Beschriftungslaser / Laserbeschriftung
Laserbeschriftung
Die Laserbeschriftung bietet sich als Möglichkeit zur Kennzeichnung oder Bearbeitung verschiedener Materialien an. Es existiert eine Vielzahl von Methoden zur Markierung und Bearbeitung von Oberflächen, jedoch hängt die Wahl eines geeigneten Laserbeschrifters und der Peripheriegeräte von dem Material und der gewünschten Methode ab. Auch die benötigte Wellenlänge kann je nach Material und gewünschtem Ergebnis variieren.
Dieser Abschnitt vermittelt die Grundlagen, die für die Laserbeschriftung erforderlich sind.
Was ist Laserbeschriftung?
Die Laserbeschriftung ist ein Markierungsverfahren, bei dem ein fokussierter Laserstrahl die Oberfläche eines Produkts verändert. Der Laserstrahl wird von einem Oszillator emittiert und mithilfe eines Spiegels abgetastet. Anschließend wird eine Fokussierlinse verwendet, um den Strahl auf das Produkt zu fokussieren und die Oberfläche zu beschriften oder zu bearbeiten. Da die Oberfläche des Produkts bei der Laserbeschriftung durch Licht verändert wird, ist diese Methode widerstandsfähiger gegen Abrieb und verblasst nicht wie eine tintenbasierte Markierung.
Lasermarkierung nach Methode und Material
Lasermarkierungsmethoden auf Metall
Es gibt drei verschiedene Methoden, um Metall mittels Laserbeschriftung zu kennzeichnen: die Anlassbeschriftung, bei der der Laser mittels eingebrachter Wärme eine Oxidation hervorruft; das weiße Markieren, bei dem der Laser die Produktoberfläche abkratzt; und das Gravieren, bei dem der Laser tief in die Produktoberfläche eindringt. Jede Methode wird für einen bestimmten Zweck eingesetzt. Im folgenden Abschnitt werden die Merkmale der einzelnen Verfahren erläutert.
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Anlassbeschriftung
Wenn der Laserstrahl das zu beschriftende Produkt trifft, wird der Fokus so verschoben, dass nur Wärme übertragen wird. Wenn Wärme zugeführt wird, ohne das Produkt zu gravieren, bildet sich eine Oxidschicht auf der Oberfläche. Diese Schicht erscheint schwarz und stellt eine Markierung dar.
Weiße Markierung
Der Laserstrahl wird auf die Oberfläche im Brennpunkt gerichtet. Dabei wird die Metalloberfläche leicht abgetragen. Aufgrund der unregelmäßigen Reflexion des Lichts erscheint die Markierung weiß.
Gravur
Das Laserlicht wird auf den Brennpunkt gerichtet und trägt die Oberfläche des zu markierenden Produkts ab. Durch Erhöhung der Laserleistung kann eine tiefere Gravur erzielt werden.
Metall Beschriftungsgerät
3-Achsen-Hybrid-Lasermarkierer der Modellreihe MD-X
Die 3-Achsen-Hybrid-Laserbeschrifter der Modellreihe MD-X kombinieren die Stärken eines herkömmlichen Faserlasers mit denen eines YVO4-Systems. Faserlaser eignen sich aufgrund ihrer langen Lebensdauer und hohen Ausgangsleistung für Hochgeschwindigkeitsmarkierungen und tiefe Gravuranwendungen. YVO4-Laser sind hingegen für qualitativ hochwertige und empfindliche Beschriftungen sowie eine größere Tiefenschärfe zur Erhöhung der Flexibilität ausgelegt.
Die Kombination dieser beiden Kennzeichnungsmethoden ergibt den MD-X. Der Laser ist leistungsfähig genug, um enge Taktzeiten zu erfüllen und gleichzeitig robust genug, um hochwertige Kennzeichnungen auf einer Vielzahl von Metallen zu erzielen. Die Modellreihe MD-X von KEYENCE ist ideal für alle Anforderungen an die Metallkennzeichnung. In Verbindung mit der 3-Achsen-Steuerung, dem Autofokus im ganzen Beschriftungsbereich und der automatischen Positionsanpassung bietet sie optimale Leistung.
Lasermarkierungsmethoden auf Kunststoff
Es gibt drei Verfahren zur Markierung von Kunststoffen mit einem Laser: Aufschäumen, Farbumschlag und schwarze Beschriftung.
Aufschäumen
Wenn das Basismaterial mit einem Laser bestrahlt wird, entstehen Blasen im Inneren des Materials. Diese Blasen werden unter der Oberflächenschicht des Basismaterials eingeschlossen, wodurch sie weiß erscheinen. Auf dunkleren Oberflächen ist das Schäumen deutlich sichtbar.
Farbumschlag
Durch die Reaktion des Laserlichts mit den Metallionen im Pigment des Basismaterials entsteht eine chemische Veränderung, die zu einer Farbentwicklung führt. Das Erscheinungsbild variiert je nach Farbe und Material des Produktobjekts.
Schwarze Beschriftung
Wenn kontinuierlich hohe Energie auf einen Bereich einwirkt, karbonisieren die Makromoleküle des Elements um das Grundmaterial herum und färben es schwarz. Das abgebildete Polycarbonat ist normalerweise durchsichtig, erhält aber eine schöne schwarze Farbe, wenn es karbonisiert.
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Kunststoff Laserbeschrifter
3-Achsen-UV-Lasermarkierer der Modellreihe MD-U
Der 3-Achsen-UV-Lasermarkierer der Modellreihe MD-U ist der weltweit erste seiner Art. Durch die Wellenlänge von 355 nm ist eine Kaltmarkierung und -bearbeitung möglich, die mit minimaler Wärmebelastung durchgeführt werden kann und oft als „beschädigungsfrei“ bezeichnet wird. Die 3-Achsen-Steuerung ermöglicht dem MD-U auf dem großen Beschriftungsfeld unterschiedlich große Teile oder schwierige Geometrien zu beschriften, ohne Kissen-Effekt an den Rändern.
Der MD-U hat aufgrund seiner verkürzten Wellenlänge und der daraus resultierenden erhöhten Absorptionsrate eine hervorragende Vielseitigkeit für eine breite Palette von Kunststoffen. Der MD-U bietet einen hohen Kontrast und präzise Markierqualität, verursacht geringere Oberflächenschäden und kann lästige Materialinkonsistenzen überwinden. Aus diesen Gründen ist der MD-U der perfekte Beschriftungslaser, um Kunststoffe zu markieren.
Lasermarkierungsmethoden auf anderen Materialien
Die Laserbeschriftung eignet sich nicht nur zur Kennzeichnung von Metall und Kunststoff, sondern auch von anderen Materialien wie Keramik, Papier und organischem Material sowie verschiedenen transparenten und durchsichtigen Objekten. Auch auf Objekten mit Oberflächenbeschichtung kann die Lasermarkierung eingesetzt werden, um das darunterliegende Grundmaterial oder die lackierte Oberfläche freizulegen.
Beschichtete Teile
Papier
Holz
Keramik
können mir einem Laserbeschrifter markiert werden.
Die Laserbeschriftung kann nicht nur zum Markieren, sondern auch für verschiedene teils hochpräzise Bearbeitungsanwendungen wie Schneiden, Bohren und Oberflächenumformung eingesetzt werden.
Schneiden
Das Laserlicht wird an die gewünschte Stelle gespiegelt, um das Produkt zu schneiden. Dieses Verfahren zum Entfernen von Anschnitten und Graten oder für andere Zwecke verwendet werden.
Oberflächenumformung
Bei diesem Verfahren wird Laserlicht genutzt, um das Oberflächenmaterial eines Produkts zu entfernen, wie zum Beispiel Farbe, Folie oder Beschichtung. Die Oberflächenveredelung verändert auch die Benetzbarkeit des Oberflächenmaterials, um die Haftfestigkeit zu erhöhen oder das Ausfließen von Paste zu verhindern.
Bohren
Beim Laserbohren wird ein Laserpunkt auf das Produkt gerichtet, um durch Schmelzen und Verdampfen ein Loch zu bohren. Die Laserleistung wird individuell eingestellt, um die Löcher entsprechend der Anwendung zu bohren.
Laserbeschriftung als Alternative für andere Beschriftungssysteme
Das Ersetzen von herkömmlichen Beschriftungssystemen durch einen Laserbeschrifter kann in vielerlei Hinsicht ein Vorteil sein. Ein Laserbeschrifter arbeitet kontaktlos und verbrauchsmittelfrei, was auch für gleichbleibend zuverlässige Ergebnisse sorgt. Darüber hinaus sind Laser wartungsarm und einfach zu handhaben. Zu den größten Vorteilen gehört jedoch, dass die dauerhafte Beschriftung nicht manipulierbar ist.
| Schwerpunkt | Laserbeschriftung | Traditionelle Etikettierung |
|---|---|---|
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Permanenz
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Laserbeschriftung
Die Laserbeschriftung ist beständig und widerstandsfähig gegenüber Einflüssen wie Licht und Temperatur.
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Traditionelle Etikettierung
Etiketten können mit der Zeit verblassen und abblättern.
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Effizienz
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Laserbeschriftung
Laserbeschrifter benötigen kaum bis keine Wartung und nutzen keine Verbrauchsmaterialien.
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Traditionelle Etikettierung
Das Auswechseln von Rollen und Tintenpatronen, sowie das Nachfüllen der erforderlichen Verbrauchsmaterialien führt zu Ausfallzeiten.
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Kosteneffizienz
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Laserbeschriftung
Es muss kein zusätzliches Material gekauft werden.
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Traditionelle Etikettierung
Teurer durch den laufenden Kauf von Verbrauchsmaterial.
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Sichtbare Qualität
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Laserbeschriftung
Eine klare, nicht manipulierbare, kontrastreiche Qualität.
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Traditionelle Etikettierung
Eine hochwertige traditionelle Beschriftung ist möglich, aber anfällig für Verschmieren oder Abreiben.
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Materialverträglichkeit
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Laserbeschriftung
Beschriftung auf einer Vielzahl von Materialien wie Verbundwerkstoffen, Kunststoffen , Metallen und mehr.
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Traditionelle Etikettierung
Klebstoff hält nicht auf jedem Material und verlieren mit der Zeit an Haftfestigkeit.
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Etikettiermaschinen
Etiketten auf einem Produkt dienen der Rückverfolgbarkeit, der Identifizierung oder dem Hinzufügen gesetzlicher Informationen. Das Ersetzen einer Etikettiermaschine durch einen Laser kann in vielen Bereichen der Produktion Vorteile bringen. Denn um die Etiketten zu beschriften, werden auch heute noch herkömmliche Verfahren wie beispielsweise Stempel, Thermotransferdrucker oder Standard-Tintenstrahldrucker eingesetzt. Dies führt jedoch auf Dauer zu einer verwischten oder unvollständigen Beschriftung sowie zu höheren Kosten, da Verbrauchsmaterialien verwendet werden.
Bei der Beschriftung von Flaschenetiketten können Laserbeschrifter herkömmliche Etikettenstempelmaschinen ersetzen. Bislang wurden die Beschriftungen mittels rotierender Stempel in einer Etikettiermaschine aufgebracht.
Nach jahrelangem Einsatz waren die Stempelplatten jedoch verschlissen oder es wurde zunehmend schwierig, die Stempelpresse zu justieren, was zu verwischten oder unvollständigen Beschriftungen führte.
Dank ihrer kontaktlosen Arbeitsweise bieten Laserbeschrifter gleichbleibend zuverlässige Ergebnisse.
Darüber hinaus sind sie wartungsarm und die Software nahezu intuitiv bedienbar.
Zu den größten Vorteilen der Laserbeschriftung gehört, dass die Beschriftung dauerhaft und nicht manipulierbar ist.
Stempeln
| Vorteile | Nachteile | |
|---|---|---|
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Etikettierung - Kenndaten
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Vorteile
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Nachteile
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Laserbeschriftung - Kenndaten
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Vorteile
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Nachteile
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Beim Stempeln einzelner Verpackungsfolien wurde die bisherige Verwendung von Tinte, wie etwa bei der konventionellen Stempelmethode, durch die Kontrastbeschriftung mit einem Beschriftungslaser ersetzt.
Da die Materialien selbst gebleicht und verarbeitet werden, ist die Beschriftung präzise und verblasst nicht.
Auch Produkte, die mit Substanzen, wie etwa Öl oder Alkohol in Berührung kommen, können beschriftet werden.
Walzprägen auf Kabeln
Die direkte Markierung ist auch bei Kabeln möglich, die mit hoher Geschwindigkeit transportiert werden. Da das Oberflächenmaterial mit einem Beschriftungslaser eingefärbt wird, ist die Markierung präzise und verblasst nicht. Die stabile Markierung ist auch auf Drähten mit kleinem Durchmesser und auf rauen Oberflächen möglich.
Kabel (kontrastreiche Markierung)
Kabel (Verarbeitung)
Tintenstrahldrucker
Tintenstrahldruckern werden standardmäßig für unterschiedliche Materialien als Beschriftungssystem verwendet, so auch für Etiketten. Bei diesen Maschinen ist jedoch der Einsatz zusätzlicher Materialien wie Tinte und Lösungsmittel nötig, was auch nach der Anschaffung für Kosten sorgt und die Geräte störungsanfälliger macht. Die Verwendung eines Laserbeschriftungsgeräts anstelle eines Standard-Tintenstrahldruckers für die Beschriftung bringt einen Mehrwert in Bezug auf Zeit, Geld und Produktion.
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