Wie gelingt die Umstellung von Etikettierung auf Laserbeschriftung? Ein Fallbeispiel aus der Elektronikfertigung

Schritt 1: Anforderungen definieren

Das Projektteam analysiert zunächst die konkreten Anforderungen.
Dabei stehen unter anderem folgende Fragen im Mittelpunkt:

• Welche Informationen müssen markiert werden und welche Zykluszeiten sind erforderlich?
• Welche Anforderungen werden an die Markierung gestellt, z. B. Lesbarkeit, Haltbarkeit, Kontrast sowie Kratz-, Abrieb- oder Hitzebeständigkeit?
• Welchen mechanischen Belastungen und Umwelteinflüssen sind die Produkte ausgesetzt und welche Auswirkungen hat dies auf die Kennzeichnung?
• Welche Rolle spielt die Kennzeichnung für Rückverfolgbarkeit, Qualitätssicherung und Automatisierung?
• Wie lässt sich die Kennzeichnung in den Produktionsprozess integrieren und möglichst effizient sowie fehlerfrei gestalten?
• Welche aktuellen und zukünftigen Anforderungen müssen berücksichtigt werden, beispielsweise Kundenvorgaben, Regularien sowie Nachhaltigkeits- und Umweltaspekte?

Ergebnis: Die Analyse zeigt, dass neben der reinen Markierqualität vor allem Prozesssicherheit, zuverlässige Rückverfolgbarkeit und Zukunftsfähigkeit entscheidend sind. Darüber hinaus legt das Unternehmen Wert auf Nachhaltigkeit. Die Etikettierung kann diese Kriterien für das Unternehmen nicht mehr zuverlässig erfüllen, weshalb die Entscheidung fällt, alternative Verfahren zu evaluieren.
 

Schritt 2: Alternative Kennzeichnungstechnologien bewerten

Auf Basis der Anforderungsanalyse werden verschiedene Kennzeichnungstechnologien verglichen: Weiterführung der Etikettierung, Continuous Inkjet (CIJ), Tampondruck, Laserbeschriftung.

Dabei zeigt sich, dass die bestehenden Herausforderungen durch eine Weiterführung der Etikettierung nicht gelöst werden können. Auch CIJ und Tampondruck bieten nicht in allen Bereichen die geforderte Kombination aus Dauerhaftigkeit, Flexibilität, Umwelt- und Gesundheitsschutz, Prozessintegration und Zukunftssicherheit. 

Für eine detaillierte Bewertung wird Laserbeschriftung ausgewählt, weil das Verfahren viele der identifizierten Anforderungen adressiert und das größte Potenzial für die zukünftigen Anforderungen des Unternehmens bietet:

• Dauerhafte Kennzeichnungen direkt auf dem Bauteil
• Präzise und sicher lesbare Data-Matrix-Codes
• Reduktion von Verbrauchsmaterialien und damit verbundenem Wartungsaufwand
• Weniger Ausschuss und Prozesssicherheit durch kamerabasierten Markierprozess
• Hohe Flexibilität
• Einfache Integration mit Optionen für Automatisierung und Digitalisierung

Ergebnis: Das Projektteam entscheidet sich, die technische und wirtschaftliche Machbarkeit der Laserbeschriftung genauer zu prüfen.

Schritt 3: Technische Machbarkeit prüfen

Die Steckverbinder und Gehäuse bestehen überwiegend aus technischen Kunststoffen wie Polyamid. Es muss geprüft werden, ob sich die Materialien dauerhaft, kontrastreich und in der geforderten Qualität mit dem Laser markieren lassen.

Eine zusätzliche Herausforderung: Die Bauteile werden in unterschiedlichen Farben gefertigt. Da Farbe und Materialzusammensetzung das Markierergebnis beeinflussen können, müssen die Kennzeichnungen auf verschiedenen Varianten zuverlässig funktionieren.

Im Rahmen von Markiertests werden alle Produktvarianten gekennzeichnet. Verschiedene Laser und Parametereinstellungen werden getestet. Anschließend wird bewertet, ob die Kennzeichnung die definierten Anforderungen an Rückverfolgbarkeit, Qualität und Prozesssicherheit erfüllt:

• Markierqualität, Kontrast und Schnelligkeit
• Lesbarkeit von Data-Matrix-Codes
• Dauerhaftigkeit der Kennzeichnung
• Reproduzierbare Markierergebnisse auf unterschiedlichen Material- und Farbvarianten

Ergebnis: Die Markiertests bestätigen, dass die Produkte ohne Additive zuverlässig und in der geforderten Qualität laserbeschriftet werden können und auch allen Einflüssen während des gesamten Produktlebenszyklus standhalten. 

Schritt 4: Wirtschaftlichkeit bewerten

Welche wirtschaftlichen Auswirkungen hat eine mögliche Umstellung? Um diese Frage zu beantworten, werden sowohl die Anschaffungskosten als auch die Gesamtkosten über den Lebenszyklus (Total Cost of Ownership, TCO) betrachtet und verglichen. Dabei werden unter anderem berücksichtigt: 

• Investitionskosten
• Kosten für Verbrauchsmaterialien, Lagerhaltung und Beschaffung
• Wartungsaufwand
• Aufwand für Qualitätskontrollen, Nacharbeit und Ausschuss sowie für die Verwaltung unterschiedlicher Kennzeichnungsvarianten

Ergebnis: Die Anschaffungskosten eines Lasersystems sind zwar höher als die der bestehenden Etikettierlösung. Gleichzeitig entfallen jedoch die hohen laufenden Kosten für Verbrauchsmaterialien, Lagerhaltung und deren Verwaltung. Darüber hinaus werden durch die Laserbeschriftung Wartungsaufwand, Nacharbeit und Ausschuss entscheidend reduziert. Mit steigenden Produktionsmengen wirken sich diese Einsparungen zunehmend positiv auf die Gesamtwirtschaftlichkeit aus.

Schritt 5: Integration prüfen und planen

Ein weiterer Schritt besteht darin, zu prüfen, wie sich die Laserbeschriftung in die bestehende Fertigung integrieren lässt.

• Ist ausreichend Platz für das Lasersystem vorhanden?
• Wie aufwendig ist die mechanische Integration?
• Welche Schnittstellen zu Maschinen und Produktionsleitsystemen werden benötigt?
• Wie lassen sich Markierdaten bereitstellen?
• Welche Möglichkeiten bestehen zur weiteren Automatisierung?

Ergebnis: Die Prüfung zeigt, dass moderne Lasersysteme aufgrund ihrer kompakten Bauweise und durch verschiedenen Optionen unkompliziert in die bestehenden Fertigungslinien integriert werden können. Gleichzeitig ermöglichen standardisierte Schnittstellen die reibungslose Anbindung an Produktionsleitsysteme.
 

Bei der Etikettierung kommt es immer wieder zu fehlerhaft aufgebrachten oder beschädigten Etiketten. Diese müssen nachgearbeitet oder ersetzt werden. Für den Produktionsleiter ist es entscheidend, Ausschuss zu reduzieren und die Qualitätskontrolle effizienter zu gestalten, um so den gesamten Produktionsprozess zu optimieren. 

Bei der Laserbeschriftung übernehmen laser-integrierte Kamerasysteme einen Großteil der Qualitätssicherung und sorgen durch einen stabilen, automatisierten Markierworkflow für Prozesssicherheit. Vor diesem Hintergrund prüft das Projektteam, welchen Mehrwert ein Beschriftungslaser mit integriertem Kamerasystem für die Produktion bietet: 

Wie können Fehler, Nacharbeit und Ausschuss minimiert werden? Wie lässt sich der Prüfaufwand reduzieren? Wie wird sichergestellt und dokumentiert, dass Codes zuverlässig lesbar sind?

Ergebnis: Das Team kommt zu dem Schluss, dass sich ein integriertes Vision-System gleich mehrfach auszahlt:

• Automatische Bauteilerkennung reduziert den Aufwand für die Positionierung der Werkstücke.
• Präzise Markierausrichtung sorgt für reproduzierbare Ergebnisse auch bei unterschiedlichen Bauteilvarianten.
• Verifizierung von Data-Matrix-Codes und Klarschrift direkt nach der Markierung gewährleistet zuverlässige Lesbarkeit.
• Automatisierte Qualitätskontrolle und Dokumentation ersetzen manuelle Prüfungen.
• Fehler werden verhindert, bevor daraus Nacharbeit oder Ausschuss entsteht.
• Kennzeichnung und Qualitätsprüfung erfolgen in einem geschlossenen Workflow, was die Prozesseffizienz und -sicherheit optimiert.

Schritt 7: Die Umstellung planen

Nachdem die technische Machbarkeit, Wirtschaftlichkeit, Integrationsmöglichkeiten und Prozesssicherheit bestätigt wurden, wird die Einführung der neuen Technologie geplant.

Dabei steht vor allem eine Frage im Mittelpunkt: Wie gelingt die Umstellung möglichst effizient, ohne die laufende Produktion zu beeinträchtigen?

Ergebnis: Je nach Produktionsumgebung und Anwendungsfall kann der Weg zur Laserbeschriftung unterschiedlich aussehen. Daher entwickelt das Projektteam gemeinsam mit den Laserexperten einen Umstellungsplan, der auf die spezifischen Anforderungen der Fertigung abgestimmt ist. Das Unternehmen entscheidet sich für eine schrittweise Umstellung auf Laserbeschriftung. Dadurch lassen sich Erfahrungen unter realen Produktionsbedingungen sammeln und die Einführung so gestalten, dass bestehende Fertigungsabläufe möglichst reibungslos weiterlaufen.