Caso di Applicazione della Marcatura Laser: Incisione Profonda su Acciaio al Carbonio/Ferro
Caso di Applicazione della Marcatura Laser: Incisione Profonda su Acciaio al Carbonio/Ferro
Configurazione Apparecchiatura: Laser a Fibra Chuangxin MFP-50W
L’incisione profonda dell’acciaio al carbonio è un’esigenza molto comune nell’industria — numeri di stampo, punzonature su utensili, identificazioni permanenti su componenti, richiedono tutte di “scavare” solchi profondi nell’acciaio al carbonio. L’acciaio al carbonio è più morbido dell’acciaio inox, quindi l’incisione profonda è relativamente più facile, ma richiede comunque attenzione ai dettagli del processo.
1. Principio dell’Incisione Profonda
L’incisione profonda dell’acciaio al carbonio si basa sulla rimozione progressiva del materiale strato dopo strato tramite laser ad alta energia. Rispetto all’acciaio inox, l’acciaio al carbonio ha una conducibilità termica leggermente superiore e una durezza inferiore, quindi:
- La velocità di incisione è maggiore rispetto all’acciaio inox
- A parità di parametri, la profondità è maggiore
- L’usura del laser è inferiore
2. Configurazione Apparecchiatura
| Parametro | Specifica |
| Laser | Laser a fibra pulsata Q-switched Chuangxin MFP-50W |
| Lunghezza d’onda | 1064nm |
| Gamma frequenza ripetizione | 45-170 kHz |
| Energia per impulso | 1-1,5 mJ |
| Raffreddamento | Ad aria |
3. Parametri di Riferimento
Parametri di Partenza Consigliati
| Parametro | Valore Consigliato | Spiegazione |
| Potenza | 70-90% | Alta potenza per fornire energia sufficiente |
| Velocità | 200-500 mm/s | La velocità di incisione può essere leggermente superiore rispetto all’acciaio inox |
| Frequenza | 20-35 kHz | Bassa frequenza per aumentare l’energia per impulso |
| Spaziatura riempimento | 0,05-0,1mm | L’incisione profonda non richiede riempimenti troppo densi |
| Modalità riempimento | Bidirezionale/incrociato | Il riempimento incrociato produce un fondo più uniforme |
| Numero di passate | 3-15 | Determinato dalla profondità target |
Riferimento Profondità/Numero di Passate
| Profondità Obiettivo | Passate Riferimento | Confronto con Acciaio Inox |
| 0,1mm | 2-4 | Circa 1,5 volte più veloce dell’inox |
| 0,3mm | 6-10 | Meno passate per la stessa profondità |
| 0,5mm | 12-20 | Attenzione al raffreddamento intermedio |
| 1,0mm | 30-50 | Richiede strategia multistrato |
4. Punti Tecnici Chiave
1. Incisione a Strati
Come per l’acciaio inox, controllare ogni strato tra 0,05-0,1mm di profondità, evitando di incidere troppo in profondità in una sola volta per prevenire l’accumulo di scorie sul fondo.
2. Compensazione del Fuoco
L’incisione profonda dell’acciaio al carbonio richiede anch’essa attenzione allo spostamento del fuoco. Per profondità superiori a 0,3mm, si consiglia di rifocalizzare ogni volta o utilizzare una compensazione progressiva dell’asse Z.
3. Soffiaggio Assistito
È indispensabile utilizzare aria compressa per il soffiaggio, con i seguenti vantaggi:
- Rimuove le scorie, prevenendo l’accumulo di rifusione
- Riduce la zona termicamente alterata, prevenendo l’ossidazione e lo scolorimento dei bordi
- Protegge la lente di campo
4. Il “Vantaggio” dell’Acciaio al Carbonio
L’incisione dell’acciaio al carbonio produce meno scorie rispetto all’acciaio inox, con minori schizzi e un minor livello di contaminazione della lente di campo.
5. Caratteristiche dell’Effetto
- Profondità: 0,1-1,0mm, controllabile
- Texture del fondo: Opaca, fondo a forma di V o U
- Bordi: Nitidi e netti
- Colore: Nero profondo (strato di ossido)
- Resistenza all’usura: Ottima
6. Note Importanti
- Limite del 50W: Sull’acciaio al carbonio si può raggiungere 1mm di profondità, ma l’efficienza diminuisce notevolmente. Se il cliente richiede profondità superiori a 1,5mm, si consiglia di utilizzare 70W/100W o l’incisione meccanica
- Deformazione lamiere sottili: Lamiere in acciaio al carbonio inferiori a 1mm si deformano facilmente durante l’incisione profonda; si consiglia di utilizzare lamiere più spesse o aumentare la dissipazione termica
- Problema di ruggine: L’area di incisione profonda distrugge lo strato protettivo superficiale; si consiglia un trattamento antiruggine dopo la marcatura
- Pause di raffreddamento: Dopo ogni 5-8 passate di incisione, lasciare riposare l’apparecchiatura per 30 secondi per evitare il surriscaldamento del laser
- Influenza della durezza del materiale: L’acciaio al carbonio temprato è più duro di quello normale, aumentando la difficoltà di incisione; è necessario ridurre la velocità o aumentare il numero di passate
- Numerazione su stampi
- Punzonatura / marcatura su utensili
- Identificazione permanente su componenti meccanici
- Targhette in acciaio al carbonio con incisione profonda
- Marchi su ferramenta
- Identificazioni industriali anti-manomissione
7. Scenari di Applicazione
Riepilogo: L’incisione profonda dell’acciaio al carbonio è più facile di quella dell’acciaio inox: a parità di parametri, la profondità è maggiore e la velocità più alta. La potenza da 50W è sufficiente per coprire esigenze di incisione fino a 0,5mm, con 20-30 passate per raggiungere profondità pratiche. La chiave è: incisione a strati + soffiaggio, con attenzione al trattamento antiruggine.
*L’effetto di incisione effettivo varia notevolmente in base alla durezza e al contenuto di carbonio dell’acciaio. Si consiglia di eseguire test sui campioni prima della produzione in serie.*
