PresseKat - Vergleich von Laserbeschriftung und anderen Verfahren

Laserbeschriftung, elektrolytisches Ätzen, Prägen und andere Verfahren im Vergleich

(firmenpresse) - Die Laserbeschriftung bietet im Vergleich zu anderen Kennzeichnungssystemen einige Vorteile, jedoch müssen die jeweiligen Eigenschaften (in diesem Beitrag werden ausschließlich Festkörperlaser betrachtet) stets im direkten Vergleich zu einzelnen, anderen Technologien betrachtet werden.

Zudem muss man bedenken, dass durch das höhere Investment für Laseranlagen im Vergleich zu anderen Technologien entweder eine entsprechend hohe Stückzahl an Teilen pro Jahr beschriftet werden muss, oder der Einsatz von Laserbeschriftungssystemen durch andere Vorteile gerechtfertigt sein sollte.

Vergleich zu Nadelprägesysteme

Nadelprägesysteme sind mit einer oszillierenden Nadel ausgestattet, welche zusätzlich über konventionelle Antriebe verfahren werden kann. Durch die Oszillation (Auf-/Abbewegung der Nadel) entsteht eine Vertiefung/Prägung im Werkstück.

Durch mechanisches Bewegen der Nadel können Texte und auch beispielsweise Datamatrixcodes erzeugt werden. Mit diesem Verfahren können üblicherweise nur metallische, robuste Werkstoffe (Stahl, Aluminium etc.) gekennzeichnet werden.

Der Vorteil eines Beschriftungslasers im Vergleich zu Nadelprägesystemen besteht zunächst darin, dass neben Metallen auch Kunststoffe und andere Materialien wie beispielsweise Keramiken, sowie auch fragile Bauteile beschriftet werden können, man ist somit nicht nur auf Metallbeschriftungen beschränkt.

Weiterhin können mit dem Laser auch Grafiken – wie beispielsweise Firmenlogos – in höchster Qualität beschriftet werden.

Ebenso ist mit dem Laser eine weniger invasive Beschriftung möglich, was bedeutet, dass Gefügeänderungen vergleichsweise vermieden oder minimiert werden können. Speziell für letzteres bietet sich die sogenannte Anlassbeschriftung an.

Vergleicht man die Betriebskosten, so sind beim Nadelpräger neben dem regelmäßigen, verschleißbedingtem Austauschen der Prägenadel früher oder später Wartungen an der Antriebseinheit notwendig.

Moderne, luftgekühlte faserbasierte Beschriftungslaser sind hier im Wesentlichen wartungsfrei und es ist von keiner Stillstandszeit auszugehen.

Ein weiterer Aspekt ist, dass beim Laserbeschriften natürlich auch eine gewisse Geräuschentwicklung zu erwarten ist, diese ist in der Regel jedoch deutlich geringer ist, als beim Nadelprägen.

Vergleich zum elektrolytisches Ätzen

Beim elektrolytischen Ätzen wird zunächst eine Markierschablone, die die jeweilige Beschriftung enthält, auf das zu beschriftende Werkstück aufgelegt, welches elektrisch leitend sein muss.

Anschließend wird ein Elektrolyt aufgetragen und das Werkstück mit Strom beauftschlagt. Hierdurch ätzt sich ein Abbild der Beschriftung in die Oberfläche des Werkstückes.

Nachdem die Beschriftung eingebracht wurde, muss die Oberfläche des Werkstückes mit einem Neutralisator behandelt werden.

Das elektrolytische Ätzen ist zwar eine Kennzeichnungstechnik mit nur geringen Investitionskosten, bietet im Vergleich zur Laserbeschriftung aber gravierende Nachteile.

Allem voran steht der nicht ganz unproblematische Umgang mit dem Elektrolyt. Dieses ist in der Regel gesundheitsschädlich beim Einatmen, Verschlucken und bei Berührung mit der Haut. Somit stellt dies ein Sicherheitsrisiko für den Anwender dar, birgt aber auch Probleme bei der Entsorgung. Auch der zu verwendende Neutralisator ist in der Regel reizend für Haut und Augen.

Natürlich, muss in die Kostenbetrachtung auch der ständige Bedarf der beiden Flüssigkeiten einberechnet werden, ebenso wie für die benötigten Schablonen, welche einem deutlichen Verschleiß unterliegen.

Ein weiterer gravierender Nachteil der Ätz-Technik ist die prinzipbedingte Einschränkung hinsichtlich variabler Daten, komplexer Grafiken und beispielsweise Datamatrixcodes – alle diese Elemente können mit dieser Technik nicht umgesetzt werden.

Hinzu kommt, dass das elektrolytische Ätzen nicht oder nur schwer automatisierter ist, also in der Regel nur bei sehr kleinen Stückzahlen zum Einsatz kommen kann und auf den Bereich der Metallbeschriftung beschränkt ist.

Laserbeschriftungssysteme zeigen im Gegensatz keine dieser Problematiken. So sind bei Laserbeschriftungen keine gefährlichen Stoffe im Einsatz, variable Daten, Codes und auch Grafiken können mit höchster Präzision in ebenso höchster Qualität auf unterschiedlichsten Werkstoffen aufgebracht werden.

Ebenso ist die Kennzeichnung mit Beschriftungslasern relativ leicht automatisierter, Folgekosten durch Verbrauch von Zusatzstoffen oder Schablonen entfallen.

Vergleich zum Stempeln / Prägen

Mechanische Präge- bzw. Stempelverfahren werden noch sehr häufig in der Industrie eingesetzt, haben jedoch – je nach Anwendungsfall – erhebliche Nachteile.

So können mit mechanischen Verfahren nur schwer variable Daten umgesetzt werden. Dies ist lediglich in automatisierten Rollprägeeinrichtungen als Klartext üblich. Spätestens bei der Erzeugung variabler Codes kann dieses Verfahren nicht mehr verwendet werden.

Die Erzeugung von Barcodes ist mittels Prägen ebenso kaum oder nicht möglich, da hier ein gewisses Kontrastverhältnis gegeben sein muss, das mittels Prägen nicht erreicht wird.

Großflächige und qualitativ hochwertige Kennzeichnungen sprechen üblicherweise auch gegen den Einsatz der Prägetechnik.

Das Prägen / Stempeln wird – aufgrund der benötigten Krafteinwirkung – auch nur auf auf massiven, metallischen Werkstücken eingesetzt. Im Bereich der Kunststoffverarbeitung ist gegebenenfalls noch das Heißprägen möglich.

In jedem Fall muss man bedenken, dass Stempel- und Prägewerkzeuge einem ständigen Verschleiß unterliegen und somit nicht nur regelmäßig ersetzt oder überarbeitet werden müssen, sondern dass bei einsetzendem Verschleiß auch die Qualität der Kennzeichnung nachlässt.

Der Einsatz von Laserbeschriftungssystemen hingegen ermöglicht die problemlose Aufbringung von variablen Daten und Codes – auch Barcodes – auf verschiedensten Werkstoffen. Dies gilt auch für empfindliche und filigrane Werkstücke.

Weiterhin können mit einem Beschriftungslaser problemlos auch großflächige und qualitativ sehr hochwertige Beschriftungen ohne verschleißbedingte Qualitätsverluste über einen sehr langen Zeitraum erzeugt werden.

Vergleich zum Bedrucken / Tampondruck

Die Drucktechnik (stellvertretend für verschiedenste Verfahren, wie Tampondruck, Siebdruck, Stempeldruck etc.) bietet gegenüber dem Laserbeschriftungsverfahren zwei entscheidende Vorteile.

Zum einen können relativ einfach beliebigste Farben gedruckt werden, zum anderen ist das Bedruckungsverfahren üblicherweise schneller als die Laserkennzeichnung. Dies ist dadurch bedingt, dass bei einer Bedruckung das komplette Schriftbild in einem Zug aufgebracht wird, während Lasersysteme (unabhängig vom Aufbau) stets Linie für Linie ziehen müssen.

Die Vorteile der Laserkennzeichnung sind jedoch zum einen die Aufbringung variabler Daten, ebenso wie die Haltbarkeit der Kennzeichnung – auch wenn bei bestimmten Materialien (Stahl aber auch bestimmte Kunststoffe) ein Farbumschlag erzielt werden kann.

Während bei Druckverfahren ein Medium (Farbe, Tinte) aufgebracht werden muss, wird bei der Laserkennzeichnung die Werkstückoberfläche – und damit das Werkstück selbst – direkt verändert. Hierdurch werden auch bei stärker mechanischer Beanspruchung der Werkstücke Haltbarkeiten von vielen Jahren erreicht. Speziell mittels Lasergravur lässt sich eine faktisch unauslöschbare Kennzeichnung erreichen.

Vergleich zum Etikettieren

Nur der Vollständigkeit halber sei noch das Etikettieren erwähnt, welches ebenfalls – dank automatisierter Systeme – in der Industrie zum Einsatz kommt.

Generell ist dieses Verfahren jedoch kaum mit der direkten Werkstückkennzeichnung, wie es Beschriftungslaser ermöglichen, vergleichbar.

Sonderfall Tag-/Nachtdesign

Einen Sonderfall im Bereich der industriellen Beschriftung nimmt das sogenannte Tag-/Nachtdesign ein.

Bei diesem Begriff handelt es sich im Wesentlichen um die Abtragen von Symbolen und/oder Texten in einer Lackschicht auf lackierten Kunststoffteilen, so dass diese aufgebrachten Elemente sowohl am Tag (durch den reinen Farbkontrast zwischen Kunststoff und Lack), wie auch bei Nacht (durch Hinterleuchten des Kunststoffes und damit ein Hervortreten der vom Lack befreiten Bereiche) sichtbar sind.

Dieses Verfahren der Kunststoffbeschriftung kommt sowohl im Automobilbereich (Bedienelemente, Statusanzeigen) wie auch im Elektronikbereich (Tastaturen) und vielen weiteren Branchen zum Einsatz.

Hier gibt es heutzutage kaum eine wirtschaftliche Alternative, daher hat sich die Lasertechnik in diesem Bereich in den letzten Jahrzehnten deutlich etabliert.

Fazit

Nicht für alle Beschriftungsaufgaben ist der Laser geeignet. Sofern sich jedoch die Investition amortisieren lässt, ist der Beschriftungslaser ein äußerst zuverlässiges, einfach zu handhabendes und sehr flexibles Werkzeug, das sich gerade bei mehrjähriger Amortisationsrechnung letztlich auszahlen kann.

Ebenso kann der Laser neue Anwendungsfelder erschließen, die mit konventioneller Technik nicht realisierbar wären oder bestehende Wirtschaftsbereiche kommerziell und technisch revolutionieren oder zumindest ergänzen und erweitern.