Qu'est-ce que la gravure laser? Trois types | Applications importantes

GRAVURE AU LASER

Qu'est-ce que la gravure laser?

La gravure au laser ou la gravure au laser fait référence au processus de marquage ou de gravure sur la surface de matériaux constitués de métal, de polymères ou d'alliages. La gravure au laser n'implique pas l'utilisation d'encre ou d'outils de contact pour marquer la surface du matériau. Cela élimine le besoin de remplacer régulièrement les pointes métalliques qui s'usent ou s'émoussent après une utilisation répétée.

gravure au laser
Gravure laser ou gravure sur métal. source de l'image: UlfbastelLasergrav, marqué comme domaine public, plus de détails sur Wikimedia Commons

Composants de machine de gravure laser

Les machines de gravure laser ont trois composants principaux:

Laser: Le laser est l'outil principal pour marquer ou graver différents motifs sur la surface du matériau donné. Les points sur la surface du matériau, qui sont gravés par le faisceau laser se trouvent sur / près du point focal du système optique laser. La zone qui ne tombe pas près du point focal n'est pas affectée par le faisceau laser. L'énergie fournie par le laser chauffe le matériau et finit par vaporiser ou s'écailler le matériau de la surface.

Contrôleur: Le contrôleur est utilisé pour déterminer la direction, l'intensité du faisceau laser, la vitesse de déplacement et la diffusion du faisceau laser ciblé sur la surface du matériau. Le contrôleur peut être programmé pour permettre au laser de suivre un certain modèle de gravure souhaité. L'intensité et la vitesse du faisceau laser sont soigneusement réglées par le contrôleur pour maintenir la cohérence en profondeur de la gravure. La puissance appropriée du faisceau laser pour différents matériaux est également déterminée par le contrôleur.

Surface: La surface fournit une plate-forme pour placer le matériau sur lequel le laser agit. Cette surface ne nécessite pas de limite d'enceinte ou d'équipement de maintien pour maintenir le matériau en place en raison de la précision du pointeur laser. Le contrôleur est programmé pour permettre au laser de suivre un certain chemin uniquement.

Outre ces composants principaux, chaque configuration de gravure au laser utilise une pompe à vide ou un ventilateur pour éliminer les flocons ou les débris de la surface du matériau après le processus de gravure. Les pompes à vide aident également à éliminer les vapeurs nocives et la fumée générées pendant le processus.

Graveur laser. Source de l'image: Jason7825Laser Engraver, marqué comme domaine public, plus de détails sur Wikimedia Commons

Quels sont les types de machines de gravure laser?

Les machines de gravure / gravure laser se trouvent généralement dans trois types différents:

Les machines laser de type XY sont les machines de gravure laser les plus couramment utilisées. Ces machines ont généralement une pièce ou surface fixe et un système laser mobile. Le laser est libre de se déplacer dans deux dimensions c'est à dire sous forme de vecteurs. Dans certaines machines, le système laser est fixe et la surface est mobile. Dans quelques machines, le système laser se déplace dans une dimension d'axe et la surface se déplace dans l'autre.

Démonstration d'un laser XY. Source de l'image: Kittyslave at Wikipedia anglaisWikilaser1, marqué comme domaine public, plus de détails sur Wikimedia Commons

Le type cylindrique des machines de gravure laser implique l'utilisation de pièces cylindriques qui sont montées par des surfaces planes et le laser traverse efficacement une fine hélice. Dans ces systèmes de gravure laser, la pulsation laser marche-arrêt est utilisée pour générer l'image tramée requise.

Un troisième type de machines de gravure laser est également disponible dans lequel la pièce et le système laser sont fixes ou stationnaires. Dans ces machines, des miroirs galvo sont utilisés pour déplacer le faisceau laser sur la surface du matériau afin de graver un motif. Cette technique de gravure laser est capable de fonctionner soit en mode vectoriel soit en mode raster.

Quelles sont les applications de la gravure laser?

Gravure laser directe de cylindres et plaques d'impression flexographique

Les lasers au dioxyde de carbone ont été initialement utilisés pour l'ablation et le marquage des motifs sur la surface des plaques de caoutchouc sans l'utilisation d'encre et d'outils de contact. Les lasers au dioxyde de carbone ont ensuite été remplacés par des lasers à fibre pour la gravure de plaques flexographiques. Ces lasers ont fourni une qualité de gravure améliorée. La gravure ou gravure laser directe est maintenant une forme d'impression couramment utilisée pour les plaques flexographiques.

Une plaque flexographique. Source de l'image: fr: utilisateur: CelshaderFlexographie-Platecloseup, marqué comme domaine public, plus de détails sur Wikimedia Commons

Gravure laser directe sur photopolymère

Dans ce processus, un matériau de plaque photopolymère avec une couche de masque sur la surface du matériau scanne l'image générée électroniquement donnée et la tête d'imagerie laser infrarouge aide à l'ablation du masque pour montrer le polymère gravé non durci. Ensuite, une exposition aux ultraviolets est utilisée pour former l'image à travers le masque. La plaque numérique est ensuite traitée d'une manière similaire à l'impression flexographique. Cette méthode est devenue très populaire pour l'étiquetage des plaques.

Gravure laser de rouleaux anilox

Des lasers au dioxyde de carbone ont été utilisés pour graver un motif de cellule souhaité sur une surface en céramique polie. Plus tard, les lasers au dioxyde de carbone ont été commutés avec des lasers YAG car ces derniers ont fourni un faisceau plus concentré permettant une gravure de motifs fins plus efficacement. De nos jours, les lasers à fibre sont devenus plus courants pour ce processus car ils permettent une commutation rapide de plusieurs faisceaux laser.

Gravure laser sous-surface (SSLE)

La gravure laser sous-surface ou SSLE fait référence à la technique de marquage ou de gravure d'une image sur un matériau solide transparent à l'aide de faisceaux laser. Ce processus implique la focalisation de faisceaux laser sous la surface du matériau pour produire de fines fractures. SSLE utilise des lasers à semi-conducteurs pompés par diode ou DPSS pour la gravure. Ces gravures sont principalement réalisées sur des cristaux optiques de haute qualité.

Pour en savoir plus sur les lasers à fibre utilisés pour la gravure laser, visitez https://lambdageeks.com/fiber-lasers/

À propos de Sanchari Chakraborty

Je suis un apprenant passionné, actuellement investi dans le domaine de l'optique appliquée et de la photonique. Je suis également membre actif de SPIE (Société internationale pour l'optique et la photonique) et OSI (Optical Society of India). Mes articles visent à mettre en lumière des sujets de recherche scientifique de qualité d'une manière simple mais informative. La science évolue depuis des temps immémoriaux. Alors, j'essaie de ma part de puiser dans l'évolution et de la présenter aux lecteurs.

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