Erklärte CNC-Teilemarkierung:Lasergravur, Siebdruck und mehr – Expertentipps und -techniken

Wie fügen Sie Ihren kundenspezifischen Teilen Logos, Schriftzüge, Seriennummern und andere individuelle Designs hinzu? Die Teilekennzeichnung ist eine kostengünstige Möglichkeit, Teilen zusätzliche kennzeichnende und/oder kosmetische Details zu verleihen. Lernen Sie die gängigen Markierungstechniken für Teile kennen, die heute auf dem Markt erhältlich sind, einschließlich Lasergravur und Siebdruck.

Die Teilemarkierung, auch Direct Part Marking (DPM) genannt, ist ein sekundärer Herstellungsprozess zum Hinzufügen von Logos, Schriftzügen oder anderen individuellen Designs zu Ihren kundenspezifischen CNC-gefrästen Teilen. Zwei der gebräuchlichsten Methoden zur Teilemarkierung sind Lasergravur und Siebdruck. 

Typischerweise ist die Teilekennzeichnung ein erforderlicher Schritt bei der Herstellung von Serienteilen in Originalgröße (wenn Sie viele Teile haben, fügen Sie wahrscheinlich Seriennummern oder andere Kennungen hinzu). Natürlich werden Sie diese Anpassung wahrscheinlich im gesamten Spektrum von CNC-Projekten finden, insbesondere angesichts der relativen Einfachheit und Kosteneffizienz der meisten Teilemarkierungsprozesse. 

Dieser Artikel behandelt gängige Methoden zum Markieren von Teilen und bietet außerdem praktische Tipps, wie Sie die Markierungstechniken für Teile optimal nutzen können. Für detailliertere Kenntnisse zur CNC-Bearbeitung lesen Sie unseren umfassenden Leitfaden, der sich perfekt für neue Ingenieure und erfahrene Ingenieure eignet, die eine praktische Auffrischung suchen.

Was ist Lasergravur? Hinzufügen von Logos, Serialisierung und Teilenummern

Die Lasergravur ist eine der gebräuchlichsten Methoden zur Teilemarkierung. Bei der Lasergravur verdampft ein Laser eine dünne Materialschicht, um einen Tracking-Code zu erstellen, indem er einen stark lokalisierten Laserimpuls auf Ihr Teil sendet. 

Anstatt dem Material Ihres Teils eine erhabene Mikrooberfläche hinzuzufügen, gräbt sich die Lasergravur in das Material ein. Im Allgemeinen kann die Lasergravur eine Tiefe von 500 Mikrometern erreichen. Übliche Anwendungen für die Lasergravur sind Stahl- und Aluminiumteile.

Vorteile

Bei der Lasergravur werden Teile nicht gewaltsam auf dem Werkstück markiert

Eingravierte Markierungen sind sehr langlebig

Niedrige Betriebskosten (keine Verbrauchsmaterialien verwendet)

Gleichbleibende und dauerhafte Qualität

Nachteile

Lasergravur kann zu thermischen Schäden an den Materialien führen

Markierungen sind dauerhaft

Sie können Edelstahl nicht mit dem Laser ätzen oder gravieren

Schwieriger ist es, reflektierende, spröde und transparente Materialien zu gravieren

Was ist Siebdruck? Auch als Siebdruck bekannt 

Beim Siebdruck wird ein Netz verwendet, um Tinte auf ein Substrat zu übertragen. Das Verfahren erfüllt viele Mil-Spec-Anforderungen für industrielle Markierungsmethoden. 

Siebdruckmaschinen bewegen eine Rakel über ein Siebgewebe, um die offenen Maschen und grafischen Bereiche mit Tinte zu füllen. Das Siebgewebe verwendet eine mit einem Bild versehene Blockierschablone oder -emulsion. Danach wird ein ähnlicher Druckhub verwendet, der dazu führt, dass das Sieb das Substrat schnell berührt, Tinte durch die Maschenöffnungen drückt und das Bild auf das Substrat überträgt. 

Diese Methode kommt am häufigsten bei Teilen zum Einsatz, die bereits mehrere Metallnachbearbeitungsrunden durchlaufen haben. Es ist vielseitiger als herkömmliche Druckmethoden wie Lithographie oder Radierung, da kein Druck unter Druck erforderlich ist. Sie können eine Vielzahl unterschiedlicher Tinten zum Siebdrucken fast aller Materialien und Objekte verwenden. Siebdruck eignet sich gut für viele Kunststoff- und Metallmaterialien. 

Vorteile

Siebdruck kann auf eine Vielzahl von Materialien und Objekten angewendet werden

Der Farbauftrag kann geändert werden, um Farbfilmdicken zu erzeugen, die andere Verfahren übertreffen

Der Siebdruck ist in seinem Anwendungs- und Leistungsspektrum am vielseitigsten

Nachteile

Der Siebdruck ist kein schneller Prozess, da die Geschwindigkeit viel geringer ist als die Gravur

Was ist Nadelprägung? Auch bekannt als Pin-Markierung oder Abdruckmarkierung

Mit der Nadelprägung können Hersteller dauerhafte Eindrücke in einer beeindruckenden Auswahl an Materialien hinterlassen. Dies dient im Allgemeinen der Identifizierung und Rückverfolgbarkeit. Nadelprägemaschinen verwenden ein vibrierendes Werkzeug, um eine Reihe gleichmäßig verteilter, kleiner Vertiefungen in der Oberfläche eines Teils zu erzeugen. 

Beim Punktstrahlen wird das Material Ihres Teils in eine Vertiefung zurückgedrückt und nicht verbrannt oder gefräst, sodass keine überschüssigen Materialspäne zurückbleiben.

Vorteile

Die Nadelprägung kann in vertikalen und horizontalen CNC-Bearbeitungszentren und Drehmaschinen eingesetzt werden

Kann in verschiedene Werkzeughalter montiert und direkt von einer CNC-Steuerung programmiert werden

Kostengünstig und materialeffizient

Ideal für Serialisierung und Rückverfolgbarkeit

Ideal für kleine Blechteile

Nachteile

Markierungen sind dauerhaft

Abhängig von der gewünschten Größe der Markierungen sind möglicherweise unterschiedliche Stiftgrößen erforderlich

Erfordert externe Stromversorgung (Batterien oder pneumatische Antriebe)

Was ist Tampondruck?

Beim Tampondruck wird ein Silikonkissen verwendet, um ein 2D-Bild auf ein 3D-Objekt zu übertragen. Das Silikonkissen ist in der Lage, das Bild von einer flachen Oberfläche aufzunehmen und auf eine Vielzahl von Oberflächen zu übertragen, einschließlich flacher sphärischer, zylindrischer, strukturierter, konkaver und konvexer Oberflächen. 

Dieses Verfahren erzielt ein ähnliches Ergebnis wie Siebdruck, daher entscheiden wir uns oft für Letzteres.

Vorteile

Permanente Markierung für Innen- und Außenanwendungen.

Kann auf einer Vielzahl von Oberflächen und Ausführungen drucken

Kostengünstige Produktion (keine Notwendigkeit, separate Etiketten anzubringen)

Geeignet für schnelles Prototyping

Niedrige bis hohe Lautstärke)

Einzel- bis Vollfarbproduktion

Nachteile

Bilder mit einem Durchmesser von mehr als 150 mm sind schwierig zu drucken

Begrenzte Anzahl an Farben verfügbar

Was ist Laserätzen?

Das Laserätzen erzeugt schwarze und weiße Markierungen auf einem Teil und ist das effizienteste Verfahren, um Logos und andere individuelle Designs dauerhaft auf den meisten Materialien anzubringen. Das Ätzen ist schneller als das Gravieren, da weniger Energie vom Laserstrahl benötigt wird, das Ergebnis ist jedoch ziemlich ähnlich. 

Um ein Teil zu ätzen, verwenden Sie einen Laser, um die Mikrooberfläche des zu markierenden Materials zu erhitzen und zu verformen. Dies dehnt sich aus und erzeugt eine Textur auf der geätzten Oberfläche. Das Laserätzen funktioniert mit praktisch jedem Metallmaterial außer Edelstahl. 

Vorteile

Klare und detaillierte Bilder

Vielseitig und relativ preiswert

Verändert die Oberfläche des Teils nicht wie beim Nadelprägen.

Schneller als andere laserbasierte Verfahren

Nachteile

Sie müssen die Lasermarkierung vor nicht abrasiven Behandlungen wie Pulverbeschichtung, E-Beschichtung und Wärmebehandlungen integrieren

Edelstahl kann nicht geätzt oder graviert werden

Was ist Laserglühen?

Das Laserglühen ist eine weniger verbreitete Technik zur Teilemarkierung und die einzige Lösung zum Markieren von Edelstahl- und verchromten Bauteilen. Dies liegt daran, dass es das einzige Verfahren ist, das dauerhafte Markierungen erzeugt und gleichzeitig die natürliche Korrosionsbeständigkeit des Teils beibehält. 

Beim Laserglühen wird Metall erhitzt, anstatt es zu gravieren, wodurch der Stahl, der sich unter der anfänglichen Chromoxidschicht befindet, chemisch verändert wird. 

Dazu wird die Oberfläche durch Laserglühen erhitzt, bis sie vorübergehend schmilzt. In dieser kurzen Zeitspanne (wir sprechen hier von Millisekunden) wandert Sauerstoff unter die Oberfläche und erzeugt eine kontrollierte Form der Oxidation unter dieser obersten Schicht. Wenn die Oberfläche abkühlt und sich verfestigt, hat die Oxidation die Farbe der Oberfläche des Teils verändert. Das Ergebnis ist dauerhaft, chromatisch und kosmetisch.

Am wichtigsten ist, dass beim Laserglühen im Gegensatz zur Lasergravur, bei der Material abgetragen wird, kein Material von der Oberfläche des Teils entfernt wird. Dadurch bleiben etwaige Schutzschichten unangetastet. 

Der Unterschied zwischen Glühen und Ätzen besteht darin, dass es sich beim Glühen um eine chemische Reaktion handelt und die Oberfläche des Materials nicht schmilzt. Der Unterschied ist für das Auge subtil. Zu den üblichen Anwendungen gehören Edelstahl und verchromte Metalle.

Vorteile

Die Markierung bleibt dauerhaft auf der Oberfläche des Materials.

Die Metalloberfläche bleibt intakt, um eine Verschlechterung durch Oxidation zu vermeiden

Im Gegensatz zum Lasergravieren, Laserätzen und Nadelprägen führt das Laserglühen nicht zu Rost

Bietet ein hohes Maß an Präzision (Auflösung von 200 Mikrometern).

Nachteile

Nicht annähernd so schnell wie der Gravurvorgang

Was ist Tintenstempeln?

Beim Tintenstempeln handelt es sich um einen relativ einfachen Prozess zur individuellen Gestaltung von Teilen. Dabei wird ein Tintenstempel auf die Oberfläche eines Teils gedrückt. Es ist die automatisierte Version des Handstempelns und eignet sich gut für eine Vielzahl von Kunststoff- und Metallmaterialien.

Vorteile

Sparsam mit billigen Verbrauchsmaterialien (nur Nachfüllen der Tinte)

Kann in verschiedene Werkzeughalter montiert und direkt von der CNC-Steuerung programmiert werden

Flecken lassen sich leicht durch Abwischen oder leichtes Schleifen entfernen

Nachteile

Funktioniert auf überwiegend flachen Oberflächen

Die Noten sind möglicherweise nicht perfekt

Häufig gestellte Fragen

Welche Teilemarkierungsoptionen sind über das Protolabs-Netzwerk verfügbar?

Derzeit bieten wir Lasergravur und Siebdruck für Ihre kundenspezifischen Teile an.

Wie viel kostet die Teilekennzeichnung?

Im Allgemeinen erhöht die Lasergravur die Endkosten Ihrer Teile um etwa 6 %, während Siebdruck den Preis um etwa 15 % erhöht.

Was ist der Unterschied zwischen Laserätzen und Lasergravieren?

Der Hauptunterschied zwischen Laserätzen und Lasergravieren besteht darin, dass beim Laserätzen die Mikrooberfläche eines Teils geschmolzen wird, um erhabene Markierungen zu erzeugen, während beim Lasergravieren Material entfernt wird, um Vertiefungen in der Oberfläche zu erzeugen. Sowohl beim Lasergravieren als auch beim Laserätzen wird hohe Hitze eingesetzt, um dauerhafte Markierungen auf Metalloberflächen zu hinterlassen.

Welche Technologie wird am häufigsten zur Teilekennzeichnung verwendet?

Die am häufigsten zur Teilemarkierung verwendete Technologie ist die Lasergravur, die wir im Protolabs Network anbieten.

Welche Art von Dokumentation sollten Sie dem Protolabs-Netzwerk zur Teilekennzeichnung zur Verfügung stellen?

Für die Teilemarkierung sollten Sie eine Vektordatei (AI-, Autocad- (DWG) und DXF-Dateien) sowie ein PDF bereitstellen, das die genaue Positionierung der Markierung angibt.

Beeinflusst die Teilemarkierung die Lieferzeiten?

Die Teilemarkierung verlängert die Vorlaufzeit Ihrer kundenspezifischen Teilebestellungen. Durch die Lasergravur verlängern sich Ihre Lieferzeiten um mindestens 1 Tag, während Siebdruckverfahren 1 bis 3 oder mehr Tage zusätzlich in Anspruch nehmen.

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