Laserbeschriftung

Unter Laserbeschriftung versteht man das Beschriften oder Markieren von Oberflächen mit Hilfe eines starken Laserstrahls. Im Gegensatz zum Laserdruck bei dem mit einem schwachen Laserstrahl nur der Pigmentauftrag auf dem bedruckten Material gesteuert wird, wird bei der Laserbeschriftung die Oberfläche des beschrifteten Materials selbst verändert. Das Verfahren und der Energieeinsatz hängen daher vom Material der Oberfläche ab. Laserbeschriftungen sind wasser- und wischfest und sehr dauerhaft. Sie können schnell und automatisiert und individuell erzeugt werden, weshalb das Verfahren gerne zur Nummerierung von Einzelteilen verwendet wird.

Prinzipien

Je nach Material werden verschiedene Effekte mit der Laserbeschriftung erzielt.

Organische Materialien

Bei organischen Materialien wie Papier, Pappe, Holz oder Leder werden durch die lokale Aufheizung chemische Umwandlungsreaktionen ausgelöst, die sich in einer Farbänderung äußern. Das ist vergleichbar mit dem Setzten eines Brandzeichens. Bei den ebenfalls organischen Kunststoffen kann das zwar auch der Fall sein, häufig werden aber spezielle Kunststoffe eingesetzt, bei denen durch das Erhitzen ein gezielter Farbumschlag stattfindet. Das erweitert das Spektrum der erzielbaren Farbvarianten.

Ein Beispiel für dieses Verfahren sind Computertastaturen.

Farbabtrag

Eine weitere Variante der Laserbeschriftung ist der gezielte Farbabtrag von beschichteten Gegenständen, so dass die darunterliegende Farbe der Gegenstände hervortritt.

Anlaufbeschriftung

Bei metallischen Oberflächen ist auch eine Anlaufbeschriftung möglich. Metalle, die bis zu einer bestimmten Temperatur erhitzt werden, erhalten durch Oxidationsprozesse auf der Oberfläche einen farbigen Überzug. Bei Stahl ist das als Bläuen bekannt, an verchromten Auspuffrohren von Motorrädern ist der Effekt in den verschiedenen temperaturabhängigen Stadien gut zu beobachten.

Gravur

Durch den laserinduzierten Materialabtrag ist schließlich auf fast allen Materialien, selbst auf und in Glas, eine Gravur möglich. Die Gravur geht nicht immer mit einer Farbänderung einher und ist daher meist schlechter sichtbar, aber dafür dauerhafter, da sie nur durch tiefes Abschleifen entfernt werden kann.

3D-Lasergravur (z.B. ABB intra3-Verfahren) Quelle: Stark angelehnt an [1]

Kurzbeschreibung

Für die Erstellung von intra3 werden digitale Daten in Form einer 3D-Datei benötigt. Diese Datei wird mit spezieller Software in ein Punktgitter umgewandelt. Dieses Punktgitter, vergleichbar einer dreidimensionalen Schwarz-Weiß- Bitmap, mit definierten Punktabständen wird zur Steuerung des Lasers (Nd-Yag) verwendet.

Dadurch entsteht ein Abbild der digitalen Daten im Inneren eines transparenten Materials, ohne die äußere Oberfläche zu beschädigen.

Technik

Der Laser erzeugt ein konisches Lichtstrahlbündel, welches die Glasoberfläche durchdringt und im fokussierten Punkt, im Inneren des Glases, Temperaturen um 20.000° C Grad erreicht. Allerdings nur für Bruchteile von Sekunden und auf kleinstem Raum. Der Vorgang ist einer Mikroexplosion vergleichbar. Das für uns relevante Resultat ist eine Kristallisation (Devitrifikation, Entglasung) minimaler Größe, von der winzige Risse ausgehen, die optisch als "glitzernder Punkt" zu erkennen sind.

Die Vielzahl von einzelnen Punkten ergibt später die gesamte Darstellung. Mit dem CNC gesteuerten System werden im Inneren von Glaskörpern 2- oder 3-dimensionale Strukturen erzeugt. Im Gegensatz zu allen anderen Bearbeitungen von Glas, wird hierbei die Oberfläche nicht beschädigt bzw. bearbeitet. Die Innengravuren können für dekorative Designs in Flachglas oder Glasobjekten ebenso verwendet werden, wie für die industrielle Produktmarkierung. Das Erscheinungsbild einer flächigen 2D-Bearbeitung ist einer mattierten Glasoberfläche ähnlich, nur mit glatten unbehandelten Oberflächen und einer detaillierteren Abbildung des Objekts.

Ansicht und Punktraster

1. der einzelne Brennpunkt ist nicht zu sehen aber von diesem Brennpunkt gehen kleine Risse aus, die hinterher das einfallende Licht spiegeln. Diese sind hinterher sichtbar und und bilden in Ihrer Menge und Anordnung das eigentliche Motiv.

2. diese punktuellen Risse gehen nicht gleichförmig und rundlich vom Brennpunkt aus sondern eher oval – das heißt in der Tiefe sind die Risse länger als in der Breite

3. durch die unterschiedliche Risslänge haben die Punkte untereinander auch unterschiedliche Brennpunktabstände d.h. in der Tiefe befinden sich die einzelnen Brennpunkte weiter voneinander entfernt als in der Breite.

4. dies bedeutet, dass die Seitenansicht, die Tiefe, gröber erscheint als die Frontansicht, der Breite. Das heißt, dass bei der Seitenansicht die Darstellung nicht so fein aufgelöst ist als bei der Frontansicht.