Heute gibt es viele verschiedene Arten von Markierlasern, die alle Materialien markieren können. Bis vor wenigen Jahren gab es Grenzen in Bezug auf Qualität und Auswahl an beschriftbaren Materialien, heute ist dies nicht mehr der Fall. 

Je nach Materialart und erwartetem Ergebnis finden Sie den passenden Laserbeschrifter.

 

Angesichts dieser Vielzahl von Möglichkeiten ist die Auswahl eines geeigneten Lasers keine leichte Aufgabe und kann für viele Bediener in der Branche eine Herausforderung darstellen. In diesem Artikel werden wir versuchen zu klären, was bei der Auswahl des richtigen Lasermarkierers für unsere Bedürfnisse zu beachten ist.

 

Zunächst müssen wir die Lasereigenschaften und die Materialeigenschaften unserer Bauteile verstehen.

 

Die wichtigsten Parameter, die bei der Auswahl zu berücksichtigen sind, sind: die Art des Materials, die Markierungsqualität, die zu erzielende Ästhetik und die Geschwindigkeit. Bei Stand-Alone-Laserbeschriftern wird die Geschwindigkeit mit der Taktzeit identifiziert. Zykluszeit ist die Zeit, die ein Bauteil benötigt, um seinen gesamten Markierungsweg von der Einführung in das System bis zum (falls vorhanden) Lesen des 2D-Codes zu durchlaufen.

 

Zu den Lasern, von denen Sie am häufigsten gehört haben, gehören Faser-, Wellen-, UV- und natürlich CO2-Laser. Jeder von ihnen passt sich einem Material mehr an als einem anderen. Im Allgemeinen kennen wir den Faserlaser für seine Gesamtwirksamkeit auf Metallen. Der Green-Wave-Laser ist besser für Kunststoffe geeignet, wie der bekanntere UV-Laser. Der CO2-Laser ist der am weitesten verbreitete für die Markierung organischer Materialien. Innerhalb der Faserkategorie gibt es auch technologische Alternativen, die für bestimmte Anwendungen geeignet sind. Wir sprechen über den MOPA-Laser und den Pikosekundenlaser. Wir werden sie am Ende dieses Artikels ausführlicher besprechen.

Es ist wichtig zu verstehen, wie das zu markierende Material Laserlicht bei der Wellenlänge des Lasers selbst absorbiert. Eisen- und Nichteisenmaterialien haben eine hervorragende Absorption bei 1064 nm, während Edelmetalle dies bei 355 und 532 nm tun. Kunststoffe absorbieren auch die Laserleistung mit höheren Wellenlängen.

 

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Lasertechnologien

Der Nd: YAG-Laser wurde vor fast 30 Jahren auf den Markt gebracht und ist vielleicht der bekannteste und bekannteste in der Branche. Dies liegt an der großen Anzahl von Anwendungen, die es abdeckt. Ursprünglich waren diese Laser lampengepumpt. Sie entwickelten sich später weiter und ersetzten Lampen durch Dioden. Diodenbasierte Systeme sind robust mit einer ausgezeichneten erwarteten Lebensdauer. Ein Vorteil von Nd:YAG-Lasern ist ihre Laserstrahlqualität. Dies liegt an der kleineren Punktgröße. Zusammen mit kurzen Impulsen erzeugt dies eine hohe Spitzenleistung, die beim tiefen Gravieren mit scharfen, klaren Markierungen und kleinen Zeichen nützlich sein kann.

 

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Der Vanadat-Laser kann bei drei verschiedenen Wellenlängen emittieren: 1064, 532 (grün) und 355 nm (blau). Vanadat-Laser sind ebenfalls diodengepumpt und eignen sich besonders für Ablationsmarkierungen und Wärmeeinflusszonen-Anwendungen. Einer der größten Bereiche der Vanadat-Laseranwendung ist die Tag- und Nachtmarkierung. Dabei trägt der Laser die oberste Beschichtung des Bauteils (meistens Knöpfe im Automobilbereich) ab und legt die darunter liegende Oberfläche mit dem Funktionsindikator frei. Da diese Tasten hinterleuchtet sind, haben sie die gleiche Wirkung, wie wir sie alle von den Tasten an Stereoanlagen, Fenstern oder Klimaanlagen kennen.

 

Das Aufkommen des Faserlasers bedeutete eine echte Revolution in der Welt des Lasers und der Markierung. Der Faserlaser ist zum Mittelpunkt jeder Anwendung geworden und wurde für nahezu alle Marktanforderungen getestet und weiterentwickelt. Es ist besonders effektiv bei der Lasermarkierung von Metall.

 

Zu beachten ist, dass die Ausgangsleistung aller Festkörperlaser mit der Zeit abnimmt, aber es ist möglich, das System so zu kalibrieren, dass der Laser die gleiche Leistung wie an dem Tag beibehält, an dem er das Werk verlassen hat. Dadurch behält der Laser die gleiche Markierungsqualität und -geschwindigkeit wie am Tag seiner Ankunft und Inbetriebnahme bei.

 

Die Wellenlänge des Faserlasers beträgt 1064 µm bei einem extrem kleinen Fokusdurchmesser. Dies führt bei gleicher durchschnittlicher Ausgangsleistung zu einer 100-mal höheren Intensität als bei CO2-Lasern.

 

 

Balkeneigenschaften

Ein Gaußscher Strahl hat ein M² von 1 und ermöglicht die kleinste Punktgröße in Bezug auf die Wellenlänge und die verwendete Optik. Die bestmögliche Strahlqualität in Nd: YAG- und Vanadat-Lasermarkiersystemen hat ein M² von 1,2. Faserbasierte Systeme haben in der Regel einen M²-Wert von 1,7. Dies bedeutet eine größere Punktgröße und eine geringere Leistungsdichte. Bessere Strahlqualität bedeutet kleinere Linienbreiten, schärfere Konturen, höhere Markierungsgeschwindigkeit (aufgrund der hohen Leistungsdichte) und tiefere Gravuren.

 

Pulswiederholrate

Die YAG- und Vanadat-Laser unterscheiden sich stark vom Faserlaser in Bezug auf die Spitzenleistung und den Frequenzbereich der Impulswiederholung. Bei speziellen Fasersystemen wie dem MOPA-Laser kann die Pulsdauer angepasst werden.

 

Typische Referenzwerte eines Markierungssystems

TYPISCHE WERTE YAG VANADAT YTTERBIUM

Impulsdauer (ns)

10-150

5-30

10-200

Strahlqualität (M² )

<1.2

<1.2

<2

Spitzenleistung (kW)

Hohe 100 kW

Mittel 80 kW

Niedrige 10 kW

Durchschnittliche Leistung (W)

5-30

5-40

10-50

Pulswiederholfrequenzbereich

5-80kHz

20-120kHz

20kHz - 1MHz

Anwendungen

Die bei der Lasermarkierung am häufigsten verwendeten Begriffe sind: Gravieren, Glühen, selektives Abtragen und Oberflächenentfernung. Je nach Anwendung und Material ist ein Lasertyp besser geeignet als ein anderer. Wenn wir uns zum Beispiel die Day&Night-Komponenten ansehen, schneidet ein Vanadat-Laser gut ab. Der Oberflächenabtrag ist an die Eigenschaften dieses Lasers angepasst, nämlich kurze Puls- und Wiederholgeschwindigkeit. Geschwindigkeit ist entscheidend, um ein Verbrennen von Kunststoffteilen zu vermeiden.

 

Ablation ist auch eine gängige Praxis bei der Lasermarkierung von eloxiertem Aluminium.

 

 

UDI-Code-Lsit-Laser-Markierung

Eine weitere sehr häufige Anwendung, für die ein spezieller Faserlaser effektiv ist, ist das Glühen von medizinischen Komponenten. Diese bestehen in der Regel aus Edelstahl und Titan. Gemeint sind selbstverständlich alle Komponenten wie Prothesen, chirurgische Instrumente und Dentalkomponenten. Die hohe Spitzenleistung des Pikosekundenlasers ist hier ideal, um schwarze und nicht fühlbare Markierungen zu erzielen.

 

Die Beständigkeit dieser Laserbeschriftung gegenüber Passivierungszyklen und Korrosion durch aggressive Mittel ist signifikanter als in anderen Fällen. Dies liegt daran, dass die Lasermarkierung verwendet werden kann, um dem Chirurgen einige wichtige Dimensionsinformationen über das betreffende Bauteil anzuzeigen. Der geringe Reflexionseffekt des Pikosekundenlasers ist ein weiteres Element, das dieses Produkt im medizinischen Bereich gegenüber anderen bevorzugt.