III. 2.2.1.4 Caractéristiques de l’acier inoxydable que nous allons utiliser pour le marquage
III.3 Mise en place du marquage laser au CHU de la Timone
III.3.1 Descriptif de la machine laser
Nous allons décrire dans la partie suivante les caractéristiques et les fonctionnalités de la plateforme de marquage laser Speedmarker 700 dont nous avons fait l’acquisition. Cette plateforme est utilisée par certains industriels pour le marquage des métaux, des plastiques et la céramique. Dans l’industrie médicale, elle est utilisée pour le marquage des DMI et DMRS.
III.3.1.1 Caractéristiques techniques
La machine Speedmarker 700 est conçue avec un laser à fibre qui fait partie de la classe des lasers à solide. Le faisceau laser est amplifié au moyen d’un réseau de fibres de verre dopé par des ions terrestres rare d’Ytterbium (Yb). Le laser impulsionnel nanoseconde nécessite l’utilisation d’un Q-switch qui se place dans le résonnateur afin de moduler les pertes de la cavité. (32).
Les lasers à fibre de verre en silice émettent des longueurs d’onde de 1064 nm compatibles avec le traitement des matériaux, y compris pour le marquage des métaux par recuit. Ils sont sans entretien et se distinguent par leur longue durée de vie d’au moins 25 000 heures de laser.
Dans le tableau ci-dessous sont indiquées les caractéristiques du laser fourni par le fabricant. Il manque l’information de la fluence qui représente la densité d’énergie déposée par unité de surface (J/cm²) et par impulsion. Ce paramètre est important pour décrire l’interaction avec la matière et de pouvoir déterminer le seuils de fusion des matériaux(57). Le laser utilise la technologie de type MOPA (master oscillator power amplifier) qui désigne une configuration composée d'une oscillateur maître couplé à un amplificateur optique (dans notre cas en fibre optique) pour amplifier la puissance du faisceau laser en sortie tout en préservant ses propriétés principales (sans dégradations). L’avantage de la technologie MOPA et sa flexibilité en termes de paramétrage laser pour des applications qui requières une puissance élevée, des différentes largeurs de trait, et d’une durée d'impulsion ultracourte.
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III.3.1.2 Le logiciel Speed mark®
Le logiciel Speed mark® permet de créer des zones de texte, des codes
alphanumériques, des codes à barres, des codes Datamatrix et d’insérer des images (logos) qu’il faut sélectionner dans la barre outils.
Différents programmes sont déjà paramétrés en fonction de la matière à marquer. L’opérateur doit sélectionner le paramètre de la matière à marquer (aluminium ou inox) et choisir la couleur du marquage. Plusieurs couleurs sont proposées pour l’inox ; on choisit noir ou blanc pour l’aluminium.
Une fois que l’opérateur a sélectionné la matière à marquer il doit renseigner les paramètres de remplissage qui dépendent du matériau et de la couleur choisie. Le remplissage correspond aux différents passages du laser. Exemples de remplissage :
Lignes parallèles 0.03 mm pour le marquage blanc sur l’inox Ligne bidirectionnelle 0.002 mm pour le marquage noir sur inox
La hauteur du laser (Z) (distance optimale entre la pièce à marquer et la lentille laser) est à respecter pour obtenir une focalisation du faisceau laser optimale, pour ne pas endommager la pièce et garantir la qualité du marquage.
L’opérateur a la possibilité d’ajouter une zone de positionnement et de recentrer l’ensemble des éléments à marquer. Il peut ainsi créer un groupe composé du logo APHM, du code à barres, du code alphanumérique et de la mention stérilisation Timone. Exemple ci-dessous
Figure 65 : Création d’un code à barres sur logiciel Speedmark®
L’ensemble des groupes sont classés par ordre chronologique selon les étapes de marquage choisies par l’opérateur.
Il existe une fonction d’incrémentation qui permet à l’opérateur de sélectionner le nom du plateau à incrémenter directement dans un fichier source CSV. Ce fichier source provient d’une extraction de la base de données des plateaux opératoires de l’APHM du logiciel Optim®
92 Figure 66 : Description du logiciel Speedmark®
III.3.1.3 Description de la machine Laser Trotec Speedmarker 700
La machine Speedmarker 700 comporte une porte de sécurité automatique (2) qui empêche le lancement du laser tant que celle-ci n’est pas fermée. Elle est équipée d’un verre de sécurité (1) qui dispense les utilisateurs du port de lunettes de sécurité. La machine est fournie avec une unité centrale (5), un écran et un clavier amovible (8).
93 Un bouton d’urgence permet stopper la machine en cours de travail. Un clavier permet de lancer le programme et de déplacer les axes du laser et du plateau de travail. Le laser se déplace selon l’axe X et l’axe Z, le plateau de travail se déplace selon l’axe des Y. Un extracteur de particules se situe juste en dessous de la lentille du laser.
Figure 68 : Déplacement du laser
Un pointeur laser permet de délimiter correctement le marquage laser et de positionner la pièce à marquer. Ce pointeur laser est pratique pour le marquage à l’unité. Pour un marquage laser en série, il existe une fonctionnalité sur le logiciel Speedmark de positionnement en fonction de l’ensemble des pièces à marquer avec l’utilisation de gabarits adaptés. La mise en place de cette fonctionnalité est adaptée aux très grandes séries (500-1000 unités) de matériaux à marquer. Le paramétrage de cette fonctionnalité est long et fastidieux et ne correspond pas à nos besoins de marquer de petites séries d’environ 10 unités, ou le temps de paramétrage à chaque nouvelle série serait supérieure au gain de temps sur la durée du marquage. Nous avons paramétré un système de positionnement pour de petites séries sans pour autant réussir à complétement automatiser le système.
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