Brevet FR2654982A1 — publié le 19910531

L'invention est relative à un procédé de marquage par faisceau laser de supports ayant des caractéristiques physiques et chimiques diverses. I1 a déjà été proposé de porter des inscriptions directement sur les produits par une gravure au faisceau laser, l'équipement de marquage pouvant alors être intégré ou former un maillon d'une chaîne de fabrication ou de montage. Le faisceau laser agit comme une source d'énergie appliquée ponctuellement, qui provoque une modification superficielle du matériau irradié, faisant apparaltre un contraste avec les zones adjacentes non frappées par le faisceau. Le marquage laser peut être fait à l'aide d'un masque portant les inscriptions correspondantes, ce masque devant être modifié à chaque changement de sérine ou par guidage du faisceau laser, lequel écrit sous le contrôle d'un système informatique tel que l'ordinateur, le texte sur chaque pièce.Ce dernier système d'inscription est nettement plus souple puisqu'il permet un changement des inscriptions quasi instantanément, mais la cadence de marquage est nettement inférieure. Les procédés connus de marquage laser sont utilisables sur certains matériaux, mais en général ils ne permettent pas d'obtenir des inscriptions d'une qualité suffisante capable de remplacer les étiquettes ou les impressions par tampographie des pièces. Le besoin s'est fait sentir de disposer d'un procédé de marquage laser universel, applicable aux différents types de support et fournissant une qualité d'inscription équivalente à celle des autres procédés. Le procédé selon l'invention est caractérise en ce que le support ou la zone de marquage du support est revêtu d'une couche de peinture ayant un pourcentage de pigmentation, suffisant à l'absorption du faisceau laser et que le marquage résulte de l'action du faisceau laser sur ladite peinture. La couche de peinture permet de s'affranchir des caractéristiques du support et offre un choix important de marquage, notamment de couleurs. Il est avantageux d'utiliser un laser YAG, dont la souplesse d'emploi est remarquable et la présence importante de pigments dans la couche de peinture assure le captage des rayons laser et leur action sur la peinture ou sur certains composants de la peinture pour obtenir un constraste suffisant au marquage. Différents pigments sont utilisables, en particulier des pigments minéraux tels que les oxydes de métaux qui ont une grande stabilité à haute température. Dans ce cas la couche pigmentée est relativement épaisse, par exemple supérieure à15 microns pour constituer un écran empêchant les rayons de parvenir au support ou s'ils y parviennent d'être suffisamment atténués pour être incapables d'une détérioration du support.Si la peinture est à pigments organiques le pourcentage de pigmentation en poids est bien entendu notablement plus faible, par exemple de quelques pour cent et ces pigments sont décomposés par l'action du faisceau laser. Les pigments assurent bien entendu leur fonction usuelle de protection et de coloration. L'invention porte également sur une peinture susceptible d'être appliquée sur le support devant être marqué par faisceau laser, cette peinture étant caractérisée par le fait que la pigmentation de la couche de peinture recouvrant le support dans la zone de marquage, est suffisante pour absorber et réfléchir les rayons laser et engendrer une détérioration du liant ou une gravure de la peinture qui visualise ledit marquage. Cette détérioration peut se traduire par une gravure, due à un enlèvement ou à une modification de structure du matériau et faisant apparaître un relief contrasté ou par un changement de couleur accentuant le contraste. Dans la plupart des cas les deux types de détérioration en l'occurrence la gravure et l'écriture sont présents et complementaires.L'utilisation de peintures polyuréthannes pour le revêtement de la zone de marquage donne des résultats remarquables de finesse et de contrôle des inscriptions, ainsi qu'une bonne adhérence et résistance de la peinture, mais d'autres peintures avec des liants différents sont utilisables, les caractéristiques importantes étant le degré de pigmentation et r épaisseur de la couche. Le durcisseur de la peinture polyuréthanne est un isocyanate ou autre durcisseur approprié, dont la présence produit le durcissement et affecte le marquage, notamment lorsque celui-ci succède rapidement à l'application de la peinture sur la channe de fabrication.Les pigments peuvent être des pigments minéraux stables en particulier les oxydes de fer, de titane ou de chrome, avec un pourcentage de pigmentation en poids de la couche de peinture supérieure à 40 % et avantageusement voisin de 60 %. Les pigments organique s tels que le bleu ou le vert de phtalocyanine conviennent également, le pourcentage en poids étant alors bien plus faible, par exemple supérieur à 3 %. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue schématique en plan d'une extrémité d'une chalne de fabrication ou de montage d'appareils électriques, - la figure 2 est une vue en coupe de la zone de marquage du produit. L'invention est décrite par la suite comme étant appliquée à un marquage laser de boltiers moulés d'appareils électriques, décrit dans la demande de brevet n0 8912557 du 22/9/89 a laquelle on se reportera pour de plus amples détails. Sur la figure 1 une ligne de fabrication ou de montage, schématiquement représentée par un transporteur 10 de produits 1 2 comporte en bout de channe une zone de marquage constituée par 4 postes successifs 1,2,3,4. Les produits 12 sont des appareils électriques à boîtier moulé isolant en matière plastique tels que des appareils de la gamme commercialement dénommée Multi 9. La partie frontale de ces appareils porte des inscriptions représentatives des caractéristiques de l'appareil fabriqué ou monté sur la chaîne 10. Le premier poste 1 sur lequel aboutissent les produits 1 2 est un poste d'application d'une couche de peinture 14 sur la zone de marquage du produit. Cette peinture peut être appliquée par les moyens usuels appropriés, notamment par proj ection ou par report par un procédé offset ou à tampographie ou par tout autre dispositif d'impression notamment par sérigraphie. Ces procédés d'application sont bien connus, notamment pour des encres et il est inutile de les décrire plus en détail. La peinture constitue un revêtement continu de la zone de marquage d'une épaisseur supérieure à 15 microns. Le produit 12 revêtu de la couche de peinture traverse par la suite un tunnel de séchage, schématiquement représenté par le poste 2, avant d'arriver sur un poste de marquage classique 3.Ce poste de marquage, par exemple du type tampographie, permet l'apposition des inscriptions constantes, c ' est-à-dire des inscriptions figurant sur tous les produits fabriqués sur la chalane. Les produits 12 arrivent par la suite au dernier poste de travail 4 qui est un poste de marquage laser constitué par une source d'un faisceau laser provoquant sur la zone de marquage une inscription des données variables c'est-à-dire des données propres à chaque série de produits 12 fabriqués sur la ligne. Le faisceau laser est avantageusement guidé par un dispositif d'ecriture automatique piloté par un ordinateur notamment par le système informatique de commande de la channe de fabrication. Le faisceau laser du type YAG frappe la couche 14 de peinture en provoquant une réaction superficielle de cette dernière au point d'impact 16. Le déplacement du faisceau laser réalise l'inscription des données variables. La vitesse d'inscription est suffisamment rapide pour suivre la cadence de production de la ligne 10 et le contrôle du faisceau laser par le système informatique permet un changement instantané du marquage en fin de chaque série de production. Il est clair que les inscriptions constantes peuvent également être portées par le marquage laser directement sur le produit ce qui permet la suppression du poste de marquage 3 par tampographie. Dans un exemple de réalisation la zone de marquage est revêtue d'une peinture polyuréthanne de coule.ur grise à deux composants, le durcisseur étant un isocyanate, et le pourcentage de pigmentation en poids de la couche de peinture est supérieur à 40% en particulier voisin de 60 %. Les pigments sont essentiellement l'oxyde de titane et l'oxyde de fer, faisant apparaltre après le marquage laser une écriture noire sur un fond gris avec une faible gravure en profondeur qui accentue le contraste. Le marquage résulte essentiellement d'une détérioration du liant de la peinture engendrée par l'absorption et la réflexion du faisceau laser par les pigments. Le support, en l'occurrence le matériau du bottier moulé ou produit 12 n'est pas affecté par le marquage, car la pigmentation est suffisante pour constituer un écran de protection, retenant totalement ou en grande partie le faisceau laser. La présence des pigments évite l'enlèvement total du liant. De même l'adhérence de la peinture ou les caractéristiques du support ne sont pas altérées par le marquage, qui est durable. Les pigments utilisés peuvent être d'autres oxydes notamment l'oxyde de chrome et être adaptés à la coloration souhaitée, mais le degré de pigmentation ainsi que l'épaisseur de la couche de peinture doivent être suffisants. Selon un autre exemple de réalisation la peinture comporte des pigments organiques et sous l'action du faisceau laser ces pigments et le liant sont décomposés et éliminés pour obtenir le contraste recherché. L'épaisseur de la couche et le pourcentage de pigmentation sont alors plus faibles. Le support peut être un matériau quelconque, notamment du métal, du plastique, du papier, du verre, dont la couleur est appropriée, le choix de la peinture dépendant éventuellement du type de support. De même le mode d'application de la peinture et son -durcissement sont sans influence sur le marquage qui n'affecte que la couche de peinture. L'invention est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre décrit. REVENDICATIONS 1. Procédé de marquage par faisceau laser de supports (12) ayant des caractéristiques physiques et chimiques diverses, caractérisé en ce que le support ou la zone de marquage du support est revêtu d'une couche de peinture (14) ayant un pourcentage de pigmentation, suffisant à l'absorption du faisceau laser et que le marquage résulte de l'action du faisceau laser sur ladite peinture. 2. Procédé de marquage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le marquage est réalisé par un laser YAG. 3. Peinture pour le marquage par faisceau laser de supports ayant des caractéristiques physiques et chimiques diverses, comprenant un liant et des pigments, caractérisée en ce que le support est revêtu d'une couche de peinture dont la pigmentation est suffisante pour absorber et réfléchir le faisceau laser et engendrer une détérioration du liant ou une gravure de la peinture qui visualise ledit marquage. 4. Peinture selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte des pigments minéraux stables, notamment des oxydes de métaux et que ladite détérioration du liant comporte une gravure et/ou un changement de couleur à l'emplacement de marquage sans affecter le support. 5. Peinture selon la revendication 4, caractérisée en ce qu' elle comporte des pigments qui sont des oxydes de fer, des oxydes de titane, des oxydes de chrome ou des mélanges de ces oxydes. 6. Peinture selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisée en ce que le pourcentage de pigmentation en poids de la couche de peinture est supérieur à 40 %, en particulier voisin de 60 %. 7. Peinture selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte des pigments organiques absorbant le faisceau laser pour provoquer une décomposition et un enlèvement de la peinture à l'emplacement de marquage rendant visible le support. 8. Peinture selon la revendication 7, caractérisée en ce que le pigment organique, en particulier le bleu pu le vert de phtalocyanine est présent dans la peinture avec un pourcentage de pigmentation supérieur à 3 %. 9. Peinture selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le liant comporte une résine polyuréthanne et un durcisseur à base d'un isocyanate ou autres. 10. Peinture selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que les pigments comportent de l'oxyde de titane et de l'oxyde de fer.