Was ist Lasergravur? Verfahren, Materialien und Anwendungen

Bei der Lasergravur handelt es sich meist um eine Art Markierungstechnik. Wenn Sie wissen möchten, wie Lasergravur funktioniert, welche Materialien lasergraviert werden können und welche Anwendungen und Vorteile sie bietet, finden Sie in diesem Artikel weitere Ideen für die Verarbeitung und das Design.

Was ist Lasergravur?

Als subtraktive Methode zur Oberflächenbehandlung erzeugt die Lasergravur Muster oder Texte, indem sie mithilfe eines Laserstrahls die Oberfläche des Materials entfernt oder verändert. 

Vorteile der Gravur

Hohe Präzision

Nehmen wir zum Beispiel die am häufigsten verwendete Faserlasergravurmaschine: Sie kann eine dünne Linie von 0,01 mm (etwa 1/5 eines menschlichen Haares) mit einer Genauigkeit von ±0,003 mm gravieren. Dies übertrifft die von Hand erreichbare Präzision bei weitem.

Lange Haltbarkeit

Die durch Lasergravur erzeugten Markierungen sind dauerhaft und äußerst langlebig.

Schnelle Bedienung

Der Gravurlaser kann sich mit einer hohen Geschwindigkeit von 500–1.000 mm/s präzise bewegen und kann so in einer Minute eine Fläche von 100 cm² abdecken und gravieren, was etwa 1/6 eines A4-Blattes entspricht.

Hochautomatisiert

Durch Programmeinstellungen und Computersteuerung sind hochautomatisierte Prozesse und die Vermeidung von Fehlern bei der Lasergravur möglich.

Umweltfreundlich

Durch Lasergravur können Fehler oder Abfall, die durch manuelle Gravur entstehen, reduziert werden und sie ist somit umweltfreundlicher.

Arten von Lasergravurmaschinen

Je nach Unterschieden in der Laserwellenlänge und den Laserquellen kann die Lasergravur in die folgenden drei Kategorien unterteilt werden.

Faserlaser

Faserlaser hat hohe Präzision und Geschwindigkeit, es ist geeignet für Metalle, Kunststoffe (wie ABS) und Beschichtungsmaterialien (wie Lackbeschichtung und Verzinkung). Die Betriebskosten von Faserlasermaschinen ist niedrig und die Verarbeitungseffizienz hoch.

CO₂-Laser

Der CO₂-Laser ist das am häufigsten verwendete Lasergravurgerät und eignet sich am besten für Nichtmetalle wie Holz, Glas, Acryl und Leder. Er ist kostengünstiger und bietet erhebliche Vorteile bei tiefen Schnitten und der Bearbeitung großformatiger Materialien.

UV-Laser 

Mit UV-Lasern können zerbrechliche Materialien wie Glas, Spiegel und Porzellan hochpräzise und rissfreie Gravuren erstellt werden, allerdings sind die Kosten dafür relativ hoch.

Wie funktioniert die Lasergravur?

Die Lasergravur wird präzise durch Computereinstellungen und -programme gesteuert und nutzt einen hochfokussierten Laserstrahl, der große Mengen Wärmeenergie freisetzt. Die ausgewählte Materialoberfläche wird daraufhin sofort erhitzt. Diese Hitze verbrennt oder verdampft ein wenig Material. Der Computer steuert den Laserstrahl präzise, um einzigartige, dauerhafte Gravuren zu erzeugen, die als konvexe, konkave oder dunkle Bereiche mit Mustern erscheinen können.

Ablauf der Lasergravur

Wie funktioniert die Lasergravur eigentlich Schritt für Schritt?

1. Entwerfen Sie die Muster oder Logos auf einem Computer im richtigen digitalen Dateiformat, z. B. .jpg, .svg oder .pdf. 
2. Wählen Sie die richtigen Materialien für das Projekt aus, z. B. Edelstahl, Aluminium und Titan. Legen Sie das saubere Material fest auf das Maschinenbett. 
3. Passen Sie die Einstellungen des Lasergravierers an, einschließlich Leistung, Geschwindigkeit, Pfad und Fokus, um die beste Leistung von Materialien und Maschinen sicherzustellen.
4. Nachdem Sie alle oben genannten Schritte abgeschlossen haben, starten Sie den Gravurvorgang. Achten Sie während dieses Schritts auf die Belüftung des Raumes, um unnötige Gefahren durch Rauch zu vermeiden. 
5. Kühlen Sie das Material ab und reinigen Sie die Oberfläche von allen Rückständen, um einen dauerhaften und präzisen Marker freizulegen.

Welche Materialien können lasergraviert werden?

Die Lasergravur ist eine Oberflächenbehandlungsmethode, die häufig von Herstellern kundenspezifischer Produkte oder Originalmarkeninhabern verwendet wird und für eine Vielzahl von Materialien geeignet ist.

Metall

Für die meisten Metalle, wie Aluminium, rostfreier Stahl, Titan, und Kohlenstoffstahl, Lasergravur ist eine der effizientesten, präzisesten und haltbarsten Markierungsmethoden. 

Aufgrund unterschiedlicher Absorptionsraten, Wärmeleitfähigkeiten und Schmelzpunkte eignen sich jedoch nicht alle Metalle optimal für die Lasergravur. Polierte Metalle wie Edelstahl und Aluminium sind schwierig zu gravieren, da ihre glatten Oberflächen das Laserlicht reflektieren.

In diesen Fällen ist eine Faserlasergravur erforderlich oder Oberflächenbehandlungen wie Sandstrahlen, Bürsten oder das Auftragen einer speziellen Beschichtung werden vor dem Gravieren durchgeführt, um die Reflektivität zu verringern und die Erfolgsrate und Qualität der Lasergravur zu verbessern.

Holz

Holz hat eine mittlere Dichte und eignet sich daher perfekt für die Lasergravur. Durch die Karbonisierungsreaktion (Verbrennung) erzeugt der Laser ein klares Kontrastmuster auf der Oberfläche. 

Da verschiedene Holzarten unterschiedlich auf den Laser reagieren, variieren Brandflecken und Kontrast. Daher erzielen Sie bessere Schnitzergebnisse, wenn Sie Holz mittlerer Härte wie Birke, Walnuss und Bambus auswählen.

Kunststoff

Die meisten Kunststoffe eignen sich aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber Wärmeenergie für die Lasergravur. Der Laser verdampft oder verändert die Oberfläche chemisch, um eine präzise Gravur zu erzielen. 

Da verschiedene Kunststoffkomponenten (wie z.B. Acryl-, Abs, Polycarbonat) völlig anders auf Laser reagieren, müssen Parametertests durchgeführt werden, um die optimale Leistung und Geschwindigkeit zu bestimmen.

Glas

Glas eignet sich aufgrund seiner spröden und harten Beschaffenheit ideal für die Lasergravur. Da Glas ein schlechter Wärmeleiter ist, entstehen durch die thermische Energie des Lasers Mikrorisse, die durch diffuse Reflexion eine matte, mattierte Markierung bilden. 

Eine unsachgemäße Steuerung des Laserstrahls kann jedoch zu Glasrissen führen, daher sind vor dem Gravieren vorsichtige Parameteranpassungen erforderlich.

Es ist erwähnenswert, dass unterschiedliche Materialien bessere Ergebnisse erzielen, wenn sie mit bestimmten Arten von Lasergravierern verarbeitet werden.

Vor allem sollten Sie vor der Auswahl des zu verarbeitenden Materials das Sicherheitsdatenblatt des Materials prüfen, um zu verhindern, dass es aufgrund der hohen Hitze giftige Gase freisetzt, die ein Sicherheitsrisiko darstellen können.

Anwendungen der Lasergravur

Wenn Sie wissen möchten, ob Lasergravur für Ihr Projekt geeignet ist, können Ihnen die folgenden Inhalte dabei helfen, eine fundierte Entscheidung zu treffen.

Industrie und Fertigung

Viele Originalmarkenhersteller verwenden Lasergravur, um ihr eigenes Markenlogo aufzudrucken oder eine eindeutige Seriennummer oder einen QR-Code zur Qualitätskontrolle zu markieren und so die Rückverfolgbarkeit der Produkte zu gewährleisten.

Elektronik- und Medizinindustrie

Lasergravurcodes können auf elektronische Komponenten wie Chips und Widerstände sowie auf Modellnummern und Chargeninformationen von chirurgischen Instrumenten und orthopädischen Implantaten aufgebracht werden.

Verpackung und Druck

Auf Arzneimittel- und Lebensmittelverpackungen können Produktions- und Verfallsdaten mit einem Laser graviert werden, der nie verblasst.

Kunstkreationen

Durch Lasergravur können komplexe digitale Designs perfekt in greifbare Werke umgewandelt werden, wodurch die Erstellung detaillierter Landschaften oder Porträts auf Holz- oder Acrylplatten möglich ist.

Lasergravur im Vergleich zu anderen Markierungsmethoden

Lasergravur vs. Laserätzen

Die Wirkungstiefe der Lasergravur auf Materialien kann 25–150 Mikrometer erreichen, während beim Laserätzen normalerweise nur die Mikrostruktur der Materialoberfläche verändert wird (mit einer Wirkungstiefe von etwa 25 Mikrometern). Daher sind die Markierungen beim Lasergravieren im Vergleich zum Laserätzen klarer und haltbarer.

Lasergravur vs. Prägung

Die Lasergravur ist ein berührungsloser, digitaler Prozess, der keine Formen erfordert, während Stempeln ist ein kontaktbasierter mechanischer Prozess, der kundenspezifische Formen verwendet zum Erstellen erhabener oder vertiefter Muster auf Plattenmaterialien als MarkierungenDaher bietet die Lasergravur im Vergleich zum Stanzen eine größere Flexibilität und einen höheren Automatisierungsgrad.

Fazit

Sie verfügen nun über die grundlegenden Informationen zur Lasergravur. Wenn Sie eine Idee für ein Lasergravurprojekt haben oder einen Anbieter für individuelle Metallverarbeitung aus einer Hand suchen, bietet Ihnen HDC zeitnahe, professionelle und zuverlässige Unterstützung.