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Lasermarkierer setzen sich immer mehr durch

| Autor: Stéphane Itasse

Wenn es um das Kennzeichnen von Bauteilen geht, ragt aktuell ein Verfahren heraus: Immer mehr Anwender setzen auf Lasermarkierer. Getrieben durch Anforderungen an Rückverfolgbarkeit oder Industrie 4.0, erlebt der Markt derzeit einen deutlichen Aufschwung.

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Mittels Lasermarkieren lassen sich viele Materialien sehr flexibel beschriften oder mit Codes versehen.
Mittels Lasermarkieren lassen sich viele Materialien sehr flexibel beschriften oder mit Codes versehen.
( Bild: Trumpf )

Wie rasant sich der Markt für das Lasermarkieren entwickelt, lässt sich am Beispiel von Trotec Laser sehen: Vor 20 Jahren aus einem Forschungszweig des Stempelherstellers Trodat gegründet, erwirtschaftete das Unternehmen im Geschäftsjahr 2016 mit 550 Mitarbeitern knapp 110 Mio. Euro Umsatz, 9,1 % mehr als ein Jahr zuvor. In den 20 Jahren der Unternehmensgeschichte kann Trotec auf insgesamt 30.000 installierte Systeme weltweit zurückblicken und ist heute nach eigenen Angaben Weltmarktführer in diesem Bereich. Aktuell wächst der Markt noch schneller: Für 2017 steht derzeit ein Umsatzplus von 20 % in den Büchern. „Dieses Wachstum scheint auf den ersten Blick unglaublich hoch, aber Laseranwendungen findet man heute in allen wichtigen Lebensbereichen“, erläutert Dr. Andreas Penz, Sprecher der Trotec-Geschäftsführung.

Lasergravierer sowohl mit CO2- als auch mit Faserlaser bestückt

Um seine Laser für möglichst viele Anwendungen verfügbar zu machen, hat Trotec beispielsweise die Speedy-flexx-Graviermaschinen entwickelt, Sie sind mit einem CO2- und einem Faserlaser ausgestattet und markieren unterschiedliche Materialien in einem Arbeitsschritt, ohne manuelles Wechseln der Laserquelle, Linse oder des Fokus. Die Speedy-Lasergravierer arbeiten zudem mit Bearbeitungsgeschwindigkeiten bis 3,55 m/s und einer Beschleunigung bis zu 5 g, um die Effizienz in der Produktion zu erhöhen.

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Doch die Konkurrenz schläft nicht. Der Hersteller ACI Laser hat zum Beispiel den DFL Ventus Marker Industrial Design speziell für Integratoren auf den Markt gebracht. Der Laserkopf mit 3 m Faserlänge (optional 5 m) lässt sich getrennt von der Versorgungseinheit in vier Einbaulagen montieren und soll damit Flexibilität für den Anwender bieten. Wählbar zwischen 19“-Einbaugerät und Auftischgerät, ist das Lasersystem je nach Applikation in verschiedenen Strahlqualitäten und Leistungsklassen von 20 bis 70 W verfügbar, wie der Hersteller berichtet.

Visionsysteme oder kameragestütztes Positionieren ergänzen Markierlaser

Der komplett luftgekühlte Markierlaser kann in einer Umgebungstemperatur bis 40 °C verwendet werden. Selbst unter widrigen Bedingungen ist er durch sein staub- und spritzwassergeschütztes Gehäuse sehr umgebungsbeständig, wie der Hersteller mitteilt. Zudem bietet der Laser funktionale Sicherheit durch PLe nach EN ISO 13849-1. Einheitliche elektrische Schnittstellen vereinfachen für den Integrator die Wiederverwendbarkeit von Mechanik-, Steuerungs- und Softwarekonzepten.

Um das Lasersystem an die Bedürfnisse des Anwenders anzupassen, kann der Laser zum Beispiel um Visionsysteme für die automatische Objekterkennung oder das kameragestützte Positionieren von Markierungen ergänzt werden. Auch ein Focus Shifter für den Echtzeit-Höhenausgleich bei der Beschriftung von Objekten mit unterschiedlichen Bauteilhöhen steht zur Verfügung. Ein Encoder-Eingang erlaubt weiterhin die Beschriftung bewegter Teile, wie ACI mitteilt.

Auch Trumpf, einer der weltgrößten Werkzeugmaschinenhersteller, hat Lasermarkierer im Angebot. Das jüngste Mitglied in der Produktpalette ist der neue Trumark 6030 mit bis zu 25 % geringeren Prozesszeiten. Um das zu erreichen, haben die Entwickler die Pulsenergie gesteigert und die mittlere Leistung auf 25 W am Werkstück erhöht, wie der Hersteller mitteilt. Zudem setzten sie bei dem Markierlaser erstmals eine neue Ytterbium-Strahlquelle ein, um die Strahlqualität zu verbessern und die Leistungsdichte zu erhöhen. Damit erzielt der Laser einen sauberen Materialabtrag sowie Markierungen mit einem hohen Kontrast.

Markierlaser mit Leistungsregelung

Die Leistung des Lasermarkierers lässt sich im gesamten Arbeitsbereich exakt skalieren, bei konstanten Lasereigenschaften. Das System misst die Pump- und Laserleistung innerhalb des Lasers. Eine Leistungsregelung stellt sicher, dass der Markierlaser immer mit der gewünschten Laserleistung arbeitet. Da jeder Markierlaser dieselben Leistungskurven besitzt, können Anwender also einfach eine zweite Fertigungslinie ergänzen und erhalten von Beginn an identische Markierergebnisse.

Auch für die Hersteller von 3D-Bauteilen eröffnet der Markierlaser neue Möglichkeiten. Bisher konnten sie ihre Produkte nur über Umwege markieren. Auf Basis des 3D-CAD-Markiersystems Trutops Mark 3.0 bearbeitet der Trumark 6030 nun selbst 3D-Oberflächen auf komplexen Bauteilen. Denn er kann den Fokuspunkt entlang der Z-Achse um bis zu 50 mm verschieben. Die Leistungsdichte bleibt dabei unverändert, die Laserparameter sind konstant. Das Verschieben des Fokuspunktes ist auch Thema beim neuen Multi-Level-Lasermarkierer von Sic Marking. Möglich macht dies eine flüssige Linse im Lasermarkierer, wie sie beispielsweise auch in Smartphonekameras eingesetzt wird. Die flüssige Linse wird durch zwei elektronische Karten gesteuert, die ihre Brennweite verändern. Die Linse verformt sich mit einem elektrischen Signal und ist damit stufenlos steuerbar. „Höhenunterschiede bis 80 mm sind mit der Liquid Lens technisch problemlos machbar“, erläutert Christoph Lange, technischer Leiter von Sic Marking in Deutschland. Ein konventioneller Lasermarkierer sei zwar für 90 % aller Anwendungen ausreichend, doch spezielle Anwendungen mit mehr Platzbedarf für Markierungen, komplexen Werkstückgeometrien und sinkenden Taktzeiten nehmen immer mehr zu.

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