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Faserlaser: Robuste Markierungen für Industrie 4.0 Produkte haltbar, präzise und wirtschaftlich markieren

Verbraucherinformation, Rückverfolgbarkeit oder Qualitätssicherung – die Gründe für das Kennzeichnen von Produkten sind vielseitig. Faserlaser von Bluhm Systeme markieren Metallteile effizient und sicher.

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Insbesondere auch härtere Materialien wie Edelstahl lassen sich sehr gut mit einem Faserlaser markieren.
Insbesondere auch härtere Materialien wie Edelstahl lassen sich sehr gut mit einem Faserlaser markieren.
(Bild: Bluhm Systeme GmbH)

Jeder Hersteller muss seine Produkte mit bestimmten Informationen versehen, unter anderem auch, um seine Produkte identifizieren zu können. Stichwort Produkthaftung.

In diesem Zusammenhang geht es darum, ein bestimmtes Produkt einem Fertigungszeitpunkt oder einer Charge zuordnen zu können - beispielsweise, wenn Produktionsfehler einen Rückruf erforderlich machen.

Lasermarkierungssysteme von Bluhm Systeme beschriften das Bauteil direkt, indem sie das Material des Bauteils selbst verändern. So entsteht eine haltbare Beschriftung, die sich nicht manipulieren lässt und widrigste Bedingungen übersteht.

Laser-Markiertechniken für alle Anforderungen

Je nach Einsatzzweck und zu beschriftendem Material werden verschiedene Beschriftungsarten und unterschiedliche Lasertechnologien eingesetzt. Für Metalle kommen das Anlassverfahren oder die Gravur als Beschriftungsart in Frage.

Beim Gravieren schmilzt und verdampft der Laserstrahl das Material und erzeugt so eine V-förmige Vertiefung, die sich zudem verfärbt. So entsteht eine fälschungssichere, verschleißbeständige und gut sichtbare Beschriftung. Gravur eignet sich insbesondere auch für Metalle, die anschließend noch beschichtet werden, da sie auch nach dem Beschichtungsvorgang noch gut erkennbar ist.

Metalle wie Eisen, Stahl, Edelstahl und Titan verfärben sich durch die Einwirkung von Sauerstoff und Wärme. Bei geringerer Intensität und Einwirkzeit werden Anlassfarben erzeugt, die Oberfläche wird dann jedoch nicht mechanisch verändert und bleibt eben. Die Hitze oxidiert hier nur die oberste Schicht des Materials, wobei die Intensität dieser Veränderung von der eingebrachten Wärmemenge abhängt. Dieses Anlassmarkieren ist unter anderem optimal für die Markierung von medizinischen Geräten oder Implantaten. Insbesondere letztere benötigen eine Oberfläche ohne Vertiefungen wie sie bei der Gravur entsteht, da sich sonst Bakterien festsetzen könnten. Trotzdem ist die Anlassmarkierung, beispielsweise ein UDI-Code, unveränderbar im Material eingeschrieben.

Die Hardware ist beim Lasermarkieren etwas teurer als beispielsweise beim Tintenstrahldruck. Dafür entstehen weder Kosten für Verbrauchsmaterial noch müssen Rüstzeiten für das Nachfüllen dieser Verbrauchsmaterialien eingeplant werden. Der Laser ist wartungsfrei und unterbrechungsfrei verfügbar.

Der Markiervorgang kann im Stand und in der Bewegung erfolgen, also beispielsweise, wenn das Produkt an der Markierstation vorbeifährt. Und nicht zuletzt ist Lasermarkieren extrem präzise, es lassen sich sehr saubere und haarfeine Markierungen erzeugen. Selbst winzig kleine 2D-Codes lassen sich mit Laser schreiben, wenn das Material einen feinen Strahl erlaubt und der Dateninhalt nicht zu groß ist. Die mit Bluhm Lasern aufgebrachten Datamatrix-Codes erfüllen die Qualitätsrichtlinie AIM DPM und damit z.B. auch die Standards im Automotivebereich.

Faserlaser: Stark und flexibel

Lasermarkiersysteme werden beispielsweise bei einem Bluhm-Kunden eingesetzt, um Abgaskrümmerrohre für die Automobilindustrie zu kennzeichnen. Diese Rohre müssen Drücken bis zu 20 Bar oder Temperaturen von 600 Grad Celsius standhalten. Die Markierung darf also das Material nicht schwächen und muss jederzeit lesbar bleiben.

Ein anderer Einsatzzweck sind gehärtete Metallteile, die hohe Laserleistungen und damit normalerweise voluminöse Lasereinheiten erfordern.

Hier bietet sich der Faserlaser an, bei dem der Laserstrahl direkt in einer flexiblen Glasfaser erzeugt wird, die gleichzeitig als Lichtwellenleiter dient. Durch die große Länge der Faser entsteht ein besonders leistungsstarker Laserstrahl, mit dem sich unter anderem auch härtere Metalle markieren lassen. Die Controllereinheit, in der der Laserstrahl erzeugt wird, kann zudem bis zu fünf Meter entfernt vom Laserkopf montiert werden. So lässt sich das Laserbeschriftungssystem sehr gut in bestehende Fertigungsanlagen integrieren.

Für den Fall, dass eine Kennzeichnung des Produktes an der Linie nicht möglich ist, weil es z.B. zu groß ist, gibt es eine mobile Faserlaser-Station. Damit lassen sich beispielsweise große Stahlbleche markieren. In der Station sind Markiereinheit, Controller und Absaugung untergebracht. Für den Kennzeichnungsvorgang nimmt der Bediener einfach die Markiereinheit von der Transportvorrichtung und drückt sie auf das zu kennzeichnende Werkstück. Aktive Saugnäpfe verhindern ein Verrutschen. Das dabei gleichzeitig entstehende Vakuum schließt den Sicherheitskreis für den Markiervorgang, der per Knopfdruck ausgelöst wird.

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Industrie 4.0 bei Miele: Lasermarkierungen steuern Produktionsroboter

Faserlasersysteme können auch Bestandteil innovativer Industrie 4.0-Lösungen sein: So setzt Miele beispielsweise Faserlaser-Anlagen von Bluhm Systeme in der flexiblen, intelligenten Fertigung von Waschmaschinenmotoren ein. Die Lasersysteme versehen dabei die gusseisernen Motorenteile mit produktionsrelevanten Daten in Klarschrift und als 2D-Datamatrix-Code. Dank der hohen Energie des Faserlasers dauert die Beschriftung in dieser Anwendung lediglich elf Sekunden.

Die auf die Motorgehäuse aufzubringenden Daten werden von der Miele-EDV direkt an die Steuereinheit geliefert, so dass sich ganz unterschiedliche Motoren flexibel auf einer Linie fertigen lassen. Die Fertigungsroboter identifizieren die Bauteile anhand des mit dem Laser erzeugten Codes und laden das jeweils passende Montageprogramm. Mit dieser Methode können hohe Automatisierungsgrade und höchste Flexibilität in der Fertigung erzielt werden.

Faserlaser von Bluhm Systeme sind anpassungsfähig – beim Einbau durch ihre Kompaktheit und getrennte Aufstellbarkeit, beim Einsatz durch ihre hohe Energie, die gut sichtbare Markierungen in Metall erzeugt, aber auch in der Anwendung durch individuell steuerbare Markierungen. Unter anderem bei Miele zeigt sich, dass die Bluhm-Laser eine Komponente von Industrie 4.0-Szenarien sein können.

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