Cas d’application de marquage laser : Gravure profonde sur acier au carbone/fer
Cas d’application de marquage laser : Gravure profonde sur acier au carbone/fer
Configuration : Laser fibre Chuangxin MFP-50W
La gravure profonde sur acier au carbone est un besoin très courant dans l’industrie — numéros de moules, poinçons d’outils, identifiants permanents de pièces, tous nécessitent de « creuser » des rainures en profondeur dans l’acier au carbone. L’acier au carbone est plus tendre que l’acier inoxydable, ce qui rend la gravure profonde relativement plus facile, mais il faut néanmoins prêter attention aux détails du processus.
I. Principe de la gravure profonde
La gravure profonde sur acier au carbone repose sur l’enlèvement de matière couche par couche par un laser à haute énergie. Par rapport à l’acier inoxydable, l’acier au carbone a une conductivité thermique légèrement meilleure et une dureté plus faible, ce qui donne :
- Une vitesse de gravure plus rapide que sur acier inoxydable
- Une profondeur plus grande à paramètres égaux
- Une usure moindre du laser
II. Configuration de l’équipement
| Paramètre | Valeur |
| Laser | Laser fibre pulsé à modulation Q acousto-optique Chuangxin MFP-50W |
| Longueur d’onde | 1064 nm |
| Plage de fréquence de répétition | 45-170 kHz |
| Énergie par impulsion | 1-1,5 mJ |
| Refroidissement | Par air |
III. Paramètres de référence
Paramètres de départ recommandés
| Paramètre | Valeur recommandée | Explication |
| Puissance | 70-90% | Haute puissance pour fournir suffisamment d’énergie |
| Vitesse | 200-500 mm/s | La vitesse de gravure peut être plus rapide que sur acier inoxydable |
| Fréquence | 20-35 kHz | Basse fréquence pour augmenter l’énergie par impulsion |
| Espacement de remplissage | 0,05-0,1 mm | Pas besoin d’un remplissage trop serré pour la gravure profonde |
| Mode de remplissage | Bidirectionnel / croisé | Le remplissage croisé donne un fond plus plat |
| Nombre de passages | 3-15 fois | Détermine la profondeur visée |
Référence profondeur / nombre de passages
| Profondeur visée | Nombre de passages | Comparaison avec l’acier inoxydable |
| 0,1 mm | 2-4 fois | Environ 1,5 fois plus rapide que sur acier inoxydable |
| 0,3 mm | 6-10 fois | Moins de passages pour la même profondeur |
| 0,5 mm | 12-20 fois | Attention au refroidissement intermédiaire |
| 1,0 mm | 30-50 fois | Nécessite une stratégie multicouche |
IV. Points techniques clés
1. Gravure par couches
Comme pour l’acier inoxydable, chaque couche doit être contrôlée entre 0,05 et 0,1 mm de profondeur pour éviter une accumulation de scories au fond due à une gravure trop profonde en une seule fois.
2. Compensation de la mise au point
La gravure profonde sur acier au carbone nécessite également une attention au décalage de la mise au point. Au-delà de 0,3 mm de profondeur, il est recommandé de refaire la mise au point à chaque fois, ou d’utiliser une compensation progressive de l’axe Z.
3. Soufflage d’air auxiliaire
L’utilisation d’air comprimé est indispensable, pour :
- Éliminer les scories, éviter leur accumulation par refusion
- Réduire la zone affectée thermiquement, éviter l’oxydation et la décoloration des bords
- Protéger la lentille de champ
4. « Avantage » de l’acier au carbone
La gravure de l’acier au carbone produit moins de scories et de projections que l’acier inoxydable, ce qui réduit la contamination de la lentille de champ.
V. Caractéristiques de l’effet
- Profondeur : 0,1-1,0 mm, contrôlable
- Texture du fond : Mat, fond de rainure en V ou en U
- Bords : Nettement tranchants
- Couleur : Noir profond (couche d’oxyde)
- Résistance à l’usure : Excellente
VI. Précautions
- Limite de gravure du 50W : Une profondeur de 1 mm sur acier au carbone est réalisable, mais l’efficacité diminue sensiblement. Si le client a besoin d’une profondeur supérieure à 1,5 mm, il est recommandé d’utiliser un 70W/100W ou la gravure mécanique
- Déformation des tôles fines : Les tôles d’acier au carbone de moins de 1 mm se déforment facilement lors de la gravure profonde ; utiliser des tôles plus épaisses ou ajouter un dispositif de dissipation thermique
- Problème de rouille : La zone de gravure profonde détruit la couche de protection de surface de l’acier au carbone ; un traitement antirouille est recommandé après le marquage
- Pause de refroidissement : Après 5 à 8 passages de gravure, laisser l’équipement refroidir 30 secondes pour éviter la surchauffe du laser
- Influence de la dureté du matériau : L’acier au carbone trempé est plus dur que l’acier ordinaire, ce qui augmente la difficulté de gravure ; il faut réduire la vitesse ou augmenter le nombre de passages
- Numéros / identifiants de moules
- Poinçons / marquages d’outils
- Identifiants permanents de pièces mécaniques
- Plaques signalétiques en acier au carbone gravées en profondeur
- Marquages de marque sur quincaillerie
- Identifiants industriels inviolables
VII. Scénarios d’application
Résumé : La gravure profonde sur acier au carbone est plus facile que sur acier inoxydable — à paramètres égaux, la profondeur est plus grande et la vitesse plus rapide. Une puissance de 50W est suffisante pour couvrir les besoins de gravure profonde jusqu’à 0,5 mm, et 20 à 30 passages permettent d’atteindre une profondeur pratique. Les points clés sont la gravure par couches + le soufflage d’air, sans oublier le traitement antirouille.
*Les résultats de gravure réels varient considérablement selon la dureté et la teneur en carbone de l’acier. Il est recommandé de réaliser un échantillonnage préalable.*
