Was ist Laserbeschriftung? Wie wird sie auf Metall- und Kunststoffoberflächen angewendet?

In industriellen Fertigungsprozessen ist die Technologie der „Laserbeschriftung“ zu einer wichtigen Option für Unternehmen geworden, die Rückverfolgbarkeit, Ästhetik und Qualitätsstandards gleichzeitig erfüllen möchten. In diesem Beitrag beantworten wir grundlegende Fragen wie: Was ist Laserbeschriftung, auf welchen Materialien kann sie angewendet werden und worauf ist bei Metall- und Kunststoffoberflächen zu achten?

1. Begriff der Laserbeschriftung und grundlegendes Funktionsprinzip

Laserbeschriftung ist ein Verfahren, bei dem ein hochdichter Laserstrahl auf die Materialoberfläche fokussiert wird, um eine dauerhafte Kennzeichnung zu erzeugen. Der Vorgang der Laserbeschriftung erfolgt kontaktlos; daher werden auf die Oberfläche des Materials weder Druck noch eine physische Berührung ausgeübt. Auf diese Weise werden negative Effekte wie Verschleiß, Ausbleichen und Verformung auf ein Minimum reduziert.

Das Funktionsprinzip dieses Prozesses besteht im Allgemeinen aus den folgenden Schritten:

Die Laserquelle wird erzeugt (z. B. Faserlaser, CO₂-Laser, UV-Laser).
Der Laserstrahl wird über ein Fokussiersystem auf die zu bearbeitende Oberfläche gelenkt.
Durch die Wechselwirkung zwischen Material und Laserstrahl kommt es an der Oberfläche zu einer chemischen oder physikalischen Veränderung, wodurch eine dauerhafte Kennzeichnung entsteht.

2. Vorteile der Laserbeschriftung

Die Laserbeschriftung bietet zahlreiche Vorteile; diese sind insbesondere im Hinblick auf den Fertigungsprozess, die Rückverfolgbarkeit und die Markensicherheit von großer Bedeutung:

Dauerhaftigkeit: Die erzeugten Kennzeichnungen verblassen nicht, lassen sich nicht einfach abreiben und werden durch äußere Einflüsse nicht so leicht zerstört.
Hohe Präzision und Auflösung: Sie bietet eine hervorragende Leistung bei der Beschriftung von kleinen Schriften, Logos, Barcodes oder QR-Codes und anderen feinen Details.
Kontaktloses Verfahren: Da bei der Kennzeichnung kein direkter mechanischer Kontakt erfolgt, wird die Oberfläche des Materials nicht beschädigt.
Geschwindigkeit und Effizienz: Sie lässt sich in Serienfertigungslinien integrieren und bietet Vorteile bei großen Stückzahlen.
Umweltfreundlichkeit: Sie minimiert den Einsatz von Tinten oder Chemikalien und erzeugt keinen Abfall.

3. Auf welche Materialien kann sie angewendet werden?

Die Laserbeschriftungstechnologie kann auf vielen verschiedenen Oberflächen eingesetzt werden. Nachfolgend sind häufig verwendete Materialien und kurze Erläuterungen aufgeführt:

Metalle: Auf Legierungen wie Edelstahl, Aluminium, Kupfer oder Titan können hochkontrastreiche und dauerhafte Kennzeichnungen erzeugt werden.
Kunststoffe: Auf Thermoplasten wie Polypropylen, Polycarbonat, ABS oder PVC ist die Laserkennzeichnung eine der bevorzugten Methoden.
Glas und Keramik: Laserbeschriftung kann auf Glasverpackungen, optischen Produkten sowie keramischen Teilen und Oberflächen eingesetzt werden.
Kautschuk, Papier und Karton: Besonders in der Verpackungsindustrie kann sie für Barcodes, Chargennummern und ähnliche Codierungen angewendet werden.

4. Anwendungsdetails der Laserbeschriftung auf Metall- und Kunststoffoberflächen

In diesem Abschnitt betrachten wir die wichtigsten technischen und praktischen Schritte, die bei der Laserbeschriftung auf Metall- und Kunststoffoberflächen zu beachten sind:

4.1 Auf Metalloberflächen

Bei der Laserbeschriftung von Metalloberflächen sind insbesondere die folgenden Punkte wichtig:

Art des Materials und Oberflächenbeschichtung (z. B. eloxiertes Aluminium, Edelstahl usw.).
Auswahl des Lasertyps (in der Regel Faserlaser, da Metalle eine hohe Energiedichte erfordern).
Fokus- und Leistungseinstellungen: Laserleistung und -geschwindigkeit müssen so gewählt werden, dass die Oberfläche dem Verwendungszweck entsprechend beschriftet wird.
Oberflächenvorbereitung: Faktoren wie die Sauberkeit des Teils, der Zustand der Beschichtung und Oxidation beeinflussen das Ergebnis.

Auf Metalloberflächen werden häufig die Techniken „Anlassen“ („annealing“, Oxidation) oder „Gravieren“ („engraving“, Abtragen) eingesetzt.

4.2 Auf Kunststoffoberflächen

Bei Kunststoffmaterialien erfordert die Laserbeschriftung andere Kriterien:

Art des Kunststoffs und seine Wechselwirkung mit dem Laser: Einige Kunststoffe schäumen oder verändern ihre Farbe, wenn sie mit dem Laser beschriftet werden (z. B. Schäumtechnik).
Wärmeeinfluss: Da Kunststoffoberflächen empfindlicher auf Wärme reagieren, müssen Laserleistung und -frequenz sorgfältig gewählt werden.
Fokus-, Geschwindigkeits- und Füllparameter: Diese sollten optimiert werden, um eine klare und optisch ansprechende Beschriftung zu erzielen.
Betriebssicherheit und Schutz der Ausrüstung: Da Kunststoffoberflächen beschädigt werden können, sollten geeignete Schutzsysteme eingesetzt werden.

Wenn diese Details beachtet werden, lassen sich auch auf Kunststoffoberflächen hochwertige und dauerhafte Kennzeichnungen erzielen.

5. Technische Merkmale, die bei der Wahl eines Laserbeschriftungssystems zu beachten sind

Bei der Auswahl eines Laserbeschriftungssystems sollten die folgenden technischen Parameter berücksichtigt werden:

Beschriftungsfeld (Größe der zu beschriftenden Oberfläche).
Laserleistung und Wellenlänge — für Metallanwendungen werden in der Regel leistungsstarke Faserlaser eingesetzt.
Scangeschwindigkeit und Fülldichte — diese Werte bestimmen die Produktionsgeschwindigkeit und die Qualität.
Softwareunterstützung und Automatisierungskompatibilität — die richtige Software erleichtert den gesamten Prozess, von der Gestaltung der Beschriftung bis hin zur Automatisierung.
Kühlsystem und Wartung — bei Dauerbetrieb sind das Kühlsystem sowie die Wartung von Linsen und Spiegeln von entscheidender Bedeutung.
Sicherheit und Zertifizierungen — Aspekte wie CE-Kennzeichnung, Bedienersicherheit und Laserschutzmaßnahmen sind wichtig.

6. Anwendungsbeispiele und sektorale Einsatzgebiete

Die Laserbeschriftungstechnologie wird in den folgenden Branchen intensiv eingesetzt:

Automobilindustrie: Fahrgestellnummern, Kennzeichnung von Ersatzteilen, Nachverfolgung von Fertigungslinien.
Elektronikindustrie: Leiterplatten (PCB), kleine Bauteile, interne Kennzeichnungen in Geräten.
Medizin- und Gesundheitssektor: Sterile Geräte, Implantate und Produkte, die für die Rückverfolgbarkeit kritisch sind.
Verpackungs- und Konsumgüter: Datums-/Chargencodes, Barcodes, QR-Codes, Werbeartikel.
Schmuck und Luxusgüter: Schmuckstücke, spezielle Logos und personalisierte Gravuranwendungen.

7. Fazit und Empfehlungen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Laserbeschriftung in den heutigen Fertigungsprozessen sowohl aus technischer als auch aus ästhetischer Sicht eine leistungsstarke Lösung darstellt. Sie ist eine hochgradig einsetzbare, dauerhafte und automatisierungstaugliche Technologie für Metall- und Kunststoffoberflächen.

Für eine erfolgreiche Anwendung müssen jedoch Variablen wie Materialart, Lasertyp, Parameter-einstellungen und Softwareunterstützung sorgfältig bewertet werden. Wenn Sie in Ihrem Unternehmen die Einführung eines Laserbeschriftungssystems in Betracht ziehen, empfehlen wir Ihnen, die folgenden Punkte zu beachten:

Definieren Sie die zu beschriftende Oberfläche und die Materialart eindeutig.
Stellen Sie sicher, dass das Laser-system über die für Ihre Anforderungen geeigneten technischen Eigenschaften verfügt.
Überprüfen Sie die Kompatibilität mit Software und Automatisierung.
Erarbeiten Sie Schulungskonzepte für Bediener, Wartungspläne und Sicherheitsverfahren.

So können Sie sowohl Ihre Produktionseffizienz steigern als auch robuste, rückverfolgbare und ästhetische Lösungen für Ihre Marke erzielen.