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Foto ravvicinata di struttura superficiale con marcatura nera

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

Il Black Marking è un procedimento di lavorazione laser che produce una marcatura molto scura e ben contrastata della superficie, senza asportare materiale. Impulsi laser ultra brevi producono strutture nanometriche sulla superficie. La superficie grezza permette di ridurre la diffusione della luce e di generare un annerimento definitivamente profondo e stabile della marcatura. Se gli impulsi utilizzati per generare questa marcatura sono ultra brevi, il colore virato in determinati range parametrici rimane inoltre resistente alla corrosione. Questo risultato si ottiene grazie all'utilizzo di laser a impulsi ultra brevi, che lasciano una zona termicamente alterata molto piccola e quindi sufficiente cromo libero sulla superficie, che permette la formazione di uno strato di ossido autorigenerabile.

I vostri vantaggi in breve

Black Marking mit der TruMicro Serie 2000
Stabilità dell'angolo di visuale

Un ulteriore vantaggio del Black Marking è la cosiddetta stabilità dell'angolo di visuale. Il contrasto molto alto e uniforme da tutti gli angoli di visuali è ottenuto grazio alle nanostrutture periodiche, che riflettono e assorbono la luce multi-diffusa. Si tratta di una caratteristica di qualità, soprattutto nell'industria orologiera e automobilistica, dove vengono utilizzate molte parti a vista.

Blackmarking auf Ventil
Colorazione nera profonda

La lavorazione con il laser permette di ottenere un viraggio di colore importante sul metallo, fino a una tonalità di nero profondo. Con il Black Marking si ottengono inoltre un forte contrasto e un aspetto molto opaco senza riflessi, e di conseguenza un notevole aumento della leggibilità, sia manuale sia automatica, anche dei pixel più piccoli.

Korrosionstest von Blackmarking Anwendung mit TRUMPF Produkten
Resistenza alla corrosione

In molti settori sono richieste marcature resistenti a corrosione. Secondo il Regolamento per prodotti medicali della UE, gli impianti o gli strumenti operatori, ad esempio, devono essere muniti di un codice UDI (Unique Device Identification Code) tracciabile. Il Black Marking permette di ottenere marcature di diverso tipo che rimangono ben leggibili anche dopo parecchi cicli di pulizia e passivazione.

Medizinisches Instrument mit UDI-Code, Blackmarking mit TRUMPF Lasern
Marcatura conforme ai requisiti UDI

Il regolamento per prodotti medicali della UE e le normative della FDA (Food and Drug Administration) negli USA richiedono la marcatura leggibile a lungo dei prodotti di tecnica medicale con un codice UDI (Unique Device Identification Code) tracciabile. Grazie alle sue proprietà, il Black Marking con impulsi ultra brevi è idoneo per soddisfare tutti questi requisiti di marcatura conforme per codici UDI. Anche codici UDI piccolissimi rimangono leggibili a lungo grazie alla loro resistenza alla corrosione, stabilità all'angolo di visuale e colorazione nera profonda.

Siete curiosi di conoscere i vantaggi che il Black Marking può portare alle vostre lavorazioni di marcatura?

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Descrizione del procedimento

Verfahrensskizze Blackmarking - wie geht Schwarzmarkieren

  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 permettono di lavorare i materiali quasi senza influsso termico e 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. 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

Blackmarking auf einem medizinischen Ventil mit TRUMPF Produkten

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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