Beschriftungslaser

Beschriftungslaser erzeugen dauerhafte Kennzeichnungen auf Bauteilen und Produkten, berührungslos und präzise. Ein gebündelter Laserstrahl verändert das Material durch lokale Erhitzung, Abtrag oder photochemische Reaktion. Die Auswahl von Laserart, Optik und Steuerung richtet sich nach Werkstoff, gewünschtem Kontrast, Lesbarkeit und der Geometrie der Werkstücke.

Grundlagen und Funktionsweisen industrieller Beschriftungslaser

Die Laserbeschriftung nutzt die physikalische Wechselwirkung zwischen Laserstrahl und Oberfläche. Anlassen erzeugt farbige Oxidschichten, Lasergravieren formt eine Vertiefung, Abtragen entfernt Beschichtungen, und Aufschäumen bewirkt eine fühlbare Erhebung. Karbonisierung schwärzt Polymere durch Kohlenstoffbildung. Bei additivierten Kunststoffen entsteht ein Farbumschlag ohne Schädigung des Substrats.

Diese Markierverfahren hängen von Temperatur, Pulsdauer und Spotgröße ab. Wärmeenergie treibt den Laserprozess, kurze Pulse begünstigen Verfärbungen mit geringem Schaden. Der Arbeitsabstand definiert die Fokuslage. Eine stabile Fokussierung und passende Optiken sichern reproduzierbare, feine Strukturen.

Galvo-Scanner positionieren den Strahl schnell und genau. Moderne Systeme erreichen bis 12.000 mm/s bei Positioniertoleranzen um ±10 µm. Ein optionales Kamerasystem liest Codes und prüft den Kontrast im Prozess, dadurch bleiben Layout und Coderichtung konsistent.

Typische Laserarten für industrielle Anwendungen

Faserlaser (1064 nm) beschriften Metalle, Messing und eloxiertes Aluminium und gelten als wartungsarm. CO2-Laser (10,6 µm) adressieren organische Materialien, Keramik und Glas. UV-Laser (355 nm) ermöglichen „kalte“ Bearbeitung empfindlicher Elektronikbauteile und Implantate. Nd:YAG-Quellen liefern hohe Spitzenleistungen für tiefe Gravuren.

Je nach Aufbau kommen Integrationslaser für die Fertigungslinie, eigenständige Markierlaser als Tischgerät oder Tischsystem sowie Laserbeschriftungsmaschinen als Sondermaschine zum Einsatz. Sie unterscheiden sich klar von Cutter-Anlagen, da Strahlquelle und Parameter auf Kennzeichnung optimiert sind.

Anwendungsbereiche und Materialien in der Laserbeschriftung

Metalle und Legierungen

In der Metallbeschriftung liefern Faserlaser tiefe Gravuren für Werkzeuge, Turbinenbauteile und Uhrenteile. Anlassbeschriftung auf Edelstahl erzeugt korrosionsstabile Kontraste, eloxiertes Aluminium zeigt präzise Abtragsbilder. Chemikalien-, Abrieb- und Temperaturbeständigkeit definieren die Anforderungen an eine dauerhafte Kennzeichnung.

Typische Inhalte sind Seriennummer, Barcode und Chargennummern für die Rückverfolgbarkeit. Messing profitiert von kurzen Pulsen zur Verzugsminimierung. Bei gehärteten Teilen sorgt kontrollierte Erhitzung für konstante Tiefe und glatte Flanken.

Kunststoffe, Keramik und weitere Werkstoffe

In der Kunststofftechnik kommen Additive für Farbumschlag oder Aufschäumen zum Einsatz. Kunststoffmarkierung erfolgt häufig mit UV- oder Faserquellen. Keramik und Glas erfordern saubere Strukturierung ohne Mikrorisse, etwa bei Schaltgeräten und Sensorfenstern. Textilien, Leder und Werbemittel lassen sich zur Identifikation und Veredelung beschriften, inklusive Logos oder Etiketten.

In der Medizintechnik stehen Implantatkennzeichnungen mit klaren Kanten, minimaler thermischer Beeinflussung und Biokompatibilität im Fokus. Elektronikbauteil-Markierungen in Raumfahrt und Automobilindustrie verlangen kontrastreiche Codes auf kleinen Flächen, oft in Massenproduktion und auf variierenden Materialien innerhalb einer Produktlinie.

Die Lebensmittel- und Getränkeindustrie setzt Laserkennzeichnung für Chargennummern auf Verpackungen ein, häufig als Ersatz für Markiermittel. Die Werbemittelindustrie nutzt schnelle Serienbeschriftung auf beschichteten Oberflächen. Dabei muss die Bearbeitung dünner Materialien ohne Beschädigung gelingen.

Wesentliche technische Kriterien und Kennzahlen für Beschriftungslaser

Präzision und Prozessleistung

Die Spotgröße bestimmt die Linienbreite. UV-Systeme erreichen 5–30 µm, Faserquellen 20–50 µm. Für große Bearbeitungsflächen sind F-Theta-Optiken mit korrekter Fokussierung entscheidend. Scanner-Dynamik und Bahnplanung steuern Geschwindigkeit und Homogenität beim Gravieren komplexer Layouts.

Ein Kamerasystem unterstützt Codequalitätsmessung und Lagekorrektur. Für filigrane Markierungen auf kleinen Geometrien vermeidet eine adaptive Steuerung Hotspots. Die Strahlführung mit geeigneter Strahlquelle hält die Pulsenergie über die gesamte Markierspur konstant.

Wartung, Lebensdauer und Zuverlässigkeit

Wartungsarm konzipierte Laser reduzieren Stillstände. Galvos, Optiken und Gehäuse benötigen regelmäßige Reinigung, um Verschmutzung zu vermeiden. Monitoring von Leistung und Temperatur stabilisiert den Prozess über lange Laufzeiten, besonders bei starken Umgebungsvariationen in der Produktion.

Eine Filteranlage für Staub und Dämpfe schützt Optiken und Personal. Hersteller bieten Support, Ferndiagnose und Leihgeräte für den Servicefall. Testgeräte und Musterbeschriftungen auf Originalmustern liefern vor Serienstart belastbare Daten für Parametrisierung und Kontrast.

Vergleichende Übersicht und Auswahl

Faserlaser eignen sich für Metalle, CO2-Laser für organische Materialien und UV-Laser für feine Strukturen. Die Auswahl umfasst Markiersystem, Optik, Schnittstellen und Software. Für variable Codes sind Layout-Vorlagen, variable Felder und codierte Inhalte aus der Datenbank relevant.

Auswahl des passenden Lasermarkiersystems: Kriterien für die Beschaffung

Lastenheft und Produktionsbedingungen

Ein Lastenheft beschreibt Werkstoff, Beschriftungsverfahren, geforderten Kontrast und Lesbarkeit. Produktionsbedingungen wie Taktzeit, Automatisierungsgrad, Bearbeitungsfläche und zulässige Abtragsmenge fließen ein. Für Einzelstückbeschriftung und Serienbeschriftung sind Layout-Wechsel, Zeichenhöhe und erlaubte Vertiefung festzulegen.

• Materialdefinition: Oberfläche, Beschichtung, erwartete Reaktion, Widerstand gegen Chemikalien
• Prozessziele: Markierungstyp, Lesecode, Rückverfolgbarkeit, fälschungssichere Inhalte
• Integration: Platz, Schnittstellen, Einbindung in Steuerung und MES (Manufacturing Execution System)
• Qualität: Kontrast, Toleranzen, Abnahme über Tests und Dokumentation

Integration in Linien und Software

Die Einbindung in die Fertigungslinie erfordert definierte Schnittstellen zu SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) und ERP. Integrationslaser kommunizieren per Profinet, Ethernet/IP oder seriell. Markiersysteme übernehmen variable Daten aus der Datenbank. Ein Kamerasystem validiert Codes inline und übergibt Ergebnisse ans Auftragsmanagement.

Für flexible Produktlinien bietet die Software Layout-Versionierung, Rechteverwaltung und automatische Auswahl per Barcode. Das System schaltet zwischen Bauteilvarianten ohne Eingriff um und unterstützt die Kennzeichnung bei wechselnden Geometrien.

Arbeitssicherheit, Schutz und Service

Geschlossene Systeme mit Schutzgehäuse, Laserkabine oder Laserraum reduzieren Risiken durch Strahlung. Eine abgestimmte Absaugung mit Filteranlage senkt Emissionen. Schulungen stärken die Arbeitssicherheit und schützen die Gesundheit des Personals.

• Service: Reaktionszeiten, Support, Ersatzteile, Leihgerät
• Abnahme: Testbeschriftung, Messberichte, Prozessfähigkeitsnachweise
• Dokumentation: Bedienung, Wartungspläne, Gefährdungsbeurteilung
• Skalierung: Integrationslaser für Linien, Tischsystem für Labor

Zukünftige Entwicklungen und Trends

Vernetzte Systeme und adaptive Prozesse

Sensordaten, KI-Algorithmen und digitale Zwillinge passen Prozessparameter an Materialschwankungen an. Systeme liefern Qualitätsdaten in Echtzeit und ermöglichen Fernwartung. Automatikfunktionen korrigieren Lagefehler und stabilisieren den Kontrast über wechselnde Bauteile und Chargen.

Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung

Optimierte Pulsparameter senken den Energiebedarf und minimieren Verbrauchsmaterial. Emissionen aus dem Abtrag werden durch effiziente Absaugung reduziert. Wo möglich ersetzen laserbasierte Daten Etiketten und Tinten.

Fallbeispiele und Branchenpraxis

Ein Werk der Automobilindustrie markiert Aluminiumbauteile inline: Ein Integrationslaser graviert Code und Text, die SPS steuert die Übergabe, und das Kamerasystem bestätigt die Lesbarkeit. Daten kommen direkt aus der Datenbank. Serienbeschriftung und Rückverfolgbarkeit sind ohne Medienbruch gesichert.

Ein Medizintechnik-Zulieferer markiert Implantate und Schaltgeräte mit UV-Quelle, um thermische Beeinflussung zu vermeiden. Das Lastenheft fordert definierte Tiefe, Kontrast und Biokompatibilität. Musterbeschriftungen klären Parameter vorab. Für Kleinserien nutzt das Unternehmen ein flexibles Tischgerät.

Bei Schilling Metalltechnik ersetzt Anlassbeschriftung auf Edelstahl Etiketten. Der Prozess wird über Auftragsmanagement dokumentiert, Scanner-Feedback ist an die Steuerung gekoppelt. Ein Gehäuse mit Absaugung schützt die Optiken.

Hersteller und Systemlandschaft

Relevante Hersteller sind Trumpf, FOBA, Coherent, Rofin-Sinar, Telesis, SIC Marking, Trotec, Epilog Laser, Gravotech, Universal Laser Systems, Han’s Laser, Keyence, Datalogic, Markem-Imaje und Videojet. Diese Anbieter decken Laserbeschriftungsgeräte, Laserbeschriftungssysteme und Integrationsmodule für Markiersysteme in der Industrie ab.

Glossar und Einordnung

Laser, Beschriftung, Markierung, Laserbearbeitung und Lasermarkierung beschreiben unterschiedliche Aspekte der Laserkennzeichnung. Materialien reichen von Kunststoff bis Metall. Anwendungen umfassen Werkzeuge, Teile und Bauteile in diversen Industriezweigen. UV-, CO2- und Faserlaser bilden die gängigen Laserarten für industrielle Anwendungen.

Die Auswahl eines Lasermarkiersystems hängt von Werkstoff, Oberflächenbeschaffenheit, Anwendung und geforderter Widerstandsfähigkeit ab. Eine robuste Einbindung in die Steuerung und klar definierte Schnittstellen sichern die reibungslose Verarbeitung variabler Inhalte.