Presso Yonglihao Machinery realizziamo prototipi e componenti in piccoli lotti. Utilizziamo principalmente il taglio laser per questo tipo di lavoro. Nello stesso progetto, i team hanno spesso bisogno di un ID componente, un logo o un codice durevole. Questo codice deve resistere alla manipolazione e alla finitura. È qui che si pone la questione "incisione laser vs. incisione laser".
Questi due processi possono sembrare simili. Ma agiscono in modo molto diverso in produzione. Se si sceglie quello sbagliato, si potrebbe ottenere uno scarso contrasto. Un codice potrebbe non essere scansionato. Oppure un segno potrebbe scomparire dopo la finitura. Questa guida spiega la differenza e i limiti pratici. Mostra anche come scegliere tra i due.
A cosa servono realmente l'incisione laser e l'acquaforte laser?
L'incisione laser rimuove materiale. Crea un segno profondo e palpabile. L'incisione laser riscalda la superficie. Crea un segno superficiale e ad alto contrasto con una minima rimozione di materiale. L'incisione utilizza un'elevata energia per vaporizzare un sottile strato di materiale. L'incisione utilizza meno calore, più vicino al punto di fusione. Questo crea texture sottili, un leggero rilievo e un cambiamento di colore visibile.
Si può pensare all'incisione come a un tipo di "micro-lavorazione" che crea profondità. Si può pensare all'acquaforte come a una "modifica superficiale" che si concentra su velocità e contrasto. Entrambe le tecniche possono creare identificativi permanenti dei pezzi, ma sono adatte a scopi diversi.
Incisione laser vs. incisione laser
L'incisione laser è la migliore per durata e profondità. L'incisione laser è la migliore per velocità ed efficienza. La tabella seguente mostra le principali differenze che riscontriamo nel nostro lavoro. I risultati dipenderanno dal materiale, dal tipo di laser e dalle impostazioni.
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Fattore |
Incisione laser |
Incisione laser |
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Cosa succede al materiale |
Il materiale viene rimosso (ablazione/vaporizzazione) |
La superficie viene riscaldata e modificata (fusione/ossidazione/consistenza) |
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Geometria tipica del segno |
Una cavità incassata che puoi sentire |
Un segno molto superficiale, visibile soprattutto per contrasto |
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Profondità tipica (regola pratica) |
Per gli ID dei componenti si arriva normalmente a circa 500 µm. Con più tempo e più potenza è possibile ottenere risultati più profondi. |
Spesso vicino alla superficie, da uno a pochi micron, a seconda del materiale e delle impostazioni. |
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Durata |
Elevata resistenza all'usura perché il segno è sotto la superficie. |
Adatto a molti documenti d'identità, ma può sbiadire più velocemente se sfregato o sottoposto a una finitura aggressiva. |
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Velocità ed energia |
Più lento e consuma più energia per segno. |
Più veloce e consuma meno energia per segno. |
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La soluzione migliore |
Resistente a sollecitazioni estreme, abrasione, sabbiatura, tracciabilità a lunga durata. |
Produzione rapida, contrasto elevato, poche modifiche al materiale. |
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Sopravvivenza post-elaborazione |
Spesso è meglio prima di operazioni abrasive come la sabbiatura. |
Spesso è meglio prima dei rivestimenti non abrasivi quando si desidera un contrasto senza una rimozione profonda. |
La profondità è la differenza più evidente. Ma non è l'unico fattore. Per i componenti reali, la leggibilità del codice e la sua sopravvivenza dopo il completamento sono spesso più importanti.
Profondità e resistenza all'usura
L'incisione crea profondità. La profondità offre un vantaggio meccanico contro l'usura. Quando un segno è sotto la superficie, lo sfregamento colpisce prima i punti più alti, non il codice. Ecco perché i segni incisi rimangono leggibili più a lungo sulle parti sottoposte a sfregamento o pulizia.
L'incisione può essere permanente, ma di solito si verifica a livello superficiale. Se il pezzo è soggetto a frequenti contatti o scivolamenti, il segno inciso può sbiadire nel tempo. Per molti prototipi, questo compromesso è accettabile. Ma è una scelta che andrebbe fatta di proposito.
Contrasto e leggibilità del codice piccolo
L'incisione crea spesso un contrasto più forte in meno tempo. Questo è particolarmente vero sui metalli, dove il calore e le variazioni di consistenza creano una marcatura scura. Questo rende l'incisione ideale per codici QR, codici Data Matrix e testi di piccole dimensioni. Un buon contrasto ne facilita la lettura da parte degli scanner. L'incisione è utile anche quando è necessario marcare rapidamente i componenti.
Anche l'incisione può essere molto leggibile. Tuttavia, potrebbe richiedere una messa a punto più precisa per evitare ombre e mantenere i bordi nitidi. Su codici molto piccoli, una profondità eccessiva può creare riflessi irregolari. Questo può confondere gli scanner se la finitura non è corretta. Per i codici più piccoli, spesso impostiamo prima la nitidezza delle forme e solo in secondo luogo la profondità.
Velocità, costo e ritmo di produzione
L'incisione è solitamente più veloce. Richiede meno energia per creare una marcatura visibile. Una marcatura più rapida significa che è possibile produrre più pezzi. Questo è importante quando la marcatura diventa un collo di bottiglia. L'incisione tende anche ad avere costi di gestione inferiori. Il laser impiega meno tempo per pezzo ad alta potenza.
L'incisione richiede più tempo o più passaggi per creare profondità. Può essere la scelta giusta, ma deve essere proporzionata al valore della durevolezza. Nei lavori di prototipazione, spesso utilizziamo l'incisione come polizza assicurativa contro l'usura o la sabbiatura future.
Impatto termico e integrità superficiale
Entrambi i processi utilizzano il calore. Entrambi possono creare una zona termicamente alterata se si utilizza troppa potenza o si procede troppo lentamente. L'incisione consuma più energia e rimuove materiale. Questo può aumentare il rischio di scolorimento o piccole sbavature. Può anche deformare parti sottili.
L'incisione richiede solitamente meno energia. Può essere più delicata su pareti sottili e superfici estetiche. Ma l'incisione non è "senza impatto". Un calore eccessivo può comunque creare fuliggine, sbavature o deformare la plastica. La differenza è che l'incisione offre più spazio per lavorare in un intervallo di danno ridotto.
Sopravvivenza attraverso i passaggi finali
La finitura è il punto in cui un marchio di bell'aspetto può fallire. Se il pezzo viene sabbiato o pallinato, un'incisione superficiale può scomparire. Se il pezzo viene verniciato a polvere o cataforetico, l'incisione può rimanere leggibile.
L'incisione è spesso indicata quando è necessario che il segno sia visibile dopo una finitura abrasiva. L'incisione può essere efficace anche prima di rivestimenti non abrasivi, quando si vogliono evitare segni profondi. La scelta giusta dipende da quale fase di finitura potrebbe "aggredire" il segno.
Come funziona in pratica ciascun processo?
Entrambi i processi utilizzano un fascio focalizzato e un movimento controllato. Tuttavia, l'incisione rimuove materiale, mentre l'incisione chimica modifica la superficie. Questa differenza determina quali impostazioni siano più importanti e quali problemi potrebbero presentarsi.
Come funziona l'incisione laser?
Incisione Utilizza energia concentrata per riscaldare il materiale così velocemente da trasformarlo in vapore. Il laser segue un percorso predefinito. Il processo rimuove il materiale strato per strato. Il risultato è una cavità che forma il codice o l'opera d'arte.
I sistemi moderni possono realizzare dettagli molto fini. La larghezza del fascio può arrivare fino a 0,0254 mm (0,001 pollici). Questo consente di ottenere testi molto piccoli e codici densi. La profondità può raggiungere centinaia di micron. Spesso, quando un'applicazione lo richiede, si arriva fino a circa 500 µm.
Come funziona l'incisione laser?
L'incisione utilizza calore sufficiente a fondere o ammorbidire lo strato superficiale del materiale. Questo ne modifica la consistenza e il colore. La superficie può espandersi leggermente. Può anche formare uno strato ossidato che crea un contrasto visibile. Il segno può apparire nero, bianco o grigio, a seconda del materiale e delle impostazioni.
Il modo in cui la superficie assorbe e riflette la luce è molto importante nell'incisione. Un metallo lucido può riflettere l'energia. Una superficie più scura o ruvida può assorbire più energia e scurirsi più velocemente. Ecco perché la stessa potenza e velocità possono creare risultati diversi su materiali diversi.
Le variabili che contano
Potenza e velocità determinano l'energia utilizzata. Ma la concentrazione determina la densità energetica. Frequenza, durata dell'impulso e numero di passate determinano il modo in cui il materiale si riscalda e si raffredda. Se si considerano queste impostazioni come un sistema, si ottengono risultati ripetibili su più lotti.
Per l'incisione, spesso regoliamo prima i bordi netti e poi la profondità. Per l'incisione, regoliamo contemporaneamente il contrasto e il minimo danno termico. In entrambi i casi, la stabilità degli elementi di fissaggio e una superficie pulita sono importanti quanto le impostazioni laser.
Compatibilità dei materiali e limiti pratici
Spesso il materiale e le condizioni della superficie determinano il processo più della progettazione. Due parti possono essere realizzate nella stessa lega ma comportarsi in modo diverso se una delle due è lucidata o rivestita. Quando esaminiamo un lavoro di marcatura, esaminiamo il materiale, la superficie e la finitura nel loro insieme.
Metalli: acciaio inossidabile, alluminio, ottone, titanio e superfici rivestite
L'incisione funziona bene su molti metalli. Rimuove materiale e lascia un segno netto. Acciaio inossidabile e alluminio sono comuni. Ma è necessario considerare come conducono il calore. I metalli ad alta conduttività possono diffondere il calore rapidamente. Questo potrebbe richiedere impostazioni diverse per ottenere una profondità uniforme.
L'incisione su alluminio e molti acciai è spesso efficace quando è necessario un contrasto rapido. Anche l'acciaio inossidabile può essere inciso. Tuttavia, il contrasto può variare a seconda della lega e della finitura. Alcune marcature su acciaio inossidabile si basano maggiormente sull'ossidazione controllata. Anche i metalli rivestiti possono rispondere bene all'incisione. Tuttavia, è necessario verificare se si sta incidendo il rivestimento o il metallo base.
Non metalli: legno, acrilico e plastica
L'incisione su legno e acrilico può produrre risultati molto nitidi. Tuttavia, le impostazioni cambiano perché questi materiali si carbonizzano o fondono in modo diverso rispetto ai metalli. L'acrilico spesso assume un aspetto satinato quando inciso. Questo può essere utile per insegne o etichette. Il legno può apparire pulito su legni duri densi. I legni teneri possono bruciare più facilmente e richiedono un'attenta messa a punto.
L'incisione su plastica dipende dal tipo di resina e dagli eventuali riempitivi. Alcune plastiche mostrano un contrasto netto. Altre si macchiano o si deformano anche a bassa energia. Per le nuove plastiche nei prototipi, preferiamo eseguire prima un test rapido. Questo è particolarmente vero per parti sottili o estetiche.
Le condizioni della superficie cambiano tutto
Riflettività, rugosità e rivestimenti controllano il modo in cui l'energia penetra nella superficie. Un metallo lucidato potrebbe richiedere impostazioni diverse rispetto a uno spazzolato. Gli strati anodizzati possono modificare l'aspetto di un segno.
Anche la contaminazione è importante, in particolare oli e impronte digitali. Possono bruciare o creare segni irregolari, compromettendo il funzionamento degli scanner. Quando la leggibilità del codice è importante, la preparazione della superficie è una fase fondamentale del processo.
Come scegliamo l'incisione rispetto all'acquaforte?
Scegliamo in base alla funzione del marchio, non al nome del processo. Se il marchio deve resistere all'abrasione, propendo per l'incisione. Se il marchio deve essere veloce e ad alto contrasto, propendo per l'acquaforte.
Prototipo Il lavoro aggiunge un ulteriore vincolo: spesso non si ha tempo per le riprogettazioni. Questo ci spinge a scegliere una soluzione più sicura quando il rischio di fallimento è elevato. Quando non siamo sicuri della finitura o della gestione, spesso scegliamo l'opzione che rimane leggibile anche nel caso peggiore.
Ecco le sei domande che ci poniamo prima di scegliere un processo:
- La parte sarà soggetta a sfregamento, usura o pulizia?
- Dopo la marcatura, il pezzo verrà sabbiato o burattato?
- Il codice deve poter essere scansionato in modo affidabile anche con dimensioni ridotte?
- La superficie è cosmetica, sottile o sensibile al calore?
- Il tempo di ciclo è un limite fondamentale?
- Qual è la reale condizione della superficie: lucidata, rivestita o ruvida?
Se la risposta è "sì" a usura intensa o finitura abrasiva, l'incisione è spesso più sicura. Se la risposta è "sì" a tempi di ciclo rapidi e scansione ad alto contrasto, l'incisione è spesso più intelligente. Se la risposta è "sì" alla sensibilità al calore, di solito si inizia con l'incisione.
Problemi comuni e come evitarli
La maggior parte dei problemi di marcatura deriva dal tentativo di inseguire il contrasto con maggiore potenza. È necessario controllare la messa a fuoco, la velocità e la preparazione della superficie. Una marcatura fallisce perché il processo non è adatto al materiale e al suo utilizzo finale.
Ecco i modelli di errore che vediamo più spesso e come risolverli:
- Se vedi aloni o un bordo irregolare, controllare prima la messa a fuoco, poi ridurre il tempo.
- Se il contrasto è buono ma i codici non vengono scansionati, controllare la nitidezza dei bordi e l'abbagliamento, non solo l'oscurità.
- Se i segni scompaiono dopo la sabbiatura, passare all'incisione o aumentare la profondità.
- Se le parti sottili si deformano o la plastica si macchia, Usa meno energia e più velocità. Prova più passaggi leggeri.
- Se i segni variano in un lotto, controllare la pulizia della superficie e la posizione del pezzo.
Il surriscaldamento può verificarsi in entrambi i processi. Nell'incisione, può allargare le linee e lasciare materiale fuso sui bordi. Nell'incisione, può creare macchie scure irregolari che sembrano bruciate.
La post-elaborazione è la seconda trappola comune. Una marcatura perfetta può diventare illeggibile dopo la verniciatura se il contrasto diminuisce. Una marcatura può scomparire dopo la sabbiatura se non è sufficientemente profonda.
Conclusione
Se il marchio deve resistere ad abrasione, sabbiatura o anni di manipolazione, utilizziamo l'incisione laser. Regoliamo la profondità e la qualità dei bordi per preservare la leggibilità. Se il lavoro richiede velocità elevata, contrasto elevato e un impatto minimo sul pezzo, utilizziamo l'incisione laser. Regoliamo il contrasto per un contrasto pulito senza surriscaldamento. In caso di dubbio, decidiamo in base alla fase più dura che il pezzo dovrà affrontare. Quella fase rivelerà i punti deboli della scelta sbagliata. Presso Yonglihao Machinery, servizi di progettazione laser sono una capacità fondamentale e possiamo collaborare con voi fin dalle prime fasi del progetto per scegliere e convalidare il giusto approccio di incisione o di acidatura per i vostri pezzi.
Domande frequenti
L'incisione laser è sempre più durevole dell'incisione laser?
L'incisione offre solitamente una migliore resistenza all'abrasione perché crea una cavità profonda. L'incisione può essere permanente, ma il segno rimane in superficie. Può perdere contrasto più velocemente con lo sfregamento. Se la durata è fondamentale, l'incisione è una scelta più sicura.
Quale è meglio per i codici QR o i codici Data Matrix?
L'incisione spesso produce rapidamente un forte contrasto, il che agevola gli scanner. Anche l'incisione funziona bene, ma è necessario controllare la qualità dei bordi e i riflessi. La soluzione migliore dipende dalle dimensioni del codice, dalla finitura superficiale e dall'illuminazione dello scanner.
L'incisione laser indebolirà meno il mio componente rispetto all'incisione?
L'incisione chimica modifica meno materiale rispetto all'incisione tradizionale. Spesso preserva meglio la superficie. L'incisione rimuove materiale. Questo può essere un problema su pareti sottili o aree chiave se la marcatura è posizionata male. Nei prototipi, spesso spostiamo le marcature lontano dai punti critici.
Entrambi i processi possono funzionare su acciaio inossidabile e alluminio?
Sì, entrambi possono funzionare su entrambi i materiali. Ma i risultati e le impostazioni differiscono. La riflettività dell'alluminio può influire sul contrasto, soprattutto per l'incisione. L'acciaio inossidabile funziona con entrambi, ma il contrasto può variare a seconda della lega e della finitura.
Quanto deve essere profonda l'incisione di un marchio per uso industriale?
La profondità dipende dall'usura prevista e dalla finitura. Per molti diametri interni dei componenti, poche centinaia di micron garantiscono una lunga durata. Spesso, quando necessario, si raggiungono i 500 µm. Se il componente verrà sabbiato, la profondità è più importante dell'oscurità visiva.
Perché la stessa impostazione appare diversa sullo “stesso” materiale?
Le condizioni della superficie modificano l'assorbimento di energia. Una finitura lucida riflette più energia di una spazzolata. Gli oli possono bruciare e alterare il contrasto. Per risultati uniformi, trattare la preparazione della superficie come parte del processo di marcatura.
Devo contrassegnare prima o dopo la verniciatura?
Dipende dal rivestimento. Per i rivestimenti non abrasivi, l'incisione prima della verniciatura può essere una buona soluzione. Per le fasi abrasive, l'incisione o la marcatura post-verniciatura potrebbero essere una soluzione migliore.
