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Black Marking (marcatura in nero) | TRUMPF
Foto ravvicinata di struttura superficiale con marcatura nera

Black Marking: marcature di colore nero profondo resistenti alla corrosione e durature

Il Black Marking è una procedura della lavorazione laser che permette di ottenere una marcatura molto scura e ben contrastata della superficie, senza asportazione di materiale. Impulsi laser ultrabrevi creano sulla superficie strutture di dimensioni nanometriche. La superficie microstrutturata assicura una ridotta diffusione della luce, generando un annerimento profondo e stabile della marcatura. Poiché gli impulsi laser utilizzati per questa marcatura sono ultrabrevi, il viraggio di colore rimane inoltre resistente alla corrosione entro determinati range di parametri. Il motivo si individua nel fatto che con l'impiego dei laser a impulsi ultrabrevi la zona d'influenza termica è molto piccola e quindi sulla superficie rimane una quantità di cromo sufficiente a formare uno strato di ossido autorigenerabile.

I vostri vantaggi in breve

Descrizione del procedimento

Schizzo della procedura Black Marking: come funziona la marcatura nera

  1. Struttura della superficie: la base per il Black Marking resistente a corrosione sono i laser a impulsi ultra brevi, con durata di impulso nel range dei pico o femtosecondi. Questi laser permettono di lavorare i materiali quasi senza influsso termico o meccanico. L'impulso laser infatti, e quindi la durata di apporto dell'energia, è così breve da impedire il trasferimento della temperatura agli atomi limitrofi e quindi anche la fessurazione termica da sforzo, che può generarsi invece nel comune rinvenimento, ad esempio, se vengono scelti parametri non idonei. Per questo motivo si parla anche di "lavorazione a freddo". Il laser produce strutture nanometriche nel materiale.
  2. Strato di ossido: oltre alla strutturazione della superficie, anche lo strato di ossido di cromo gioca un ruolo fondamentale nel conferire resistenza alla corrosione alle marcature nere: il calore apportato dai laser a nanosecondi è inferiore rispetto a quello della marcatura per rinvenimento, quindi nella superficie rimane cromo libero in quantità sufficiente a favorire il processo di autorigenerazione dello strato passivo. Si generano così strati con cromite (Fe2+Cr2O4) e magnetite (Fe3O4) più resistenti alla corrosione o strati composti da una fase mista: FeFe2-xCrxO4 (spinello ferro-cromo).
  3. Passivazione: alla marcatura segue la pulizia dei prodotti medicali. Lunghi tempi di contatto, detergenti aggressivi o alte temperature possono compromettere la leggibilità e la durata della marcatura laser. Per questo motivo, spesso per la rifinitura si ricorre a un processo di passivazione mirato. In questo processo un bagno di acido citrico o nitrico rimuove le componenti reattive della superficie, come gli ioni di ferro liberi, e supporta la crescita pulita e veloce di un nuovo strato di ossido di cromo, che migliora ulteriormente la resistenza a corrosione. Durante questo procedimento si hanno contemporaneamente anche la pulizia della superficie e il rilascio di solfuri.

Esempi di impiego per marcatura in nero

Black Marking su una valvola medicale con prodotti TRUMPF

Valvole marcate con laser per la compensazione della pressione intracranica

Per poter identificare in modo univoco e tracciare impianti, sono fondamentali marcature durature e ben leggibili. Lo shunt illustrato viene utilizzato per il trattamento dell'idrocefalo ("acqua nella testa") e devia il liquido in eccesso nei ventricoli del cervello fin verso l'addome per via sottocutanea.

Bacinella reniforme

Con il Black Marking vengono marcati i codici univoci UDI (UDI = Unique Device Identification) di bacinelle reniformi in metallo prezioso, garantendone la tracciabilità e la resistenza alla corrosione.

Scalpello marcato con laser, codice UDI per tracciabilità

Bisturi / morsa

Anche sugli strumenti chirurgici, come bisturi o staffe, grazie alle potenze di picco impulso estreme si ottengono codici UDI di colore nero profondo e privi di corrosione, che resistono a numerosi cicli di pulizia.

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