Du laboratoire d'application : jusqu'où la lisibilité est-elle encore possible hors du foyer ?

Vous trouverez ci-dessous quelques réflexions et une série d'images sur le marquage de pièces en mouvement. Lors du marquage de pièces en mouvement - également appelé "Marking on the Fly", outre l'effet optique de la défocalisation, des effets liés à la synchronisation entre le mouvement du matériau et la déviation du faisceau entrent également en jeu. Ces effets feront l'objet d'un article spécifique. L'article suivant est lié à ce thème : Marquage de produits en mouvement - Comment ça marche ? et le tutoriel vidéo : "Trucs et astuces pour l'Encodeur rotatif". Pour la suite, nous nous limiterons à la représentation optique.

Si des produits de différentes hauteurs sont fabriqués sur une même ligne ou si la station de marquage est mobile et utilisée sur différentes lignes, des problèmes de focalisation du rayonnement laser peuvent survenir.

Dans tous les cas, il est de pratique courante d'ajuster et de vérifier la distance de travail. C'est également une bonne chose. Cependant, on peut "laisser l'église au village" dans ce processus. En effet, avec un choix judicieux de la lentille de champ plane, le réglage de la position focale n'est pas sorcier - et dans certains cas, il n'est même pas nécessaire.

Dans l'exemple illustré, il s'agit de profilés en PVC de différentes géométries. Comme on utilise en partie du PVC souple, la fidélité de la forme à la position de marquage n'est pas toujours constante.

Dans notre laboratoire d'application, la première étape a donc consisté à déterminer la vitesse de marquage maximale avec le laser de la classe de puissance souhaitée (ici un_{laser CO2} de 10 W).

Le résultat est visible sur la figure 1 - la vitesse maximale de la bande de l'extrudeuse pourrait être de 14 m/min pour une distance focale de 100 mm. On ne constate quasiment aucune différence de qualité de marquage entre le réglage au foyer et celui à 5 mm en dehors du foyer (figure 2).

Si, à la vitesse maximale de 14 m/min, on sort de la focale 10 pour cent entiers de la distance focale, c'est-à-dire 10 mm, la qualité du marquage est limitée et on quitte la fenêtre de processus. (fig. 3)

Dans ce cas, le "rendement du parcours" ne suffit justement plus pour marquer tous les caractères de manière sûre.

Cependant, comme la vitesse réelle du processus du client est nettement inférieure et que même 5 m/min offrent encore une certaine réserve, la même séquence d'essais a été réalisée une nouvelle fois à 5 m/min. Autant le dire tout de suite, le processus est devenu encore nettement plus tolérant à la défocalisation.

Dans ce cas, on s'est écarté de 15 mm de la mise au point. Comme la puissance du trajet est encore bien suffisante, le résultat du marquage est très bon - avec un écart par rapport à la position focale de 15 pour cent de la distance focale.

En fait, le seuil de la fenêtre de traitement se situe maintenant à près de 20 mm de la mise au point pour la même puissance, la même distance focale et une vitesse réduite à 5 m/min. Il a donc presque doublé.

Pour finir, nous sommes passés à une distance focale de 200 mm tout en conservant la puissance de 10 W et les 5 m/min.

La largeur de ligne du marquage au foyer a alors légèrement augmenté et a produit un résultat de marquage acceptable même avec un écart de 50 mm par rapport à la position du foyer (fig. 6 et 7).

Ce qui constitue une qualité de marquage acceptable relève donc d'une appréciation subjective, tant que la lisibilité par la machine n'est pas exigée. Les résultats des essais ne doivent pas non plus être interprétés comme si la focalisation dans le processus laser était secondaire. Il est important d'appliquer le soin nécessaire. Les processus de marquage avec des produits en mouvement sont plus exigeants à cet égard que les marquages à l'arrêt.

Ce qui est frappant, c'est la large plage d'adaptation qui est accessible dans cette application par le seul choix de la distance focale et l'adaptation de la vitesse de marquage.

Un large choix de lentilles de champ plan permet de compenser les écarts dus aux erreurs de positionnement ou aux différentes hauteurs de produits dans les limites indiquées, sans avoir recours à des dépenses technologiques ou financières supplémentaires.

Il convient toutefois de clarifier au cas par cas dans quelle mesure cela est possible. En effet, le matériau, la longueur d'onde, la vitesse de marquage et, surtout, les attentes des clients ont ici une influence déterminante.

Si vous avez une application correspondante, nous vérifierons volontiers avec vous comment le processus peut être conçu de manière optimale en termes de rentabilité et de qualité. Parlez-en à nos experts.