Was ist die Laserbeschriftungsmaschine? Wie funktioniert es?

Lasermarkierungssysteme werden für kostengünstige Marken, Serialisierung und Produktverfolgung verwendet. Dabei werden Laserstrahlen auf der Oberfläche von Teilen und Maschinen verwendet, um Text, Zahlen, Logos oder Muster zu markieren. Damit können verschiedene Arten von Materialien markiert oder bearbeitet werden, ohne die Oberfläche zu beschädigen. Die richtige Etikettiermethode hängt von Ihren Materialien und Markierungsmethoden ab. Einer der wichtigsten Aspekte zum Verständnis der Vorteile von Lasermarkierungsmaschinen ist das Verständnis ihrer Funktionsprinzipien.

Was ist Laserbeschriftung?

Beim Lasermarkieren handelt es sich um das Markieren von Teilen oder Werkstücken mittels Lasertechnik. Der Laserstrahl trifft auf das Material und seine Energie reagiert mit dem Material und hinterlässt eine bleibende Markierung. Die Geschwindigkeit, Leistung und Fokussierung dieses Laserstrahls auf das Teil führen zu unterschiedlichen Laserprozessen. Die Laserenergie wird in Wellenlängen oder Nanometern (nm) gemessen. Bestimmte Wellenlängen werden für unterschiedliche Anwendungen verwendet und können nur von bestimmten Arten von Lasergeneratoren erzeugt werden. Zu den gängigsten Arten der Lasermarkierung gehören:

Faserlasermarkierung: Die Faserlaser-Markierungsmaschine verwendet einen Festkörperlasergenerator. Bei diesem System wird als Laserquelle eine mit Seltenerdelementen dotierte optische Faser verwendet. Aufgrund ihrer hohen Leistung sind sie ideal für Anwendungen wie Glühen und Gravieren. Faserlaser-Markierungsmaschinen bieten geringere Betriebskosten, größere Vielseitigkeit und eine schnellere Markierung als andere Maschinen. Außerdem ist der Wartungsaufwand minimal und es werden keine Verbrauchsmaterialien benötigt.
CO2-Lasermarkierung: Die Wellenlänge von CO2-Laserbeschriftungsmaschinen ist 10-mal so lang wie bei Standardwellenlängensystemen. Die CO2-Lasermarkierungsmaschine ist normalerweise ein versiegeltes Rohrmarkierungssystem, und der vom Galvanometer gesteuerte Strahl kann zum Markieren nichtmetallischer Oberflächen verwendet werden. CO2-Lasergeneratoren haben eine Wellenlänge, die die besten Markierungsergebnisse auf organischen Materialien wie Papier, Holz und einigen Kunststoffpolymeren liefert. Sie eignen sich auch zum Markieren von Leder und Glas.
UV-Lasermarkierung: UV-Laser verwenden eine stark absorbierende Wellenlänge (355 nm) zur Markierung von Teilen. Diese hohe Absorptionsrate ermöglicht dem UV-Laser eine „Kaltmarkierung“ und stellt sicher, dass keine zusätzliche thermische Belastung auf das Material ausgeübt wird, einschließlich stark reflektierender Materialien wie Gold, Silber und Kupfer. Dies minimiert Dämpfe und Staub, die bei der typischen Markierung und Verarbeitung entstehen.

Wie funktioniert die Laserbeschriftungsmaschine?

Lasermarkierung ist eine Markierungsmethode, bei der ein fokussierter Laserstrahl verwendet wird, um die Oberfläche eines Ziels zu verändern. Ein Laserstrahl wird von einem Oszillator ausgesendet und mithilfe eines Scanspiegels gescannt. Anschließend wird der Strahl mithilfe einer Fokussierlinse auf das Ziel fokussiert und markiert, indem die Oberfläche verändert wird. Da bei der Lasermarkierung Licht verwendet wird, um die Zieloberfläche zu verändern, ist diese Methode verschleißfester als die Markierung mit Tinte und die Markierungen verblassen mit der Zeit nicht.
Für unterschiedliche Anwendungen eignen sich unterschiedliche Lasermarkierungsverfahren. Jedes Verfahren hat seine Vor- und Nachteile und Ihre Wahl hängt von Budget, Qualitätsanforderungen und Anwendung ab. Lassen Sie uns einige dieser Verfahren näher betrachten.

Laserbeschriftung von Metall

Die folgenden Lasermarkierungstechniken können auf Metallen angewendet werden. Jede Technologie hat eine spezifische Funktion. Im Folgenden werden Lasermarkierungsmethoden für Metalle und ihre Eigenschaften aufgeführt.

Lasergravur: Die Lasergravur ist die am häufigsten verwendete Markierungsmethode bei der Teilefertigung und beim Prototyping, vor allem für Metalle. Diese Lasermarkierungstechnik verändert die Spiegelreflexion durch das Entfernen von Oberflächenmaterial. Es gibt eine optimale Frequenz und Geschwindigkeit, damit das Material verdunsten kann und sich die Markierung in Form einer Vertiefung bildet. Beschriftungslaser mit kurzen Pulsen und hoher Spitzenleistung liefern in der Regel die besten Ergebnisse und sind für diese Anwendungen am besten geeignet.
Laserätzen: Im Gegensatz zur Lasergravur hat das Laserätzen keine Tiefe in der Oberfläche und erfordert daher weniger Energie. Bei diesem Laserbeschriftungsverfahren wird die Beschichtung oder Lackschicht auf dem Substrat entfernt. Durch die Ablation der Oxidschicht von eloxiertem Aluminium wird beispielsweise das darunter liegende Metall freigelegt. Aufgrund der hohen Temperatur, die durch die Ablationsmarkierungen erzeugt wird, erhitzen sie die Oberfläche über ihren Verdampfungspunkt hinaus. Machen Sie Ihre Markierungsgrafiken oder Texte sichtbar, ohne den Untergrund zu beschädigen.
Laserglühen: Laserglühen ist ein nicht-subtraktives Verfahren, das typischerweise für Produkte mit kritischer Maßgenauigkeit verwendet wird. Dabei werden Metalloberflächen mithilfe eines Laserstrahls langsam erhitzt und abgekühlt, um ihre Farbe (gelb, rot oder grün) je nach Temperatur der Metalloberfläche zu ändern. Das Laserglühen ist nicht für Nichteisenmetalle und Aluminium geeignet, da deren Farbe durch Hitze und Oxide nicht beeinflusst wird.

Laserbeschriftung anderer Materialien

Neben Metallen können Lasermarkierungssysteme auch auf Kunststoffen und anderen Verbundmaterialien wie Keramik, Papier usw. eingesetzt werden. Bei der Markierung von Kunststoffmaterialien können drei Techniken eingesetzt werden. Sie sind:

Schaum: Wenn Sie helle Markierungen herstellen müssen, ist Schaum für solche Anwendungen besser geeignet. Beim Laserschäumen erhitzt ein Laserstrahl das Polymer auf einen bestimmten Wert und einige Komponenten beginnen zu schäumen. Wenn die Luftblasen oxidieren, bilden sie einen Schaum, der Licht reflektiert und klare und strukturierte Markierungen erzeugt.
Färben: Beim Laserfärben wird Kunststoff an bestimmten Stellen erhitzt, um die Farbe abzudunkeln (z. B. karbonisieren) oder aufzuhellen (z. B. bleichen). Die genauen Ergebnisse hängen von der Art und Zusammensetzung des Kunststoffs oder Polymers ab. Andere zum Färben geeignete Materialien sind Laminate, Filme und Folien.
Kohlenstoffmigration: Bei dieser Methode bricht die thermische Energie eines Lasers Kunststoffbindungen auf und setzt Sauerstoff und Wasserstoff frei. Diese Reaktion führt dazu, dass der Zielbereich dunkler wird und als grau- bis blaugraue Markierung erscheint. Die Karbonisierung oder Kohlenstoffmigration eignet sich immer gut zum Markieren von synthetischen Polymeren und organischen Materialien.

Warum sollten Sie sich bei der Teilefertigung für die Lasermarkierung entscheiden?

Lasermarkierung ist zur Technologie der Wahl für hochwertige Markierungen geworden und bietet zahlreiche Vorteile gegenüber älteren Markierungsmethoden wie Nadelprägung und Tintenstrahldruck. Hier sind einige Gründe, warum Sie sich für eine entscheiden sollten Lasermarkierungssystem.

Schnell

Bei herkömmlichen Beschriftungsmethoden werden spezielle Werkzeuge verwendet, was den Vorgang zeitaufwändig macht. Beim Lasermarkieren wird Lasertechnologie mit Computertechnologie kombiniert, um mit nur einem Befehl verschiedene Designs und Muster auf Materialien zu erstellen. Dies ist die perfekte Wahl, um Produktentwicklungszyklen zu verkürzen, den Prozess zu beschleunigen und viel Geld zu sparen.

Hoher Kontrast

Die Lasermarkierung ist sehr präzise. Man kann damit sehr kleine Objekte markieren und konsistente Ergebnisse erzielen. Laser markieren beispielsweise Leiterplatten. Hochwertige Markierungen sind gut lesbar, was eine nahezu perfekte Lesbarkeit bedeutet.

Kompatibel mit den meisten Materialien

Das gleiche Lasermarkierungssystem kann für mehrere Materialien verwendet werden, was für mehr Flexibilität sorgt. Die Liste der für die Faserlasermarkierung geeigneten Materialien ist umfangreich und umfasst Metalle wie Stahl, Aluminium, Titan, Kupfer und Edelstahl. Der CO2-Laser kann alle nichtmetallischen Materialien wie Leder, Holz, Etikettenpapier usw. gravieren. UV-Laser eignen sich besser zum Markieren von Glas und Keramik.
Dies sind nur einige Beispiele für die vielen Materialien, die mit Lasergravur oder Laserätzmarkierung versehen werden können. Die Lasermarkierung eignet sich auch zum Markieren anderer komplexer Formen wie Drähte und Rohre und ist somit ein ideales Werkzeug für die individuelle Serialisierung oder Nachverfolgung von Produkten.

Haltbarkeit der Markierung

Mit dem Laser erzeugte Markierungen sind in der Regel dauerhaft und haben kontrastreiche Eigenschaften. Diese wasserfesten und lichtbeständigen Marker halten Abrieb, Hitze und Säure stand. Daher bevorzugen Teilehersteller wie die Automobil- und die Luft- und Raumfahrtindustrie den Einsatz für die dauerhafte Markierung. Permanente und dauerhafte Markierungen ermöglichen es diesen Herstellern, ihre Produkte zu verfolgen und zu identifizieren.

Grün

Bei Markierungsprozessen wie chemischem Ätzen und Tintenstrahl werden Chemikalien und Tinten zum Markieren verwendet. Diese Verbrauchsmaterialien sind oft teuer und wirken sich negativ aus, indem sie schädliche Gase in die Umwelt abgeben. Bei der Laserbeschriftung kommen jedoch keine Verbrauchsmaterialien zum Einsatz. Es ist ein sauberer, energiesparender und umweltfreundlicher Prozess.

Zusammenfassen

Die Lasermarkierung ist ein vielseitiger Prozess, der eine breite Palette von Techniken umfasst, um präzise, dauerhafte und qualitativ hochwertige Markierungen zu erzeugen. Die Lasermarkierung ist auch eine hervorragende Alternative zu herkömmlichen Markierungstechniken und gewährleistet eine hohe Produktionsgeschwindigkeit, einen hohen Kontrast, Materialverträglichkeit, Haltbarkeit der Markierung und Umweltfreundlichkeit. Daher ist es eine ausgezeichnete Wahl für Ihre Anwendung.
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