Caso di Applicazione della Marcatura Laser: Marcatura a Colori su Acciaio al Carbonio/Ferro
Caso di Applicazione della Marcatura Laser: Marcatura a Colori su Acciaio al Carbonio/Ferro
Configurazione Apparecchiatura: Laser a Fibra Chuangxin Serie MFPT MOPA 60W
La marcatura a colori è generalmente considerata un’applicazione esclusiva dell’acciaio inox e delle leghe di titanio, ma i laser MOPA possono ottenere effetti cromatici unici anche sull’acciaio al carbonio. Sebbene la gamma cromatica dell’acciaio al carbonio non sia ricca come quella dell’acciaio inox, è comunque possibile realizzare tonalità come marrone, oro, blu e viola, adatte per identificazioni differenziate su utensili, ferramenta e altri prodotti.
1. Principio della Marcatura a Colori
Il principio della marcatura a colori sull’acciaio al carbonio è anch’esso l’effetto di interferenza a film sottile — il laser forma uno strato di ossido sulla superficie e diversi spessori del film di ossido interferiscono producendo diversi colori.
Differenze rispetto all’acciaio inox:
- L’acciaio al carbonio contiene carbonio, la cui presenza durante l’ossidazione interferisce con la purezza del colore
- La gamma cromatica dell’acciaio al carbonio è più ristretta di quella dell’acciaio inox; i toni caldi (oro, marrone, viola) sono più facili, mentre i toni freddi (blu, verde) sono più difficili
- La ghisa è praticamente impossibile da colorare (la segregazione di grafite interferisce gravemente con il colore)
2. Configurazione Apparecchiatura
| Parametro | Specifica |
| Laser | Laser a fibra pulsata MOPA Chuangxin Serie MFPT (classe 60W) |
| Lunghezza d’onda | 1066±3nm |
| Frequenza ripetizione | 1-4000 kHz |
| Gamma larghezza impulso | 2-500 ns |
| Potenza di picco | Fino a 10kW |
| Raffreddamento | Ad aria |
3. Parametri di Riferimento
La finestra parametrica per la marcatura a colori sull’acciaio al carbonio è ancora più stretta di quella dell’acciaio inox. Di seguito i valori di partenza di riferimento.
Parametri di Partenza per Colori Comuni
| Colore | Potenza | Velocità (mm/s) | Frequenza (kHz) | Larghezza Impulso (ns) | Spaziatura Riempimento (mm) | Defocalizzazione |
| Oro | 70-90% | 500-800 | 40-60 | 80-150 | 0,01-0,02 | -0,5~-0,8mm |
| Marrone | 60-80% | 300-600 | 30-50 | 100-200 | 0,02-0,03 | -0,3~-0,5mm |
| Blu | 80-100% | 400-600 | 70-90 | 50-100 | 0,01-0,02 | -0,3~-0,5mm |
| Viola | 70-90% | 400-700 | 50-70 | 50-100 | 0,01-0,02 | -0,3~-0,5mm |
La realtà della marcatura a colori su acciaio al carbonio: La ripetibilità e la consistenza della marcatura a colori sull’acciaio al carbonio non sono paragonabili a quelle dell’acciaio inox. Se il cliente necessita di effetti cromatici stabili, si consiglia di privilegiare l’acciaio inox o le leghe di titanio. Sull’acciaio al carbonio sono più adatti “effetti decorativi in toni caldi” piuttosto che un controllo cromatico preciso.
4. Caratteristiche dell’Effetto
- Gamma cromatica: Principalmente oro, marrone, viola; il blu è difficile da stabilizzare
- Saturazione: Inferiore rispetto all’acciaio inox, tendente all’effetto “opaco”
- Consistenza: La risposta cromatica varia notevolmente tra diversi lotti di acciaio al carbonio
- Requisiti superficiali: Più la superficie è liscia e piana, migliore è l’effetto cromatico
5. Note Importanti
- L’influenza della lega è notevole: L’acciaio a basso tenore di carbonio dà risultati cromatici migliori rispetto all’acciaio a medio-alto tenore, perché minore è il contenuto di carbonio, minori sono le interferenze sul colore
- Pretrattamento superficiale: Prima della marcatura a colori, è indispensabile rimuovere completamente ruggine e olio, altrimenti il colore non sarà uniforme
- Consistenza in produzione: Le variazioni tra lotti di acciaio al carbonio influenzano notevolmente il colore; ogni lotto richiede nuovi test di conferma
- Ghisa non adatta: La ghisa ha un alto contenuto di carbonio (> 2%), la marcatura a colori è praticamente impossibile
- Consiglio pratico: Se il cliente richiede la marcatura a colori su acciaio al carbonio, si consiglia di effettuare prima test sui campioni per confermare l’effetto e gestire le aspettative del cliente
- Identificazioni decorative su utensili di alta gamma
- Logo differenziato su ferramenta
- Decorazioni su oggetti artigianali in acciaio al carbonio
- Marchi su coltelli (effetti oro/marrone)
6. Scenari di Applicazione
Riepilogo: Con il MOPA da 60W è possibile ottenere effetti cromatici in toni caldi sull’acciaio al carbonio, ma la ricchezza cromatica e la stabilità non sono paragonabili all’acciaio inox. Se il cliente richiede colori, meglio usare l’acciaio inox quando possibile; se si deve utilizzare l’acciaio al carbonio, l’oro e il marrone sono le scelte più affidabili.
*La marcatura a colori sull’acciaio al carbonio è sensibile al materiale e allo stato della superficie. È indispensabile effettuare test sui campioni prima della produzione.*
