Comment fonctionne la gravure au laser ?
La gravure a une riche histoire qui remonte à des milliers d'années. Le premier système d'écriture, les hiéroglyphes, a été gravé sur des pierres. D'abord outil de communication, la gravure est devenue, au cours des siècles suivants, une méthode d'embellissement des pièces de monnaie et des monuments. Des outils tranchants ont été introduits pour sculpter les matériaux et les transformer en pièces.
Cependant, la gravure traditionnelle dépendait fortement des compétences manuelles de l'artisan et prenait beaucoup de temps. Le milieu des années 1990 a marqué un tournant important avec l'introduction de la technologie laser, qui a donné naissance à la gravure au laser. Cette nouvelle méthode est plus précise et entièrement automatisée, indépendante des compétences manuelles.
Au XXIe siècle, la gravure laser n'est plus seulement un processus industriel avec des machines lourdes et des coûts d'installation élevés. Aujourd'hui, les machines de gravure au laser compactes permettent de pratiquer cette forme d'art à domicile.
Cet article fait la lumière sur cette technologie innovante et sur son fonctionnement. Notre objectif est d'expliquer de manière simplifiée l'interaction laser-matière et l'ensemble du processus de gravure.
Dans cet article
- Gravure au laser : Comment la lumière laser interagit avec les matériaux
- Différences entre la gravure, le gravage et le marquage au laser
- Explication du processus de gravure au laser
- Conclusion
Gravure au laser : Comment la lumière laser interagit avec les matériaux
La lumière est une forme d’énergie, et un faisceau laser est simplement une forme concentrée de lumière, ayant une couleur, une longueur d’onde et une direction.
Lorsque ce faisceau laser touche la surface des matériaux, il est absorbé et l’énergie lumineuse se transforme en chaleur dans cette zone localisée. La température devient si élevée que le matériau se vaporise, laissant une marque profonde. Cette conversion de l’état solide à l’état gazeux est physiquement appelée sublimation.
La largeur du faisceau laser (taille du spot) étant très faible, la chaleur et la vaporisation se limitent à un très petit point. Le processus prend quelques millisecondes pour se produire, et l'interaction intermédiaire entre le laser et le matériau est à peine perceptible. On a juste l'impression que le laser se superpose au matériau comme un ciseau tranchant. Le résultat est une surface sculptée avec des dépressions visibles que l'on peut sentir au toucher.
Le laser brûle la surface supérieure du matériau, exposant ainsi sa couche sous-jacente. Ainsi, dans la plupart des cas, en raison de la combustion, les gravures apparaissent d'abord en noir ou dans des tons plus foncés. Cependant, dans certains cas, par exemple lors de la gravure de métaux - où l'oxydation se produit - l'interaction produit des gravures colorées. L'interaction produit des gravures colorées. La couleur dépend de la puissance du laser et du type de métal.
Un laser ne fonctionne que sur des matériaux qui absorbent sa longueur d’onde spécifique. Ceux qui la réfléchissent ne peuvent pas être gravés. La plupart des matériaux absorbent les lasers. Parmi les plus courants, citons le bois, le plastique, l’acrylique, le verre, la pierre, le cuir, le tissu et les métaux. De plus, les matériaux qui dégagent des fumées nocives comme l’ABS, le PVC et le cuir artificiel ne sont pas recommandés pour la gravure laser.
Différences entre la gravure, le gravage et le marquage au laser
Les trois termes – gravure, gravage et marquage au laser – sont souvent utilisés comme synonymes. Mais il existe quelques différences techniques entre les trois.
Le marquage au laser, comme son nom l'indique, consiste à créer une marque minuscule sur un objet. Par exemple, un code QR, un logo ou une marque d'identification. Techniquement parlant, l'objectif est de décolorer légèrement la couche supérieure pour laisser une marque avec peu ou pas d'enlèvement de matière. Cet objectif est réalisable avec un laser de faible puissance.
La gravure au laser est un processus matériel dans lequel un laser pénètre et enlève une couche, généralement d'une profondeur de 0,0254 à 3,175 mm de profondeur. Ce procédé nécessite un laser de forte puissance.
Le gravage au laser est une forme de gravure, mais son approche est différente. Elle enlève la matière au niveau de la micro-surface, avec une profondeur de coupe nettement inférieure à celle de la gravure. Cela crée une marque moins profonde que la gravure traditionnelle. Elle est utilisée pour des applications où l'on ne souhaite qu'une modification minimale de la surface du matériau.
Explication du processus de gravure au laser
Maintenant que vous avez appris la théorie de la gravure au laser, concentrons-nous sur la façon dont le processus se déroule.
Étape 1 : Création du design
La première étape consiste à créer un motif pour la gravure. Deux options s’offrent à vous : les motifs ou les images. Les conceptions vectorielles, composées de lignes et de courbes en noir et blanc, sont typiques de la gravure de lettres, de logos ou de motifs. Vous pouvez les créer à l’aide d’un logiciel de conception graphique.
Pour les images colorées, qui sont au format PNG ou JPG, vous devez les convertir en une image bitmap ou en niveaux de gris. Cette conversion informe le graveur de la profondeur de la gravure. Vous pouvez utiliser les modes bitmap sur le logiciel XCS ou imag-R pour préparer les photos à la gravure au laser.
Étape 2 : Sélection et préparation du matériau
Choisissez un matériau adapté à votre type de machine laser. Nettoyez le matériau avant de graver. Dans certains cas, pour éviter les marques de brûlure, vous pouvez mouiller le matériau, par exemple lorsque vous gravez du bois ou du cuir.
Étape 3 : Configuration de la machine laser
Installez votre machine et placez le matériau à l’intérieur. Ouvrez le logiciel de contrôle du laser pour accéder aux paramètres personnalisés tels que la puissance et le nombre de passages. Faites glisser et déposez le motif et positionnez-le correctement sur le matériau que vous souhaitez graver.
Testez différents paramètres sur des chutes de matériaux pour trouver les réglages optimaux. Pour les graveurs laser xTool, utilisez nos recommandations en matière de réglages des matériaux.
Étape 4 : Le processus de gravure
Une fois les paramètres définis, il existe une option de cadrage qui permet à la machine d'exécuter le chemin de gravure. Vous pouvez repositionner le matériau ou apporter les dernières modifications à cette étape.
Une fois que vous avez lancé le processus de gravure, la tête laser se déplace automatiquement sur le matériau. Elle enlève de la matière et ajuste dynamiquement la puissance en fonction de la conception. Le processus devient aussi simple qu’une impression sur papier.
Étape 5 : Nettoyage après la gravure
Nettoyez la surface gravée après le processus. Utilisez un chiffon humide pour enlever les résidus et séchez-la. Vous pouvez peindre ou ajouter un produit d’étanchéité pour protéger la gravure.
Conclusion
La gravure au laser est une méthode sans contact où un faisceau de lumière focalisé vaporise le matériau, laissant une marque permanente. Dans l’industrie, cette technique est utilisée pour l’identification et la traçabilité des produits. À la maison, elle est parfaite pour personnaliser de petits accessoires afin de les rendre uniques.
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