{"id":16628,"date":"2026-10-20T10:02:38","date_gmt":"2026-10-20T08:02:38","guid":{"rendered":"https:\/\/www.publiteconline.it\/applicazioni-laser\/?p=16628"},"modified":"2026-10-12T10:17:31","modified_gmt":"2026-10-12T08:17:31","slug":"marcatura-laser-su-acciai-temprati-oltre-60-hrc-e-rivestimenti-pvd","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.publiteconline.it\/applicazioni-laser\/marcatura-laser-su-acciai-temprati-oltre-60-hrc-e-rivestimenti-pvd\/","title":{"rendered":"Marcatura laser su acciai temprati oltre 60 HRC e rivestimenti PVD"},"content":{"rendered":"\n

Marcare acciai temprati oltre 60 HRC e rivestimenti PVD senza rinvenimento locale n\u00e9 microcricche: le strategie a bassa fluenza e passate multiple.<\/h2>\n\n\n\n

di Mario Palmieri – Applications Manager, LASIT<\/em><\/p>\n\n\n\n

Chi produce utensili da taglio, frese, punte, maschi e stampi conosce bene l\u2019ultima operazione del ciclo: la marcatura di codici, loghi, lotti e seriali per la tracciabilit\u00e0<\/strong><\/a>. Su questi componenti per\u00f2 la marcatura arriva quando il pezzo \u00e8 gi\u00e0 stato temprato – spesso oltre 60 HRC, con acciai rapidi che raggiungono 62-66 HRC – e in molti casi \u00e8 anche rivestito con uno strato PVD di nitruro di titanio (TiN) o rivestimenti analoghi. Sono le condizioni in cui l\u2019energia concentrata di un fascio laser incontra il materiale pi\u00f9 delicato che possa trovare.<\/p>\n\n\n\n

Il problema \u00e8 che una marcatura pu\u00f2 superare il controllo di leggibilit\u00e0 e, allo stesso tempo, aver introdotto un difetto invisibile sotto la superficie. Un apporto termico mal governato su un acciaio martensitico provoca rinvenimento locale, tensioni residue e, nei casi peggiori, microcricche che partono proprio dal bordo dei caratteri. Su un utensile che lavora a fatica, con carichi ciclici e taglienti sollecitati, quel punto diventa un innesco.<\/p>\n\n\n

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\"Su
Su rivestimento TiN il contrasto si ottiene a bassissima energia: caratteri nitidi senza delaminazione n\u00e9 alonatura del bordo.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Per questo, sugli acciai temprati e rivestiti il criterio di qualit\u00e0 non pu\u00f2 fermarsi alla leggibilit\u00e0 del codice: deve comprendere l\u2019integrit\u00e0 metallurgica della zona marcata. E l\u2019integrit\u00e0 si governa con due leve concrete – i parametri di processo e la posizione della marcatura sul pezzo.<\/p>\n\n\n\n

Perch\u00e9 il temprato \u00e8 fragile all\u2019energia concentrata<\/h3>\n\n\n\n

La tempra <\/strong>conferisce durezza trasformando la struttura dell\u2019acciaio in martensite, una fase dura ma metastabile. \u00c8 proprio questa metastabilit\u00e0 a renderla sensibile al calore: basta riscaldare localmente il materiale oltre la sua temperatura di rinvenimento perch\u00e9 la martensite si trasformi, con una perdita di durezza circoscritta ma reale nella zona termicamente alterata.<\/p>\n\n\n

\n
\"Marcatura
Marcatura a bassa fluenza in passate multiple: DataMatrix leggibile senza zona termicamente alterata visibile sul temprato oltre 60 HRC.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Quando l\u2019energia del fascio \u00e8 concentrata in tempi e aree ridotte, il gradiente termico tra il punto colpito e il materiale circostante \u00e8 ripido. Il raffreddamento rapido che segue lascia tensioni residue di trazione, le pi\u00f9 pericolose, perch\u00e9 sommandosi ai carichi di esercizio abbassano la soglia di innesco delle cricche. Sugli acciai molto duri, poco tenaci per natura, il margine \u00e8 sottile: la stessa propriet\u00e0 che rende l\u2019utensile resistente all\u2019usura lo rende poco tollerante alle sollecitazioni localizzate.<\/p>\n\n\n\n

Questa \u00e8 la ragione per cui la marcatura sull\u2019acciaio temprato richiede una logica diversa da quella usata su un acciaio dolce o su un inox ricotto: non si tratta di \u201cscrivere di pi\u00f9\u201d, ma di consegnare al materiale meno energia possibile per ottenere il contrasto necessario.<\/p>\n\n\n\n

Il rivestimento PVD\/TiN: pochi micron che cambiano tutto<\/h3>\n\n\n\n

I rivestimenti PVD<\/strong> come il nitruro di titanio hanno spessori nell\u2019ordine di pochi micron e una durezza superiore a quella del substrato. Sono progettati per ridurre attrito e usura del tagliente, non per resistere a uno shock termico puntuale. Un impulso troppo energetico pu\u00f2 bruciare il rivestimento, alterarne il colore ai bordi della marcatura o, peggio, innescarne la delaminazione locale – il distacco dello strato dal substrato.<\/p>\n\n\n\n

Sul rivestito esistono due strade legittime. Si pu\u00f2 ottenere il contrasto agendo con energia bassissima direttamente sullo strato, modificandone la resa ottica senza asportarlo; oppure si pu\u00f2 rimuovere in modo controllato il rivestimento in corrispondenza dei caratteri, sfruttando il contrasto tra strato e substrato. In entrambi i casi la parola chiave \u00e8 controllo: la finestra di processo su pochi micron \u00e8 stretta, e va trovata sul rivestimento reale, non su un campione nominale.<\/p>\n\n\n\n

Bassa fluenza e passate multiple: distribuire l\u2019energia<\/h3>\n\n\n\n

La strategia che protegge l\u2019integrit\u00e0 metallurgica \u00e8 controintuitiva rispetto all\u2019istinto di \u201cspingere\u201d la potenza: si lavora a bassa fluenza, cio\u00e8 con poca energia per unit\u00e0 di superficie a ogni impulso, e si costruisce la marcatura con pi\u00f9 passate leggere invece che con una singola passata intensa. L\u2019energia complessiva necessaria al contrasto viene cos\u00ec diluita nel tempo, dando al calore la possibilit\u00e0 di dissiparsi tra una passata e l\u2019altra e riducendo il picco termico che innesca il rinvenimento.<\/p>\n\n\n

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\"\"<\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Questo approccio si appoggia alla natura della sorgente. Le sorgenti MOPA<\/strong>, con durata d\u2019impulso regolabile, permettono di scegliere impulsi brevi che scaldano meno il materiale; la fibra a 1064 nm resta il riferimento per i metalli, mentre le sorgenti a impulsi ultracorti in picosecondo portano l\u2019apporto termico a un livello trascurabile, ideale dove la zona termicamente alterata deve essere ridotta al minimo. La relazione tra potenza, durata d\u2019impulso ed effetto sul materiale \u00e8 il cuore del problema: vale la pena approfondirla nel dettaglio della potenza del laser e della durata dell\u2019impulso.<\/p>\n\n\n\n

Annealing o ablazione: due modi di fare contrasto, due bilanci termici<\/h3>\n\n\n\n

Su acciaio la marcatura scura per<\/strong> annealing <\/strong>nasce da un\u2019ossidazione superficiale controllata: non asporta materiale, ma per definizione introduce calore, ed \u00e8 quindi la modalit\u00e0 che richiede pi\u00f9 attenzione sul temprato. L\u2019ablazione a bassa fluenza<\/strong>, al contrario, agisce su uno spessore minimo di superficie con impulsi brevi, limitando l\u2019apporto termico di massa ma generando una leggera topografia.<\/p>\n\n\n\n

Aspetto<\/strong><\/td>Annealing (ossidazione)<\/strong><\/td>Ablazione a bassa fluenza<\/strong><\/td><\/tr><\/thead>
Asportazione di materiale<\/strong><\/td>Assente<\/td>Strato superficiale minimo<\/td><\/tr>
Apporto termico locale<\/strong><\/td>Pi\u00f9 elevato<\/td>Contenuto con impulsi brevi<\/td><\/tr>
Effetto sul rivestimento PVD\/TiN<\/strong><\/td>Rischio alterazione cromatica<\/td>Rischio delaminazione se l’energia \u00e8 alta<\/td><\/tr>
Contrasto ottenuto<\/strong><\/td>Tonalit\u00e0 scura da ossidazione<\/td>Topografia superficiale<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>
Confronto qualitativo tra marcatura ad annealing e ablazione a bassa fluenza su utensili temprati e rivestiti.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Non esiste una scelta giusta in assoluto: dipende dalla durezza, dalla presenza e dal tipo di rivestimento, dalla necessit\u00e0 di un codice a basso rilievo o di una superficie intatta al tatto. La regola pratica \u00e8 verificare l\u2019effetto reale con una sezione metallografica e una misura di microdurezza nella zona marcata, non affidarsi all\u2019aspetto visivo del codice.<\/p>\n\n\n\n

Dove si pu\u00f2 marcare e dove no: leggere la geometria dell\u2019utensile<\/h3>\n\n\n\n

La posizione della marcatura<\/strong> \u00e8 una leva di integrit\u00e0 tanto quanto i parametri. Su un utensile esistono zone dove una lieve alterazione superficiale \u00e8 irrilevante e zone dove \u00e8 inaccettabile. Il gambo, le facce piane non funzionali e le porzioni non sollecitate del corpo sono le aree naturali per codici e seriali. I taglienti, i raggi di raccordo, le gole di scarico e ogni superficie soggetta a carico o a concentrazione di sforzi vanno invece evitati: \u00e8 l\u00ec che una microcricca o una tensione residua trovano l\u2019innesco peggiore.<\/p>\n\n\n\n

Questo vale anche per la marcatura di frese e utensili da taglio, dove la tentazione di collocare il codice nell\u2019area pi\u00f9 comoda per il caricamento va bilanciata con la mappa delle sollecitazioni del pezzo. \u00c8 una decisione che raramente spetta solo a chi imposta la macchina: coinvolge la geometria funzionale dell\u2019utensile.<\/p>\n\n\n\n

Come si valida la marcatura su un temprato<\/h3>\n\n\n\n

Su questi materiali la validazione <\/strong>non \u00e8 un passaggio formale. Prima di mettere in produzione un ciclo, ha senso marcare campioni reali – stesso acciaio, stessa durezza, stesso rivestimento – e portarli in laboratorio per una verifica che vada oltre la lettura del codice: sezione metallografica per osservare la zona termicamente alterata, misura di microdurezza per quantificare l\u2019eventuale rinvenimento, e controllo della leggibilit\u00e0 e del grading del codice in linea. \u00c8 l\u2019unico modo per sapere se la finestra di processo scelta protegge davvero l\u2019integrit\u00e0 del pezzo.<\/p>\n\n\n\n

Quando ha senso, e quando concordare la posizione con l\u2019ufficio tecnico<\/h3>\n\n\n\n

La<\/strong> marcatura laser a bassa fluenza \u00e8 la scelta pi\u00f9 razionale <\/strong>quando occorre tracciare utensili temprati e rivestiti in modo permanente, senza gli inneschi meccanici della punzonatura o della micropercussione e senza consumabili. Su acciai molto duri e su rivestimenti PVD \u00e8 spesso l\u2019unica via per ottenere un codice permanente senza compromettere la funzione del pezzo.<\/p>\n\n\n\n

Non \u00e8 invece una decisione da prendere isolando la sola marcatura. Quando il componente lavora a fatica, quando i margini di sicurezza sono stretti o quando la superficie disponibile costringe ad avvicinarsi a un tagliente o a un raggio critico, la posizione e la modalit\u00e0 vanno concordate con l\u2019ufficio tecnico e con chi conosce la mappa delle sollecitazioni. In quei casi la domanda non \u00e8 pi\u00f9 \u201cil codice \u00e8 leggibile?\u201d, ma \u201cdove e come possiamo marcare senza togliere vita all\u2019utensile?\u201d. \u00c8 lo stesso ragionamento che guida la scelta del marcatore per un\u2019officina meccanica: la tecnologia serve il processo, non il contrario.<\/p>\n\n\n\n

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