Beschriftungslaser

Beschriften im Vorbeiflug

Voraussetzung jeder Produktion ist die lückenlose Rückverfolgbarkeit aller hergestellten Komponenten, und die beginnt mit dem Markieren der einzelnen Werkstücke. Dieses Markieren muss sich nahtlos in den Produktionsprozess einfügen, ohne ihn zu behindern. „Marking on the fly“ ist hier das Verfahren der Wahl.

Voraussetzung jeder Produktion ist die lückenlose Rückverfolgbarkeit aller hergestellten Komponenten, und die beginnt mit dem Markieren der einzelnen Werkstücke. Dieses Markieren muss sich nahtlos in den Produktionsprozess einfügen, ohne ihn zu behindern. „Marking on the fly“ ist hier das Verfahren der Wahl.

Die Produktion gibt den Takt vor. Das Markiersystem muss sich hier verzögerungsfrei anpassen und die Werkstück dauerhaft und verzerrungsfrei markieren, ohne dabei anzuhalten. Das „Marking on the fly“-System von SIC Marking mit dem präzisen Faserlaser i103 L-G leistet dies.

Das Markieren mittels Laser bietet sich für das direkte Markieren auf Metall- oder Kunststoffteilen an, wobei Härte und Oberflächenbeschaffenheit der zu markierenden Werkstücke keine Rolle spielen. Die Technologie arbeitet mit einem verstärkten Laserstrahl, der über Spiegel zum Werkstück gelangt. Die Energie im Fokus des Laserstrahls verändert dort die Oberfläche des Werkstücks, abhängig vom jeweiligen Material. Verdampfende Materialien bilden dabei eine Vertiefung, andere verfärben sich nur. Dank geringem Wärmeeintrag durch den Laser wird das Werkstück in seiner Qualität sonst nicht beeinträchtigt.

Die smarte „Marking on the fly“-Technologie kommt dabei vielfach zum Einsatz, ob nun bei Zulieferern der Fahrzeugindustrie beispielsweise beim Markieren von Stahlrohren oder in der Luftfahrtindustrie. „Der Laser kennzeichnet dabei schnell und zuverlässig, gemäß dem Motto ‚So schnell wie möglich, so langsam wie nötig‘“, bemerkt Michael Endemann, Geschäftsführer von SIC Marking.

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Die Passiergeschwindigkeit des Werkstücks und die Abmessungen der Markierung sind dabei die limitierenden Faktoren. Die entscheidende Voraussetzung für eine makellose Markierung ist, die Geschwindigkeit des Lasers mit der des vorbeifliegenden Werkstücks perfekt zu synchronisieren. Je nach Schnelligkeit des Produktionsprozesses fliegen die Werkstücke mitunter in Sekundenschnelle vorbei und verlangen deshalb dem Markiersystem eine hohe Präzision ab. Auch Anfahr- und Abbremsvorgänge der Produktionslinie dürfen keine Probleme bereiten. Dank der Flexibilität des Lasers können mit dem Markiersystem i103 L-G Werkstücke mit den unterschiedlichsten Markierungen versehen werden.

Markierungen gewährleisten Rückverfolgbarkeit

Der Laser i103 L-G von SIC Marking schreibt präzise und kontraststark alphanumerische Zeichen, Bar- und Data-Matrix-Codes, Grafiken und Logos. Das Markierfenster hat eine Größe von 100 x 100 mm, optional bis 170 x 170 mm. Der Ytterbium-dotierte Faserlaser i103L-G besteht aus einem Galvono- meterkopf und einer Controllereinheit mit Laserquelle, genannt Fiber Unit, beide verbunden mit einem drei Meter langen Glasfaserkabel. Durch das Faserkabel gelangt der verstärkte Strahl zum Kollimator, der ihn ausrichtet, bevor er den galvanometrischen Kopf erreicht. Der Galvanometerkopf besitzt zwei Spiegel mit einer Größe von jeweils etwa 15 x 15 mm, die an Schrittmotoren befestigt sind und den Laserstrahl für schnelle und präzise Markierungen umlenken. Schließlich fokussiert eine Linse den Strahl auf 30 µm.

Der Laser i103L-G arbeitet in einem Stand-Alone-Modus, der zur Steuerung keinen PC benötigt. Ein PC kann jedoch mit der SIC Laser Advanced-Software verwendet werden, die zum Lieferumfang gehört. Mit der Software lässt sich die Markierdatei erstellen mit den nötigen Parametern, wie Markiergeschwindigkeit, Leistung und Pulsfrequenz.

Besonders überzeugen soll die hohe Beschriftungsgeschwindigkeit des Faserlasers: Die „Marking on the fly“-Technologie erreicht in der Produktion problemlos 4.000 mm/s. Der Laser ist mit einer durchschnittlichen Leistung von 10, 20 oder 50 W erhältlich und arbeitet mit einer Wellenlänge von 1.064 nm. Die Pulsfrequenz des Lasers variiert zwischen 20 bis 200 kHz, je nach Material des Werkstücks. Die Software regelt zudem die Optik des Lasers und bietet weiter Datenbankfunktionen wie Datum- und Uhrzeitangaben.

Der Laser ist direkt über dem zu markierenden Bauteil angeordnet. Fährt ein Bauteil in die Schutzverschalung, löst ein Sensor ein Signal aus, der das Markieren startet. Die Bandgeschwindigkeit von 70m/min wird über ein Encodersignal an die Lasersteuerung übermittelt. Dies gewährleistet eine hohe, gleichbleibende Beschriftungsqualität, auch bei nicht konstanter Geschwindigkeit. Der Laser passt sich automatisch an die effektive Bandgeschwindigkeit an. Markiersysteme auf Basis eines Faserlasers sind wartungsarm und kommen auf etwa 50.000 bis 100.000 Betriebsstunden.

Schnell und günstig

Die kompakten Abmessungen des Markierkopfs und sein geringes Gewicht von nur fünf Kilogramm ermöglichen einen einfachen Einbau. „Die Integration in selbst engen Bauraum ist damit kein Problem“, sagt Christoph Lange, Technischer Leiter bei der SIC Marking GmbH. Das luftgekühlte Lasersystem i103 L-G lässt sich schnell in Fertigungsanlagen integrieren, auch die Anbindung an bestehende Steuerungen ist möglich.

Das Lasermarkiersystem erstellt qualitativ hochwertige Beschriftungen mit niedrigen Zykluszeiten und kann bis auf Gold, Kupfer und einige Messinglegierungen alle Materialien inklusive Stahl, Aluminium und Titanium-Legierungen sowie Kunststoffe beschriften. „Die Qualität der Beschriftung muss nicht überprüft werden. Diese ist bei dem innovativen Lasersystem ohnehin stets gewährleistet“, verspricht Endemann. bs

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