Was ist Lasergravur?

Lasergravuren werden in der Fertigung seit Jahrzehnten eingesetzt, um dauerhafte Beschriftungen zu erzeugen. Seit der Entwicklung des gepulsten Faserlaser und seiner Zugänglichkeit als Beschriftungsquelle Mitte bis Ende des 2000er-Jahrs gab es eine erhebliche Nachfrage nach dieser Technologie. Diese gepulsten Faserlaser in Kombination mit CO₂-, Nd:YVO₄-, Pikosekunden- und Femtosekundenlasern bieten eine Lösung für fast jedes Material. Heutzutage bietet die Lasergravieren eine kosteneffektive, hochgeschwindigkeitsfähige, hochwertige Lösung für viele Märkte und unzählige Anwendungen, angetrieben von der Notwendigkeit der Nachverfolgung und Rückverfolgbarkeit.

Wie graviert ein Laser

Ein Laser kann eine dauerhafte gravierte Beschriftung auf einer Vielzahl von Materialien wie Metallen und Kunststoffen erzeugen. Wie der Name schon sagtLasergravieren eine kleine Menge an Material. Wenn der Prozess keinen Materialabtrag erfordert, kann die Laserbeschriften verwendet werden.

Es gibt zwei Arten von Laser:

Laser Plotter – Verwenden Sie eine Bewegung im Portal-Stil, bei der der Fokuskopf auf xy-Achsen montiert ist. Der Kopf mit festem Fokus bewegt sich über die gesamte Breite der Gravur von Seite zu Seite, während er in die andere Achse inkrementiert, um die Gravur zu erzeugen. Der Vorteil des Systems besteht darin, dass eine große Fläche bearbeitet werden kann, typischerweise 2Fuß x 2 Fuß oder mehr. Das System verwendet jedoch nur CO₂- und „kontinuierliche Wellen“-Faserlaser, die den Bereich der eingravierbaren Materialien einschränken. Außerdem ist der Plotter sehr langsam, da er die gesamte Breite durchlaufen muss, wodurch der Laser aus- und eingeschaltet werden muss, sodass es über Abschnitte, die nicht graviert sind, zu einer großen „verschwenderischen“ Bewegung kommen kann. Außerdem hat die Bewegung im Portal-Stil eine große Stellfläche. Diese Laser-Plotter werden nicht in Produktionslinien verwendet, sondern im eigenständigen Betrieb als Gravur organischer Stoffe, während sie den Dual-Zweck-Betrieb des Schneidens dünner Materialien bieten.

Laser-Scankopf – Die Bewegung wird durch einen kompakten Scankopf bereitgestellt, der zwei Spiegel enthält, die orthogonal zueinander montiert sind, um eine xy-Bewegung zu ermöglichen. Die Spiegel sind an kleinen Drehmotoren montiert, bei denen sich die Drehbewegung über eine Entfernung in einer linearen Bewegung niederschlägt. Siehe Abbildung x. Wenn sich die Motoren sehr kleine Entfernungen bewegen, sind die Beschriftungsgeschwindigkeiten sehr hoch. Die beiden Spiegel leiten den Laser durch eine Fokusoptik, die als F-Theta-Linse bekannt ist. Die F-Theta-Linse ermöglicht den Fokus über einen Bereich, nicht nur einen einzigen Punkt. Der Gravurbereich, der als „Feldgröße“ bekannt ist, beträgt typischerweise 6 Zoll x 6 Zoll und kann durch Änderung der Brennweite der F-Theta-Linse angepasst werden. Der Laser hat zwar nicht den Arbeitsbereich eines Plotters, kann aber extrem schnell beschriften, verwendet jede Laser und ist extrem kompakt. Diese Systeme eignen sich ideal entweder für Produktionslinien oder für den eigenständigen Betrieb.

Lasergravuren sind äußerst flexibel, um jede Beschriftung zu erzeugen: alphanumerische Zeichen, maschinenlesbare Codes (z. B. DataMatrix-Codes), Grafiken und Logos mit hoher Auflösung und Qualität. Der Prozess ist berührungslos, erfordert keine Verbrauchsmaterialien und wird in jeder Fertigungsindustrie eingesetzt.

Laser zum Gravieren

Gepulste Faser	Gepulste Faserlaser, die etwa 1 Mikrometer arbeiten, sind gut auf die Absorption der meisten Metalle abgestimmt und sind daher im Allgemeinen die erste Wahl für die Gravur dieser Materialien. Diese Laser bieten eine kostengünstige Gravurlösung mit niedrigen Betriebskosten, hoher Zuverlässigkeit, langer Lebensdauer, hervorragender Strahlqualität und einfacher Implementierung. Es gibt zwei Hauptvarianten der gepulsten Faserlaser: Q-geschaltet und MOPA (Master Oscillator Leistungsverstärker).Master-Oszillator Die Q-geschaltete Version bietet Nanosekundenpulse mit einer Pulsform, Pulsbreite und Spitzenleistung als Funktion der Frequenz. Der MOPA bietet mehr Flexibilität und ist in der Lage, Pulsform, Dauer und Spitze etwas frequenzunabhängig anzupassen und auszuwählen.
CO₂	CO₂- Laser stoßen im fernen Infrarot, etwa 10 Mikrometer, aus, das gut auf organische Materialien und Kunststoffe ausgerichtet ist. Dadurch eignen sie sich ideal zum Gravieren von Holz und Kunststoffen. Bei Kunststoffen wird die in der Regel nicht-kontrastive gravierte Beschriftung mit Umgebungs- oder zusätzlicher Beleuchtung gelesen, die mit dem „Erzeugungs“-Kontrast der Gravurtiefe zum Grundmaterial interagiert.
Nd:YVO₄	Nd:YVO₄- oder Vanadat-Laser sind diodengepumpter Festkörperlaser (DPSS) und bieten aufgrund ihrer hervorragenden Strahlqualität und sehr kurzen Pulse (<20ns) with high peak power (>20kW) die beste Beschriftungsgravur.
Pikosekunden- und Femtosekundenlaser	Wenn absolute Präzision sowohl für die Tiefe als auch für die Qualität benötigt wird, bieten diese Laser die ultimative Kontrolle und Auflösung. Mit sehr kurzen Pulsdauern können jeweils Mikrometer Material entfernt werden, was präzise Beschriftungstiefen ermöglicht.

Welche Materialien können mit Lasern graviert werden?

Laser können viele Materialien gravieren, wobei die Auswahl des Laser von der Auflösung der Beschriftung, der Qualität, dem Kontrast und dem Budget abhängt.

Kunststoffe: Nahezu jeder Kunststoff kann entweder mit einem CO₂-Laser, einem Nanosekunden-Faserlaser oder einem Nd:YVO₄-Laser graviert werden. Zu den gängigen Materialien gehören Nylon, NPT, Polycarbonate, Polyethylen, Polypropylen, ABS und die Liste geht weiter! In vielen Fällen muss die Beschriftung einen Kontrast und eine Tiefe aufweisen, was in der Regel mit einer gepulsten Faser oder einem Nd:YVO₄-Laser erreicht werden kann.

Metalle: Eine Vielzahl von Metallen kann graviert werden, darunter Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Aluminium, Nickel und Titan. Diese Arten von Anwendungen können in der Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Schusswaffen und Konsumgütermärkten eingesetzt werden. Der Laser kann das Material schnell und effizient in eine präzise Tiefe entfernen. Die Flexibilität des Laser besteht darin, dass der Materialabtrag ähnlich wie bei einem Bearbeitungsvorgang gesteuert und optimiert werden kann. Zu Beginn des Gravurprozesses verwendet der Laser beispielsweise hohe Leistung, um größere Mengen an Material zu entfernen, und wenn er sich der erforderlichen Tiefe nähert, kann er weniger Material entfernen, um eine hochauflösende, hochwertige Gravur zu erzielen. Bei einigen Anwendungen kann ein Enddurchgang durchgeführt werden, um eine Kontrastbeschriftung an der Unterseite der Gravur zu erzeugen. Für die Metallgravur werden Hochleistungs-Laser empfohlen, typischerweise 50-100W, verfügen über eine ausreichende Leistung, um Gravurtiefen mit schnellen Zykluszeiten zu liefern.

Was sind die Vorteile von Lasergravur mit Scankopf

Die Lasergravieren hat viele Vorteile –

Berührungsloser Prozess – es gibt keine mechanische Kraft auf das Teil
Dauerhaft – Für zusätzliche Verschleißfestigkeit kann die Gravurtiefe so angepasst werden, dass sie so lange hält wie die Lebensdauer des Teils
Einfach zu bedienen, einfach zu integrieren – einfache Software macht die Verwendung und Integration von Plug-and-Play möglich
Keine Verbrauchsmaterialien – ein grüner Prozess ohne Tinten, Stylus oder andere zum Austausch
Extrem zuverlässig – Laser gibt es schon seit Jahrzehnten und sind extrem robust
Lange Lebensdauer – in der Regel können zehntausende Betriebsstunden, zum Beispiel gepulste Faserlaser, weit über 50.000 Betriebsstunden hinaus halten
Gravieren Sie alphanumerische Zeichen, Maschinencodes, Grafiken und Logos
Flexibilität – dynamische Größe der Beschriftung, einzelne oder mehrere Teile, stationär oder im laufenden Betrieb, benutzerdefinierte Serialisierung, datenbankinkrementierte Codes, Sie nennen sie, sie kann es schaffen!