Was Sie vor dem Kauf einer Laserbeschriftungsmaschine wissen sollten?

Was ist ein Laserbeschriftungsgerät?

Die Laserbeschriftung ist ein Verfahren zum Beschriften verschiedener Arten von Objekten mit einem Laser. Das Prinzip der Lasermarkierung besteht darin, dass ein Laserstrahl das optische Erscheinungsbild einer Oberfläche, auf die er trifft, irgendwie verändert. Dies kann durch verschiedene Mechanismen geschehen:

1. Materialabtrag (Lasergravur); manchmal eine farbige Oberflächenschicht entfernen.

2. Schmelzen eines Metalls, wodurch die Oberflächenstruktur verändert wird.

3. Leichte Verbrennung (Karbonisierung) z.B. aus Papier, Pappe, Holz oder Polymeren.

4. Umwandlung (z. B. Bleichen) von Pigmenten (Industrielaseradditive) in einen Kunststoff.

5. Expansion eines Polymers, wenn z.B. etwas Additiv verdampft.

6. Erzeugung von Oberflächenstrukturen wie kleinen Blasen.

Durch Scannen des Laserstrahls (z. B. mit zwei beweglichen Spiegeln) ist es möglich, schnell Buchstaben, Symbole, Barcodes und andere Grafiken im Vektorscan oder Rasterscan zu schreiben. Eine andere Methode besteht darin, eine Maske zu verwenden, die auf das Werkstück abgebildet wird (Projektionsmarkierung, Maskenmarkierung). Diese Methode ist einfach und schneller (auch bei bewegten Werkstücken anwendbar), aber weniger flexibel als das Scannen.

„Laserbeschriften“ steht für das Markieren oder Beschriften von Werkstücken und Materialien mit einem Laserstrahl. Dabei werden verschiedene Verfahren unterschieden, wie Gravieren, Abtragen, Beizen, Glühen und Schäumen. Je nach Material und Qualitätsanforderung hat jedes dieser Verfahren seine Vor- und Nachteile.

Wie funktioniert ein Laserbeschriftungsgerät?

Grundlagen der Lasertechnologie

Alle Laser bestehen aus drei Komponenten:

1. Eine externe Pumpenquelle.

2. Das aktive Lasermedium.

3. Der Resonator.

Die Pumpquelle leitet externe Energie zum Laser.

Das aktive Lasermedium befindet sich im Inneren des Lasers. Je nach Ausführung kann das Lasermedium aus einem Gasgemisch (CO2-Laser), einem Kristallkörper (YAG-Laser) oder Glasfasern (Faserlaser) bestehen. Wenn dem Lasermedium durch die Pumpe Energie zugeführt wird, emittiert es Energie in Form von Strahlung.

Das aktive Lasermedium befindet sich zwischen zwei Spiegeln, dem „Resonator“. Einer dieser Spiegel ist ein Einwegspiegel. Im Resonator wird die Strahlung des aktiven Lasermediums verstärkt. Gleichzeitig kann nur eine bestimmte Strahlung den Resonator durch den Einwegspiegel verlassen. Diese gebündelte Strahlung ist die Laserstrahlung.

Vorteile der Laserbeschriftungsmaschine

Hochpräzise Markierung bei konstanter Qualität

Dank der hohen Präzision der Laserbeschriftung werden selbst sehr filigrane Grafiken, 1-Punkt-Schriften und sehr kleine Geometrien gut lesbar. Gleichzeitig sorgt die Beschriftung mit dem Laser für konstant hochwertige Ergebnisse.

Hohe Markiergeschwindigkeit

Die Laserbeschriftung ist eines der schnellsten Markierungsverfahren auf dem Markt. Daraus resultieren hohe Produktivität und Kostenvorteile bei der Herstellung. Je nach Materialstruktur und -größe können unterschiedliche Laserquellen (z. B. Faserlaser) oder Lasermaschinen (z. B. Galvo-Laser) eingesetzt werden, um die Geschwindigkeit weiter zu steigern.

Haltbare Markierung

Das Laserätzen ist dauerhaft und gleichzeitig beständig gegen Abrieb, Hitze und Säuren. Je nach Einstellung der Laserparameter können auch bestimmte Materialien beschriftet werden, ohne die Oberfläche zu beschädigen.

Anwendungen von Lasermarkiermaschinen

Die Laserbeschriftungsmaschine hat eine Vielzahl von Anwendungen:

1. Hinzufügen von Teilenummern, Verfallsdatum und dergleichen auf Lebensmittelverpackungen, Flaschen usw.

2. Hinzufügen von rückverfolgbaren Informationen zur Qualitätskontrolle.

3. Kennzeichnung von Leiterplatten (PCBs), elektronischen Bauteilen und Kabeln.

4. Drucken von Logos, Strichcodes und anderen Informationen zu Produkten.

Gegenüber anderen Markierungstechnologien wie Tintenstrahldruck und mechanischer Beschriftung bietet die Laserbeschriftung eine Reihe von Vorteilen, wie z , die Fähigkeit, sehr kleine Funktionen zu schreiben, und sehr hohe Flexibilität bei der Automatisierung.

Kunststoffmaterialien, Holz, Pappe, Papier, Leder und Acryl werden oft mit relativ leistungsarmen CO2-Lasern beschriftet. Für metallische Oberflächen sind diese Laser aufgrund der geringen Absorption bei ihren langen Wellenlängen (ca. 10 µm) weniger geeignet; Laserwellenlängen z.B. im 1-µm-Bereich, wie er z.B. mit lampen- oder diodengepumpten Nd:YAG-Lasern (typischerweise gütegeschaltet) oder mit Faserlasern sind besser geeignet. Typische Laserleistungen, die zum Markieren verwendet werden, liegen in der Größenordnung von 10 bis 100 W. Kürzere Wellenlängen wie 532 nm, wie sie beispielsweise durch Frequenzverdopplung von YAG-Lasern erhalten werden, können vorteilhaft sein, aber solche Quellen sind wirtschaftlich nicht immer wettbewerbsfähig. Für die Beschriftung von Metallen wie Gold, die im 1-μm-Spektralbereich eine zu geringe Absorption aufweisen, sind kurze Laserwellenlängen unerlässlich.

Metalle

Edelstahl, Aluminium, Gold, Silber, Titan, Bronze, Platin oder Kupfer

Gerade bei der Lasergravur und Laserbeschriftung von Metallen leistet der Laser seit vielen Jahren gute Dienste. Nicht nur weiche Metalle wie Aluminium, sondern auch Stahl oder sehr harte Legierungen lassen sich mit einem Laser präzise, ​​gut lesbar und schnell beschriften. Bei bestimmten Metallen, wie zum Beispiel Stahllegierungen, ist es sogar möglich, korrosionsbeständige Markierungen ohne Beschädigung der Oberflächenstruktur durch Glühmarkierungen zu realisieren. Produkte aus Metall werden in den unterschiedlichsten Branchen mit Lasern beschriftet.

Kunststoffe

Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Polyimid (PI), Polystyrol (PS), Polymethylmetacrylat (PMMA), Polyester (PES)

Kunststoffe können auf vielfältige Weise mit Lasern beschriftet oder graviert werden. Mit einem Faserlaser beschriften Sie viele verschiedene handelsübliche Kunststoffe wie Polycarbonat, ABS, Polyamid und viele mehr dauerhaft, schnell und hochwertig. Dank der geringen Rüstzeiten und Flexibilität, die ein Beschriftungslaser bietet, können Sie auch kleine Losgrößen wirtschaftlich beschriften.

Organische Materialien

Organische Materialien erfordern spezielle Lösungen, um ihnen dauerhafte Markierungen mit klaren Konturen zu verleihen. Unsere Experten entwickeln Laserbeschriftungssysteme, die dieser Anforderung perfekt gerecht werden. Systeme, deren Intensität gesteuert werden kann, um die Wärmeentwicklung in den gewünschten Grenzen zu halten.

Glas und Keramik

Materialien wie Glas und Keramik stellen hohe Anforderungen an unsere Kunden und deren Branchen. Dafür hat STYLECNC eine Technologie entwickelt, mit der Glas kontrastreich und rissfrei beschriftet werden kann.

Verschiedene Prozesse der Laserbeschriftungsmaschine

Glühmarkierung

Die Glühmarkierung ist eine spezielle Art des Laserätzens für Metalle. Durch die Hitzeeinwirkung des Laserstrahls kommt es unter der Materialoberfläche zu einem Oxidationsprozess, der zu einem Farbumschlag auf der Metalloberfläche führt.

Lasergravur

Bei der Lasergravur wird die Werkstückoberfläche mit dem Laser aufgeschmolzen und verdampft. Folglich trägt der Laserstrahl das Material ab. Der so erzeugte Eindruck in der Oberfläche ist die Gravur.

Entfernen

Beim Abtragen entfernt der Laserstrahl die auf dem Substrat aufgebrachten Deckschichten. Durch die unterschiedlichen Farben von Decklack und Substrat entsteht ein Kontrast. Zu den üblichen Materialien, die durch Materialabtrag laserbeschriftet werden, gehören eloxiertes Aluminium, beschichtete Metalle, Folien und Filme oder Laminate.

Schäumen

Beim Aufschäumen schmilzt der Laserstrahl ein Material. Dabei entstehen im Material Gasblasen, die das Licht diffus reflektieren. Dadurch wird die Markierung heller als die nicht geätzten Bereiche. Diese Art der Laserbeschriftung wird hauptsächlich für dunkle Kunststoffe verwendet.

Karbonisieren

Karbonisieren ermöglicht starke Kontraste auf hellen Oberflächen. Beim Karbonisieren erhitzt der Laser die Materialoberfläche (mindestens 100° C) und es wird Sauerstoff, Wasserstoff oder eine Kombination aus beiden Gasen emittiert. Übrig bleibt ein dunkler Bereich mit höherer Kohlenstoffkonzentration.

Das Karbonisieren kann für Polymere oder Biopolymere wie Holz oder Leder verwendet werden. Da Karbonisieren immer zu dunklen Flecken führt, ist der Kontrast auf dunklen Materialien eher minimal.

Farbmarkierung

Farbmarkierung ist ein Markierungsprozess, bei dem eine MOPA-Faserlaserquelle verwendet wird, um Farben auf Metalloberflächen wie Edelstahl, Titan usw. zu markieren. MOPA bezieht sich auf eine Konfiguration, die aus einem Master-Laser (oder Seed-Laser) und einem optischen Verstärker besteht, um die Leistung zu steigern Leistung.

3D-Markierung

Das 3D-Lasermarkierungssystem ist durch eine Softwaresteuerung eine optische Aufweitstrahllinse in Richtung der optischen Achse mit hoher Geschwindigkeit und einer hin- und hergehenden Bewegung, dynamische Anpassung der Brennweite des Laserstrahls, wodurch der Brennfleck an verschiedenen Stellen auf der Oberfläche des Werkstücks gleichmäßig bleibt, so dass um die 3D-Oberfläche zu realisieren, eine Oberflächenpräzision der Laserbearbeitung.