Fino a pochi anni fa la marcatura laser a colori era limitata al solo nero. Il laser aveva questo limite rispetto ad altre tecnologie: la stampa a getto d’inchiostro o la tampografia, infatti, permettevano già da tempo la realizzazione di grafiche multicolore. Questo rappresentava un importante svantaggio per il laser, soprattutto nei settori dove l’estetica del prodottoè l’obiettivo principale (promozionale, medicale, cosmetico, automotive di lusso). Oggi, grazie allo sviluppo di nuove sorgenti laser – in particolare la tecnologia MOPA – e alla maggiore precisione nel controllo dei parametri via software, la situazione è cambiata drasticamente. Ottenere colori brillanti e stabili non solo è possibile, ma anche ripetibile con un’ottima affidabilità produttiva.
Come funziona la marcatura colorata?
La marcatura a colori è un processo basato sull’interazione tra il laser e la superficie del materiale, attraverso la formazione controllata di uno strato di ossido di spessore variabile. Questo strato altera l’indice di rifrazione della luce, generando interferenze ottiche che si traducono in colori visibili diversi a seconda dello spessore formato e del tipo di materiale su cui si sta lavorando.
La lunghezza dell’impulso e altre variabili del laser determinano la quantità di energia che viene utilizzata per riscaldare la superficie del materiale. In questo modo è possibile realizzare una ossidazione superficiale controllata e localizzata del prodotto. Inoltre per garantire il processo di marcatura a colori è richiesta una messa a fuoco molto precisa della zona da lavorare.
Non essendoci alcuna asportazione di materiale o incisione meccanica, si tratta di una modifica superficiale puramente fisica, molto apprezzata nei settori dove è richiesta massima pulizia e integrità del pezzo.
Qui sotto puoi visualizzare un video di marcatura colorata realizzato su una placca di acciaio AISI 304 con un laser a fibra MOPA da 30 Watt.
Su quali materiali si può eseguire la marcatura laser colorata?
Come per ogni tipologia di applicazione laser, l’effetto e i parametri sono molto diversi quando parliamo di marcatura laser sui metalli o marcatura sulla plastica.
Oggi è molto diffusa la marcatura colorata dell’acciaio, in quanto è il materiale che risponde meglio e su cui è possibile realizzare una vasta gamma di colori. La marcatura colorata è possibile infatti solo su materiali che possono essere ossidati in modo controllato e che mostrano interferenze cromatiche ben visibili.
Ancora una volta, i parametri che influenzano il risultato sono la frequenza laser, potenza, velocità, distanza focale e altro.
I materiali applicabili per la marcatura del colore dei metalli includono:
- Acciaio inox: il più usato, permette una gamma cromatica ampia e stabile.
- Titanio: eccellente risposta ai parametri MOPA, con colori intensi e definiti.
- Cromo e leghe cromate: colori più limitati ma buona risposta a parametri precisi.
- Altri metalli lucidati (rame, ottone): teoricamente marcabili ma meno stabili nel tempo.
La plastica non è di per sé è adatta per la marcatura a colori tramite ossidazione, perché non forma uno strato di ossido compatibile con questo tipo di effetto ottico. Tuttavia, esistono pigmentazioni specifiche e additivi che possono reagire alla luce laser producendo variazioni cromatiche (non è però considerata marcatura “a colori” in senso stretto, ma piuttosto un effetto termico/pigmentale).
Il laser perfetto per la marcatura a colori
Per questo tipo di processo noi consigliamo sempre il laser a fibra MOPA, che per le sue caratteristiche e prestazioni è quello più idoneo. Infatti il sistema Master Oscillator Power Amplifier (appunto il laser MOPA), consente di variare le forme d’onda del laser con durate dell’impulso comprese da 1ns e 350ns ed una varietà di combinazioni Frequenza/energia per impulso.
Rispetto al laser a fibra standard, il MOPA consente:
- Controllo preciso dell’impulso laser: essenziale per regolare lo spessore dell’ossido.
- Flessibilità nella forma d’onda: utile per adattare il laser a diversi materiali.
- Ampio range di frequenza (da pochi kHz a >1 MHz): fondamentale per gestire correttamente l’apporto termico.
Inoltre, grazie alla possibilità di regolare energia per impulso, overlap tra spot, e densità di potenza, il laser MOPA garantisce una qualità estetica superiore rispetto ad altri sistemi.
