Garantisci il successo della marcatura laser dopo la lavorazione delle parti metalliche

Di Ajay Kumar, Chad Whitehead, Brittany Hooley | 13 agosto 2020

La maggior parte dei dispositivi medici con parti metalliche viene sottoposta a lavorazione meccanica, trattamento termico, elettrolucidatura e/o sabbiatura. Ogni processo produttivo, anche se eseguito correttamente, può lasciare depositi superficiali. Questi depositi si sommano cumulativamente e normalmente non possono essere rimossi dalla superficie con una semplice pulizia post trattamento termico. Spesso è necessario utilizzare processi aggiuntivi, ma tali processi potrebbero avere un impatto sulla marcatura laser. Garantire l'integrità della superficie è fondamentale per il successo della marcatura laser.

Ad esempio, affinché una marcatura laser su un acciaio martensitico come l'acciaio inossidabile 17-4 possa resistere alla passivazione nitrica, all'ammollo salino e a cicli multipli in autoclave, la superficie di marcatura deve essere pulita e passiva prima della marcatura laser e deve essere passiva dopo la marcatura . È importante analizzare la superficie prima della marcatura laser per individuare eventuali contaminanti superficiali, identificare la fonte dei contaminanti ed eliminarli.

Potenziali fonti di contaminanti:

Figura 1: Fonti complessive di contaminanti e loro impatto sulla marcatura laser.

I processi di lavorazione possono lasciare depositi di olio di lavorazione che si cuoceranno durante il trattamento termico.

Figura 2: Questa immagine sopra mostra i fluidi da taglio che possono rimanere sulla superficie dopo la lavorazione.

Figura 3: Effetti derivanti dal lasciare fluidi da taglio sulla superficie.

Le immagini sopra mostrano gli oli da lavorazione sulla superficie dopo la lavorazione. Se questi oli da lavorazione non vengono rimossi immediatamente, cuoceranno durante il trattamento termico.

Le parti elettrolucidate in modo errato presenteranno detriti di elettrolucidatura e fluido EP sulla superficie. La parte deve essere pulita immediatamente dopo l'elettrolucidatura.

Figura 4: Soluzione Post EP, EP lasciata sulla parte.

Figura 5: Effetto di elettrolucidatura impropria e pulizia inadeguata.

Se il dispositivo non viene adeguatamente trattato termicamente sotto vuoto, svilupperà incrostazioni dovute al trattamento termico. Il tipo di incrostazione del trattamento termico dipende dalla quantità di depositi depositati sulla superficie da processi precedenti come la lavorazione meccanica (oli fluidi da taglio). Una volta che si sono sviluppate le incrostazioni dovute al trattamento termico, il metodo di pulizia tradizionale che utilizza gli ultrasuoni non è in grado di rimuoverle. Ciò interferirà con il processo di marcatura laser.

Figura 6: Questa scala di trattamento termico viene costruita sulla superficie dopo che i detriti EP e i fluidi di lavorazione sono rimasti sulla superficie.

È importante assicurarsi che non siano rimasti depositi di lucidatura sulla superficie prima della marcatura laser. Ciò accade se viene utilizzata una pressione eccessiva e/o una grana non corretta e/o se il pezzo viene trattato termicamente in modo errato.

Figura 7: Effetto dei residui di lucidatura rimasti sulla superficie. I segni di graffio indicano la direzione di movimento della pasta lucidante.

Una superficie adeguatamente lavorata non avrà residui di pasta lucidante, fluidi da taglio e fluidi per elettrolucidatura e/o detriti.

Figura 8: Se la superficie viene elaborata correttamente prima della marcatura laser, avrà una topografia priva di segni di bruciatura da elettrolucidatura, depositi di fluido di elettrolucidatura, mezzi di lucidatura incorporati e/o incrostazioni dovute al trattamento termico.

Ecco tre qualità da considerare:

1.Vero colore nero indipendentemente dall'angolo di visione.Il contrassegno laser sarà di colore nero indipendentemente dall'angolo di visione.

Figura 9: Uno spessore inadeguato dello strato di ossido causerà lo spostamento del colore del contrassegno laser.

Figura 10: contrassegno laser nero reale.

2.La marcatura laser dovrebbe essere in grado di resistere alla passivazione.La marcatura laser non deve eliminare la passivazione post nitrica.

Figura 11: Analisi comparativa tra marcature laser. Il segno laser a sinistra rimane nero vero dopo la passivazione nitrica IV. I quattro segni a destra mostrano che il segno laser è stato parzialmente rimosso mediante passivazione a vari livelli.

3.Esente da corrosione. Dopo i cicli in autoclave, la marcatura laser deve essere valutata per la corrosione a un livello di 10-50 µm. La parte non deve mostrare alcun segno di corrosione e deve mostrare una netta demarcazione tra il segno laser e il metallo di base.