Lasergravieren

Kurz erklärt

Vorteile

  • Schnell
  • Präzise
  • Kein Werkzeugverschleiß
  • Geringe Werkstückbeeinflussung
  • Flexibel (nahezu wie ein Standarddrucker)
  • Gute Automatisierbarkeit
  • Hohe Qualität
  • Hohe Beständigkeit

Verfahren

  • Abtragen
  • Gravieren
  • Anlassen
  • Farbumschlag
  • Schäumen

Beschriftungsart

  • Vektorbeschriftung
  • Rasterbeschriftung
  • Maskenbeschriftung

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Der Laser als Werkzeug hat große Verbreitung in der Beschriftung gefunden und ist heute kaum mehr wegzudenken. Mittels Laserbeschriftung lassen sich diverse Materialien schnell, präzise, ohne Werkzeugverschleiß und mit geringer Werkstückbeeinflussung beschriften. Es sind nicht nur Buchstaben und Zahlen, sondern Logos, Strichcodes oder ähnliches möglich, da die Ansteuerung über den PC erfolgt und nahezu wie ein Standarddrucker verwendbar ist.

So lässt sich das Beschriften auch sehr gut in Fertigungsstraßen einbauen, da alles digital und automatisiert betrieben werden kann. Durch den Laser sind auch schwer zugängliche Teile erreichbar, es ist keine Nachbearbeitung notwendig, auch größere Flächen können beschriftet werden. Es ist auch möglich, Obst oder Fleisch zu beschriften.

Dem Laser stehen die grundsätzlichen Verfahren wie mechanisches Gravieren, Ätzen, Druck, Prägen gegenüber. Das Lasergravieren  besitzt die Vorteile der hohen Qualität, Beständigkeit und Flexibilität, sowie einer geringen Materialbeanspruchung und Wartung. 

Die Wechselwirkung zwischen Laser und Werkstück hängt grundsätzlich vom Material, der Wellenlängedes Lasers sowie den Laserparametern ab. Grundvoraussetzung ist, dass das Material den Laserstrahl absorbieren kann und so dann sein Aussehen verändert.  Grundsätzlich gibt es folgende Lasergravurarten: Abtragen, Gravieren, Anlassen, Farbumschlag und Ausbleichen und das Schäumen.

 

Beim Lasergravieren mittels Abtragen ist es notwendig, dass das Grundmaterial ein beschichtetes Material ist. Mit dem Laser wird dann die oberste Schicht abgetragen. So entsteht die Beschriftung. Typische Beispiele für diese Gruppe der Beschriftung sind eloxiertes Aluminium, lackierte Werkstoffe oder Laserbeschriftungsfolien.

Bild 2_4_1 Abtragen

Materialien wie Metalle, Keramiken sowie einige Kunststoffe können durch Materialverdampfung mittels Laser graviert werden. Durch die entstehende Vertiefung im Material wird die Beschriftung sichtbar. Meist tritt auch noch einen Reaktion mit dem Sauerstoff der Umgebungsluft, eine Oxidation, auf, die zu einer deutlicheren Hervorhebung führt.

Bild 2_4_2 Gravieren

Einige Metalle wie z.B. Stahl, Chrom oder Titan können durch Anlassen Lasergraviert werden. Mittels Laserstrahl wird das Material im zu beschrifteten Bereich stark erwärmt. Dadurch entstehen dort sogenannte Anlassfarben. Diese Art der Beschriftung ist nicht Temperaturstabil da bei einer Erwärmung die Anlassfarben wieder verschwinden.

Das Gravieren mittels Farbumschlag ist der Art des Lasergravierens durch Anlassen ähnlich. Der Effekt tritt aber vorwiegend bei Kunststoffen auf. Durch den Laserstrahl können gezielt Moleküle zerstört oder verändert werden. Dadurch ändert sich die Farbe. 

Bild 2_4_3 Anlassen

Von Lasergravieren mittels Schäumen spricht man wenn Dunkle Kunststoffe hell verfärbt werden sollen. Das Werkstück wird zu Beschriftung aufgeschmolzen wobei sich Gasbläschen in der Schmelze bilden die das Volumen erhöhen. Diese Bläschen werden beim Abkühlen eingeschlossen und das Licht wird an dieser Stelle diffus reflektiert. Die Oberfläche erscheint an dieser Stelle heller.

Bild 2_4_5 Aufschäumen

Es gibt grundsätzlich drei gebräuchliche Verfahrensarten wie eine Beschriftung selbst erfolgt. Dies sind die Vektorbeschriftung, die Raster-Beschriftung und die Maskenbeschriftung.

Bei der Vektorbeschriftung wird der Laserstrahl von zwei Spiegeln abgelenkt die für die Bewegung des Lasers verantwortlich sind. Die Beschriftung erfolgt durch eine Vielzahl von Linien, die auch als Vektoren bezeichnet werden.

Die Raster-Beschriftung ist der Vektorbeschriftung ähnlich. Die Beschriftung erfolgt aber nicht durch Linien. Bei der Raster-Beschriftung wird die zu beschriftende Fläche zeilenweise abgefahren und der Laser an den Punkten an denen eine Bearbeitung gewünscht ist eingeschaltet. 

Die Maskenbeschriftung erfolgt durch den Einsatz von Schablonen die vom Laserstrahl durchleuchtet werden. So wird die Geometrie der Schablone auf dem Werkstück abgebildet. Die Maskenbeschriftung wird vor allem bei hohen Stückzahlen mit gleicher Beschriftung eingesetzt.