Seit es Faser-, UV- und CO2-Laser gibt, kennzeichnet die Industrie ihre Bauteile immer häufiger mit dem Laser. Vieles spricht dafür, dass das so weitergeht. Moderne Industrielaser passen besser in eine Produktionslinie als Tintenstrahldruck, Nadelprägen oder bedruckte Etiketten.
Die Technik wird laufend weiterentwickelt. Die Verfahren sind heute schneller als früher, und die Kennzeichnungen halten mehr aus.
Bei der industriellen Laserbeschriftung erzeugt ein gebündelter Laserstrahl die Kennzeichnung direkt auf dem Bauteil, mitten in der Produktion. Möglich sind Data-Matrix-Codes, Seriennummern, Barcodes und Logos. Das Bauteil wird dabei von nichts berührt.
Anders als Tintenstrahldruck oder bedruckte Etiketten braucht das Verfahren kein Verbrauchsmaterial. Die Kennzeichnungen bleiben dauerhaft lesbar und überstehen auch Oberflächenbehandlungen wie Kugelstrahlen, E-Coating und Wärmebehandlung.
Beim Laserätzen wird eine dünne obere Schicht der Oberfläche aufgeschmolzen. Dabei entsteht eine Mikrorauheit, die das Licht anders streut und dadurch einen Kontrast erzeugt. Da nahezu kein Material abgetragen wird, üblicherweise weniger als 25 µm, ist es das schnellste Verfahren und für die meisten Anwendungen die ideale Beschriftungslösung. Es erzeugt dauerhafte Kennzeichnungen, ohne die Taktzeit zu beeinträchtigen. Das Verfahren wird häufig in der Primärmetallindustrie, in der Metallverarbeitung, etwa beim Stanzen und Schweißen, sowie in Montagelinien eingesetzt.
Bei der Lasergravur trägt der Laser Material ab und erzeugt eine Vertiefung im Bauteil. Sie ist tief genug, dass die Kennzeichnung Abrieb, mechanische Bearbeitung und Oberflächenbehandlungen übersteht.
Gravieren dauert länger als Ätzen und braucht mehr Laserleistung, wenn die Taktzeit trotzdem kurz bleiben soll. Dafür hält die Kennzeichnung mehr aus.
Eingesetzt wird das Verfahren vor allem in Gießereien und Schmiedebetrieben der Automobilindustrie. Dort werden die Werkstücke ganz am Anfang der Fertigung graviert, etwa mit Data-Matrix-Codes und Fahrzeug-Identifizierungsnummern, die auch nach dem Kugelstrahlen noch lesbar sein müssen.
Bei der Anlassbeschriftung wird überhaupt kein Material abgetragen. Das Metall wird unter seinen Schmelzpunkt erwärmt. Dadurch wird unterhalb der Oberfläche eine chemische Reaktion ausgelöst, die eine dunkle, kontrastreiche Kennzeichnung erzeugt, während das Bauteil vollständig eben bleibt. Dieses Verfahren ist bei Edelstahl erforderlich, weil es die Chromoxidschicht erhält und verhindert, dass Rost in das Metall eindringt. Es wird dort eingesetzt, wo Korrosionsbeständigkeit und eine glatte, leicht zu reinigende Oberfläche wichtig sind, etwa bei Medizinprodukten, chirurgischen Instrumenten und Anlagen für die Lebensmittelindustrie.
Bei der Laserablation wird eine Beschichtung abgetragen, um das darunterliegende Substrat freizulegen. Der Farbunterschied zwischen beiden Schichten bildet die Kennzeichnung. Das Verfahren eignet sich für Lack, E-Coating, Eloxalschichten, galvanische Beschichtungen und Oxide. Da der Grundwerkstoff unberührt bleibt, ist dies das geeignete Verfahren, wenn Bauteile bereits beschichtet angeliefert werden oder eine Oxidschicht entfernt werden muss, bevor eine dauerhafte Kennzeichnung aufgebracht wird.
| Lasertyp | Wellenlänge | Am besten geeignete Materialien | Beschriftungsgeschwindigkeit | Wartung | Typischer industrieller Einsatz |
|---|---|---|---|---|---|
| Glasfaser | ca. 1.070 nm | Stahl, Edelstahl, Aluminium, Magnesium, Zink, Blei, Kupfer, Gummi | Am schnellsten, erfüllt die kürzesten Produktionstaktzeiten; bis zu 2.000 W für Tiefengravuren | Am geringsten: gekapselt, luft- oder wassergekühlt; ab 500 W keine optische Nachjustierung, bis zu 100.000 Stunden | Rückverfolgbarkeit von Metallbauteilen, Direktbeschriftung, Gießereien, Primärmetalle, Automobilindustrie |
| UV | ca. 355 nm | Kunststoffe, Glas, Keramik, Leiterplatten, Siliziumwafer, Saphir, Beschichtungen, Polyimide, Drähte | Präzision steht vor reiner Geschwindigkeit; Spotgrößen bis 7 µm | Mittel: Die Frequenzverdreifachung bei DPSS-Lasern erzeugt interne Wärme, die Leistung und Betriebsdauer begrenzt | Hitzeempfindliche und filigrane Bauteile, Halbleiter, Medizinprodukte, Elektronik |
| CO2 | ca. 10.600 nm | Kunststoffe, Polymere, Holz, Karton, Textilien, Gummi, Glas, keine Metalle | Schnell bei dünnen, flachen organischen Materialien | Höher: vibrationsempfindlich, regelmäßige optische Nachjustierung erforderlich; Spiegel, Linsen und Fenster verschleißen im Betrieb | Beschriftung von Kunststoffen und Polymeren, Verpackung, Weiterverarbeitung, dünne flache Materialien |
Faserlaser sind die Standardwahl für die industrielle Laserbeschriftung. Sie beschriften Metalle schneller als jeder andere Lasertyp, laufen rund um die Uhr bei großer Hitze, Staub und Öl und brauchen praktisch keine Wartung. Nichts muss optisch nachjustiert werden, es gibt kein Verbrauchsmaterial und keine Druckköpfe.
Hat der Laser genug Leistung, macht er beides: Er ätzt einen Data-Matrix-Code, und er graviert tief genug, dass die Kennzeichnung das Kugelstrahlen übersteht. Außerdem entfernt er Lack, Oxid und Rost von der Oberfläche, bevor beschriftet wird.
Bei UV-Lasern steht Präzision vor Geschwindigkeit. Mit einer Wellenlänge von 355 nm beschriften sie in einem kalten Prozess, der keine Hitzeschäden hinterlässt. Dadurch eignen sie sich für filigrane und hitzeempfindliche Bauteile wie Leiterplatten, Siliziumwafer, Glas, Keramik, beschichtete Oberflächen und feine Drähte.
Die Spotgrößen reichen bis 7 µm. Damit lassen sich Kennzeichnungen erzeugen, die andere Laser nicht auflösen können, und Bauteile können im laufenden Prozess beschriftet werden. Wenn Glasfaser-Laser zu aggressiv sind, ist UV in der Regel die richtige Lösung.
CO2-Laser beschriften vor allem kohlenstoffbasierte Materialien wie Kunststoff, Holz, Karton, Textilien und Gummi. Für dünne, flache Bauteile sind sie gut geeignet.
Schwierig wird es in automatisierten Linien. Der optische Aufbau eines CO2-Lasers reagiert empfindlich auf Vibrationen, und verstellt sich die Optik, steht die Anlage. Wenn Sie inline beschriften wollen, prüfen Sie deshalb zuerst, ob Ihr Material auch mit einem Faser- oder UV-Laser geht.
Zu unseren Laserprodukten gehören Systeme und Geräte, die in der Großserienfertigung und unter rauen Bedingungen zuverlässig laufen. Sie brauchen sehr wenig Wartung, der Stillstand in Ihrer Linie bleibt entsprechend gering. Auch kurze Taktzeiten halten sie ein, denn unsere Laser sind die schnellsten auf dem Markt. Unsere eigene Gravurtechnologie erzeugt dauerhafte Kennzeichnungen in hoher Qualität, die unter allen Bedingungen lesbar bleiben, auch nach Oberflächenbehandlungen wie Kugelstrahlen und E-Coating.
Unsere industriellen Laserbeschriftungssysteme umfassen Faser-, UV- und CO2-Laser. Damit beschriften Sie Metalle, Kunststoffe, Glas, Keramik, Leiterplatten, Sand und weitere Materialien. Für Metall sind Faserlaser die richtige Wahl. Es gibt sie mit 10 W bis 2.000 W, von der einfachen Kennzeichnung einzelner Bauteile bis zu schnellen Anwendungen, die viel Leistung brauchen.
Unsere Laserbeschriftungsgeräte sind vollständige, nach Klasse 1 zertifizierte Lösungen für Roboter, Förderbänder oder die manuelle Bestückung. Sie sind produktionsbereit und verbinden industrielle Leistung mit einer nahtlosen Integration in Fertigungsumgebungen.
| Technologie | Dauerhaftigkeit | Verbrauchsmaterialien | Wartung | Taktzeit | Beständig gegen Oberflächenbehandlung |
|---|---|---|---|---|---|
| Laserbeschriftung | Dauerhaft | Keine | Sehr gering, berührungslos, keine Verschleißteile | Am kürzesten | Ja: Kugelstrahlen, E-Coating, Wärmebehandlung |
| Nadelprägen | Dauerhaft | Prägestifte | Mittel, Verschleiß des Prägestifts, Kontakt verformt das Bauteil | Langsam | Teilweise: Die Tiefe bleibt erhalten, der Kontrast nimmt ab |
| Tintenstrahldruck | Vorübergehend | Tinte, Lösungsmittel | Hoch, Druckkopfreinigung, Verstopfung | Schnell | Nein |
| Bedruckte Etiketten | Vorübergehend | Etiketten, Klebstoff, Farbband | Mittel, Störungen am Applikator, Nachfüllen | Schnell | Nein: Etiketten verbrennen, lösen sich ab oder fallen herunter |
Ein Code (oder Kennzeichnung) nützt nur etwas, wenn er am Ende der Produktionslinie noch lesbar ist. Kugelstrahlen zerstört normalerweise jede Beschriftung, die direkt auf dem Bauteil sitzt. Entscheidend ist das Verhältnis von Zellgröße zu Beschriftungstiefe. Zellen sind die einzelnen Punkte, aus denen ein Data-Matrix-Code besteht. Stimmt das Verhältnis, kommen die Strahlpartikel nicht an den Code heran.
Laserax stimmt die Größe der Data-Matrix-Codes im Einzelfall auf das verwendete Strahlmittel ab. So bleibt ein Druckgussteil von der Entnahme aus der Form bis zur Montagelinie durchgehend identifizierbar.
Kennzeichnungen müssen auch nach E-Coating, Pulverbeschichtung und Wärmebehandlung lesbar bleiben. Wir können Sie bei der Integration eines Verfahrens unterstützen, das nachgelagerten Behandlungen standhält.
Ein schlüsselfertiges Gerät der Laserklasse 1 kommt fertig und regelkonform ins Haus und lässt sich in eine bestehende Linie einbauen. Ihre Bediener brauchen keine Schutzbrillen, Sie müssen keinen Laserbereich absperren und kein eigenes Sicherheitsprogramm aufsetzen.
Bauen Sie einen offenen Laser der Klasse 4 ein, liegt die Verantwortung bei Ihnen. Sie bestellen einen Laserschutzbeauftragten, schulen das Personal, installieren Abschirmungen, Vorhänge, Verriegelungen und Warnschilder und stellen Schutzbrillen bereit, die zur Wellenlänge des Lasers passen. Dieser Aufwand lohnt sich, wenn der Laser Teil einer größeren automatisierten Zelle werden soll.
Ein eigenständiger Beschriftungslaser kostet etwa 35.000 bis 40.000 US-Dollar. Er besteht aus Laserquelle, Scanner und Steuerung. Den Einbau in eine Linie oder ein Schutzgehäuse übernehmen Sie selbst.
Ein schlüsselfertiges Gerät kostet mehr, weil Schutzgehäuse der Laserklasse 1, Staub- und Rauchabsaugung, Bauteilhandhabung, Sicherheitszertifizierung und Software dabei sind. Manuell bestückte Arbeitsstationen fangen bei etwa 120.000 US-Dollar an, Konfigurationen mit höherem Durchsatz wie der Drehtisch eher bei 230.000 US-Dollar. Für vollautomatisierte Roboter- und Förderbandzellen erstellen wir ein Angebot für Ihre Anwendung.
Der größte Teil der Preisunterschiede geht auf vier Faktoren zurück: Laserleistung, Automatisierungsgrad, Sicherheits- und Zertifizierungsanforderungen sowie Optionen wie Autofokus, Bildverarbeitungssysteme und Barcodevalidierung.
Eine höhere Leistung kostet mehr, verkürzt jedoch die Taktzeit. Dies ist bei einer Inline-Anwendung in der Regel der entscheidende Faktor.