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Lasermarkierverfahren

Laserbeschriftung

Unter Laserbeschriftung versteht man den gezielten Einsatz von Lasertechnik zum Erzeugen von Markierungen auf Oberflächen. Der Vorteil dieser Methode liegt hierbei darin, dass beim Laserbeschriften vollständig berührungslos gearbeitet wird und man eine hohe Flexibilität beim Beschriftungsinhalt, bei den Beschriftungsmethoden, aber auch bei den zu beschriftenden Materialien hat.

Man unterscheidet zwischen folgenden Beschriftungsmethoden:

  • Anlassbeschriftung
  • Gravur / Tiefengravur
  • Entschichtung
  • Farbumschlag
  • Aufschäumen
  • Karbonisierung

Anlassbeschriftung

Durch Erwärmen von eisenhaltigen Metallen (Eisen, Stahl, Edelstahl) und Titan ist es möglich, deren Oberfläche einzufärben. Man sprich hierbei von Anlassfarben. Die dabei erzeugte Farbe kann, in Abhängigkeit von der eingebrachten Temperatur, von gelb über rot und blau bis zu einer Schawarzfärbung gehen.

Bei der Anlassbeschriftung wird dieser Effekt durch die gezielte Erwärmung des Materials ausgenutzt. Die Oberfläche wird mit Hilfe des Lasers kurzzeitig partiell erwärmt und bildet die gewünschte Färbung aus. Der Vorteil dieser Beschriftungsmethode ist, dass hierbei kein Material abgetragen werden muss und somit keine geometrische Veränderung der Oberfläche erzeugt wird.

Gravurbeschriftung

Der gezielte Materialabtrag, oder auch die Aufrauung von Oberflächen, wird als Gravurbeschriftung bezeichnet. Dabei wird durch die Veränderung der Oberflächenstruktur ein Kontrastunterschied zur restlichen Oberfläche erzeugt.

Je nach eingesetzter Lasertechnik ist die Gravurbeschriftung auf nahezu allen Materialien möglich. Daher können hier auf den verschiedenen Materialien unterschiedliche Effekte erzielt werden. Mit Hilfe geeigneter Laserparameter lässt sich die Gravurtiefe und die Oberflächengüte sehr gut einstellen.

Gegenüber der Anlassbeschriftung ist die Lasergravur unempfindlich gegen Materialerwärmung und bietet somit eine große Fälschungssicherheit. Die eingrachte Markierung kann lediglich durch Herausschleifen aus dem Material entfernt werden.

Tiefengravur

Das Erzeugen dreidimensionaler Oberflächenstrukturen mit Hilfe von Lasertechnik wird als Tiefengravur bezeichnet. Hierbei wird ebenfalls, wie bei der Gravurbeschriftung, Material durch laserinduzierte Aufschmelzung und Verdampfung gezielt abgetragen. Durch die Auswahl geeigneter Laserparamter und die Einstellung der Anzahl an Überfahrten mit dem Laserstrahl, lässt sich die Gravurtiefe und die Oberflächengüte sehr präziese einstellen.

Entschichten / Farbabtrag

Bei diesem Beschriftungsverfahren wird eine auf das Grundmaterial aufgebrachte Deckschicht gezielt partiell entfernt und das Grundmaterial freigelegt. Die zu entfernende Schicht absorbiert die Laserstrahlung, erhitzt sich und wird an dieser Stelle verdampft. Häufigen Einsatz findet dieses Verfahren bei eloxiertem Aluminium, brüniertem Stah und bei verschiedenen lackierten Materialien.

Ein Beispiel hierfür ist das Tag-/Nacht-Design in der Automobilindustrie. Hier wird die Oberfläche transparenter Kunsstoffe lackiert und später mittels Laser wieder partiell freigelegt. Eine Beleuchtung hinter dem Bauteil macht das entsprechende Bedienelement dann auch Nachts sichtbar.

Farbumschlag

Diese Beschriftungsmethode findet Ihren Einsatz vorwiegend bei der Markierung von Kunststoffen, aber auch bei manchen Lacken und Keramiken. Dabei absorbieren im Material befindliche Farbpigmente die Laserstrahlung und verändern Ihre Farbe. Da die Farbänderung im Material stattfindet, bleibt die Oberflächenstruktur vollständig erhalten.

Durch den gezielten Zusatz von Additiven in einen Kunsstoff und den Einsatz der geeigneten Laserstrahlung, lässt sich dieses Methode noch weiter verfeinern und die Farbgebung steuern.

Aufschäumen

Bei der Beschriftung durch Aufschäumen wird die Laserstrahlung durch den Kunststoff absorbiert und erhitzt diesen. Durch die eintretende Oxidation in der entstehenden Schmelze bilden sich kleine Gasbläschen, die beim Abkühlen des Kunststoffes eingeschlossen werden. Durch das eingeschlossene Gas ergibt sich eine Volumenzunahme und die Beschriftung ist zur umliegenden Materialoberfläche etwas erhaben. Dunkle Kunststoffe erscheinen bei dieser Methode häufig hell und helle Kunststoffe dunkel (Karbonisierung).

Karbonisieren

Das laserinduzierte Aufbrechen von Kohlenstoffverbindungen bezeichnet man auch als Karbonisieren. Dieses Verfahren ist ausschließlich bei organischen Materialien wie Holz, Papier, Leder oder Kunststoff möglich, da hier entsprechende Kohlenstoffverbindungen vorliegen. Durch die Einwirkung der Laserstrahlung wird der Kohlenstoff freigelegt und erzeugt eine oberflächliche Dunkelfärbung des Materials.