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

  1. 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
  2. Deformação térmica: Chapas finas de aço inoxidável (<1mm) não são adequadas para gravação profunda, pois deformam facilmente
  3. Intervalo de resfriamento: A cada 5-10 passagens, deixe a máquina descansar por 30 segundos para evitar superaquecimento do laser
  4. Proteção da lente de campo: A gravação profunda gera muita fumaça. Verifique regularmente se a lente de campo está contaminada
  5. 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

  6. 7. Cenários de Aplicação

    • 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

    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.*

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