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Lasertechnik

Lasertechnik und Automatisierung sparen Zeit und Kosten

| Redakteur: Reinhold Schäfer

Produkte müssen oft bearbeitet, gekennzeichnet oder beschriftet werden. Dazu bieten sich automatisierte Laserbearbeitungsanlagen an. Die Vielgestaltigkeit von Lasern bietet zusammen mit der Automatisierung von Montage- und Bearbeitungsvorgängen nicht nur bei Massenteilen große Vorteile.

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Bild 1: Schliffbild von Nuten als Beispiel einer mikrotiefen Bearbeitung mit einem Faserlaser: Die Nuten wurden in vierzig Ebenen überlagert bearbeitet. (Bild: Verfasser)
Bild 1: Schliffbild von Nuten als Beispiel einer mikrotiefen Bearbeitung mit einem Faserlaser: Die Nuten wurden in vierzig Ebenen überlagert bearbeitet. (Bild: Verfasser)

Der sinnvolle Einsatz von Lasertechnik beginnt mit der Auswahl der passenden Laserstrahlquelle und Strahlformungsoptiken für die jeweilige Aufgabenstellung. Dabei spielen Parameter wie die Wellenlänge des Laserlichts, die Laserleistung und die Möglichkeiten der Stahlführung und Fokussierbarkeit der Laseremission eine entscheidende Rolle.

Für Mikromaterialbearbeitung, Laserschneiden und Laserbeschriftung von Metallen und vielen Kunststoffen haben sich inzwischen Faserlaser (Bild 1) etabliert, deren Laseremission im infrarotnahen IBereich liegt und die hinsichtlich Lebensdauer und Strahlqualität beste Eigenschaften aufweisen.

CO2-Laser gut zum Bearbeiten organischer Werkstoffe

Als weitere für die Materialbearbeitung etablierte Laserstrahlquelle sei außerdem der CO2-Laser erwähnt, der hauptsächlich bei der Bearbeitung und Kennzeichnung von organischen Werkstoffen wie Holz, Papier, Pappe, Textilien zum Einsatz kommt.

Bei beiden Lasertypen wird der Laserstrahl über Spiegelscanner in der Bearbeitungsebene (X, Y) gesteuert, wobei durch eine Fokussieroptik eine Spotgröße im Bereich einiger Mikrometer erzielt wird, sodass dadurch die für die Materialbearbeitung erforderliche hohe Leistungsdichte auf der Probe erreicht wird.

Laserparameter ermöglichen genaue Steuerung

Der Einfluss der Leistungsdichte bei der Bearbeitung kann außer der Laserleistung zusätzlich über die Verfahrgeschwindigkeit der Scannerspiegel gesteuert werden. Ein Materialabtrag in Z-Richtung (Richtung des Laserstrahls) beziehungsweise eine Tiefengravur kann durch die Überlagerung von Fahrrastern in der X-Y-Ebene erreicht werden. Die Laseraufgabe kann außerdem in einzelne Vorgänge, die Jobs, zerlegt werden (Bild 2). Dabei können den jeweiligen "Jobs" verschiedenen Laserparameter (Leistung, Geschwindigkeit) zugeordnet werden.

Je nach Wahl der Laserparameter kann eine sehr filigrane Strukturierung beziehungsweise Bearbeitung im Mikrometerbereich erzielt werden, aber auch eine großflächige Bearbeitung ist möglich.

Kennzeichnung von Produkten spielt eine immer wichtigere Rolle

Konkrete Anwendungen sind zum Beispiel die Beschriftung von Artikeln mit einem Firmenemblem oder anderen Grafiken. Ein großer Bereich ist die Beschriftung von Artikeln mit Seriennummern, Barcodes oder einer 2D-Dot-Matrix (Bild 3). Diese Kennzeichnungen spielen im Zuge der Rückverfolgbarkeit von Produkten und Produktionsprozessen eine immer wichtigere Rolle in der industriellen Fertigung.

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