Blog

Wie funktioniert Lasergravur?

authorIcon Veröffentlicht von Jerome Landry, 13. January 2020 topicIcon Laserbeschriftung

Was ist Lasergravieren und wie funktioniert es?

Lasergravieren ist ein Verfahren, bei dem Material zu Qualm verdampft wird. Der Laserstrahl wirkt dabei als eine Art Meißel. Dieser schneidet Markierungen ein, indem er schichtweise das Material von der Oberfläche abträgt. Damit eine Verdampfung stattfinden kann, muss der Laser begrenzte Bereiche mit extrem hohen Energieleveln treffen, um so die notwendige Hitze zu generieren.

In diesem Artikel finden Sie ausführliche Informationen rund um das Funktionsprinzip der Lasergravur.

Aber zunächst wollen wir Ihnen ein kurzes Video zeigen, welches das Lasergravierverfahren in Aktion demonstriert. Hier sehen Sie Kontraste mit hoher Qualität, in welcher Geschwindigkeit sie erzeugt werden und welche Dämpfe während des Beschriftungsprozesses entstehen.

Wofür sollten Sie sich entscheiden - Lasergravieren oder Laserätzen?

Für die Wahl des richtigen Laser-Markierprozesses sollten Sie sich auf drei Faktoren verlassen:

  • Die Widerstandsfähigkeit der Markierung: dessen Fähigkeit, auch unter anspruchsvollen Bedingungen lesbar zu bleiben
  • Die Geschwindigkeit der Laserbeschriftung: die Beschriftungszeit, die Engpässe in der Produktion vermeidet
  • Das zu markierende Material: dessen Kompatibilität mit der Beschriftungsmethode

Die Technologie der Lasergravur kommt typischerweise zum Einsatz, um Metallteile zu gravieren, die verschiedenen Arten von Abnutzung oder Oberflächenbehandlungen ausgesetzt sein werden. Metallgravur funktioniert auf Stahl und Aluminium (einschließlich eloxiertem Aluminium und Druckguss-Aluminium).

Das wohl bedeutendste Merkmale dieses Prozesses ist dessen Fähigkeit, 2D-Codes zu gravieren, die auch im Anschluss an Nachbehandlungsverfahren ihre hohe Lesbarkeit nicht verlieren. Zu diesen Nachbehandlungen gehören die Strahltechnik, Tauchlackierung (KTL/ATL) und Wärmebehandlungen, welche die komplexesten Herausforderungen an die Rückverfolgbarkeit stellen.

Sind allerdings widerstandsfähigste Kennungen mittels Gravur nicht notwendig, wird generell das Laserätzen bevorzugt, da es sich hierbei um eine Methode mit hohen Geschwindigkeiten handelt.

Mit dem Laserätzen können Sie eine größere Vielfalt an Materialien einschließlich Stahl, Aluminium, eloxiertem Aluminium, Blei und Magnesium beschriften.

Zudem gibt es die einzigartige Methode der Anlassbeschriftung zum Markieren von Metallen wie Edelstahl.

Von fest bis gasförmig: wie Gravieren funktioniert

Beim Laserätzen schmilzt die Materialoberfläche, wodurch die charakteristische Rauheit entsteht. Die Lasergravur sublimiert dagegen die Oberfläche, um tiefe Spalten zu erzeugen. Das bedeutet, dass die Oberfläche sofort ausreichend Energie absorbiert, um direkt von einem festen in einen gasförmigen Zustand überzugehen, ohne dabei jemals flüssig zu werden.

Damit diese Sublimation erfolgen kann, muss das Lasergravursystem genügend Energie generieren, damit die Materialoberfläche ihre Verdampfungstemperatur innerhalb von Millisekunden erreicht. In Anbetracht der extremen Temperaturen, die es für die Sublimation bedarf, sind Lasergravierer äußerst leistungsfähige Werkzeuge.

Verdampfungstemperatur verschiedener Metalle
Material Verdampfungstemperatur
Aluminium 2327 °C
Kupfer 2595 °C
Eisen 3000 °C
Blei 1750 °C
Magnesium 1110 °C
Zink 906 °C

Quelle: "Korrigierte Werte für Siedepunkte und Enthalpie der Verdampfung von Elementen in Handbüchern"
Hinweis: Für Metalllegierungen (zum Beispiel Stahl), variieren die Verdampfungstemperaturen in Abhängigkeit der Zusammensetzung der Legierung.

 

Materialien verdampfen, wenn sie diese Temperatur erreichen. Folglich sollten Sie beim Kauf eines Lasersystems darauf achten, dass dieses immer mit einer Rauchgasabsaugung zum Schutz der Arbeitsumgebung und einem Luftmesser zum Schutz der Laserlinse ausgestattet ist.

Wie gravieren Sie Markierungen mit hohem Kontrast und hoher Qualität?

Bei genauerer Betrachtung der nachfolgenden vergrößerten Bilder können Sie die chaotische Oberfläche sehen, die als Folge der Lasergravur entsteht.

Vor der Lasergravur Nach der Lasergravur
Draufsicht auf blankes Aluminium vor der Lasergravur unter einem Elektronenmikroskop. Die Oberfläche ist verhältnismäßig glatt. Ansicht eines Datenmatrix-Codes, eingraviert auf einer Aluminium-Oberfläche unter einem Elektronenmikroskop. Ein Teil der Oberfläche zeigt Absorbierungen verursacht durch die chaotischen Änderungen der Rauheit.

Dauerhafte Markierungen, die durch Lasergravur erzeugt werden, sind dunkler, da das Licht in den tiefen Spalten eingefangen wird (die Gravur kann eine Tiefe von bis zu 0,5 mm haben).

Es gibt Wege, um mittels Lasergravur Kontrast zu erzeugen.

Lasergravierte alphanumerische Werte sind ausschließlich in Schwarz.Bei der ersten (und schnelleren) Graviermethode entsteht der Kontrast als Folge der Unterschiede zwischen dem blanken Material und den schwarzen Markierungen, die eingraviert werden. Diese Methode wird nur empfohlen, wenn das blanke Material blass genug ist, damit ein hoher Kontrast entsteht.

 

 

Ein mit Laser gravierter Datenmatrix-Code mit schwarzen und weißen Zellen.Die zweite (und länger dauernde) Graviermethode erreicht einen Kontraste mit höherer Qualität, da hierbei schwarze und weiße Markierungen geätzt werden. Bei dieser Methode nutzt das Lasersystem sowohl die Lasergravur (zum Erstellen der schwarzen Markierungen) als auch das Laserätzen (zum Erstellen der weißen Markierungen).

 

 

Finden Sie Ihre Lasergravurmaschine

Wenn Sie auf der Suche nach einer Lasergravurmaschine sind, wird Ihnen diese Liste helfen, den richtigen Laser zu finden:

  • Ob zur eigenständigen Integration in individuelle Lösungen oder mit der Hilfe von Integratoren, schauen Sie sich unsere OEM-Beschriftungssysteme einschließlich verschiedener Arten von Laser für industrielle Anwendungen an. Unser Sortiment der Lasersysteme umfasst Faserlaser ebenso wie CO2-Laser.
  • Für schlüsselfertige, automatisierte oder teilautomatisierte Laserlösungen schauen Sie bitte auf unsere Seite über integrierte Lasermaschinen.
  • Sie sind auf der Suche nach spezifischen Informationen zu einem Metall, das beschriftet werden soll? Dann scrollen Sie durch unsere Liste von Metallen.
  • Wenn Sie Unterstützung benötigen, können Sie immer einen Experten fragen.

Mehr Informationen zur Laserbeschriftung und Lasergravur

Neben dem Ätzen und Gravieren können auch andere Lasertechnologien zum Einsatz kommen, um Logos und Kennungen wie Barcodes und Seriennummern zu beschriften.

Wenn Sie wissen möchten, wie sich diese voneinander unterscheiden, dürften Sie die folgenden Posts interessieren:

Jerome Landry's picture

Jerome Landry

Trained in physics and physical engineering, Jerome has been working in the high-tech industry for more than 4 years. He is currently a technical sales specialist at Laserax. He has hands-on experience with laser processes and their interaction with materials, as well as with industrial traceability standards. This allows him to guide clients toward the best laser solution.