Caso de Aplicação de Marcação a Laser: Gravação Profunda em Aço Inoxidável
Caso de Aplicação de Marcação a Laser: Gravação Profunda em Aço Inoxidável
Configuração do Equipamento: Laser de Fibra Chuangxin MFP-50W
Gravação profunda e marcação comum são coisas diferentes — a marcação comum apenas altera a cor da superfície, enquanto a gravação profunda “escava” sulcos com profundidade no material. O aço inoxidável tem alta dureza e rápida condução térmica, tornando a gravação profunda uma aplicação que exige bastante do equipamento e do processo.
1. Princípio da Gravação Profunda
A gravação profunda baseia-se na remoção de material camada por camada pelo laser — pulsos de laser com alta densidade de energia vaporizam, fundem e expulsam o aço inoxidável camada por camada, formando sulcos em forma de V ou U.
Fatores-chave de controle:
- Alta potência: Fornece densidade de energia suficiente para vaporizar o aço inoxidável
- Velocidade lenta: Aumenta o tempo de permanência do laser por área unitária
- Múltiplas passagens: A profundidade é acumulada camada por camada; uma única passagem não produz profundidade
- Baixa frequência: Maior energia por pulso, penetração mais forte
2. Configuração do Equipamento
| Item | Parâmetro |
| Laser | Chuangxin MFP-50W, laser de fibra pulsado com modulação Q acusto-óptica |
| Comprimento de onda | 1064nm |
| Faixa de frequência de repetição | 45-170 kHz |
| Largura de pulso | ~100ns |
| Energia por pulso | 1-1,5 mJ |
| Resfriamento | A ar |
O modelo de 50W é a “potência ideal” para gravação profunda — energia suficiente com boa relação custo-benefício. O modelo de 20W também pode fazer gravação profunda, mas é extremamente lento; o de 30W é marginalmente suficiente; apenas o de 50W consegue equilibrar eficiência e profundidade.
3. Parâmetros de Referência
Parâmetros Iniciais Recomendados
| Parâmetro | Valor Recomendado | Observação |
| Potência | 80-95% | Alta potência é pré-requisito para gravação profunda |
| Velocidade | 150-400 mm/s | Velocidade lenta para acumular energia |
| Frequência | 20-35 kHz | Baixa frequência aumenta a energia por pulso |
| Espaçamento de preenchimento | 0,05-0,1mm | Gravação profunda não precisa de espaçamento muito denso |
| Modo de preenchimento | Bidirecional/cruzado | Preenchimento cruzado resulta em fundo mais uniforme |
| Número de passadas | 3-10 vezes | A profundidade é determinada pelo número de passadas |
Referência de Profundidade vs. Número de Passadas
| Profundidade Alvo | Passadas de Referência | Observação |
| 0,1mm | 3-5 vezes | Gravação rasa, adequada para logotipos |
| 0,3mm | 8-15 vezes | Profundidade média, adequada para marcas em moldes |
| 0,5mm | 20-30 vezes | Gravação profunda, requer resfriamento intermediário |
| 1,0mm | 50+ vezes | Muito profunda, lenta, recomenda-se processamento em múltiplas etapas |
4. Pontos Técnicos Chave
1. Gravação em Camadas
Não grave toda a profundidade de uma vez. Controle a profundidade de cada camada entre 0,05-0,1mm, permitindo intervalos de resfriamento entre as camadas. Gravar muito profundo de uma só vez pode causar:
- Acúmulo de resíduos fundidos no fundo
- Deformação por superaquecimento nas bordas
- Desvio do foco do laser (a mudança de profundidade desloca o ponto focal)
2. Compensação de Foco
À medida que a profundidade da gravação aumenta, a distância entre a superfície do material e a lente muda. Quando a profundidade exceder 0,3mm, recomenda-se reajustar o foco a cada poucas camadas ou usar um sistema de foco dinâmico.
3. Jato de Ar Auxiliar
A gravação profunda gera muitos resíduos fundidos e fumaça. É fortemente recomendado usar ar comprimido ou nitrogênio, com as seguintes funções:
- Remover resíduos fundidos, evitando refusão
- Resfriar a área de processamento, reduzindo a zona afetada pelo calor
- Proteger a lente de campo da contaminação por fumaça
5. Características do Resultado
- Profundidade: 0,1-1,0mm, controlável
- Textura do fundo: Fosca, com textura fina
- Bordas: Nítidas, com leve zona afetada pelo calor
- Cor: Cinza escuro a preto
- Resistência ao desgaste: Excelente, marcações profundas praticamente impossíveis de desgastar
6. Observações Importantes
- Limite da gravação profunda com 50W: Profundidades acima de 1mm exigem muitas passagens, com eficiência extremamente baixa. Se o cliente precisar de profundidade acima de 1mm, recomenda-se considerar potências maiores (70W/100W) ou usar gravação mecânica
- Deformação térmica: Chapas finas de aço inoxidável (<1mm) não são adequadas para gravação profunda, pois deformam facilmente
- Intervalo de resfriamento: A cada 5-10 passagens, deixe a máquina descansar por 30 segundos para evitar superaquecimento do laser
- Proteção da lente de campo: A gravação profunda gera muita fumaça. Verifique regularmente se a lente de campo está contaminada
- Limitação do material: O aço inoxidável 304 tem boa resposta à gravação profunda; o 316, por conter molibdênio, é mais “duro” e mais difícil de gravar
- Numeração/marcação de moldes
- Carimbos em ferramentas
- Placas de identificação gravadas em aço inoxidável
- Identificação em válvulas/conexões industriais
- Marcas de fabricantes em ferramentas/instrumentos
- Identificações permanentes à prova de adulteração
7. Cenários de Aplicação
Resumo: Com o laser de fibra de 50W, é possível atingir profundidades práticas de 0,3-0,5mm em aço inoxidável. O segredo está na gravação em camadas + jato de ar + compensação de foco. Se o cliente precisar apenas de gravação rasa (nível de 0,1mm), 5-8 passagens são suficientes, com boa eficiência e custo-benefício.
*A gravação profunda causa maior desgaste no equipamento. Recomenda-se manutenção regular do laser e da lente de campo.*
