Marquage laser pour l'identification des pièces métalliques

Le marquage au laser devient de plus en plus nécessaire avec des réglementations élargies exigeant la gravure sur des produits manufacturés à des fins d'étiquetage, d'identification et de sécurité.

Le marché mondial des machines de marquage laser était estimé à 2,21 milliards de dollars US en 2016 et devrait atteindre 3,38 milliards de dollars US d'ici 2024, selon un rapport de HexaResearch intitulé « Global Laser Marking Machine Market Size and Forecast, 2014-2024 ». La variété des produits de marquage laser disponibles dans de nombreuses gammes de prix a eu un effet positif, mais un investissement initial élevé a limité la croissance expansive du marché.

De tous les segments (lasers CO2, fibre, vert, UV et YAG), le marché des machines de marquage laser à fibre devrait connaître la croissance la plus rapide en raison de la flexibilité du système et de sa facilité d'intégration dans les lignes de production.

Pour les applications, le marché des machines-outils était le segment le plus important en 2016, représentant 30,7 % du marché global du marquage laser. Avec des réglementations élargies pour la gravure sur les produits manufacturés à des fins d'étiquetage, d'identification et de sécurité, ce segment s'attend à une croissance rapide.

Mike Clarke, un représentant des ventes pour Trotec Laser Canada, Mississauga, Ont., a récemment discuté des dernières technologies de marquage au laser et d'identification des pièces et des tendances du marché avec Canadian Fabricating & Welding.

Lorsque nous examinons un marquage de pièce réel, nous parlons normalement de micro-percussion ou d'une impression réelle faite avec un outil. Cela peut se faire de plusieurs manières : soit un outil qui descend en succession rapide, soit en poinçonnant l'image sur le produit.

Il existe également la méthode des rayures au diamant, que vous verriez normalement dans un magasin de trophées, par exemple. Cette technologie utilise un diamant industriel pour gratter la surface. Les enjeux deviennent alors la lisibilité et l'endommagement des pièces. Par exemple, si vous essayez d'apposer une marque sur une pièce fabriquée avec précision, vous ne souhaitez généralement pas enlever de matière ni provoquer d'empreintes, car elle pourrait ne pas être correctement équilibrée ou entraîner des problèmes structurels. Ces méthodes ne sont donc pas forcément idéales pour ce type d'application.

La gravure au laser pourrait être une solution. Il existe généralement deux façons de graver. Une façon est que vous pouvez retirer du matériau, ce qui peut également causer des problèmes tels que la micro-percussion et les rayures de diamant. La pièce peut également être recuite, où vous obtenez une marque noire sans enlever de matière, mais vous avez toujours une bonne lisibilité. En règle générale, le recuit au laser est plus rapide en termes de marquage et se fait avec moins de problèmes structurels de la pièce et une meilleure lisibilité.

Lorsqu'il s'agit de choisir la bonne machine, cela se résume généralement au coût et à l'application. Le laser fonctionne mieux dans un environnement de production, comme sur un système de convoyeur, car il peut extraire les informations rapidement et mieux pour le flux de production. Si un magasin ne marque pas beaucoup de pièces, il peut envisager une autre alternative pour le marquage.

Avec le traçage des pièces, nous voyons généralement les clients mettre un code-barres ou des informations textuelles standard, et non simplement ajouter leur logo. La raison pour laquelle la traçabilité des pièces doit être là est que si une pièce tombe en panne, vous devez savoir d'où vient la pièce et quelles informations sont disponibles sur le fournisseur.

Les fabricants peuvent s'appuyer sur plusieurs fournisseurs différents à divers endroits et doivent pouvoir accéder à ces informations s'ils doivent remonter à la source. Par exemple, s'il y a un rappel automobile, les clients doivent savoir exactement d'où vient la pièce et revenir en arrière pour résoudre le problème.

Le système laser à fibre de style galvo Trotec ProMaker 300 peut marquer même les plus petits détails sur une pièce.

Il se peut également qu'un fabricant fabrique la même pièce pour plusieurs fournisseurs qui souhaitent tous y apposer leur logo lorsqu'ils le distribuent, comme dans un scénario OEM. C'est aussi pourquoi ils voudront peut-être y apposer une marque de pièce.

Certains fabricants aiment inclure une marque avec le numéro de pièce et des informations pour faciliter l'achat de pièces de rechange par les clients. C'est donc non seulement important du point de vue de la traçabilité, mais aussi de la facilité de commande et de l'identification de la marque.

Pendant des années, les gens ne se sont vraiment pas souciés de l'identification des pièces. Si vous regardez ce qui se passe avec l'ALENA en ce moment, nous voyons beaucoup de constructeurs automobiles dont les pièces viennent du Canada, puis des États-Unis, puis reviennent au Canada, le produit final retournant aux États-Unis. Cette traçabilité est si importante parce que vous devez savoir d'où vient cette pièce.

Du point de vue de la croissance, nous le constatons chez les personnes qui produisent des pièces qui sont intégrées à un produit plus gros, comme un volant d'inertie, un tambour de frein et un collecteur. Nous arrivons au point où toutes les pièces entrant dans un composant plus grand doivent avoir cette marque d'identification. Nous considérons le marquage des pièces comme une industrie en croissance sur toutes les pièces qui sont fabriquées.

Typiquement, on parle de lasers à fibre ou YAG. Si nous examinons une pièce en aluminium anodisé, vous pouvez utiliser un laser à fibre ou à CO2 - la fibre est généralement une machine de marquage de métal et le CO2 est généralement une machine de marquage non métallique. Le CO2 fonctionne bien sur l'aluminium anodisé. Si vous voulez qu'il marque sur l'outil ou l'acier inoxydable à l'aide d'une source de CO2, vous devez utiliser une pré-pulvérisation dessus. Cela devient problématique en raison de son manque de durabilité.

Lorsqu'il s'agit de travailler sur du titane ou de l'acier, la question devient : vais-je ablater le matériau, enlever du matériau ou vais-je faire une marque recuite ? C'est la première étape du processus. La deuxième étape consiste à examiner comment faire entrer les informations dans la machine. Est-ce fait par l'entrée de l'opérateur ? ou lorsqu'un bon de travail arrive, les informations sont-elles insérées dans le logiciel ; ou vient-il d'une base de données externe dans une entreprise hors site ? Ce sont des questions clés à se poser avant de choisir le bon système.

Il y a une certaine profondeur de champ où le laser est au point. Selon l'objectif utilisé, il y aura une certaine quantité de plus ou de moins sur une surface incurvée. S'il y a trop de surface incurvée, un accessoire rotatif peut être ajouté pour faire tourner la pièce. Avec cela, cependant, les pièces doivent être de nature circulaire pour obtenir une marque uniforme autour de la pièce.

Nous avons certaines lentilles pour offrir de la flexibilité sur les surfaces courbes, mais cela dépend vraiment de la pièce. Le compromis est que la tache du faisceau devient plus large et que vous perdez des détails sur certaines des marques les plus fines, mais vous pouvez travailler le long d'une courbe plus longue.

Si la pièce est trop brillante et que le scanner ne la détecte pas correctement, nous allons créer une marque, puis revenir en arrière pour faire une marque de bordure/finition.

Cela permet au scanner de revenir en arrière et de récupérer facilement les informations. Parfois, l'arrière-plan peut affecter la lisibilité. Si le métal est trop rugueux au départ et doit encore être détecté par un scanner, il peut être difficile de faire une marque de qualité.

Le seul accessoire que nous voyons utilisé le plus couramment est un accessoire rotatif. De plus, des caméras peuvent être ajoutées dans la machine laser pour faciliter le placement du texte sur la pièce. Le client peut superposer le texte sur la pièce et voir la marque sur l'écran du logiciel. Des caméras peuvent être utilisées pour s'assurer que l'image est correcte après le marquage de la pièce.

De plus, avec certains des systèmes de marquage laser fermés, les clients ajoutent un système d'échappement pour extraire toute la fumée du métal qui ne peut pas être inhalée par l'opérateur.

Les dispositifs de sécurité sont de plus en plus courants sur le marché. La plupart des besoins de base sont intégrés directement dans la machine, ce qui signifie qu'il y a peu d'accessoires nécessaires.

De nombreux intégrateurs installent des machines laser dans des environnements de production. C'est le plus avantageux pour les clients car l'application limite le besoin de manipuler la pièce. Nous voyons des clients utiliser un robot pour saisir la pièce ou même un robot fixé avec le laser pour le marquage de la pièce. Cela dépend vraiment du processus d'un client.

Les sources laser deviennent de plus en plus puissantes, ce qui accélère le processus de marquage.

Normalement, nous avons affaire à quelqu'un qui met manuellement une pièce, elle est marquée, puis la pièce est retirée.

Nous voyons également des systèmes qui sont intégrés dans des systèmes de convoyeurs, ce qui nécessite un transfert d'informations vers et depuis une interface API afin que le laser sache que la pièce est là, puis l'API sait quand la pièce est terminée, et la machine est prête à apporter la pièce suivante.

Certains des systèmes de convoyage doivent être adaptés dans des systèmes fermés pour s'assurer que les faisceaux parasites ne touchent personne. Si le laser vous frappe, vous pouvez devenir aveugle. Il doit y avoir des considérations de sécurité lorsque la marque est faite.

Nous vendons généralement des systèmes galvo et des systèmes traceurs. Vous voyez des systèmes galvo dans une chaîne de montage, mais les systèmes de traceur impliquent de mettre des pièces dans une boîte à marquer et de la laisser fonctionner. Cela dépend de la façon dont un client gère son processus. Cependant, nous avons tendance à voir plus de systèmes galvo vendus que de systèmes traceurs.

La rédactrice adjointe Lindsay Luminoso peut être jointe à [email protected].

Trotec Laser Canada, www.troteclaser.com