Plastiklaserbeschriftung oder: Faserlaser ist nicht gleich Faserlaser

In Rahmen einer Kundenanfrage ging es darum, unsere Beschriftungsergebnisse mit denen eines Wettbewerbers in Vergleich zu setzen. Bei diesem Anwendungsfall sollte eine Kunststoffkomponente mit einem möglichst kontrastreichen Datamatrixcode versehen werden. Die Unterschiede in den erzielten Ergebnissen veranlassten uns dazu, die Thematik aus dem Blickwinkel von Laserparametern und Preis zu betrachten.

Erfahrene Anwender wissen, dass die kontrastreiche Beschriftung von Kunststoffbauteilen nicht so einfach umsetzbar ist, wie es zunächst scheinen mag. Die Kennzeichnungsanwendungen, für die gepulste Faserlaser eingesetzt werden, unterliegen dem Einfluss einiger Faktoren.

Der erste ist die Zusammensetzung des Kunststoffs selbst, die die Art und Weise beeinflusst, wie er mit dem Laser interagiert, d. h. insbesondere seine Absorption von Laserstrahlung einer bestimmten Wellenlänge. Die Zusammensetzung des Materials bestimmt auch andere Parameter wie die Schmelztemperatur.

Folgende Parameter des Lasersystems sind entscheidend:

• Länge und Art des Pulses
• Maximale Laserleistung
• Pulsenergie
• Strahlqualität und Energiedichte pro Fläche

Bei zu langen Impulsen kann es zu negativen Erscheinungen kommen, insbesondere zur Übertragung großer Energiemengen an die Umgebung des betroffenen Bereichs. Dies führt dann vor allem dazu, dass Material schmilzt. Die Verwendung von zu konzentrierter Energie führt zu einer erheblichen Verschlechterung des Materials, wodurch der gewünschte Beschriftungskontrast beeinträchtigt wird. Umgekehrt kann Energie, die zu sehr im Raum verteilt ist, keine angemessene materielle Reaktion hervorrufen.

In der heutigen hart umkämpften Laserindustrie gibt es eine große Vielfalt an Preisen für gepulste Faserlaser-Systeme. Die Unterschiede zwischen diesen Preisen spiegeln zugleich die Leistungsfähigkeit solcher Systeme wider. Der Begriff "Systemparameter" bedeutet nichts anderes als eine Kombination der oben aufgeführten Eigenschaften. Ein Vergleich der Markierungskontraste, die mit Lasern der jeweils entgegengesetzten Enden des Preisspektrums erzielt werden, ist auf den nachstehenden Bildern zu sehen.

Bisher haben wir dieses Thema nur unter dem Gesichtspunkt der Technik und der damit verbundenen Möglichkeiten betrachtet. Bei einem direkten Vergleich der nachstehend aufgeführten Ergebnisse muss jedoch auch der Faktor des Anwendungsaufbaus selbst berücksichtigt werden. Um das Potenzial eines bestimmten Lasersystems voll ausschöpfen zu können, muss man über das nötige Know-how und die entsprechende Erfahrung verfügen.