Lasermarkierung auf Kunststoffen

Lasermarkierung auf Kunststoffen.

Die Laserbeschriftung von Kunststoffen bietet eine breite Palette von Möglichkeiten. Dank des gesamten Netzwerks von Partnerunternehmen, die mit unserem Portal verbunden sind und mit ihm zusammenarbeiten, sind wir der ideale Ort, um schnell Kontakte zu knüpfen, Angebote einzuholen und die Arbeit in kürzester Zeit zu erledigen. Das Kundenpanel ermöglicht es Ihnen, alle Ihre Ressourcen im Zusammenhang mit Angeboten und Aufträgen für die Kunststoffkennzeichnung an einem übersichtlichen Ort zusammenzufassen. Eine Garantie für eine erfolgreiche Zusammenarbeit!

Jakie rodzaje tworzyw możesz oznakować laserowo?

Welche Arten von Kunststoffen können mit dem Laser beschriftet werden?

• Polyamid (PA),
• Polycarbonat (PC)
• Polyethylen (PE)
• Polypropylen (PP),
• Polyformaldehyd (POM),
• Polyarylsulfon (PSU, PPSU),
• Polyetheretherketon (PEEK),
• Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS),
• Polymid (PI),
• Polystyrol (PS),
• Polymethylmethacrylat (PMMA),
• Polyester (PES),
• Polyethylenterephthalat (PET),
• Silikon.

Laserbeschriftung von Kunststoffen – praktische Anwendungen.

Es ist möglich, fast alle Kunststoffe dauerhaft zu beschriften. Dabei ist jedoch zu beachten, dass verschiedene Kunststoffe sehr unterschiedlich auf die Laserbearbeitung reagieren, so dass es immer notwendig ist, zunächst ein Materialmuster zu testen.

Lasermarkierung auf Kunststoffen – Anwendungsbeispiele:

• Kunststoffgehäuse,
• elektrische Stecker
• elektronische Bauteile,
• gedruckte Leiterplatten (PCB),
• Automobilteile,
• Tastaturen, Knöpfe und Schlüssel,
• Werkzeuge und Werkzeughalter
• Knöpfe und Schalter,
• Kabel, Stecker,
• Tierkennzeichnungsmarken,
• Verpackungen,
• Folien,
• Sensoren,
• Leuchttafeln,
• Relais,
• Spielzeuge,
• USB-Sticks
• Uhren,
• Siegel,
• Stifte,
• Werbegadgets

Lasermarkierung von Kunststoffen – Beispiele.

Anwendung der Laserbeschriftung auf Kunststoffen.

Zu welchem Zweck wird die Laserbeschriftung von Kunststoffen eingesetzt?

Die Kennzeichnung von Produkten (einschließlich der Lasermarkierung von Kunststoffen) erfolgt aus vielen verschiedenen Gründen, Bedürfnissen, Motiven, Erwartungen und Vorschriften. Manchmal ist es der Wunsch, einen Gegenstand zu kennzeichnen, etwas Einzigartiges, Unwiederholbares, Personalisiertes zu schaffen, manchmal ist es das Ergebnis eines internen Bedürfnisses eines Unternehmens (z. B. Werkzeugkennzeichnung zur effizienten Verwaltung von Firmenvermögen), und in vielen Industriezweigen besteht einfach die Notwendigkeit, Produkte zu kennzeichnen, die sich aus den geltenden nationalen oder internationalen Rechtsvorschriften ergibt. Eine dauerhafte Kennzeichnung, die auf einem Produkt angebracht wird, kann eine Visitenkarte für den Hersteller sein, bei der Rückverfolgung des Artikels durch den Produktionsprozess hilfreich sein oder eine wichtige Information für den Verbraucher sein, z. B. über die Eigenschaften des Artikels (z. B. sein Verfallsdatum). Markierungen können auf verschiedene Weise auf Gegenstände aufgebracht werden, z. B. durch Tintenstrahldruck, Siebdruck, Tampondruck, Thermodruck, industrielle Markierungen, Epoxy-Aufkleber (3D), mechanische Gravuren, aber wir werden uns auf die effektivste Methode, die Lasermarkierung, konzentrieren.

Die Grundvoraussetzung für die industrielle Kennzeichnung ist, dass sie dauerhaft und beständig gegenüber der Arbeitsumgebung ist, dass sie sich im Laufe der Zeit nicht abnutzt und dass die Kennzeichnung durch ihre Ästhetik, Lesbarkeit und Funktionalität besticht. Dank ihrer konfigurierbaren Parameter ermöglichen Laserbeschrifter das Markieren und Gravieren von praktisch allen Materialien, einschließlich einer breiten Palette von Kunststoffen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Beschriftungsmethoden (z. B. Tintenstrahl- oder Tampondruckmaschinen) fallen bei Geräten mit Lasertechnologie keine Betriebskosten an, die sich aus der Notwendigkeit häufiger Tinten- und Farbwechsel ergeben, so dass sie in dieser Hinsicht sehr kostengünstig sind. Diese Technologie zeichnet sich auch durch die bereits erwähnte Langlebigkeit und Vielseitigkeit aus, die damit markierten Materialien verlieren ihre Eigenschaften nicht, und die Markierungen sind sehr gut lesbar und werden mit großer Präzision ausgeführt.

Was genau ist die Laserbeschriftung von Kunststoffen?

Kennzeichnung ist – kurz und einfach ausgedrückt – das Aufbringen einer dauerhaften Markierung auf ein Produkt. Die Laserbeschriftung oder -gravur ist ein Verfahren, bei dem Bauteile mit Hilfe eines Laserstrahls beschriftet oder markiert werden, d. h., es werden Markierungen auf ihrer Oberfläche angebracht. Diese Strahlung bewirkt entweder die Abtragung einer dünnen Materialschicht oder thermophysikalische oder thermochemische Veränderungen, die eine Farbveränderung bewirken. Die Oberfläche des Materials ist oft mit einer speziellen Beschichtung versehen, z. B. mit einer Farb- oder Oxidschicht, um den Kontrast der Markierung zu erhöhen.

Es gibt viele Arten der Kennzeichnung von Materialien, einschließlich Kunststoffen, darunter: Flexodruck (Tintenstrahlmarkierung, Tampondruck, Siebdruck, Thermodruck – Heißprägen, industrielle Marker, Epoxidaufkleber (3D)), mechanische Markierung (Mikroschlagmarkierung, Stahlstempel, Gravierstifte) und Lasermarkierung (Aufschäumen, Abtragen, Farbwechsel und Bleichen, UV-Lasermarkierung, Lasergravur).

Lasermarkierung von Kunststoffen – die wichtigsten Möglichkeiten.

Farbwechsel.

Der Farbwechsel auf dem Material garantiert eine maximale Lesbarkeit der Markierungen. Die Lasermarkierung von Kunststoffen mit Farbwechsel ist ein hauptsächlich elektrischer Prozess, bei dem die Reihenfolge der Makromoleküle (durch Änderung ihrer Richtung) geändert wird. Dabei wird kein Material abgetragen, es kann jedoch zu einer teilweisen Aufschäumung kommen. Der Laser arbeitet mit geringer Energie, erzeugt aber Impulse mit hoher Frequenz – andernfalls würde es sich um einen Materialabtrag oder ein kontinuierliches Aufschäumen handeln. Eine Farbänderung ist bei allen Polymeren möglich, und die resultierende Farbe kann heller oder – in den meisten Fällen – dunkler sein.

Aufkohlen.

Die Aufkohlung erzeugt einen starken Kontrast auf einer hellen Oberfläche. Beim Aufkohlen erhitzt der Laser die Oberfläche des Materials auf mindestens 100 °C, woraufhin Sauerstoff und Wasserstoff oder eine Mischung aus beidem freigesetzt werden, was zu einem dunkleren Bereich mit einer hohen Kohlenstoffkonzentration führt. Die Aufkohlung hinterlässt immer dunkle Spuren, so dass der auf einer dunklen Oberfläche erzielte Kontrast minimal ist. Bei der Aufkohlung verbraucht der Laser weniger Energie, so dass diese Markierungsmethode im Vergleich zu anderen Verfahren etwas mehr Zeit in Anspruch nimmt. Dieses Verfahren wird hauptsächlich für Polymere und Biopolymere verwendet.

Aufweitung.

Beim Expandieren verbraucht der Laser weniger Energie, sendet aber längere Pulse aus, was zu einer spürbaren Markierung auf dem Material führt – oft als „Pitting” zu sehen, der einen Teil der Oberfläche geschmolzen hat. Durch die schnelle Abkühlung bilden sich Luftblasen im zu bearbeitenden Material, die eine spürbare Wölbung hinterlassen. Je nach Material ist der Fleck hell oder dunkel. Eine Ausdehnung ist bei allen Polymeren möglich.

Beseitigung.

Diese Methode wird bei mehrschichtigen Kunststoffen (Laminaten) angewendet. Der Laserstrahl entfernt die oberen Schichten, die auf das Grundmaterial aufgebracht wurden, wodurch ein Farbkontrast zwischen den Schichten freigelegt wird.

Zusatzstoffe für die Laserbeschriftung (LS).

Nicht alle Polymere lassen sich problemlos beschriften. Um die Eigenschaften zu verbessern, werden spezielle Additive eingesetzt, die die Lasermarkierung sowohl von transparenten als auch von undurchsichtigen Kunststoffen verbessern. Diese Additive (so genannte Lasermarkierungsadditive) sorgen für eine bessere Dispersion, schärfen die Markierung und verhindern lokale Schäden am Kunststoff. 

PVC oder Polycarbonat (PC) beispielsweise können problemlos ohne LS-Additive beschriftet werden, aber im Falle von PC können Additive den Kontrast, die Kantenschärfe und die Markiergeschwindigkeit verbessern.

Im Gegensatz dazu lassen sich Styrolpolymere wie ABS, PS, SB oder SAN ohne LS-Zusätze nicht zufriedenstellend markieren, da Defekte wie der sogenannte Punkteffekt auftreten können.

Polyolefine und thermoplastische Elastomere lassen sich dagegen ohne Additive nicht mit einem Nd:YAG-Laser beschriften.

Bei den Additiven für die Lasermarkierung kann die falsche Menge an Masterbatch die Qualität der Markierung verringern. Masterbindemittel können auch verwendet werden, um ein natürlich gefärbtes Polymer zu erhalten, das für die Lasermarkierung geeignet ist. Normaler Kunststoff, der schwarz eingefärbt wird, kann nicht beschriftet werden, da dies zum Schmelzen und zur Zerstörung des Materials führt. Es ist notwendig, Masterbatch zu verwenden, das eine hohe Lichtbeständigkeit aufweist und einen schwarzen, lichtundurchlässigen Hintergrund hat. Um eine Verschlechterung der Gravurqualität zu vermeiden, sollte die Dosierung nicht erhöht werden. Die Oberfläche des zu beschriftenden Materials kann mit einer Schicht aus z. B. Farbe oder Oxid bedeckt werden, um den Kontrast der Markierung zu erhöhen.

Arten von Markierungslasern.

Laser, die infrarotes (1064 nm), grünes (532 nm) oder ultraviolettes (355 nm) Licht erzeugen, werden zur Markierung von Kunststoffen verwendet. 

In der Industrie werden drei grundlegende Arten von Lasern verwendet: 

• Nd:YAG-Laser, 
• CO2-Laser,
• Faserlaser.

Kristalline Nd:YAG-Laser sind Laser, bei denen das Lasermedium ein Festkörper ist – ein Glasstab mit Yttrium-Aluminium-Granat-Zusammensetzung und einer Anreicherung von Neodym (Nd). Sie sind ideal für die Bearbeitung und Markierung von Kunststoffen.

CO2-Laser sind Gaslaser, die auf einem elektrisch aktivierten Kohlendioxid-Gasgemisch basieren. Sie zeichnen sich durch eine relativ hohe Produktivität und eine sehr gute Strahlungsqualität aus. Sie sind die am häufigsten verwendeten Laser und eignen sich aufgrund ihrer Wellenlänge von 10,6 Mikrometern ideal für die Bearbeitung von nichtmetallischen Werkstoffen und den meisten Kunststoffen. 

Faserlaser gehören zur Gruppe der kristallinen Laser. Sie erzeugen einen Laserstrahl mit einem so genannten Seed-Laser und verstärken ihn in speziellen Glasfasern, denen über Pumpdioden Energie zugeführt wird. Sie sind ideale Laser für die Kontrastmarkierung von Kunststoffen. Dank des Einsatzes von Glasfasertechnologie erzeugen sie sofort dauerhafte Markierungen auf dem Kunststoffteil, indem sie chemisch mit den Bestandteilen des Kunststoffs reagieren. So entstehen farbige Markierungen auf dem Kunststoff, unabhängig davon, ob der Kunststoff schwarz, weiß, grün oder eine andere Farbe hat.

MOPA-Laser sind hier eine Sonderform. Für bestimmte Kunststoffe, die nach der Beschriftung weniger homogen oder kontrastreich sind – insbesondere dunkle Kunststoffe (z.B. PA 66 GF, PA 6 GF, PP GF, etc.) – ist diese Lösung ideal, da sie heller und gleichmäßiger markieren kann. Der Vorteil der MOPA-Technologie liegt in der Möglichkeit, die Dauer des Laserpulses einzustellen, was mehr Möglichkeiten bei der Wahl der Laserparameter bietet und sich bei den genannten Kunststoffen in einer besseren Markierungsqualität, einem besseren Kontrast und dergleichen niederschlägt. Durch die kurzen, frei einstellbaren Pulse und die niedrige Pulsenergie erwärmt sich das Material nicht so stark, so dass es auch weniger zu Verbrennungen und Schaumbildung kommt. Gerade bei dunklen Kunststoffen führen die kürzeren Pulse zu einer schöneren, helleren Beschriftung – und damit auch zu einem besseren Kontrast und einer besseren Lesbarkeit. Beim Einsatz des MOPA-Lasers sind auch längere Pulse möglich, so dass das kontrollierte Aufschäumen optimiert werden kann.

Funktionen der Laserbeschriftungsmaschine.

Die Laserbeschriftung von Kunststoffen ermöglicht es, auf einfache und schnelle Weise individuelle Informationen nach Kundenwunsch auf Bauteile aufzubringen. Mit Markierern mit 3D-Funktion können verschiedene Informationen einfach und gleichzeitig auf Objekte mit komplexer Form aufgebracht werden: auf schrägen, konvexen und konkaven Oberflächen. Sie sind mit einer speziellen Schnittstelle ausgestattet, die es ermöglicht, sowohl statische als auch bewegliche Objekte zu beschriften.

• Optimierte Markierungsreihenfolge,
• Zähler – fortlaufende Nummerierung,
• Markierung des aktuellen Datums und der Uhrzeit,
• Markierung des Verfallsdatums,
• Laserzeiger,
• Mehrschichtige Markierung,
• Messung und Korrektur der Leistung,
• unabhängige Geschwindigkeits- und Leistungskorrektur für jede Komponente,
• Markierung von Barcodes, 2D-Codes.

Laserbeschriftung von Kunststoffen – Vorteile.

Die Laserbeschriftung von Kunststoffen hat im Vergleich zu herkömmlichen Beschriftungsmethoden folgende Vorteile:

• dauerhafte Kennzeichnung, extrem haltbar, wasser-, abrieb- und verblassungsfest, chemisch und thermisch beständig, schwer zu fälschen,
• hervorragende Ergebnisse, genaue Werkzeuge, Präzision, Möglichkeit der Markierung mit hoher Auflösung,
• maximale Flexibilität bei der Erstellung von Markierungsmustern – Möglichkeit, jede Art von Inhalt aufzubringen, Markierung auch an schwer zugänglichen Stellen möglich, auch auf kleinsten Elementen und Details, hohe Wiederholbarkeit,
• Möglichkeit, verschiedene Oberflächen zu markieren: nicht eben, uneben, weich, hart, Möglichkeit, bewegliche und unbewegliche Objekte zu markieren,
• berührungsloses Verfahren: kein Werkzeugverschleiß und keine Reibung, keine Betriebskosten (wie z.B. Chemikalien, Tinte, etc.), Material bleibt spannungsfrei, spannungsfrei, fixiert,
• unbeschädigte Oberfläche,
• einfache Anwendung, keine zusätzliche Vor- oder Nachbearbeitung,
• sauberes und trockenes Verfahren,
• Geschwindigkeit des Prozesses, hoher Durchsatz, kostengünstige Produktion.

Dank der kurzen Einrichtzeit und der hohen Flexibilität ist es mit dem Laser rentabel, sowohl sehr kleine als auch große Serien zu beschriften. Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit Ihnen!