Was ist Lasermarkierung?

Die Lasermarkierung ist ein berührungsloses, direktes Beschriftungs-, Markierungs- oder Dekorationsverfahren von Objekten mittels eines fokussierten Lichtstrahls. Mit diesem Verfahren können alle Arten von Materialien und Oberflächen dauerhaft bearbeitet werden. Das Verfahren zeichnet sich durch vielseitige Einsatzmöglichkeiten, hohe Haltbarkeit und Flexibilität aus. Es gibt verschiedene Arten der Lasermarkierung, die maßgeblich von Material und Oberfläche des zu gravierenden Objektes abhängen.

Vorteile der Lasermarkierung

Flexibilität
Detailwiedergabe
Gute Lesbarkeit
Materialvielfalt
Automatisierung
Haltbarkeit
Geringer Wartungsaufwand
Keine Verbrauchsstoffe

Wie funktioniert die Lasermarkierung?

Laser ist die Abkürzung für „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation“ zu Deutsch „Lichtverstärkung durch stimulierte Emission”. Um die Funktionsweise zu verstehen, sollte man sich zunächst den Aufbau eines Lasers anschauen.

Im Wesentlichen bestehen Laser aus drei Komponenten: dem Lasermedium (fest, flüssig, gasförmig), einer Pumpquelle und dem Resonator.

  1. Lasermedium: Dieses dient zur Erzeugung des (Laser-)Lichts durch stimulierte Emission.
  2. Pumpquelle: Regt das laseraktive Medium an, es wird eine Besetzungsinversion im Lasermedium erzeugt.
  3. Resonator: Besteht im Wesentlichen aus 2 Spiegeln, zwischen denen die Lichtteilchen (Photonen) reflektiert werden.

Grafik vom Aufbau eines Lasers.

Durch die zugeführte Energie der Pumpquelle werden Elektronen in ein höheres Energieniveau gebracht (optisches Pumpen). Durch spontane Emission werden Lichtteilchen (Photonen) ausgesendet, die zwischen den beiden Resonatorspiegeln hin und her reflektiert werden. Diese erzeugen bei jedem erneuten Durchgang durch das Lasermedium immer weitere Photonen (stimulierte Emission). Dieser Prozess schaukelt sich lawinenartig auf, so dass in Folge ein konzentrierter Lichtstrahl entsteht. Einer der Spiegel ist teildurchlässig und lässt den Lichtstrahl austreten – den eigentlichen Laserstrahl.

Grafik von der Funktion eines Lasers.

Trifft der Laserstrahl auf eine Oberfläche, entstehen Materialveränderungen. Dabei wird zwischen Materialveränderungen auf der Oberfläche, unterhalb der Oberfläche oder einem Beschichtungsabtrag (z. B. Farbe) von der Oberfläche unterschieden. Diese richten sich nach dem Lasermarkierprozess aus, welcher maßgeblich von der Art des zu gravierenden Werkstoffs abhängt.

Lasermarkier-Verfahren:

Grafik vom Anlassen eines Lasers.

Anlassen

Der Laserstrahl aktiviert durch die Erwärmung an der Metalloberfläche Oxidationsprozesse, die als eine bräunliche Färbung an der Oberfläche sichtbar werden. Dabei bleibt die Oberflächenbeschaffenheit vollständig erhalten.

Grafik vom Abtragen einer Deckschicht.

Abtragen einer Deckschicht

Der Laser trägt mittels seiner Wirkung gezielt die zuvor aufgetragene Schicht (z. B. mit Tampondruck) ab. Der Kontrast bzw. die gewünschte Beschriftung entsteht durch die Farbe des darunterliegenden Grundmaterials oder Basislacks.

Grafik vom Prozess Aufschäumen.

Farbumschlag: Aufschäumen

Der Laser schmilzt das Matrixmaterial gezielt auf. Es entstehen Gasbläschen, die beim Abkühlen eingeschlossen werden. Sie bilden eine erhabene Markierung, die relativ breit ist und das Licht diffus reflektiert. Markierungen auf dunklem Kunststoff erscheinen hell.

Grafik vom Prozess Farbumschlag.

Farbumschlag: Karbonisieren

Der Laser verbrennt gezielt die kohlenstoffhaltigen Kunststoffmoleküle an der Oberfläche. Es entstehen dunkle Gasbläschen, die beim Abkühlen eingeschlossen werden. Die Oberfläche bleibt weitgehend unversehrt und glatt. Die Markierung erscheint dunkel.

Grafik vom Prozess Aufschmelzen.

Aufschmelzen

Der Laser schmilzt die Oberfläche gezielt auf und dringt leicht in das Material ein. Durch die geringe Eindringtiefe bleibt die Beschichtung korrosionsbeständig. Es entsteht eine stark reflektierende Oberfläche, die sich auf dunklen Metallen wie bspw. auf gehärtetem Stahl als kontrastreiche Weißgravur von Vorteil erweist. 

Grafik vom Prozess Materialabtragung.

Materialabtrag

Der Laser trägt das Grundmaterial bis in den Millimeterbereich tief ab. Das Metall wird punktuell verflüssigt oder in den gasförmigen Zustand überführt und dabei direkt ausgetragen. Man spricht hierbei auch von einer Lasertiefengravur.

Grafik von einer Glasgravur.

Glasgravur

Der Laserstrahl dringt in das Innere des Glasbauteils ein. Es entstehen punktuell Mikrorisse, welche die gewünschte Beschriftung darstellen. So lassen sich dreidimensionale Strukturen gravieren.

Vergleich der Verfahren

VerfahrenMaterialMaterialbeeinflussungKontrast
AnlassenMetallGefügeveränderungVerfärbung durch temperaturabhängige Oxidschichtbildung
Abtragen einer DeckschichtPapier, Kunststoff, Metall, Glas, KeramikAbtrag einer absorbierenden DeckschichtFarbe des darunterliegenden Materials
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Unsere Lasermarkier-Verfahren

MOF – Mark on the fly

  • Hohe Ausbringungsmenge
  • Beschriftung erfolgt „on the fly“
  • Abhängig von der Laserquelle – mit oder ohne Pigmente
  • Hohe Beständigkeit
Weitere Informationen zur MOF-Technologie

MOF MAXI

  • Leistungssteigerung von bis zu 400 %
  • Hoher Bedienkomfort — nur eine Lasersoftware und eine Produktionslinie
  • Anbindung an Hochgeschwindigkeits-Produktionsprozesse
  • Anordnung der Laserköpfe in Reihe oder parallel
Weitere Informationen zur MOF MAXI-Technologie

MOF MULTI

  • Zeitgleiche Beschriftung unterschiedlicher Positionen auf einem Bauteil
  • Vereinfachter Prozess — Wegfall von aufwendigem Drehen der Bauteile
  • Hoher Bedienkomfort — nur eine Lasersoftware und eine Produktionslinie
  • Ideal für die Kennzeichnung von zusammenhängen Codes
Weitere Informationen zur MOF MULTI-Technologie

EDM – Encoder Driven Marking

  • Hohe Ausbringungsmenge
  • Beschriftung erfolgt „on the fly“ während Rotation
  • Abhängig von der Laserquelle – mit oder ohne Pigmente
  • Hohe Beständigkeit
Weitere Informationen zur EDM-Technologie

Weitere Technologien

Über Tampondruck

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Druck-Laser-Kombination

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Yuen Wah Lee
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