Aufgrund seiner Schnelligkeit und Haltbarkeit empfehlen wir das Laserätzen für die meisten Beschriftungsanwendungen.
Im Laufe der Jahre sind uns alle möglichen Fragen dazu gestellt worden. Ganz gleich, ob Sie wissen möchten, wie das Verfahren funktioniert, wie es sich von anderen Laserbeschriftungsverfahren unterscheidet oder wie viel es kostet – wir sind sicher, dass Sie in diesem Artikel alles finden, was Sie wissen müssen.
Laserätzen ist ein Verfahren, bei dem Markierungen auf Teilen und Produkten durch Schmelzen ihrer Oberfläche erzeugt werden. Es gehört zur Überkategorie der Laserbeschriftung, zu der auch Lasergravieren und Laserglühen gehören. Es ist äußerst vielseitig und kann für die meisten Metalle verwendet werden.
Um eine erhabene Markierung zu erzeugen, gibt der Laserstrahl eine hohe Energiemenge auf eine kleine Fläche ab. Dadurch schmilzt die Oberfläche des Materials und dehnt sich aus. Dies kann das Material in Schwarz, Weiß oder Grau einfärben.
Ätzen wird meist verwendet, um dauerhafte Markierungen wie Datenmatrix-Codes, Seriennummern, Barcodes und Logos zu erzeugen.
Das genaue Datum, an dem das Laserätzen erfunden wurde, ist nicht bekannt, aber wir wissen, dass Lasergravieren Berichten zufolge erstmals im Jahr 1978 eingesetzt wurde. Da die beiden Verfahren sehr ähnlich sind (Lasergravieren beinhaltet ein gewisses Maß an Schmelzung), ist der Ursprung des Laserätzens wohl derselbe wie der des Lasergravierens.
Im Folgenden finden Sie einige der wichtigsten Ereignisse, die zur Erfindung des Laserätzens, wie wir es heute kennen, geführt haben:
1960 – Der erste Laser wird gebaut. Er verwendet einen synthetischen Rubinkristall (sein Lasermedium), um das Licht zu verstärken.
Von diesem Zeitpunkt an wurden Laserätzen und Lasergravieren in größerem Umfang für die Gravur von persönlichen Gegenständen und für die Einführung moderner Rückverfolgbarkeit in Produktionsstraßen eingesetzt.
Alle Laserbeschriftungsmethoden haben eines gemeinsam: Der Laserstrahl ist gepulst, gibt also in bestimmten Abständen plötzliche Energiestöße ab. Innerhalb von 1 Sekunde kann ein gepulster 100-W-Laser 100.000 Impulse abgeben. Jeder Impuls enthält 1 Millijoule Energie und kann eine Spitzenleistung von 10.000 W erreichen.
Da das Laserätzen eines Metalls weniger Energie pro Fläche benötigt als das Gravieren, sind die Pulse weiter auseinander, wie unten gezeigt.
Laserätzvorgang  | Lasergraviervorgang  |
Wenn der Strahl auf die Oberfläche trifft, absorbiert das Material seine Energie und wandelt sie in Wärme um. Der größte Teil der Energie des Strahls wird zwar von der Oberfläche reflektiert, ein Teil dieser Energie wird aber auch absorbiert und in Wärme umgewandelt. Damit Laserätzen funktioniert, muss das Material gerade genug Energie absorbieren, um seine Mikrooberfläche zu schmelzen und zu expandieren.
Wenn die Energie des Strahls in Wärme umgewandelt wird, steigt die Temperatur des Materials. Bei solch hoher Hitze wird die Oberfläche verformbar, sodass sie ihre Kontur verändern kann.
| Material | Schmelzpunkt |
|---|---|
| Aluminium 6061 | 585 °C |
| Aluminium 380 | 566 °C |
| Kohlenstoffstahl | 1425–1540 °C |
| Blei | 327,5 °C |
| Magnesium | 650 °C |
| Edelstahl Grad 304 | 1400–1450 °C |
| Edelstahl Grad 316 | 1375–1400 °C |
Innerhalb von Millisekunden schmilzt das Material und kühlt wieder ab. Dabei kommt es zu lokalen Veränderungen an der Oberfläche. Die Oberflächenrauheit verändert sich und es entstehen dauerhafte Markierungen.
Wie sehen Veränderungen der Rauheit aus? Schauen wir uns vergrößerte Bilder an, die mit einem Elektronenmikroskop aufgenommen wurden.
Vor dem Laserätzvorgang  | Nach dem Laserätzvorgang  |
Wie Sie sehen können, wird die Oberflächenrauheit dauerhaft beeinflusst. Farbveränderungen entstehen durch unterschiedliche Strukturen auf der Oberfläche. Für hochwertige Markierungen bieten die Farben Schwarz und Weiß die besten Kontraste.
Natürlich wird der Prozess für jede Anwendung optimiert und ist daher leicht unterschiedlich. Wenn Sie spezielle Anforderungen haben, fragen Sie am besten einen Laserexperten, um herauszufinden, wie der Ätzprozess für Ihre Anwendung funktioniert.
Wenn Sie die Physik hinter der Lasertechnologie weiter erforschen möchten, können Sie sich auch kostenlose vom MIT produzierte Schulungsvideos ansehen.
 Laserätzen |  Lasergravieren |
Laserätzen ist schneller, aber Lasergravieren ist haltbarer. Das liegt daran, dass das Erreichen des Schmelzpunkts eines Materials (Laserätzen) weniger Energie erfordert als das Verdampfen (Lasergravieren). Tiefes Lasergravieren kann sogar mehrere Laserdurchgänge und damit noch mehr Zeit erfordern.
Andererseits sind die gravierten Vertiefungen besser gegen Abrieb geschützt als die durch Ätzen erzeugten erhabenen Markierungen. Laserätzen kann Markierungen mit einer Höhe von bis zu 80 Mikrometern erzeugen, während die Tiefe des Lasergravierens 500 Mikrometer erreichen kann.
Laserätzen zeichnet sich durch kontrastreiche Markierungen aus. Während Lasergravieren nur schwarze Markierungen erzeugt, können Sie mit Laserätzen sowohl schwarze als auch weiße Markierungen erzeugen. Aus diesem Grund wird Lasergravieren in der Regel in Kombination mit Laserätzen verwendet, um kontrastreiche Gravuren zu erzeugen.
Ätzen ist im Allgemeinen besser als Gravieren, es sei denn, Sie benötigen eine hohe Abriebfestigkeit. Wenn Sie sich immer noch nicht entscheiden können, welches Verfahren für Sie am besten geeignet ist, haben wir einen Artikel als Auswahlhilfe zwischen Ätzen und Gravieren vorbereitet sowie einen weiteren, in dem Sie mehr über die verschiedenen Laserbeschriftungsverfahren erfahren. Oder Sie können einen Laserexperten fragen.
In diesem Video sehen Sie sowohl Lasergravieren (dunkle Markierungen) als auch Laserätzen (helle Markierungen).
Ja, Laserätzen ist dauerhaft. Eine lasergeätzte Markierung bleibt während der gesamten Nutzungsdauer des Teils lesbar und ist besser lesbar als andere Technologien zur direkten Beschriftung von Teilen. Laserätzen kann auch nicht-abrasiven Behandlungen wie Elektrotauchlackierung, Pulverlackbeschichtung und Wärmebehandlung standhalten.
Dennoch hat Laserätzen auch seine Grenzen. Abrasive Behandlungen wie Kugelstrahlen und Sandstrahlen entfernen in der Regel lasergeätzte Markierungen. Um die Lesbarkeit nach einer Abrasionsbehandlung zu erhalten, müssen Sie Werkstücke mit einer strahlresistenten Lasergravur markieren.
Laserätzen ist ein vielseitiges Verfahren, das für fast jedes Metall verwendet werden kann. Die folgende Liste ist nicht erschöpfend:
Informationen zur Kennzeichnung verschiedener Materialien erhalten Sie von unseren Laserexperten.
Laserätzen kann Schwarz, Weiß und Grautöne erzeugen. Für hochwertige Markierung und Rückverfolgbarkeit von Teilen bietet Schwarz-Weiß den besten Kontrast. Hier sehen Sie, wie diese Farben beim Laserätzen erzeugt werden:
Diffuse Reflexionen erzeugen Weiß  Wenn die Oberflächenrauheit dazu führt, dass Lichtstrahlen in unterschiedlichen Winkeln reflektiert werden (diffuse Reflexionen), erscheint die Oberfläche weiß. | Absorption erzeugt Schwarz  Wenn die Oberflächenrauheit dazu führt, dass Lichtstrahlen eingefangen (d. h. absorbiert) werden, erscheint die Oberfläche schwarz. |
Mit Laserglühen, einem anderen Markierungsverfahren, kann auf Stahl und Edelstahl eine breitere Farbpalette erzeugt werden. Durch Modulation der Laserparameter können verschiedene Farben erzeugt werden, wie in den folgenden Bildern gezeigt.
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Laserätzen ist mehr als doppelt so schnell wie Gravieren und Anlassbeschriftung und damit das schnellste Laserbeschriftungsverfahren. Um die Ätzgeschwindigkeit zu erhöhen, können Sie Systeme mit höherer Laserleistung verwenden. Die meisten Beschriftungsanwendungen benötigen eine maximale Laserleistung von 100 W. Bei Bedarf sind auch Laser mit höherer Leistung verfügbar.
Ein System mit gleicher Leistung kann schneller ätzen als ein anderes, wenn es mit besseren optischen Komponenten gebaut wurde und über optimierte Laserparameter verfügt. Unsere LXQ-Serie ist ein hervorragendes Beispiel dafür. Sie hat sich in Geschwindigkeitstests als schnellster Laserbeschrifter für Metalle erwiesen.
Abgesehen davon hängt die Beschriftungsgeschwindigkeit auch vom Material, der Größe der Kennzeichnung und ihren Farben ab (weiße Markierungen sind schneller zu ätzen als schwarze Markierungen). In den folgenden Ressourcen finden Sie Beispiele für die Beschriftungsgeschwindigkeit:
Für Laserätzen können nur Glasfaser-Laser verwendet werden. Das liegt daran, dass Laserätzen bei Metallen angewendet wird, die besser auf Glasfaser-Laser reagieren. Welchen Laser Sie benötigen, hängt genaugenommen von der Art des Materials ab, das Sie ätzen möchten, und nicht vom Beschriftungsverfahren.
Aber warum genau braucht es Glasfaser-Laser, um Metalle zu ätzen? Die Antwort auf diese Frage ist komplex.
Laser setzen Energie frei, indem sie Laserstrahlen mit bestimmten Wellenlängen aussenden. Wenn der Strahl auf die Oberfläche trifft, reflektiert das Material den größten Teil seiner Energie. Die verbleibende Energie wird absorbiert und in Wärme umgewandelt. Beim Laserätzen muss das Material gerade genug Energie absorbieren, um zu schmelzen.
Glasfaser- und CO2-Laser erzeugen unterschiedliche Wellenlängen, und jedes Material absorbiert/reflektiert diese Wellenlängen unterschiedlich. Um die Energieübertragung vom Laserstrahl auf das Material zu maximieren, benötigen Sie die richtige Wellenlänge.
Wie in der folgenden Grafik zu sehen, absorbieren Metalle die Wellenlänge eines Glasfaser-Lasers (1064 nm) effizienter als die eines CO2-Lasers (10,6 µm). Aus diesem Grund ist der Glasfaser-Laser (eine Art von Festkörperlaser) die bessere Wahl für die Beschriftung von Metallen.
Es ist schwer, einen Preis zu nennen, der alle Lösungen für das Laserätzen abdeckt, vor allem weil die Preise von Unternehmen zu Unternehmen sehr unterschiedlich sind. Aber wir können Ihnen eine Vorstellung von den Kosten geben, die damit verbunden sind.
Das Lasersystem selbst ist nicht sehr teuer wobei die Preise für Fertigungsanwendungen höher und Preise für weniger anspruchsvolle Anwendungen niedriger sind. Der Preis hängt auch vom benötigten Grad der Automatisierung ab.
Die folgenden Beispiele können helfen, die Preisunterschiede zwischen den Lasern verschiedener Unternehmen zu verstehen.
Bevor Sie einen Laser kaufen, sollten Sie:
Für das Laserätzen innerhalb und außerhalb von Produktionsstraßen bietet Laserax Laserbeschriftungsgeräte (für Standardlösungen) und OEM-Laserbeschrifter (für kundenspezifische Lösungen mit Systemintegratoren) an.
Wir wissen, dass jedes Projekt spezifische Anforderungen hat. Wenn Sie Fragen zur Umsetzung des Laserätzens haben, können wir Ihnen helfen. Fragen Sie einfach unsere Experten.
Jerome has been working in the high tech industry for at least 10 years, with a background in physics and physical engineering. He has hands-on experience with laser processes, their interaction with materials, and industrial traceability standards.
In der industriellen Fertigung, wo es vor allem auf Geschwindigkeit und Langlebigkeit ankommt, hat sich das Lasergravieren als eine der effizientesten und zuverlässigsten Lösungen für eine hochwertige Teilekennzeichnung bewährt. In diesem Artikel gehen wir auf die wichtigsten Aspekte des Lasergravierens von Aluminium ein – von der Funktionsweise bis hin zur Auswahl des besten Geräts für Ihre spezifischen Anforderungen.
Für die industrielle Laserbeschriftung sind Hochgeschwindigkeitslaser unerlässlich, um straffe Produktionspläne einzuhalten und gleichzeitig hohe Qualitätsstandards zu erfüllen. Doch bei so vielen Angeboten kann die Auswahl schwierig sein. Schließlich wollen Sie eine Maschine, die nicht nur schnell, sondern auch wirtschaftlich arbeitet.
Glasfaser-Laser, CO2-Laser und Diodenlaser können zwar alle zum Gravieren von Metall verwendet werden, welche Art von Lasergravierer Sie jedoch benötigen, hängt von der Verwendungsweise ab. Wenn Sie eine Produktionsstraße betreiben, benötigen Sie einen Faserlaser. Wenn Sie ein kleines Unternehmen haben oder als Anfänger einfach nur Heimwerkerprojekte durchführen möchten, ist ein CO2-Laser oder ein Diodenlaser möglicherweise ausreichend.
