Industrielle Laserbeschriftung

Wie funktioniert die Laserbeschriftung?

Die Laserbeschriftung setzt zum Beispiel auf einen gepulsten Laserstrahl, der Beschriftungen auf verschiedenen Oberflächen aufbringt. Das bearbeitete Material verändert sich durch den fokussierten Strahl – beispielsweise in Hinblick auf Farbe oder Struktur. Entscheidend sind:

• die Laserwellenlänge,
• die Dauer des Pulses sowie
• die Laser-Leistungsdichte.

Beschriften, markieren, gravieren - große Bearbeitungsvielfalt dank Lasertechnik

Je nach Material und Vorhaben setzen wir unterschiedliche Beschriftungsverfahren ein:

 

• Lasermarkieren durch Abtragen

  Beim Lasermarkieren entsteht eine kontrastreiche Beschriftung durch den Schichtabtrag einzelner Deckschichten eines bestimmten Grundmaterials. Durch farbliche Unterschiede zwischen Deckschicht und Grundschicht entsteht ein Kontrast. Voraussetzungen für diese Art der Laserbeschriftung sind eine homogene Schichtdicke, ein hoher farblicher Kontrast von Träger- und Schichtmaterial und ein gutes Absorptionsvermögen der Deckschicht. Dieser Vorgang des schichtweisen Abtragens wird auch als Entschichten bezeichnet.

   

• Laserbeschriften durch Tiefengravur

  Bei der Lasergravur findet ein Volumenabtrag des Materials statt. Dabei wird durch die hohe Energie des Lasers die Werkstoffoberfläche mit dem Laser aufgeschmolzen und verdampft. Die daraus resultierende Vertiefung kann typischerweise bis zu mehreren Zehntel Millimeter tief sein. Kennzeichnungen dieser Art dienen überwiegend der flexiblen Erzeugung einer fälschungssicheren und unter Verschleiß- und Korrosionsbeanspruchung dauerhaften direkten Bauteilidentifizierung.

   

• Anlassbeschriften durch Verfärben

  Dieses Verfahren erzeugt Beschriftungen ohne Materialabtrag und ohne Materialaufwurf. Stattdessen wird die Hitzeeinwirkung des Laserstrahls genutzt, um einen Oxidationsprozess unterhalb der Materialoberfläche zu erzeugen. Es entstehen Oxidationsschichten an der Werkstoffoberfläche. Das Ergebnis ist der sogenannte Farbumschlag der Metalloberfläche. Es eignet sich zur Laserbeschriftung von allen Metallen, die unter Wärme und Sauerstoffeinwirkung ihre Farbe verändern, zum Beispiel bei Stählen und Titan.

  Die Vorteile des Anlassbeschriftens liegen unter anderem darin, dass bereits endbearbeitete Oberflächen beschriftet oder besondere Sterilisationsvoraussetzungen in der Medizintechnik realisiert werden können., zum Beispiel bei Stählen und Titan.

 

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• Laserbeschriften von Kunststoffen

  Der Laserstrahls dringt in die Oberfläche des Kunststoffs ein und bewirkt eine chemische Veränderung der kohlenstoffhaltigen Bestandteile, die zur Verfärbung des Materials führt. Je nach chemischer Zusammensetzung des bearbeiteten Materials führt diese Reaktion zu unterschiedlichen Farbtönen. Infolge der thermochemischen Reaktion, dem sogenannten Karbonisieren, kommt es zu einem dunklen Farbumschlag.

  Beim Aufschäumen kommt es hingegen zu einer hellen Lasermarkierung, da das Material durch den Laserstrahl aufgeschmolzen wird. Dabei bilden sich kleinste Gasbläschen, die bei der Abkühlung dauerhaft eingeschlossen werden und das Licht diffus widerspiegeln. Dies eignet sich besonders gut bei dunklen Oberflächen.

   

• Laserbeschriftung in der Medizintechnik

  Die Laserbeschriftung spielt eine entscheidende Rolle in der Medizintechnik, insbesondere bei der Kennzeichnung von medizinischem Besteck. Diese Technologie ermöglicht eine dauerhafte, korrosionsbeständige und präzise Markierung, womit medizinische Instrumente und Implantate individualisiert werden können. Die Markierung erfolgt ohne physischen Kontakt, wodurch die Integrität des medizinischen Bestecks gewahrt bleibt. Dies ist besonders wichtig, wenn es um medizinische Produkte geht, die regelmäßig sterilisiert werden müssen. Auch eventuelle DLC-Schichten und andere PVD-Beschichtungen der Instrumente lassen sich per Laser beschriften.

 

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• Weitere Materialien, die für das Laserbeschriften infrage kommen

  Das Laserbeschriften ist eine vielseitige Methode, die über eine breite Palette von Materialien angewendet werden kann. Neben den bereits erwähnten Materialien wie Aluminium, Edelstahl und Kunststoffe sind auch die Folgenden für das Laserbeschriften geeignet.
   

1. Keramik: Technische Keramik eignet sich gut für die Laserbeschriftung. Die präzise Natur des Laserprozesses ermöglicht feine Markierungen auf den Oberflächen von Keramiken.
    

2. Glas: Dieses Material kann ebenfalls erfolgreich laserbeschriftet werden. Die Methode ermöglicht feine und dauerhafte Markierungen auf Glasoberflächen.
    

3. Kupfer: Es ist ein weiteres Metall, das für die Laserbeschriftung in Frage kommt. Die Präzision des Lasers ermöglicht detaillierte Markierungen auf Kupferoberflächen.
    
4. Silizium: Das ist ein Halbleitermaterial, das auch mit dem Laser beschriftet werden kann. Dies ist insbesondere in der Elektronikindustrie relevant, da Silizium in der Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet wird.
    
5. FR3, FR4, FR5: Diese Materialien, die oft in der Herstellung von Leiterplatten (PCBs) verwendet werden, können mit dem Laser markiert werden. Das Laserbeschriften ermöglicht präzise Markierungen auf Leiterplattenmaterialien wie FR3, FR4 und FR5.
    
6. Wafer: In der Halbleiterindustrie werden oft Wafer aus Silizium oder anderen Materialien verwendet. Eine Laserbeschriftung kann auch hier für Kennzeichnungen und Identifikationen eingesetzt werden.

 

Es ist wichtig zu beachten, dass die Eignung für das Laserbeschriften von verschiedenen Faktoren abhängt, einschließlich der Materialzusammensetzung und der gewünschten Markierungsdetails.