Le marquage et le codage numériques présentent de nombreux avantages pour les fabricants qui cherchent à optimiser leurs opérations et à se conformer aux réglementations internationales, aux lois nationales et aux directives sectorielles. De nombreuses entreprises adoptent des systèmes de codage et de marquage laser à commande numérique, car ceux-ci permettent d’obtenir des marquages durables et de haute qualité, garantissant ainsi la traçabilité et la sécurité des consommateurs. Pour obtenir des marquages durables sur une grande variété de matériaux et de surfaces, il faut des performances optimisées que seuls les systèmes de marquage et de codage laser sont en mesure d’offrir. Dans cet article, nous allons explorer les avantages d’un système de marquage et de codage laser à commande numérique, les composants clés de ce type de système, ainsi que la manière de choisir le système de marquage laser le mieux adapté aux besoins de votre entreprise.
Qu’est-ce que le codage et le marquage ?
Le codage et le marquage laser sont des procédés utilisés pour imprimer des informations importantes sur des produits, des pièces et des emballages à l’aide d’un laser. Il existe de légères différences entre ces deux procédés :
- Le codage laser: cette technique utilise un laser pour marquer un article avec un code spécifique afin de faciliter son identification ou son suivi
- Le marquage laser: cette technique sert à apposer sur les produits d’autres types de marques que les codes, telles que des numéros de série facilitant l’identification ou des logos graphiques à des fins de stratégie de marque
Les types de marques et de codes créés par ces moyens comprennent :
- Codes-barres
- UPC
- Numéros de série
- Références/codes de pièces
- Codes de lot
- Dates de péremption
- Dates de consommation recommandées
Types de procédés de marquage laser
Il existe différents procédés de marquage laser permettant d’obtenir des marquages à haute visibilité, à fort contraste et de grande qualité sur une grande variété de matériaux. Ces procédés doivent garantir que les marquages résistent à des environnements difficiles et à une manipulation à long terme. Les procédés de marquage laser doivent également permettre de marquer le matériau à des cadences de production élevées, tout en préservant l’intégrité structurelle du matériau marqué. Les principaux procédés de marquage sont les suivants :
- La gravure: le matériau est retiré de la surface du substrat, laissant une dépression visible
- Ablation laserde la couche superficielle : les couches superficielles absorbent la lumière laser, ce qui provoque l’échauffement et la vaporisation du matériau. La couche de base restante présente un fort contraste avec la couche superficielle, ce qui rend les marquages très visibles
- Recuit: une couche d’oxyde se forme sur les métaux ferreux (fer, acier, acier de haute qualité) et le titane sous l’effet d’un chauffage localisé par le laser. La couche d’oxyde est souvent noire, mais elle peut également présenter d’autres couleurs de recuit, telles que le jaune, le rouge et le vert, résultant des différentes températures des couches chauffées
- Moussage : la chaleur du laser génère des bulles dans le matériau de base. Ces bulles s’évaporent, laissant apparaître une modification de la surface, tant au niveau de la couleur que de la texture
Avantages d’un système de codage et de marquage laser à commande numérique
Les fabricants s’appuient sur des systèmes laser capables de s’adapter aux changements, en particulier dans les applications de marquage et de codage, car l’industrie de l’emballage est en constante évolution. Outre ses hautes performances, un système de marquage et de codage laser à commande numérique présente également les avantages suivants :
1. Performances
Un système de codage et de marquage laser produit des marquages à fort contraste et facilement lisibles, dans différentes polices et tailles, ainsi que des marquages permanents et durables qui résistent bien à la manutention et aux environnements difficiles.
2. Précision et contrôle
Des moteurs de balayage à haute répétabilité garantissent la précision nécessaire pour obtenir une qualité de marquage supérieure, offrant ainsi un haut niveau de précision et de contrôle numériques. Associés à un laser CO₂ haute performance, ils augmentent les vitesses de traitement, ce qui se traduit par des rendements plus élevés et une polyvalence accrue.
3. Marquage sur des surfaces courbes
Les têtesde marquage laser 3D et les logiciels associés sont capables de suivre les surfaces courbes, ce qui permet de marquer rapidement et durablement les surfaces cibles de pièces aux formes complexes.
4. Flexibilité
Un système de codage et de marquage laser permet d’appliquer des marquages sur une grande variété de matériaux et de types de surfaces, avec la possibilité de modifier les motifs et les paramètres à la volée.
5. Une solution sans contact
Lors de l’utilisation d’un système de marquage et de codage, seul le faisceau laser entre en contact avec le matériau cible. Cela constitue un avantage lors du marquage ou du codage de matériaux délicats, ou de matériaux devant rester stériles.
6. Facilité d’utilisation
Un système de codage et de marquage à commande numérique est simple à utiliser et ne nécessite qu’une formation minimale. De plus, la plupart des systèmes ne requièrent pas de certification officielle pour être utilisés. Les utilisateurs peuvent enregistrer les réglages laser associés à des matériaux spécifiques ainsi que les fichiers de conception, qui serviront de référence pour de futurs projets. Cela facilite leur accès et réduit au minimum les temps de changement de configuration.
7. Production ininterrompue
Ce type de système ne nécessite que peu, voire aucune maintenance ; les temps d’arrêt des machines étant minimes, cela permet d’améliorer considérablement la productivité de l’usine. Avec le marquage laser, il n’y a pas de buses bouchées, d’encre à recharger ni d’autres tâches de nettoyage de routine qui entraînent des temps d’arrêt lors de l’utilisation de machines à jet d’encre traditionnelles.
8. Coût total de possession
Le coût total de possession d’un système de codage et de marquage laser est inférieur à celui d’autres méthodes. Cela s’explique notamment par les facteurs suivants :
- Faibles besoins en formation opérationnelle
- Une grande fiabilité
- L’absence de consommables, tels que l’encre
- Des temps d’arrêt réduits liés aux changements de production et à la maintenance
- Une flexibilité accrue, ouvrant de nouvelles opportunités commerciales
Applications des systèmes de codage et de marquage
Les secteurs et applications pouvant bénéficier d’un système de marquage et de codage laser à commande numérique comprennent :
- Fabrication: pour ajouter des graphiques et/ou des codes alphanumériques, des codes-barres et des codes QR sur les matières premières, les produits finis ou les emballages
- Électronique : permet d’apposer des codes alphanumériques, des étiquettes, des codes-barres, des codes QR et des codes 2D d’une grande netteté sur les composants et modules électroniques
- Secteur médical: pour marquer les dates de péremption sur les emballages de médicaments
- Ingénierie – utilisé par les industries automobile et aérospatiale pour marquer les références et les codes sur les composants
- Marquage du verre : pour appliquer des graphiques permanents et/ou des marques de certification et des codes pouvant être facilement adaptés en fonction des évolutions réglementaires
- Agroalimentaire – pour marquer les dates de péremption et les dates limites de consommation sur les produits
- Marquage et codage à grande vitesse: le marquage et le codage laser s’adaptent parfaitement aux lignes de production à grande vitesse et aux systèmes de traitement par lots
- Marquage et codage en fin de chaîne – pour appliquer des marques et des codes sur des produits finis, que ce soit sur des surfaces planes ou complexes
Composants clés d’un système de codage et de marquage
Les fabricants proposent des marqueurs laser avec une variété de longueurs d’onde afin d’obtenir l’effet de traitement souhaité sur le matériau à marquer. Chacun de ces matériaux possède un spectre d’absorption caractéristique, ce qui signifie qu’il existe certaines longueurs d’onde que ce matériau absorbera plus facilement que d’autres. Les matériaux présentant une meilleure absorption peuvent être traités plus rapidement et plus efficacement. La longueur d’onde étant l’une des caractéristiques déterminantes d’un laser, les concepteurs de systèmes doivent associer le type de laser approprié au matériau qu’ils souhaitent traiter afin d’obtenir des résultats de la meilleure qualité et un débit optimal. Les lasers CO₂ ont des longueurs d’onde plus longues, qui conviennent parfaitement aux plastiques, aux matériaux naturels comme le papier et à certaines feuilles métalliques – qui comptent parmi les matériaux les plus courants dans l’industrie de l’emballage. Les composants clés d’un système de codage et de marquage laser à commande numérique sont les suivants :
- Des lasers haute performance: les lasers d’un système de marquage et de codage doivent être capables de résister aux conditions réelles des environnements industriels
- Scanner à galvanomètre: c’est le cœur d’un moteur de marquage ; il déplace un ensemble de miroirs associés aux vecteurs générés par les axes X et Y
- Les vecteurs générés par les axes X et Y: ceux-ci guident le faisceau laser sur le matériau à traiter
- Cartes de commande servo : ces cartes à large bande passante assurent la haute précision et le débit élevé des galvanomètres
- Carte contrôleur: ce dernier élément du moteur de marquage coordonne l’ensemble des composants en générant le motif de marquage et en synchronisant le mouvement des miroirs avec l’activation et la modulation du laser
- Logiciel convivial: il complète le contrôleur pour permettre la création rapide de motifs de marquage à partir de dessins 2D et 3D importés
- Technologie deguidage du faisceau adaptée au laser: essentielle pour éviter tout dommage et minimiser les pertes de puissance
Solution de guidage du faisceau de Cambridge Technology pour le marquage et le codage
Les têtes de balayage à 2 axes des séries Pro et Lightning™ II de Cambridge Technology intègrent des galvanomètres de la série 83xxK, des servomoteurs analogiques et numériques, ainsi que des miroirs ultra-légers pour offrir la combinaison la plus compétitive en termes de stabilité et de vitesse. Ces composants essentiels sont disponibles à l’unité pour des options d’intégration flexibles. Pour le marquage généraliste, les galvos de la série 62xxH offrent une vitesse similaire et peuvent être associés à des substrats de miroirs en silicium d’un excellent rapport qualité-prix et à des servomoteurs compacts tels que le 672. La solution de guidage du faisceau de Cambridge Technology pour le marquage et le codage laser offre notamment les avantages suivants :
- Précision : des galvanomètres à haute stabilité offrent une solution unifiée répondant aux exigences de précision d’un large éventail d’applications, quelles que soient les longueurs d’onde et les distances focales
- Débit élevé : une large gamme de tailles de galvanomètres est proposée pour piloter de manière optimale des ouvertures spécifiques, en utilisant à la fois du silicium standard et des matériaux ultra-légers. Des servomoteurs analogiques sont proposés en versions compactes et à forte puissance, optimisés pour la haute vitesse. Avec un temps de suivi nul, le servomoteur numérique à courant continu avec contrôle d’espace d’état entraîne les galvanomètres à des vitesses inégalées dans les applications de marquage
- Fiabilité : la construction robuste des galvos, qui utilise des roulements de haute qualité et un moteur à tolérances serrées, garantit des résultats hautement reproductibles pendant des milliers d’heures d’utilisation sans aucun réglage
- Flexibilité : les galvos, compacts et efficaces, offrent une grande souplesse en matière de montage des miroirs, de connectique et d’angles de balayage. Les servomoteurs sont disponibles en versions complètes, compactes et à deux axes pour s’adapter au mieux aux besoins d’intégration des systèmes
Solutions de marquage et de codage laser Novanta
Au sein de Novanta, Cambridge Technology et Synrad apportent une valeur ajoutée sans précédent à leurs clients en tant que fournisseur unique de lasers CO₂ et de systèmes de guidage du faisceau. Nous disposons d’une vaste expertise couvrant toutes les applications, ce qui permet d’éviter les écueils techniques et d’intégration. Notre expertise et nos ressources étendues nous permettent de créer des solutions sur mesure pour les applications les plus exigeantes.
En faisant appel à un seul fournisseur pour vos besoins en matière de guidage du faisceau et de lasers, vous évitez les conflits inter-sociétés et les problèmes de compatibilité, ce qui permet une intégration plus rapide et plus simple. Nous offrons un accompagnement complet, de la conception à l’exploitation en production par l’utilisateur final, garantissant ainsi le succès du système.
Les systèmes numériques de marquage et de codage laser offrent des performances optimisées grâce à leur flexibilité, leur facilité d’utilisation et leur rentabilité. Leurs avantages se traduisent par des marquages de haute qualité, conçus pour résister à des conditions d’environnement difficiles.
Contactez-nouspour en savoir plus sur les solutions de marquage et de codage numériques de Novanta.
