Lasermarkierung vs. Gravur vs. Ätzung: Bei der Wahl zwischen diesen Methoden kommt es hauptsächlich darauf an, wie tief die Markierung sein muss und wie stark die Oberfläche bearbeitet werden soll.
Auf der oberflächlichsten Ebene verändern Lasermarkierungstechniken wie die Laserfärbung das Erscheinungsbild des Materials, ohne Material abzutragen. Der Laser verändert die Oberfläche durch Prozesse wie Oxidation, Tempern oder Farbänderung. Die Laserätzung geht noch einen Schritt weiter: Sie schmilzt die Materialoberfläche an, wodurch diese sich leicht ausdehnt und eine strukturierte Markierung entsteht. Die Lasergravur hingegen entfernt Material vollständig und erzeugt eine tiefere Vertiefung, die oft mit dem Finger ertastet werden kann.
Die Begriffe Lasermarkierung, Laserätzen und Lasergravur werden oft synonym verwendet und beschreiben jeweils das Verfahren zur Erzeugung dauerhafter Markierungen auf einem Werkstück mithilfe eines computergesteuerten Laserstrahls. Tatsächlich bezeichnen sie jedoch drei unterschiedliche Prozesse, bei denen der Laser auf leicht unterschiedliche Weise eingesetzt wird, wodurch Markierungen unterschiedlicher Tiefe und Farbsättigung entstehen.
Alle diese Verfahren funktionieren über unterschiedliche Mechanismen, führen aber zu einem ähnlichen Ergebnis: einer klaren, dauerhaften Markierung, mit der Hersteller Teile mit Barcodes, Seriennummern, Logos und anderen wichtigen Informationen versehen können. Dieser Artikel erläutert die wichtigsten Unterschiede zwischen den Laserverfahren und hilft Ihnen bei der Entscheidung, welches Verfahren Sie für Ihre nächste Bestellung bei 3ERP benötigen.
Was ist Laserbeschriftung?
Lasermarkierung oder Laserbeschriftung ist eine Gruppe berührungsloser Markierungsverfahren, bei denen ein Lichtstrahl eine dauerhafte schwarze oder dunkle Markierung – beispielsweise einen Barcode – auf der Oberfläche eines Materials erzeugt. Die hohe Hitze des Lasers bewirkt eine sichtbare Veränderung der Materialoberfläche und ermöglicht so eine kontrastreiche und im Vergleich zu tintenbasierten Markierungen haltbare Markierung.
Obwohl der Begriff Lasermarkierung auch für alle laserbasierten Markierungsverfahren (einschließlich Gravur und Ätzung) verwendet werden kann, verwenden wir ihn hier – wie viele Ingenieurbüros – um Lasermarkierungsverfahren zu bezeichnen, die keine signifikanten geometrischen Veränderungen der Materialoberfläche hervorrufen.
Im Gegensatz zur Lasergravur wird bei dieser Art der Lasermarkierung kein Material abgetragen. Stattdessen bewirkt die hohe Hitze eine Verfärbung, Oxidation, Karbonisierung, Aufschäumung oder ein Glühen der Oberfläche, was zu dunklen Markierungen führt, aber in der Regel keine Veränderung der Oberflächengeometrie zur Folge hat.
Zu den Unterarten der Lasermarkierung gehören Laserfärbung, Laserschäumung und Laserglühen.
Da die Lasermarkierung dauerhafte Markierungen ohne Oberflächendurchdringung erzeugen kann, eignet sie sich für die schnelle Teileidentifizierung (Seriennummern, Barcodes) oder das Branding sowie für Teile, bei denen jegliche Oberflächendurchdringung unakzeptabel wäre, beispielsweise in sensiblen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und der Medizin.
Vorteile der Lasermarkierung:
- Schnell
- Kostengünstig dank geringem Stromverbrauch
- Nicht-invasiv und zerstörungsfrei
- Hoher Kontrast und gute Lesbarkeit
- Geeignet für dünne Substrate
- Benötigt keine Verbrauchsmaterialien wie Tinte
- Geringe Verschwendung
- Langlebiger als Tintenmarkierungen
Was ist Lasergravur?
Die Lasergravur ist ein berührungsloses Markierungsverfahren, bei dem ein fokussierter Laserstrahl die Oberfläche eines Materials verdampft oder abträgt. Dadurch wird Material von der Oberfläche entfernt und eine gravierte Markierung hinterlassen . Das Verfahren ist sehr schnell, sehr präzise und benötigt keine Verbrauchsmaterialien wie Tinte. Es eignet sich zudem für eine Vielzahl von Materialien.
Da die Lasergravur tiefe, fühlbare Markierungen und keine oberflächlichen Markierungen erzeugt, bietet sie eine unübertroffene Haltbarkeit. Durch das Abtragen von Material zur Bildung einer Vertiefung beeinträchtigt selbst leichter Oberflächenabrieb die Sichtbarkeit der Markierung nicht. Daher eignet sich das Verfahren auch für Teile, die rauen Umgebungsbedingungen oder starker Reibung ausgesetzt sind.
Gängige Anwendungen der Lasergravur umfassen die industrielle Kennzeichnung und Rückverfolgung – insbesondere für die oben beschriebenen Teile – sowie Beschilderungen und dekorative oder personalisierte Konsumgüter.
Vorteile der Lasergravur:
- Schnell
- Sehr akkurat
- Hohe industrielle Haltbarkeit, auch im Vergleich zu anderen Lasermethoden
- Geeignet für Teile, die rauen Umgebungsbedingungen oder Reibung ausgesetzt sind.
- Große Materialvielfalt
- Benötigt keine Verbrauchsmaterialien wie Tinte
- Geringer Abfall trotz Materialentfernung
Was ist Laserätzen?
Das Laserätzen ist ein berührungsloses, schnelles Markierungsverfahren, bei dem ein Laserstrahl die Oberfläche eines Materials anschmilzt und so eine sichtbare Markierung mit geringer Eindringtiefe erzeugt . Da das Schmelzen eine Ausdehnung des Materials verursacht, kann die Markierung leicht über die Materialoberfläche hinausragen.
Die Laserätzung erzeugt eine klarere Markierung als die Lasergravur, ist aber weniger haltbar, da sie keine tiefe Kerbe erzeugt.
Entgegen der Intuition kann das Mikrolaserätzen mitunter ein größeres Risiko für die Bauteilstruktur darstellen als die Lasergravur. Eine gute Alternative ist das „Beschichtungs- und Markierungsverfahren“ des Laserätzens. Dabei wird eine Beschichtung auf die Oberfläche des Grundmaterials aufgebracht (z. B. durch Galvanisierung) und anschließend per Laser in diese Beschichtung, jedoch nicht in das Grundmaterial, geätzt.
Vorteile der Laserätzung:
- Schnell
- Kann auf dünneren Substraten als die Lasergravur verwendet werden.
- „Beschichten und Markieren“ hat keinen Einfluss auf die Geometrie des Grundmaterials.
- Geeignet für relativ dünne Substrate
- Benötigt keine Verbrauchsmaterialien wie Tinte
- Geringe Verschwendung
Hauptunterschiede: Lasermarkierung vs. Gravur vs. Ätzung
Die folgende Tabelle verdeutlicht die wichtigsten Unterschiede zwischen einem der gebräuchlichsten Oberflächenmarkierungsverfahren mit Laser (Laserfärbung), der Lasergravur und dem Laserätzen.
| Aspekt | Lasermarkierung (Farbgebung) | Lasergravur | Laserätzen |
| Beschreibung | Der Laser erhitzt die Oberfläche und bewirkt so eine Oxidation oder chemische Veränderung, wodurch eine Farbänderung entsteht, ohne dass Material abgetragen wird. | Der Laser verdampft selektiv Materialkanäle und entfernt das Material, um einen vertieften Hohlraum zu erzeugen. | Der Laser schmilzt die Oberflächenschicht, die anschließend wieder erstarrt und eine flache oder leicht erhabene Markierung bildet. |
| Typischer Lasertyp | Faserlaser (Metalle), UV-Laser oder grüne Laser für einige Kunststoffe | CO₂-Laser (Holz, Acryl) oder Faserlaser (Metalle) | Faserlaser (Metalle), manchmal CO₂-Laser für beschichtete Materialien |
| Geeignete Materialien | Metalle (insbesondere Edelstahl und Titan), einige Kunststoffe | Metalle, Holz, Kunststoffe, Glas, Stein, Leder | Metalle, plattierte Metalle, Keramik, einige Kunststoffe |
| Markierungstiefe | 0 mm (nur Oberflächenbearbeitung), wodurch es sich für ultradünne Substrate eignet. | Praktische Gravurtiefe: 0.1–0.5 mm | Typische Eindringtiefe 0.02–0.08 mm, wodurch es sich für dünne Substrate eignet. |
| Sichtbarkeit markieren | Mittlerer bis hoher Kontrast und Farbwechsel | Mäßiger Kontrast, aber aufgrund der Tiefe stark taktil spürbar. | Hoher Kontrast, oft grau oder schwarz mit leichter Textur. |
| Haltbarkeit markieren | Mäßig, kann aber durch Abrieb verblassen. | Sehr hoch, da vertiefte Markierungen verschleißfest sind | Mäßige bis flache oder erhabene Gebrauchsspuren können sich mit der Zeit abnutzen. |
| Hauptvorteil | Kein Materialabtrag und saubere Markierungen, ideal für die Rückverfolgbarkeit | Tiefe, dauerhafte Spuren für raue Umgebungen | Schnelle, kontrastreiche Markierungen bei minimalem Materialabtrag |
Lasermarkierung, -gravur und -ätzung: Materialspezifikationen
Lasermarkierung, -gravur und -ätzung können auf einer Vielzahl von Materialien angewendet werden und sind daher wertvolle industrielle Verfahren, die moderne Lasertechnologie nutzen.
Metalle lassen sich am einfachsten mit einem Laser markieren. Lasermarkierungsverfahren wie Laserfärbung, Laserglühen und Kohlenstoffmigration eignen sich zum Aufbringen von Barcodes, Etiketten und anderen Markierungen auf Metalloberflächen. Auch Lasergravur und Laserätzung sind sehr effektiv. Bei tieferen Markierungen trägt die Gravur Material von der Metalloberfläche ab, um die Beständigkeit des Codes nach weiteren Bearbeitungsschritten zu gewährleisten.
Bei Kunststoffen ist die Lasergravur eine zuverlässige Option, während die Laserätzung für einige Polymere geeignet ist, ebenso wie Verfahren wie Laserschäumen und Laserfärben.
- AluminiumDie Lasermarkierung von Aluminium erfordert im Allgemeinen entweder Lasergravur oder Laserätzung. Eloxiertes Aluminium erzeugt die kontrastreichsten Markierungen.
- Kohlenstoff- und EdelstahllegierungenLaserfärbung oder Laserglühen von Edelstahl sind gute Optionen für durchdringungsfreie Markierungen. Andere Verfahren wie Gravieren und Ätzen sind ebenfalls möglich.
- TitanDie Lasermarkierung von Titan und seinen Legierungen erfordert typischerweise Laserglühen, Gravieren oder Ätzen, wobei es jedoch schwierig sein kann, eine schwarze Markierung zu erzielen.
- MetallbeschichtungSowohl Lasergravur als auch Laserätzung können verwendet werden, um eine Markierung in einer dünnen Oberflächenbeschichtung zu erzeugen, wobei das Grundmaterial intakt bleibt.
- KunststoffeLasermarkierungstechniken wie Laserschäumen und Laserfärben eignen sich gut zur Lasermarkierung von Polymeren. Durch die Variation von Laserpulsbreite und -frequenz lassen sich verschiedene Farbtöne erzeugen.
- AndereDie Lasergravur ist eine vielseitigere Technik als die anderen besprochenen, da sie auf Untergründen wie Holz, Stein und Leder angewendet werden kann.
Laserbeschriftungsanlage
Lasermarkierungs-, Gravur- und Ätzanlagen umfassen Faserlaser für kontrastreiche Metallmarkierungen und -gravuren sowie CO₂-Laser für nichtmetallische Werkstoffe wie Holz und Kunststoff. Diese Systeme reichen von industriellen Arbeitsstationen bis hin zu tragbaren Geräten.
| Laser-Typ | UV-Laser | Grüner Laser | Faserlaser | CO₂-Laser |
| Material | Ideal für empfindliche Materialien wie bestimmte Kunststoffe und Glas | Ideal für reflektierende oder transparente Materialien wie Kupfer, Silber, Gold und weiche Kunststoffe. | Ideal für Metalle (Aluminium, Edelstahl usw.) und harte Kunststoffe | Ideal für einige Kunststoffe sowie für Holz, Glas, Acryl, Papier und Textilien. |
| Wellenlänge | 355 nm | 532 nm | 1064 nm | 10600 nm |
Jedes in der Fertigung verwendete Material – ob Metall, Kunststoff oder anderes – besitzt ein spezifisches Absorptionsspektrum. Ein Laser, der auf einem Material gut funktioniert, kann auf einem anderen völlig wirkungslos sein. Beispielsweise durchdringt die lange Wellenlänge eines CO₂-Lasers von 10,600 nm Kupfer ungehindert, ohne Spuren zu hinterlassen, während ein Faserlaser mit 1064 nm Wellenlänge absorbiert wird und so eine hochwertige Markierung ermöglicht. Kurzwellige Laser wie UV-Laser markieren mittels Kaltmarkierung.
Integration mit Blechbearbeitung
Lasermarkierung, -gravur und -ätzung sind wichtige Nachbearbeitungstechniken für viele Fertigungsprozesse. Besonders wertvoll sind sie jedoch beim Laserschneiden und der Blechbearbeitung , wo die Substrate dünn und empfindlich sein können und eine schnelle Teilemarkierung für die Serienfertigung unerlässlich ist.
Die in diesem Artikel beschriebenen laserbasierten Verfahren eignen sich für die meisten Blechteile zur Anbringung von Kennzeichnungen wie Seriennummern, Teilenummern, Barcodes, QR-Codes, Logos und Prüfzeichen. In vielen Branchen – darunter Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und Elektronik – trägt die Lasermarkierung auch zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften bei, da sie die Identifizierung und Rückverfolgbarkeit jedes Bauteils gewährleistet.
Im Blechfertigungsprozess von 3ERP erfolgt die Lasermarkierung typischerweise nach dem Schneiden, Umformen und der Oberflächenbearbeitung, die den Bauteilen ihre endgültige Form und Textur verleihen. Die Teile werden dann in oder unter die Lasermarkierungsmaschine platziert, wo ein CAD-generiertes Markierungsprogramm die Kennzeichnung aufbringt. Dieses schnelle Verfahren lässt sich in großem Umfang einsetzen.
Lasermarkierung mit 3ERP
Wenn es um die Anbringung von Teile-IDs, Codes und anderen Kennzeichnungen auf Blechen und anderen Bauteilen geht, bietet 3ERP eine Komplettlösung, die alle Schritte von der Designprüfung über die Fertigung bis zur Nachbearbeitung abdeckt. Wir schneiden Ihre Teile nicht nur zu, sondern liefern die dauerhafte Kennzeichnung, die Ihre Lieferkette benötigt.
Unsere Möglichkeiten zur Applikation von Texten, Logos und Kennzeichnungen gehen über Laserverfahren hinaus. Je nach Ihren Teilen, Materialien und Anforderungen bieten wir auch kostengünstige Verfahren wie Siebdruck, Tampondruck und Aufreiben an.
Für alle Ihre laserbeschrifteten Teile und Prototypen fordern Sie ein Angebot von 3ERP an.
FAQ-Bereich
Welche Lasermarkierungsmethode eignet sich am besten für die Rückverfolgbarkeit?
Alle in diesem Artikel beschriebenen Lasermarkierungsverfahren eignen sich zur Teilekennzeichnung. Lasergravur liefert die haltbarsten Markierungen, da diese tief in das Material eindringen und sich nicht so leicht abnutzen. Laserfärbung und -ätzung ermöglichen jedoch deutlichere Markierungen, die für Maschinen leichter lesbar sind.
Ist Lasergravur eine Art der Lasermarkierung?
Lasergravur (und Laserätzung) können als Formen der Lasermarkierung betrachtet werden. Im Rahmen dieses Artikels verwenden wir den Begriff „Lasermarkierung“ für zerstörungsfreie Lasermarkierungsverfahren, die die Oberflächengeometrie nicht verändern.
Ist Lasergravur für dünne Bauteile geeignet?
Die Tiefe lasergravierter Texte und Markierungen liegt üblicherweise im Bereich von 0.1–0.5 mm. Daher ist das Verfahren für Substrate mit einer Dicke von weniger als etwa 2.5 mm ungeeignet, da es die Bauteile schwächen kann.
Lassen sich Lasermarkierungen entfernen?
Die meisten Lasermarkierungsverfahren liefern recht haltbare Markierungen, insbesondere im Vergleich zu tintenbasierten Verfahren. Allerdings kann Oberflächenabrieb die Sichtbarkeit der Markierungen beeinträchtigen. Für Bauteile, die in rauen Umgebungen eingesetzt werden oder Reibung ausgesetzt sind, ist die Tiefenlasergravur optimal, da die vertieften Markierungen nicht so leicht abnutzen.
Ist die Lasermarkierung von Blechen möglich?
Absolut. In der Blechbearbeitung kommen verschiedene Lasermarkierungsverfahren zum Einsatz, wobei das optimale Verfahren von der Blechstärke und dem Material abhängt. Ultradünne Teile eignen sich besser für zerstörungsfreie Lasermarkierungsverfahren wie das Einfärben, während Aluminiumblech am besten auf Verfahren wie Gravieren und Ätzen reagiert.
Was ist die richtige Wahl: Lasermarkierung oder Ätzen für Edelstahl?
Die Lasermarkierung, insbesondere das Laserglühen, eignet sich hervorragend für kontrastreiche, schwarze und dauerhafte Markierungen auf Edelstahl. Das Verfahren bietet hohe Präzision und beschädigt die Oberfläche nicht.
Warum sollte man Lasermarkierungsverfahren gegenüber tintenbasierten Verfahren bevorzugen?
Lasermarkierung, -gravur und -ätzung ermöglichen dauerhafte, kontrastreiche und wartungsfreie Markierungen ohne Verbrauchsmaterialien. Die Technologien bieten zudem eine hohe Auflösung, selbst auf komplexen oder unebenen Oberflächen.
