Gravure laser sur métal : quelle méthode, quel laser, quelles machines

La gravure sur métal se fait de quatre façons principales : à la main (burin), par voie chimique ou électrochimique, mécaniquement (fraise rotative ou CNC) et au laser. Le laser s’impose pour la gravure personnalisée sur métal en petite série : il travaille sans contact, reproduit un fichier à l’identique et grave un prénom, un logo ou une photo sans outil à changer.

Encore faut-il le bon laser. Le métal nu se grave à 1 064 nm, avec un module infrarouge ou une source fibre. Les diodes bleues, à 445-455 nm, n’y sont annoncées que sur l’inox et les métaux revêtus ou peints. Les machines qui gravent le métal sont classées dans graveur laser pour l'inox.

Choisissez une autre méthode si vous voulez un trait de burin, un décor en relief profond sur une seule pièce, ou si vous n’avez qu’un objet à graver : un atelier de gravure vous évitera d’acheter une machine.

Sources : guide de gravure sur métal de Noblie Custom Knives, page « Gravure sur acier » de Wikipédia.

La gravure sur métal à la main se pratique avec des burins, onglettes, échoppes, ciselets, mats, traçoirs et rifloirs, la liste des outils que cite Wikipédia pour la gravure sur acier. Elle se fait en creux ou en relief. Noblie Custom Knives la décrit comme très exigeante en compétences et en temps.

La gravure chimique et le marquage électrochimique demandent un équipement de protection adapté aux produits et une bonne ventilation.

Le laser distingue deux résultats. La gravure laser proprement dite enlève de la matière et creuse la surface ; le marquage par recuit modifie l’aspect de la surface sans la creuser.

La diode bleue (445-455 nm). C’est le laser des machines à bois. Les fabricants annoncent la gravure de l’inox (xTool S1, M2), de l’inox brossé et de l’aluminium anodisé (réglages Creality), du métal plaqué ou peint. Sur le xTool F2 15 W, xTool réserve l’or, l’argent et le platine au laser infrarouge et ne cite, pour la diode, que le métal revêtu.

L’infrarouge 1 064 nm (module IR). Il est intégré au F2 (5 W) et vendu en option pour le xTool M2 (3 W), le xTool S1 40 W (2 W), le xTool P3 (5 W) et les Sculpfun S9 et S30 (module IR-2). Il grave le métal nu, mais ne le découpe pas : xTool annonce au mieux 0,1 mm de profondeur sur l’inox et le cuivre avec le F2.

La fibre MOPA. Même longueur d’onde, beaucoup plus de puissance, et deux réglages en plus : la largeur d’impulsion et la fréquence. Sur le xTool F2 Ultra, 60 W permettent, selon xTool, la gravure couleur, la gravure en relief et la découpe de métal fin.

Le CO2 (10,6 µm). Il grave le verre et découpe le bois et l’acrylique ; pour le métal nu, xTool renvoie au module infrarouge en option du P3.

Le prix d’une machine de gravure laser pour le métal va donc d’environ 1 000 € (diode fermée, module infrarouge en plus) à près de 6 000 € (F2 Ultra Double Laser à 5 819 €) dans notre base.

Voici, métal par métal, ce que les fabricants annoncent. Ce sont leurs listes, pas nos essais.

• Inox. Le métal le plus cité. Diode : gravure annoncée par xTool et Creality (inox brossé). Infrarouge : jusqu’à 0,1 mm de profondeur sur le F2. MOPA : gravure, couleur et découpe jusqu’à 2 mm sur le F2 Ultra.
• Aluminium anodisé. La gravure laser sur aluminium anodisé est la plus accessible : Creality publie des réglages pour ses diodes, et xTool cite ce matériau pour l’infrarouge du F2.
• Aluminium brut. La gravure laser sur aluminium nu demande 1 064 nm : xTool le cite pour l’infrarouge du F2 et le MOPA du F2 Ultra, qui annonce aussi la découpe de 1 mm.
• Acier. La gravure laser sur acier non inoxydable est peu détaillée par les fabricants de notre base : xTool citait le fer pour l’infrarouge du F1. Faites une grille de test sur une chute.
• Laiton et cuivre. Infrarouge du F2 (cuivre jusqu’à 0,1 mm de profondeur annoncé), MOPA du F2 Ultra (découpe de 2 mm de laiton annoncée).
• Titane. Infrarouge du F2 (alliage de titane) ; MOPA du F2 Ultra, avec la couleur.
• Or, argent, platine. Infrarouge du F2 et MOPA du F2 Ultra. xTool prévient qu’une perte de matière est possible sur les métaux précieux.
• Métal peint ou plaqué. C’est le seul métal annoncé pour une diode d’entrée de gamme : le laser enlève la couche de surface.

1. Identifiez le métal et sa finition. Inox brossé, aluminium anodisé ou métal peint ne réagissent pas de la même façon : la finition décide du réglage.
2. Préparez le fichier. Un tracé vectoriel pour un texte ou un logo, une image en niveaux de gris pour une photo.
3. Fixez la pièce. Pour un gobelet ou une bague, il faut un rotatif : jusqu’à 120 mm de diamètre sur le F2, 150 mm sur le F2 Ultra (rotatif et convoyeur ne s’y utilisent pas en même temps).
4. Faites la mise au point. Automatique sur le F2, le F2 Ultra, le M2 et le S1.
5. Gravez une grille de test. Sur une chute du même métal, avec la même finition. Dans LightBurn, l’outil Material Test crée une grille de 10 × 10 cases qui fait varier puissance et vitesse, et peut tester la fréquence sur les sources qui la règlent. Attention : le F2, le F2 Ultra et le M2 ne fonctionnent pas avec LightBurn, mais avec xTool Studio.
6. Cadrez. Le cadrage trace le contour du travail sans graver : vérifiez la position sur la pièce.
7. Gravez, sous surveillance. Restez à côté de la machine jusqu’à la fin du travail.

Gravure laser du métal pour un particulier : le F2 est le plus direct, parce que l’infrarouge est de série. Avec un M2 ou un S1, ajoutez le module infrarouge.

Aucun des fabricants de notre base ne publie de grille de réglages chiffrée pour le métal nu, et nous n’avons pas eu ces machines en main : nous ne donnons donc pas de valeurs. Quatre principes suffisent pour partir de votre propre grille :

• Une grille par métal et par finition. Un réglage validé sur l’inox brossé peut ne pas convenir à l’inox poli : refaites la grille.
• Puissance et vitesse d’abord. Une grille de 10 × 10 couvre l’essentiel ; ajoutez le nombre de passes si vous cherchez de la profondeur.
• Fréquence et largeur d’impulsion en MOPA. Ce sont les deux réglages que xTool met en avant sur le F2 Ultra. LightBurn sait faire varier la fréquence et la largeur d’impulsion dans sa grille de test, sur les sources qui les acceptent.
• Notez tout. Matière, finition, réglages, nombre de passes : une case réussie ne sert que si vous savez la refaire.

La gravure laser couleur sur métal est réservée, dans notre base, au MOPA du F2 Ultra : xTool annonce plus de 100 couleurs sur l’inox et le titane. Un infrarouge de 2 à 5 W n’est pas annoncé pour la couleur.

• Confondre diode et infrarouge. Dans les listes des fabricants de notre base, une diode n’est annoncée ni sur l’or, ni sur l’argent, ni sur le laiton : il faut 1 064 nm.
• Attendre une découpe d’un module infrarouge. xTool le précise pour le F2 : son infrarouge 5 W grave, il ne découpe pas le métal.
• Graver un métal précieux sans test. xTool signale une perte de matière possible sur l’or et l’argent avec le MOPA.
• Oublier les lunettes. Le F2 et le F2 Ultra sont en classe 4. Les lunettes doivent être adaptées à la longueur d’onde (1 064 nm pour l’infrarouge et la fibre, environ 445 nm pour la diode) et à la densité optique requise par le fabricant.
• Travailler sans extraction. Le F2 évacue les fumées par un tuyau, le F2 Ultra par un ventilateur ; xTool vend des purificateurs en option.
• Partir en laissant la machine travailler. La règle vaut pour le métal comme pour le bois. Pour la découpe du bois, voyez aussi découper du bois au laser.

Quatre machines de notre base gravent le métal nu, avec une source à 1 064 nm intégrée ou en option. Pour la couleur et la série, le F2 Ultra ; pour personnaliser des objets, le F2 ; pour un atelier qui travaille d’abord le bois, le M2 ou le S1 avec leur module infrarouge.