Was macht eine Lasermarkierung eigentlich aus?

Diese Frage beschäftigt zwangsläufig all diejenigen, die auf der Suche nach einer Kennzeichnungslösung sind. Deshalb haben wir bei unseren Laserexperten nachgefragt, was typisch für eine Lasermarkierung ist. Die Antworten lassen sich unter folgenden Punkten zusammenfassen: Lasermarkierungen sind beständig, kontrastreich und gut lesbar, präzise und materialschonend. Aber was heißt das? Wir wollten es genau wissen und haben diese Eigenschaften unter die Lupe genommen.


1. Beständigkeit

Markierungen, die mit einem Laser aufgebracht werden, weisen eine hohe Beständigkeit auf. Lasermarkierungen werden daher als „permanent“ oder auch „dauerhaft“ bezeichnet. Was ist damit gemeint?

Ob im Automobilbau, in der Medizintechnik oder in der Elektronikindustrie: Fast alle Produkte und Bauteile müssen gekennzeichnet werden, bevor sie weiterverarbeitet, verbaut oder beim Endkunden zum Einsatz kommen. Die meisten Produkte sind in ihrem Lebenszyklus diversen Einflüssen ausgesetzt – entweder bereits während des Produktionsprozesses, auf dem Weg zu ihrem finalen Einsatzort oder auch bei der Verwendung selbst.

Seien es weitere Bearbeitungsschritte wie Reinigung, Passivierung oder Sterilisation oder mechanische Einflüsse, zum Beispiel während der Produktion oder bei der Verwendung: Mit den richtigen Laserparametern halten Markierungen all diesen Einflüssen und den herausforderndsten Umgebungsbedingungen stand: Lasermarkierungen sind nicht nur abriebfest, sondern auch kratzfest, korrosionsfrei und bleichen nicht aus.

2. Kontrast und Lesbarkeit

Spätestens seit ein Großteil aller Produkte und Bauteile lückenlos rückverfolgbar sein muss, ist die zuverlässige Lesbarkeit ein wichtiges Kriterium bei der industriellen Produktkennzeichnung.

Doch nicht nur 1D-/2D-Codes, auch Logos, Schriftzüge und Seriennummern sollten gut erkennbar und kontrastreich sein. Laser bieten die Möglichkeit die optimale Kontrastschärfe für diverse Inhalte auf nahezu jedem Material zu erreichen. Je nach Material und Anforderungen sind hierfür unterschiedliche Verfahren und Lasertypen geeignet. 

Ist zum Beispiel eine tiefschwarze, nicht-reflektierende Markierung erforderlich, bietet sich ein Ultrakurzpulslaser wie der F.0100-ir an. Dieser Laser markiert durch Pulse im Femto- und Pikosekundenbereich besonders materialschonend, weshalb er zum Beispiel bevorzugt für sensible Produkte und Materialien in der Medizintechnik und bei Elektronikbauteilen eingesetzt wird. 

Bei komplexen oder rauen Oberflächenstrukturen, wie zum Beispiel bei Gussteilen im Automobilbereich (s. Bild oben rechts), ist das Verfahren der Schwarz-Weiß-Markierung eine optimale Lösung zum Erreichen eines hohen Kontrasts, um sichere Maschinenlesbarkeit zu gewährleisten. Das Bild oben rechts zeigt die optimale Code-Lesbarkeit durch das Schwarz-Weiß-Markierverfahren (vgl. Code links) und dagegen einen Code, der nicht mit Hilfe dieses Verfahrens markiert wurde und deutlich schlechter lesbar ist (vgl. Code rechts).

Wie anhand dieser zwei Beispiele deutlich wird, sind diverse Faktoren zu berücksichtigen, um zuverlässige Lesbarkeit zu erreichen. Musterbeschriftungen helfen dabei, den besten Lasertyp und das geeignete Verfahren zu bestimmen: Laserexperten prüfen in Applikationslaboren die optimalen Parameter direkt auf den zu beschriftenden Produkten und stimmen alle Faktoren, die Einfluss auf das Markierergebnis haben, aufeinander ab.

3. Präzision

Präzision bei der Markierung spielt in nahezu allen Industrien eine entscheidende Rolle. Zum Beispiel in der Medizintechnik im Rahmen der strengen Vorschriften der UDI-Richtlinie oder in der Automobilindustrie, wo eine hohe Taktung bei höchster Qualität mit minimalen Toleranzen aufrechterhalten werden muss. Markierlaser arbeiten hochpräzise in jeder Hinsicht: Markierte Inhalte sind nicht nur gestochen scharf, sondern können auch zuverlässig auf kleinstem Raum exakt platziert werden. 

Bei der automatisierten korrekten Platzierung unterstützen Kamerasysteme, die direkt in den Markierlaser integriert sind: Sie „schauen“ mit dem Laserstrahl auf das zu markierende Produkt und bieten die Möglichkeit einer automatischen, wiederholgenauen Markierung. Darüber hinaus sorgt ein laserintegriertes Vision-System für einen stabilen und zuverlässigen Markierprozess durch weitere Funktionen, wie Prüfschritte vor und nach der Kennzeichnung, Optische Zeichenerkennung (Optical Character Verification – OCV) und Code-Rücklesung. Mit dieser umfassenden Prozesslösung („HELP“) entsteht ein sehr effizienter und wirtschaftlicher Markierprozess, da Ausschuss deutlich reduziert wird, indem Fehler bei der Markierung verhindert werden.  

4. Materialschonend

Markierlaser sind Allrounder für nahezu alle Anwendungen im Bereich der industriellen Produktkennzeichnung. Abhängig von Lasertyp und Material können mit unterschiedlichen Verfahren verschiedenste Markiereffekte erreicht werden: Von Anlassbeschriftung über Farbumschlag bis hin zum Materialabtrag.

Vor allem wenn es um empfindliche Materialien oder sensible Produkte geht, ist das Verfahren der Lasermarkierung für die Kennzeichnung die erste Wahl. Laser können sehr materialschonend markieren, so dass zum Beispiel sensible Elektronikteile geschont werden, die Biokompatibilität von medizinischen Produkten erhalten bleibt und keine Korrosion entsteht.
 

Folgender Ausschnitt aus den vielfältigen Anwendungen auf empfindlichen Materialien zeigt, wie schonend und zugleich kraftvoll Markierlaser sind und wie flexibel sie eingesetzt werden können:

  • Hochempfindlicher Kunststoff kann mit UV-Lasern photochemisch eingefärbt werden, ohne dass die Oberfläche verletzt wird. 
  • Ultrakurzpulslaser markieren mit hoher Pulsenergie bei gleichzeitig sehr kurzen Pulsen, so dass der Wärmeeintrag extrem gering bleibt: So wird beispielsweise medizinischer Edelstahl und Titan materialschonend tiefschwarz gekennzeichnet.
  • Auch der „grüne Laser“ ist für seine Stärke bei der Markierung herausfordernder Materialien bekannt. Mit 532nm Wellenlänge schließt er die Lücke zwischen UV- und Faser-Lasermarkierern und ermöglicht die Beschriftung von Materialien, die andere Wellenlängen nicht optimal absorbieren, zum Beispiel weiße und transparente Kunststoffe, spezielle Kunststoffe wie UHMWPE, HDPE oder PMMA und stark reflektierende Metalle oder Materialkombinationen.

Fazit: Qualitativ hochwertig, sicher rückverfolgbar, wirtschaftlich

Markierlaser sind eine zuverlässige und wirtschaftliche Lösung für die industrielle Produktkennzeichnung: Lasermarkierungen sind beständig, kontrastreich und zuverlässig lesbar – sowohl maschinell als auch mit dem menschlichen Auge. Diese Kombination gewährleistet einen wichtigen Aspekt im Produktionsalltag: Die lückenlose Rückverfolgbarkeit über die gesamte Lebensdauer des gekennzeichneten Produkts. Ein in den Markierkopf integriertes Vision-System ermöglicht die hochpräzise, automatisierte Markierausrichtung und sorgt für stabile, effiziente Prozesse rund um die Kennzeichnung.

Mit ihrer langen Lebensdauer und dadurch, dass sie ohne Verbrauchsmaterialien auskommen, ist die TCO (Total Cost of Ownership) von Markierlasern im Vergleich zu anderen Kennzeichnungsverfahren niedrig. Durch eine kompakte Bauweise und mit einer modernen Lasermarkiersoftware, die mit den gängigen industriellen Kommunikationsprotokollen kompatibel ist, ist auch die Integration von Markierlasern einfach und reibungslos

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