Was ist Laserbeschriftung?

Laserbeschrifter werden in der Fertigung seit Jahrzehnten zur Herstellung dauerhafter Beschriftungen verwendet.  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 Beschriftungslösung für fast jedes Material. Heutzutage bietet die Laserbeschriften eine kostengünstige Hochgeschwindigkeitslösung in hoher Qualität für viele Märkte und unzählige Anwendungen, angetrieben von der Notwendigkeit der Nachverfolgung und Rückverfolgbarkeit.  

Wie beschriftet ein Laser

Ein Laser kann eine dauerhafte Beschriftung auf einer Vielzahl von Materialien erzeugen, darunter Metalle, Kunststoffe, Glas und Keramik.  Die Beschriftung wird direkt mit drei Hauptmethoden auf dem Teil beschriftet – Oberflächenkontrast, Oberflächenschmelzen und Gravur.

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Ein Laser besteht aus einer Laser, einem Scankopf für Bewegung und einer F-Theta-Linse für den Fokus.  Der Laser liefert die Energie/Leistung, die zur Erstellung der Beschriftung verwendet wird, der Scankopf enthält zwei orthogonale Spiegel, die Galvanometer genannt werden und den Laser schnell in x und y bewegen, um den Weg der Beschriftung zu verfolgen, und die F-Theta-Linse fokussiert den Laser auf das Teil.  Ein Strahlaufweiter wird in der Regel verwendet, um die richtige Größe des fokussierten Spots zu erzeugen. Das Beschriftungs- oder Gravurmuster wird mithilfe einer einfachen Software erstellt, die das führbare Bewegungsprogramm auf den Scankopf-Controller herunterlädt.  Nach dem Herunterladen führt der Scankopf die Bewegung durch, die die Ein-/Aus-Auslösung des Laser steuert.  

Vanadat-Laserverstärkungskristalle

Laserbeschrifter und -gravuren 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 für die Beschriftung 

 

 

 

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 Beschriftung und Gravur dieser Materialien. Darüber hinaus gibt es viele Kunststoffe, die der gepulste Faserlaser auch beschriften kann.  Diese Laser bieten eine kostengünstige Beschriftungslösung mit niedrigen Betriebskosten, hoher Zuverlässigkeit, langer Lebensdauer, hervorragender Strahlqualität und einfacher Implementierung.  Es gibt zwei Hauptvarianten der gepulsten Faserlaser: Q-geschaltet und MOPA (Master-Oszillator Leistungsverstärker).  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 auszuwählen, was besonders nützlich für die Beschriftung von Kunststoffen sein kann.

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 Beschriften und Gravieren von Holz und zum Gravieren von Kunststoffen. Bei Kunststoffen wird die in der Regel nicht entgegengesetzte gravierte Beschriftung mit Umgebungs- oder Außenbeleuchtung gelesen, die mit dem „Erzeugungskontrast“ der Gravurtiefe zum Grundmaterial interagiert.

Nd:YVO4

Nd:YVO4- oder Vanadat-Laser sind diodengepumpter Festkörperlaser (DPSS), die Laser von etwa 1 Mikrometer, Grün und UV bieten.  Diese Laser bieten aufgrund der hervorragenden Strahlqualität und der sehr kurzen Pulse (<20ns) with high peak power (>20kW) die beste Beschriftungsqualität.   DPSS-Laser, insbesondere in Grün, bieten hervorragende Laser für die Halbleiter, während UV-Laser kontrastreiche Beschriftungen auf Kunststoffen bieten.

Pikosekunden- und Femtosekundenlaser

Sowohl Pikosekunden- als auch Femtosekundenlaser haben sehr kurze Pulsdauern und sehr hohe Spitzenleistungen, die anspruchsvolle Materialien oder Beschriftungsanforderungen beschriften können.   Beispiele für Anwendungen sind die Glasbeschriftung ohne Risse oder die korrosionsbeständige dunkle Beschriftung von Edelstahl für medizinische Geräte.

Welche Materialien können mit Lasern beschriftet werden?

Laser können viele Materialien beschriften, 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-, Nanosekundenfaser- oder Nd:YVO4-Laser beschriftet werden.   Zu den gängigen Materialien gehören Nylon, NPT, Polycarbonate, Polyethylen, Polypropylen, ABS, die Liste geht weiter!  In vielen Fällen muss die Beschriftung einen Kontrast aufweisen, was in der Regel mit einer gepulsten Faser oder einem Nd:YVO4-Laser erreicht werden kann.  Diese Laser erzeugen Kontrast, indem sie die Kunststoffe schmelzen, entweder mit einem „Schaum“- oder einem „Kohlenstoff“-Effekt, wobei Letzteres typischerweise hell und früher dunkel ist.  Der Nd:YVO4-Laser bietet grüne und UV-Lichtoptionen, die Kunststoffe mit hohem Oberflächenkontrast durch ein photochemisches Verfahren beschriften können, das als Bleichen bekannt ist.  Diese Art von Beschriftung ändert oder verändert nicht die physikalische Oberfläche des Teils. Wenn Kontrast, Auflösung und Beschriftungsqualität gelockert werden können, bietet der CO2-Laser eine hervorragende kosteneffektive Laser.

Metalle: Eine Vielzahl von Metallen kann beschriftet oder graviert werden, darunter Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Aluminium, Nickel und Titan.  Kontrastbeschriftungen können auf vielfältige Weise erreicht werden, indem Oxidschichten erzeugt, die Oberfläche wieder geschmolzen oder in die Oberfläche graviert wird. 

Für die Herstellung medizinisches Gerät wird eine schwarze oder dunkle Beschriftung verwendet, die einen hohen Kontrast ohne Auswirkungen auf die Oberflächenmorphologie bietet.  Die Beschriftung kann nicht auf der Oberfläche des Teils fühlbar sein, was sehr wichtig ist, um Ansammlungen von Schmutz oder Ablagerungen zu vermeiden, die zu einer Wucherungsstelle für Bakterien werden können.  Bei Titan kann dies eine blaue Beschriftung sein, die ein sehr cooles Aussehen hat! 

Die schwarze oder dunkle Beschriftung für wiederverwendbare medizinische Geräte muss möglicherweise Passivierung oder Autoklavierung überstehen. In diesem Fall erzeugt ein Laser mit einem optimierten Prozess für Teilematerial und -form eine Beschriftung, die die härteste Passivierung und viele Autoklavenzyklen überstehen kann.

Für die Metallgravur werden Laser empfohlen, typischerweise 50-100W, die über eine ausreichende Leistung verfügen, um Gravurtiefen mit schnellen Zykluszeiten zu liefern.

Keramiken und Gläser:  Glas kann mit CO2 beschriftet werden, Nd: YVO4 UV-Wellenlänge sowie Pikosekunden- und Femtosekundenlaser.  Die Wahl des Laser hängt von den Beschriftungsanforderungen ab.  CO2-Laser erzeugen Mikrorisse auf der Oberfläche oder leicht unter der Oberfläche, um die Beschriftung zu erzeugen, die üblicherweise für Natron-Limettenglas verwendet wird, wie z. B. Weinflaschen. UV-Nanosekundenlaser erzeugen feinere Mikrorissbeschriftungen und können eine Untergrundbeschriftung im Inneren von Glas erzeugen. Femtosekundenlaser bieten die ultimative Beschriftungsqualität, beschriften Glasinnenteile ohne Mikrorisse und sind nur unter bestimmten Lichtbedingungen sichtbar, ideal für die Verhinderung von Fälschungen. Bei Keramiken werden typischerweise Nd:YVO4-Laser verwendet, entweder bei der Wellenlänge von 1 Mikrometer oder manchmal bei der grünen Wellenlänge, je nach Beschriftungsqualität und Keramiktyp.

Epoxies und Harze: Diese Materialien, wie sie in Elektrokartons verwendet werden, sind in der Regel mit 1-Mikrometer-Lasern, entweder Faser oder Nd:YVO4, beschriftbar und bieten gute Kontrastbeschriftungen. Bei Halbleitern wird die Beschriftung von IC-Chips aus Epoxid oder - - / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / Bei bestimmten SEMI-Anwendungen muss die Eindringtiefe der Beschriftung auf etwa 10 Mikrometer kontrolliert werden, normalerweise mit Nd:YVO4-Lasern.

 

 

Was sind die Vorteile der Laserbeschriftung

  1. Die Laserbeschriften bietet viele Vorteile 
  2. Berührungsloser Prozess – keine mechanische Kraft auf das Teil
  3. Dauerhafte Beschriftungen – Beschriftungen reiben nicht ab
  4. Einfach zu bedienen, einfach in die Leitung zu integrieren – einfache Software macht die Verwendung und Integration von Plug & Play möglich
  5. Kein Verbrauchsmaterial – ein umweltfreundlicher Prozess ohne Tinten, Stylus und Chemikalien, die ersetzt werden müssen
  6. Extrem zuverlässig – Laser sind extrem robuste, ausgereifte Technologie
  7. Lange Lebensdauer – in der Regel können zehntausende Betriebsstunden, zum Beispiel gepulste Faserlaser, weit über 50.000 Betriebsstunden hinaus halten
  8. Beschriften Sie fast jedes Material – Metalle, Kunststoffe, Keramiken, Gläser, Keramiken, Epoxidharze
  9. Beschriften Sie jedes Muster; alphanumerische Zeichen, Maschinencodes, Grafiken und Logos
  10. Flexibilität – dynamisch die Größe der Beschriftung, einzelne oder mehrere Teile, stationär oder im laufenden Betrieb, benutzerdefinierte Serialisierung, datenbankinkrementierte Codes, Sie nennen sie, sie kann es schaffen!
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