Laserätzen im Vergleich: Gravieren, Markieren, CNC-Bearbeitung

Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich beim Laserätzen um eine Methode zum Markieren von Materialien. Dieses Verfahren wird in vielen wichtigen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Chirurgie und der Elektronik eingesetzt. In diesem Artikel werden drei weitere relevante Verfahren zum Laserätzen erläutert: Gravieren, Markieren und CCN-Bearbeitung. Wir erläutern, wie sich diese Verfahren vom Laserätzen unterscheiden.

Was ist Laserätzen?

Wenn wir über Laserätzen sprechen, vergleichen wir es oft mit anderen Methoden. Beginnen wir mit der Frage „Was ist Laserätzen?“.

Eine einfache Erklärung des Laserätzens

Auf Holz-, Kunststoff- und Stahlprodukten findet man gravierte Logos usw. Diese dauerhaften Logos werden durch Lasergravur in die Materialoberfläche eingraviert. Beim Lasergravieren entstehen diese Markierungen durch Schmelzen, Verdampfen oder die Veränderung der Oberfläche.

Wie funktioniert das Laserätzen?

In der folgenden Abbildung trifft ein fokussierter Hochleistungslaserstrahl auf das Werkstück. Er erhöht die Materialtemperatur über den Siedepunkt hinaus und verdampft das Material zu Dämpfen, wodurch dauerhafte, tiefe Spuren entstehen. Dabei schmilzt und verformt sich das Material. Eine sehr geringe Materialmenge wird von der Oberfläche abgetragen und hinterlässt bleibende Spuren.

Wann wurde Lasergravur erstmals eingesetzt? – Historische Einführung

In den 1960er Jahren entwickelte sich das Laserätzen zu einer Technologie, mit der Werkstücke dauerhaft markiert werden konnten. Heute ist es ein fortschrittliches Verfahren zur hochpräzisen Gravur von Materialien.

Laserätzen vs. Lasergravieren: Was ist der Unterschied?

Beide Verfahren dienen dem gleichen Zweck: der Anbringung von Logos oder der Gravur von Motiven usw. auf dem Werkstück. Im Folgenden werden einige Punkte erläutert, in denen sich die Verfahren unterscheiden.

Tiefenvergleich: Ätzen vs. Gravieren

Lasergravur

Beim Laserätzen sind die Markierungen nicht tief, weisen aber im Vergleich zur übrigen Oberfläche einen hohen Kontrast auf. Die Tiefe der Markierungen beträgt maximal 0.001 Zoll.

Laser-Gravur

Bei der Lasergravur ähneln die Markierungen aufgrund der Verdampfung des Materials eher Rillen auf der Oberfläche. Die Tiefe der Markierungen liegt im Bereich von 0.001 bis 0.005 Zoll oder mehr.

• Durch Lasergravur werden tiefere Schnitte in Produkte vorgenommen.

Aussehen und visuelle Unterschiede

Die folgenden Tabellen zeigen die wesentlichen Punkte hinsichtlich Aussehen und optischer Unterschiede.

Zum besseren Verständnis können Sie sich die folgenden Abbildungen ansehen.

Die Wahl zwischen Laserätzen und Lasergravieren für Ihr Projekt

Wenn Sie die Besonderheiten beider Verfahren kennen, können Sie leicht entscheiden, welche Methode Sie für Ihr Projekt verwenden möchten.

Laser-Gravur

Wenn das Material Ihres Projekts dick ist, beispielsweise Holz, und tiefere Schnitte benötigt, wählen Sie die Lasergravur. Die Schnitte sind langlebig.

Lasergravur

Für schnelle, kontrastreiche Markierungen ist das Laserätzen vorzuziehen. Es eignet sich für dünne, wärmeempfindliche Materialien, beispielsweise Kunststoffe usw.

Wie tief reicht das Laserätzen?

Laserätzen erzeugt weniger tiefe, kontrastreiche Markierungen auf Oberflächen. Die strukturelle Integrität wird durch das Laserätzen nicht beeinträchtigt. Laserätzmarkierungen können zwischen 0.0005 und 0.001 Zoll variieren, was bedeutet, dass nur eine sehr geringe Materialmenge entfernt wird.

Faktoren, die die Laserätztiefe beeinflussen

Die folgenden Punkte beeinflussen die Tiefe der Laserätzung:

1. Laser-Energie: Intensität des Lasers
2. Materialart und Härte: Leicht tiefe Spuren auf weichen Materialien wie Al
3. Geschwindigkeit: Bei langsamer Lasergeschwindigkeit werden die Schnitte tiefer
4. Pulsfrequenz: Mehr Impulse pro Fläche = tieferes Ätzen

Kann die Laserätztiefe präzise gesteuert werden?

Durch die Kontrolle der Punkte, die die Laserätztiefe beeinflussen, können Sie die Schnitttiefe präzise steuern. Dank Fortschritten in der Laserätzung können CO₂-Laser dank der folgenden Parameter Markierungen im Mikrometerbereich erzeugen:

• Leistungsmodulation
• Fokussteuerung
• Mehrere Durchgänge

Laserätztiefe vs. Gravurtiefe:

In der folgenden Tabelle haben wir Beispiele aus der Praxis für den Unterschied der Tiefen beim Laserätzen und Lasergravieren bereitgestellt.

Wir können feststellen, dass durch das Laserätzen weniger tiefe Schnitte in die Werkstücke gelangen.

Laserätzen vs. Lasermarkieren: Wie schneiden sie im Vergleich ab?

Wie bereits erwähnt, dienen Lasergravur und Lasermarkierung demselben Zweck: der Erstellung von Logos, QR-Codes usw. Wir haben bereits einige Faktoren wie die Markierungstiefe erwähnt, um den Unterschied zwischen Lasergravur und Laserätzung zu verdeutlichen. Hier ist eine ausführliche Erklärung.

Lasermarkierung und ihren Zweck verstehen

Zunächst müssen wir wissen, was Lasermarkierung ist. Es ist ein breiteres Feld, das Glühen, Ätzen, Gravieren und Schäumen umfasst. Der Zweck der Lasermarkierung besteht darin, die Materialoberfläche ohne nennenswerten Materialabtrag zu verändern.

Wann ist Lasermarkierung anstelle von Ätzen sinnvoll?

Laserbeschriftung

• Wählen Sie für wärmeempfindliche Materialien wie beschichtete Materialien aufgrund der geringen Hitze die Lasermarkierung. Durch Laserätzen können diese schmelzen.
• Für reine Oberflächenänderungen eignet sich die Lasermarkierung am besten, da beim Laserätzen eine leichte Oberflächenablation stattfindet.
• Für dunkle, kontrastreiche Markierungen auf Edelstahl verwenden Sie die Lasermarkierung.
• Für die industrielle Hochgeschwindigkeitscodierung eignet sich die Lasermarkierung gut.

Welche Methode hält länger: Lasermarkieren oder Ätzen?

Gemäß der folgenden Tabelle hält die Lasermarkierung länger.

Gängige Materialien für das Laserätzen

Laserätzen eignet sich für verschiedene Materialien. Einige davon werden im Folgenden erläutert:

Lasergravur auf Metall

Metalle wie Aluminium oder Edelstahl werden mit Faserlasern oder Hochleistungs-CO₂-Lasern lasergeätzt. Der Laser schmilzt die Oberfläche und erzeugt so eine dauerhafte, kontrastreiche Markierung auf der Werkstückoberfläche.

• Verwenden Sie einen Laser mit geringer Leistung für feine Markierungen auf der Oberfläche
• Verwenden Sie ein Trockenschmiermittel, um Oxidation während des Ätzvorgangs zu vermeiden
• Für tiefere Schnitte mehrere Durchgänge mit geringer Leistung verwenden

Laserätzen von Glas

Die beste Lasertechnik zum Markieren von Glas ist der CO₂-Laser. Dieser Laser erzeugt durch Mikrofrakturierung der Oberfläche ein mattiertes Aussehen. Laserätzen wird für Trinkgefäße, Laborgeräte usw. verwendet.

Für eine glatte, gleichmäßige Glasur verwenden Sie eine niedrige Geschwindigkeit und eine hohe Frequenz.

Für bessere Ergebnisse,

• Das Glas vormaskieren
• Vermeiden Sie tiefes Ätzen

Lasergravieren von Holz

Es gibt verschiedene Holzarten, wie Hartholz (Eiche) und Weichholz (Kiefer). Für Hartholz eignen sich CO₂-Laser am besten. Dieser Laser verdampft die Oberfläche und erzeugt helle oder dunkle Verbrennungen auf der Oberfläche.

Verwenden Sie Laser mittlerer Leistung für saubere Markierungen auf dem Holz.

Für bessere Ergebnisse,

• Schleifen Sie zuerst die Oberfläche
• Vektormodus verwenden

Laserätzen von Kunststoffen

CO₂-Laser können präzise Markierungen auf ABS-, Acryl-, Polycarbonat- und PET-Kunststoffen anbringen.

• Verwenden Sie Laser mit geringer Leistung (5-15 W)
• Weiße Kunststoffe ergeben den besten Kontrast
• Vermeiden Sie PVC, da es Chlordämpfe freisetzt

Können Leder und Textilien lasergraviert werden?

Ja, es gibt Laser mit geringer Leistung zum Ätzen von Leder und Textilien. CO₂-Laser werden häufig zum Ätzen von Leder und Textilien verwendet.

• Für beste Ergebnisse,
• Geringe Leistung + hohe Geschwindigkeit
• Beim Laserätzen von Leder und Textilien den Bereich gut lüften

Schritt-für-Schritt-Anleitung: Der Laserätzprozess erklärt

Mit den folgenden Methoden können Sie ein Meister im Laserätzen werden. Lassen Sie uns diese Faktoren besprechen:

Vorbereiten Ihrer Designdateien

Das Erstellen von Dateien ist der erste Schritt beim Laserätzen. Für das Erstellen von Dateien werden unterschiedliche Software und Formate verwendet. Zum Beispiel:

Formate

• Vektordateien (SVG, AI, DXF)
• Rasterdateien

Software

• Adobe Illustrator
• RD funktioniert

Tipps zur Einrichtung und Kalibrierung der Maschine

Im Bearbeitungs-Setup sollten Sie folgende Parameter überprüfen:

1. Linsenreinigung:Um verschwommene Markierungen zu vermeiden
2. Fokuskalibrierung
3. Luftunterstützung:Um das Brennen zu reduzieren
4. Testlauf:Testen Sie einen kleinen Abschnitt, um die Funktion zu überprüfen

Tipps zur Kalibrierung

Materialspezifische Kalibrierung durchführen

Für Metalle verwenden Sie einen Hochleistungslaser (20-50 W)

Für Kunststoffe verwenden Sie Laser mit geringer Leistung (15–40 W).

Durchführung des Ätzprozesses

Die folgende Tabelle zeigt einige optimale Werte für die präzise Ausführung der Lasergravur:

Reinigungs- und Endbearbeitungsschritte nach dem Ätzen

Die Reinigung nach dem Ätzen ist wichtig, um dem Produkt ein ästhetisches Erscheinungsbild zu verleihen.

Im Folgenden sind einige letzte Schritte aufgeführt:

• Rückstände mit Aceton oder Druckluft für Metalle bzw. Kunststoffe entfernen
• Tragen Sie Schwärzungsmittel auf Metalle auf oder reiben Sie den Kunststoffbereich mit Zahnpasta ein, um hohe Kontraste zu erzielen
• Tragen Sie eine Schutzschicht auf
• Überprüfen Sie die Qualität mit hellem Licht oder einer Lupe

Laserätzen vs. CNC-Bearbeitung: Präzisionsmethoden

CNC-Maschinen werden auch zum Gravieren von Logos oder QR-Codes auf Werkstücken eingesetzt. Wenn Sie die Stärken dieser Technologien hinsichtlich Kosten, Präzision, Qualität usw. kennen, können Sie je nach Ihren Anforderungen problemlos eine davon auswählen.

Laserätzen vs. CNC-Bearbeitung:

Die wichtigen Faktoren wie Präzision, Geschwindigkeit, Kosten usw. werden unten in dieser Tabelle erläutert:

Durch Laserätzen können Markierungen auf Mikroebene effizienter und kostengünstiger auf dem Werkstück angebracht werden.

Was ist der Unterschied zwischen CNC- und Laserätzen?

Die Unterschiede in Bezug auf Präzision, Geschwindigkeit, Kosten usw. wurden bereits erläutert. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die CNC-Bearbeitung besser ist als die Lasergravur. Beispielsweise eignet sich eine CNC-Maschine:

• Für bauliche Veränderungen
• Für dicke Materialien
• Für ultraglatte Oberflächen
• Anwendungen mit hohen Kräften

Kombination von CNC- und Laserätzen

In vielen Anwendungen werden CNC-Bearbeitung und Lasergravur kombiniert, um Kosten und Zeit zu sparen und die Haltbarkeit zu verbessern. Beispielsweise bei:

1. Funktionale + ästhetische Teile
2. Hybride Fertigung
3. Prototyping

Laserätzen im Vergleich zu herkömmlichen Methoden

Neben dem Laserätzen gibt es verschiedene traditionelle Methoden zum Gravieren von Werkstücken. Dazu gehören chemisches Ätzen, mechanisches Ätzen usw. In diesem Abschnitt erfahren Sie, wie sich das Laserätzen von diesen traditionellen Methoden unterscheidet.

Laserätzen vs. chemisches Ätzen:

Vorteile

Einschränkungen

Laserätzen vs. mechanisches Ätzen

Mechanisches Ätzen wird häufig für hochbelastbare Industrieteile wie Stahlstempel usw. verwendet, während Laserätzen für empfindliche Materialien wie Glas verwendet wird.

Die Wahl der richtigen Methode

Die Wahl der Gravurmethode hängt vom Zweck, dem Material und der Komplexität des Designs ab. Für Kunststoff eignet sich beispielsweise Laserätzen am besten, da chemisches Ätzen die Materialintegrität zerstört. Für tiefere Schnitte empfiehlt sich mechanisches oder chemisches Ätzen.

Branchenübergreifende Anwendungen für Laserätzen

In diesem Abschnitt untersuchen wir einige gängige Branchen, in denen Laserätzen verwendet wird oder verwendet werden kann.

Industrielle und Fertigungsanwendungen

Laserätzen wird häufig in der Industrie und Fertigung eingesetzt. Beispielsweise kommt es in der Mikroelektronik, bei Automobilteilen, bei der Werkzeug- und Formenmarkierung usw. zum Einsatz.

• Vorteile

1. Dauerhafte Markierungen
2. Hohe Präzision
3. Kein physischer Schaden
4. Schnell und automatisiert

• Nachteile

1. Nicht geeignet für reflektierende Materialien
2. Die Markierungstiefe ist begrenzt

Branding und Logogravur für Unternehmen

Lasergravur wird auch für die Markenbildung und Logogravur von Unternehmen eingesetzt. Zu den gängigen Anwendungsgebieten zählen Schmuck, Werbeartikel wie Metallkarten usw. sowie Elektronik.

• Vorteile

1. Hochwertiges Finish
2. Anpassbarer
3. Keine Tinte oder Chemikalien

• Nachteile

1. Nicht für alle Materialien geeignet, z. B. Kunststoffe
2. Teuer für Kleinserienproduktion

Sicherheit, Identifizierung und Rückverfolgbarkeit

Auf Ausweisen und Reisepässen sind verschiedene versteckte Markierungen zu sehen, die mittels Lasergravur eingraviert werden. Weitere Anwendungsgebiete sind militärische Ausrüstung und die Verpackung pharmazeutischer Produkte.

• Vorteile

1. Manipulationssicher
2. Mikrotext und Barcode
3. UV/Konvertierungsmarkierungen

• Nachteile
• Hohe Anschaffungskosten aufgrund des Bedarfs an Spezialwerkzeugen

Medizinische Geräte und Gesundheitsanwendungen

Die Anwendungen des Laserätzens in medizinischen Geräten und im Gesundheitswesen sind nachstehend aufgeführt:

Chirurgische Werkzeuge

Laborgeräte

Medizinische Implantate

• Vorteile

1. Biocompatibl zu
2. Sterilisationsbeständig
3. Erfüllt medizinische Standards

• Nachteile
• Höhere regulatorische Anforderungen

Fazit

Wir kommen zu dem Schluss, dass Lasergravur ein vielseitiges Gravurverfahren ist, bei dem ein fokussierter Strahl dauerhafte Markierungen auf dem Werkstück erzeugt. Es ist nicht für reflektierende und niedrigschmelzende Kunststoffe geeignet. Es wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter im Medizin- und Gesundheitswesen, in Sicherheitsabteilungen usw.

FAQs

Wie lange hält eine Lasergravur?

Das hängt vom Material ab. Bei Metallen bleibt es dauerhaft. Bei Kunststoffen hält es mindestens zehn Jahre.

Lässt sich die Wirkung der Lasergravur mit der Zeit ab?

Bei Metallen lässt sich die Laserätzung nicht so leicht ablösen, bei Kunststoffen hingegen schon.

Wie schnell ist der Laserätzprozess?

Dies hängt von der Komplexität des gewünschten Designs ab. Für einen einfachen Text dauert es nur 2–10 Sekunden.

Ist Laserätzen für alle Materialien sicher?

Nein, es ist nicht für alle Materialien sicher, da es die strukturelle Integrität einiger Beschichtungen und PVC beeinträchtigen kann.