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Laser Lexikon - Lasergravierer

Funktionsweise eines Lasergravierers, Unterschiede zur mechanischen Gravur, Anwendungsbereiche, Verfahren zur Lasergravierung

Was ist ein Lasergravierer?

Ein Lasergravierer ist eine schonende Bearbeitungsmethode zur dauerhaften Beschriftung von Bauteilen jeglicher Materialart. Der Laserstrahl ist durch seine präzise Ausrichtung in der Lage detailgetreue und sehr feine Linien beim laser gravieren abzubilden, im Gegensatz dazu ist die mechanische Gravur für tiefe Gravuren geeignet.

Der Laser mit Licht und gibt diese Energie kontrolliert in Form eines Laserstrahls ab. Eine unkontrollierte Emission bzw. auch spontane Emission genannt, ist das Einschalten einer Glühlampe. Sobald man den Lichtschalter betätigt, wird die Energie freigesetzt und der Raum wir erleuchtet. Jedoch ist hierbei eine gezielte Fokussierung des Lichtes auf einen bestimmen Punkt nicht möglich, weshalb eine spontane Emission erfolgt.  

Die Funktionsweise des Lasergravierers basiert auf einer stimulierten Emission des Lichtes in Form von gebündelten Laserstrahlen, daher bedeutet die Abkürzung Laser:

Glühbirne-spontane-Emission

LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung

Entstehung Laserstrahl

Beschriftungslaser benötigen für diese Lichtverstärkung ein laseraktives Medium. Dieses kann sowohl gasförmig, fest als auch flüssig sein. Von außen wird Energie  zugeführt, beispielsweise durch eine Energiequelle in Form von LED Licht. Die Elektronen in dem Gehäuse werden durch diesen optischen Pumpvorgang in einen „angeregten“ Zustand versetzt und geben ihre Energie in Form von Photonen wieder ab, welche sich im Medium frei hin- und herbewegen. Um diese elektromagnetische Strahlung nun zu verstärken, befinden im Lasermedium hierzu hochreflektierende Spiegel. Jedoch ist ein Spiegel teildurchlässig um dort einen Teil der erzeugten Strahlung wieder auszukoppeln und als Laserstrahlung zu nutzen.

Funktionsweise Lasergravierer Beispiel Kristallaser

Ausrichtung mit Spiegeln

Die Ausrichtung des Lichtrahls beim Lasergravierer geschieht mit Hilfe von zwei Spiegeln, dadurch kann der Laser gelenkt und höchstpräzise auf die zu beschriftende Fläche ausgerichtet werden. Laserlicht ist nahezu paralleles Licht und kann gut gebündelt werden, dadurch entsteht eine hohe Energiedichte für  detailgetreue und extrem genaue Markierergebnisse. 

Die Ausbreitung des Laserstrahls erfolgt mit Lichtgeschwindigkeit, d. h. 300km/Sekunde. Fast alle Wellenzüge der Strahlung haben zudem die gleiche Wellenlänge, daher ist der Laserstrahl einfarbig.


Was ist der Unterschied zwischen einer Lasergravierung und einer mechanischen Gravur?

Je nach Anwendungsfall ist Laser gravieren oder mechanische Bearbeitung vorteilhafter. Im Folgendem, werden die beiden Grundprinzipien der Maschinen erläutert, sowie typische Anwendungsbereiche und Verfahrensmethoden.

Lasergravierung

Dank des Laserstrahls findet die Beschriftung komplett berührungslos durch Farbabtrag, Gravur oder Umfärbung statt und somit entfällt auch die mechanische Beanspruchung der Bauteile und der Laserkomponenten selbst, folglich entstehen keine Wartungs- und Verschleißkosten. Speziell konzipierte Lüftungssysteme sorgen für eine stabile Laserleistung und senken gleichzeitig den Stromverbrauch des Lasergravierers auf ein Minium – das reduziert Verbrauchskosten und schon zusätzlich die Umwelt.

Die Beschriftung zeichnet sich durch ihre extreme Beständigkeit und dauerhafte Lesbarkeit aus. Chemische Reinigung, hohe Temperaturen und auch der Dauereinsatz können der Lesbarkeit der Beschriftung nichts anhaben und machen die Lasergravierung zu einer fälschungssicheren Beschriftungslösung.

  • Breiter Anwendungsbereich - Lasergravierer sind dank flexibler Programmierung universell einsetzbar. Neben Metallen, Kunststoff, Glas, Holz sind auch beispielsweise organische Materialien mit dem Laser gravierbar. 

  • Berührungslose Kennzeichnung - Ohne lästiges Einspannen und fixieren - Weder das Bauteil selbst noch die Beschriftung kommen in Kontakt mit Fremdkörpern, somit entfällt die mechanische Beanspruchung und die Komponenten bleiben hygienisch rein beim laser gravieren. 

  • Wartungs- & verschleißfreiKosten für Wartung und Verschleißteile? Nicht beim Lasergravierer – erstklassige Komponenten garantieren eine lange Lebenserwartung und eine extrem hohe Ausfallsicherheit.

  • KosteneffizientSelbst für Kleinserien und Einzelteile ist ein Lasergravierer wirtschaftlich rentabel und günsting in den laufenden Kosten.

  • SmartEinfach bedienbar und leistungsstarke Software machen Ihre Lasergravierungen kinderleicht – übrigens benötigen Sie keinerlei fachlichen Vorkenntnisse zur Bedienung unserer Lasersysteme.


Mechanische Gravur

Mittels Kratzen, Meißeln oder Stechen wird die klassische Gravur erzielt. Dadurch werden Formen und Schriften durch Materialabtrag sichtbar eingeprägt. Dies eignet sich vor allem bei einer Tiefengravur von Metallen. Zusätzlich können die metallischen Bauteile mit der Gravurmaschine auch gebohrt oder geschnitten werden. Jedoch fallen währenddessen Überreste an. Dieses Abfallprodukt muss anschließend vom Material wieder entfernt werden - entweder durch automatisierte Vorgänge oder durch händische Nachbearbeitung, beispielsweise könnte hier eine Feinstaubabsaugung zur Entfernung verwendet werden. 

Mechanische Gravurmaschine

Zudem nutzt sich der Fräskopf durch die maschinelle Bearbeitung ab und muss regelmäßig gewechselt werden. Zusätzlich muss für eine einwandfreie Bearbeitung das Bauteil eingespannt und befestigt werden, infolgedessen wird für die Fertigung von Serien erheblich mehr Zeitaufwand benötigt. Der eingeschränkte Detailgrad bei mechanischen Gravuren machen komplexe Geometiren und sehr kleine Details schwierig zu realisieren.


Lasergravierer / mechanische Gravurmaschine

Vor- & Nachteile

Die Übersicht rechts zeigt einen direkten Vergleich zwischen einer mechanischen Gravurmaschinen und einem Lasergravierer. Je nach Anwendungsfall kann so entschieden werden, welche Maschine benötigt wird. Die mechanische Graviermaschine eignet sich hervorragend für tiefe Metallgravuren mit zusätzlichem Schneide- und Bohrbedarf. Das Lasersystem hingegen kommt bei schnellen und dauerhaften Beschriftungen zum Einsatz und punktet durch das flexible System, welches für fast jedes Material geeignet ist. Gerne unterbreiten wir Ihnen ein individuelles Angebot - klicken Sie sie durch unseren Laser Konfigurator. 

Vergleich Vor- und Nachteile Lasergravierer Mechanische Gravurmaschine

Welche Materialien eignen sich für eine Laserbeschriftung?

Die Einsatzgebiete sind facettenreich, neben Metallen fast jeglicher Art, sind auch Laserbeschriftungen auf Kunststoffen, Branding auf Holz, Textilien und auch organischen Materialien realisierbar.

Je nach Strahlquelle und gewünschtem Beschriftungsergebnis kommen verschiedene Laserarten zum Einsatz. Beispielsweise wird ein Faserlaser für Metalle jeglicher Art eingesetzt um das optimale Ergebnis zu erzielen. Bei Kunststoffen spielt die Zusammensetzung des Materials eine entscheidende Rolle, beispielsweise wird bei PET Flaschen zur MHD Kennzeichnung ein CO2 Laser verwendet.

Die folgende Tabelle gibt Ihnen eine Übersicht, welche Materialien graviert werden können und welche Strahlquelle für Ihren Lasergravierer dazu verwendet werden kann: 

Vergleichstabelle Eignung Materialien und Strahlquellen zur Lasergravierung
Lasergravierer Aluminium DataMatrix Code
Lasergravierer Aufschäumen schwarzer Kunststoff
Lasergravierer Elektronikgehäuse Umfärben

Welche Arten der Lasergravierung gibt es?

Sowohl funktionale Einsatzgebiete wie die Nummerierung von Einzelteilen in der Fertigung und die Erstellung von Typenschildern, als auch dekorative Oberflächenbearbeitung sind Anwendungsbereiche der Lasergravierung. Beispielsweise wird das sogenannte Tag/Nacht Verfahren in der Automotive Industrie eingesetzt, hierbei wird beim laser gravieren ein Farbabtrag erzielt, der die Bedienelemente im Cockpit nachts erleuchten lässt. Weitere Beschriftungsverfahren beim laser gravieren finden Sie folgend:

Tag-Nacht-Design Lasergravur

Tag-/Nacht Design

Unter Farbabtrag im Tag Nacht Design beschreibt man das Verfahren, bei dem Schichten gezielt abgetragen werden und das darunter liegende Material sichtbar wird und hinterleuchtet werden kann.

Lasergravur

Lasergravur

Die Lasergravur, bei der Material abgetragen wird, dient beispielsweise zur einfachen, flexiblen Erzeugung einer fälschungssicheren und dauerhaften Kennzeichnung.

Anlassbeschriftung

Anlassbeschriftung

Die Beschriftung mittels Anlassverfahren ist optimal geeignet für alle Arten von Metallen, die unter Wärme und Sauerstoffeinwirkung ihre Farbe verändern.
Kunststoff Laserbeschriftung

Laserbeschriftung von Kunststoff

Beschriftung und Dekoration von Kunststoffen durch Aufschäum- oder Umfärbverfahren.

Branding

Branding

Organische Materialien, wie Holz, Papier, Pappe oder Leder, werden mittels eines gebündelten Lichtstrahles "gebrandmarkt".
Industrie und Werbekennzeichnung

Industrie-/ Werbekennzeichnung

Mit dem Laser können fast alle gängigen Materialien bearbeitet werden. Individuelle Beschriftung von Werbeträgern mit Logos, Bildern, Grafiken und Texten


Welche Arten von Lasergravierer gibt es?

Egal ob kompakter Beschriftungslaser, Stand-Alone-System oder integriert in Ihre bestehende Anlagen - wir bauen den passenden Lasergravierer für Ihre Anforderungen. Unsere Beschriftungssysteme eignen sich für unterschiedliche Materialien und Designs. 

Zusätzlich haben Sie die Möglichkeit, Ihre Prozesse mit Add-ons weiter zu optimieren, wie z. B. eine seitliche Durchladung für die Integration eines Förderbandes oder auch Roboterhandling des Laserkopfes, um auch den letzten Winkel des Bauteils zu erreichen. 

Beschriftungslaser komapkt

Beschriftungslaser LMF

Smart, präzise und leistungsstark

Workstation Lasergravierer

Workstation IND

Die individuelle Lösung

Integrationslaser

Laser zur Integration

Integrationslaser für Fertigungslinien oder "marking on the fly" Lösungen

Sicherheit geht vor - brauche ich für einen Lasergravierer einen Laserschutzbeauftragten?

Die EN 60825-1 regelt die Laserschutzklassen und die Einstufung der Lasersysteme sowie die erforderlichen Schutzmaßnahmen. Es gibt insgesamt 4 Laserschutzklassen mit vereinzelten Unterkategorien. Diese gliedern sich wie folgt:

Generell gilt: Alle Laser für die Materialbearbeitung entsprechen der Klasse 4 und werden damit als gefährlich für Augen und Haut eingestuft. Durch entsprechende Schutzmaßnahmen wie eine Abschottung der Strahlung in Form einer Einhausung, können diese Gefahren eingedämmt werden und die Laserklasse als unbedenklich eingestuft werden. Beispielsweise können Marking on the Fly Systeme durch ein Schutzgehäuse in der Laserschutzklasse 1 betrieben werden.

Die Lasergravierer von beLaser entsprechen höchsten Sicherheitsstandards und können ohne Laserschutzbeauftragen (LSB) oder Meldung bei der Berufsgenossenschaft (BG) betrieben werden.

Lasergravierer Laser Klasse 1

Sie benötigen mehr Informationen?

In unserem Booklet bekommen Sie einen Überblick über die zahlreichen Anwendungsbereiche von Lasergravierer. Neben der Erläuterung der unterschiedlichen Strahlquellen stellen wir Ihnen auch die verschiedenen Lasersysteme mit ihren Vorteilen vor.

Unser Produktportfolio beinhaltet eine Übersicht über alle Laserbeschriftungssysteme - egal ob kompakter Tischlaser, Stand-Alone System oder integriert in Ihre bestehende Anlage.

Gerne beraten wir Sie auch über eine individuelle Lösung - kontaktieren Sie uns per Mail oder telefonisch

 

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