 355 nm d'un laser UV étant facilement absorbée, elle agit sur le matériau par dégradation photolytique ou « marquage à froid ». Cela permet un marquage à fort contraste avec peu ou pas d'impact thermique sur le produit marqué. Du fait de l'absence de stress thermique, les lasers UV sont couramment utilisés sur des matériaux fragiles comme le papier, le plastique, la résine et le carton. Ils sont couramment utilisés pour le marquage des métaux dans certains secteurs, quand la finition de surface, la profondeur et les propriétés physiques des produits ne doivent pas être compromises.
Sécurité des machines à laser fibré
Les lasers fibrés sont définis comme des lasers de classe 4/classe IV par la FDA et la CEI. La classe 4 signifie qu'il existe un danger potentiel en cas d'exposition de la peau ou de vision indirecte/directe de la lumière d'un laser fibré.
Mesures de sécurité intégrées au laser fibré KEYENCE
De nombreux lasers fibrés disposent de mesures de sécurité intégrées pour éviter tout dommage. Le laser fibré KEYENCE comprend une commande à clé, un avertissement d'émission de rayonnement, un obturateur laser, un dispositif de bornes d'entrée pour arrêt d'urgence, une option de réinitialisation manuelle, ainsi qu'une sécurité redondante via un contacteur conforme à la norme ISO 13849-1.
Commande à clé
Le laser fibré KEYENCE s'allume et s'éteint en tournant une clé.
Avertissement d'émission de rayonnement
Un voyant d'émission de rayonnement laser s'allume lorsque la machine est mise sous tension via l'interrupteur à clé.
Obturateur laser
Lorsque le laser fibré est allumé, un obturateur ferme le faisceau pour empêcher l'émission du faisceau laser.
Arrêt d'urgence
Le laser fibré comprend deux bornes d'entrée. Si l'une d'elles est ouverte, le laser s'arrête automatiquement.
Réinitialisation manuelle
Si une erreur se produit dans le laser, il doit être rallumé manuellement. La commande manuelle empêche le laser de s'allumer lorsqu'une erreur n'est pas corrigée.
Conformité à la norme ISO 13849-1
Les marqueurs laser KEYENCE peuvent être mis en conformité avec la norme ISO 13849-1 et atteindre le niveau de performance le plus élevé, le PLe.
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Mesures de sécurité organisationnelles pour l'utilisation de lasers fibrés
Emplacement du laser fibré
Placez toujours un panneau d'avertissement à l'entrée de la zone du laser. Le panneau invitera toute personne passant dans cette zone à respecter les normes de sécurité relatives au laser. De plus, assurez-vous qu'il existe un système de ventilation local si du gaz est émis par votre graveur laser.
Vêtements et lunettes de protection pour lasers fibrés
Portez toujours des vêtements et des lunettes de protection recouvrant autant de peau que possible lorsque vous utilisez un laser fibré. Assurez-vous que les lunettes de protection soient spécifiquement conçues pour les lasers fibrés.
Système de gestion de la sécurité du laser fibré
Avant de mettre en place votre laser, nommez un responsable de la sécurité laser. Votre responsable de la sécurité laser doit avoir des connaissances et une expérience préalables avec les marqueurs à laser fibré et les mesures de sécurité associées.
Il est responsable des tâches suivantes :
- Mise en place de mesures de prévention des émissions du laser fibré.
- Détermination de l'emplacement du laser fibré.
- Gestion de la clé, de l'équipement de protection et de la formation.
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