Lasergravur: Verfahren, Arten, Materialien und Anwendungen

„Mit dem Laser lassen sich Logos, Teilenummern oder Muster in verschiedene Materialien gravieren, ohne dass dabei die ästhetische Anziehungskraft verloren geht.“

Gravur ist die beste Methode, um Schilder, Logos, Texte, Muster und Buchstaben auf Arbeitsflächen zu erstellen. In der Fertigung werden verschiedene Gravurverfahren eingesetzt, wie zum Beispiel die mechanische Gravur. Laserätzen, Laser-Gravur, usw.

Die Lasergravur ist besonders beliebt für metallische Werkstücke in verschiedenen Anwendungsbereichen. Ein Laserstrahl trifft auf das Werkstück und verdampft das Material selektiv, um die Oberfläche zu gravieren. Der Einsatz von CNC-Lasern ermöglicht dabei eine höhere Genauigkeit und Präzision. 

Das Verständnis des Gravurkonzepts, der Gravurtechniken, Gravurarten und anderer Aspekte hilft dabei, bessere Entscheidungen zu treffen und optimale Ergebnisse zu erzielen. In diesem Artikel werden der Arbeitsmechanismus, kompatible Materialien, Anwendungen usw. erläutert.

Was ist Lasergravur?

Dabei handelt es sich um den Prozess der Erzeugung tiefer, dauerhafter Markierungen auf der Materialoberfläche durch berührungsloses (scherfreies) Entfernen von Material. Bei der Lasergravur werden CO₂- oder Faserlaserquellen verwendet, die sich präzise entlang eines festgelegten Pfads oder Musters bewegen und das Material in einer bestimmten Tiefe schmelzen und verdampfen. Die Art der Laserquelle hängt von der Art des Materials ab. CO₂ eignet sich für Metall-Gravur und Fasern für nichtmetallische Werkstücke.

Die Geschichte der Gravur reicht schätzungsweise 500,000 Jahre zurück, in die Anfänge der Steinzeit. Man geht davon aus, dass die Menschen damals Schilder in Steine ​​gravierten. Später wurde sie mit dem Beginn des Metallzeitalters zu einer der Schlüsseltechnologien der Zivilisation. Bis Anfang des 1900. Jahrhunderts war die mechanische Gravur überall beliebt, von Münzen (Währung) bis hin zu Industrieprodukten.

1950 wurde die Lasergravur erstmals im Flugzeugbau eingesetzt, nachdem Albert Einestines Ende der 1910er Jahre eine Dissertation über Lasertechnologie vorgelegt hatte. Die erste kommerzielle Maschine kam jedoch erst nach den 1960er Jahren auf den Markt. Seitdem hat diese Technologie ihre Fähigkeiten kontinuierlich weiterentwickelt. 

Derzeit können Sie dauerhafte Markenlogos, Zeichen, Muster, gestaltete Texte und Buchstaben, Handwerkskunst und Merkmale auf verschiedenen metallischen und nichtmetallischen Produkten sehen, von eingravierten Fahrgestellnummern in Fahrzeugen bis hin zu Designs in Schmuckstücken. Diese werden für Präzision, Genauigkeit und Haltbarkeit mit einem Laser eingraviert.

Wie funktioniert Lasergravur?

Wie wir oben kurz zur Funktionsweise der Lasergravur erläutert haben, trifft ein Laserstrahl auf das Werkstück und durch intensive Hitze schmilzt das Material, um die Gravurmerkmale zu bilden. Die Einrichtung und der detaillierte Prozess sind jedoch viel umfassender, als es klingt. 

Funktionsweise der Lasergravur 

A CNC-Gravur Die Anlage besteht aus zwei oder mehr Spiegeln (typischerweise drei) und einer Fokussiereinrichtung, um den Laserstrahl vor dem Austritt aus dem Laserkopf zu bündeln. Der Strahl der Laserquelle mit geringer Leistung trifft nach der Reflexion an mehreren Spiegeln auf die Linse. Das CNC-Programm steuert die Bewegung und das Auftreffen der Laserstrahlen und ermöglicht eine hohe Präzision von bis zu 0.004 mm. 

Das System arbeitet entlang der X-, Y- und Z-Achse und sorgt durch die Steuerung der Bewegung des Laserkopfes und der Werkstückpositionierung für präzise und detaillierte Gravuren. Die Gravurtiefe wird dabei von der Leistung der Laserquelle, der Geschwindigkeit, der Brennweite und der Anzahl der Durchgänge des Laserstrahls bestimmt. Sie können diese Variablen in der Maschine einstellen. Darüber hinaus wird während der Gravur Druckluft zugeführt, um Schmutz zu entfernen und eine Verschmutzung der Linse zu verhindern. 

Um besser zu veranschaulichen, wie Lasergravur funktioniert, sehen wir uns die Schritte des Gravurprozesses an. 

Schritte des Lasergravurprozesses 

Bei diesem Verfahren wird das CAD-Design graviert, indem es in maschinenlesbare Anweisungen, sogenannte Vektordateien, umgewandelt wird. In den folgenden Schritten wird erläutert, wie Sie Material mit einem Laser gravieren können:

• Entwerfen

Der erste Schritt besteht darin, Gravurfunktionen mithilfe von Computersoftware wie AutoCAD, Linkspace, LigthBurn usw. zu entwerfen. Der Entwurf muss Form, Größe, Tiefe, Toleranzen und andere technische Informationen darstellen. 

• Design nach Anleitung 

Anschließend wandelt die Lasergravurmaschine dieses Design in Anweisungen für die Bewegung des Laserkopfes um, sogenannte Raster- oder Vektordateien. Diese Anweisungen umfassen Laserpfad, Strahlwiederholung, Geschwindigkeit usw. 

• Material vorbereitung 

Das Werkstück muss gründlich gereinigt werden und darf keine Rückstände, Verunreinigungen oder Grate aufweisen. Als nächstes müssen Sie auch die Materialeigenschaften der verfügbaren Maschinen berücksichtigen. Einige Laser können nur mit bestimmten Materialien arbeiten. 

• Maschineneinrichtung 

Die Einrichtung für den Lasergravurprozess umfasst normalerweise das Klatschen der Werkstücke, die Laserkonfiguration und die Ausrichtung. Gravurvariablen wie Geschwindigkeit, Quellenleistung, Frequenz und Brennweite sollten basierend auf Ihren Anforderungen optimiert werden. Sie können den Test auch an Ausschusswerkstücken durchführen, bevor Sie mit dem eigentlichen Prozess beginnen. 

• Gravur 

Jetzt bewegt sich der Laserkopf in mehreren Durchgängen auf dem vorher festgelegten Pfad und befolgt dabei die Anweisungen der Maschine. Diese Automatisierung reduziert die Ausfallzeiten, verbessert die Präzision und macht den Prozess kostengünstiger.

Sind Lasergravur und Lasermarkierung die gleichen Prozesse?

Lasergravur vs. Ätzen vs. Markieren 

Obwohl sowohl Gravur als auch Laserbeschriftung Bei Verfahren mit ähnlichen Quellen und Aufbauten wird beim Lasermarkieren kein Material abgetragen und es werden keine Muster oder Formen mithilfe von Vertiefungen auf der Oberfläche erzeugt. Stattdessen verfärbt der Laser die Oberfläche beim Lasermarkieren dauerhaft in einem vorgegebenen Muster. Jedes Material besitzt ein einzigartiges Laserabsorptionsspektrum, das sich nach der Wechselwirkung mit dem Laser in verschiedene Farben verändert. Das Farbspektrum kann je nach Laserquelle, Nennleistung und Wellenlänge unterschiedlich reagieren. lasergravur logo, QR-Codes und Beschilderung. 

Sie können die Lasergravur also als eine der Lasermarkierungsarten Im Hinblick auf die Anwendungen gibt es zwar Unterschiede, aber im Wesentlichen handelt es sich nicht um denselben Prozess.

Lasergravurmaterialien

Gängige Materialien für die Lasergravur 

Ein Laser kann Metall, Kunststoff, Leder, Verbundwerkstoffe, Holz und Stoff gravieren. Allerdings sind Lasertyp und Verarbeitungsvariablen unterschiedlich. Das liegt daran, dass verschiedene Materialien für die Lasergravur unterschiedlich auf Laserstrahlen reagieren. Beispielsweise neigen die niedrigen Schmelzpunkte von Kunststoffen dazu, mehr thermische Effekte zu zeigen als Metalle.

Metall wird mit Faserlaserquellen graviert, um bessere Ergebnisse zu erzielen, während CO₂ für Holz beliebt ist. Kunststoffe können inzwischen sowohl mit CO₂ als auch mit Fasern graviert werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Techniken können damit sogar harte Materialien mit beliebiger Komplexität graviert werden. 

Metallindustrie

Fast alle Metalle und Legierungen sind mit dem Lasergravurverfahren kompatibel und stellen die am häufigsten verwendeten Gravurmaterialien dar. Mit der richtigen Laserleistung können sie von weichem Aluminium bis zu gehärtetem Stahl effektiv bearbeitet werden. 

• Edelstahl
• Aluminium
• Messing
• Kupfer
• Titan
• Gold
• Silber
• Eloxiertes Aluminium
• Nickel
• Chrom usw. 

Kunststoffe

Sowohl Duroplaste als auch Thermoplaste lassen sich mit einem Laser gravieren. Acrylglas ist aufgrund seiner Festigkeit, Stoßfestigkeit und Langlebigkeit besonders beliebt und eignet sich für Schilder und Displaytafeln. Dickere Kunststoffe sind schwieriger zu gravieren als Metall, da sich das umgebende Material erhitzen und die Genauigkeit beeinträchtigen kann. Lasergravur von Kunststoff Erfordert die richtige Einstellung von Leistung und Geschwindigkeit, um saubere und präzise Ergebnisse zu erzielen, ohne die Oberfläche zu beschädigen.

• Acrylic
• ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)
• Polycarbonate
• Polyethylen (PE)
• Kunststoffbälle
• Delrin (Acetal) usw. 

Holz

Mit der Lasergravur auf Holz können verschiedene Kunstwerke, Kunsthandwerke, Muster, Dekorationsgegenstände und sogar Schmuck hergestellt werden. Die niedrige Leistung (normalerweise <100) kann die Holzoberfläche präzise in der gewünschten Tiefe brennen und erodieren. Walnuss und Ahorn sind zwei Holzarten, die sich für dieses Verfahren sehr gut eignen. 

Andere Materialien für die Lasergravur

Neben Holz, Metall, Legierungen und Kunststoffen sind weitere Materialien für die Lasergravur:

• Kohlefaser, Glas, Kevlar-verstärkter Kunststoff
• Silikon-Gummi
• Echtes Leder, Kunstleder und Wildleder 
• Karte Stock

Welche Arten der Lasergravur gibt es?

Die Klassifizierung kann anhand zweier Kriterien erfolgen: Lasermedium und spezifische Anwendung. Lassen Sie uns das besprechen. Lasergravurmaschinen unter diesen beiden Klassifizierungen;

Basierend auf der Laserquelle

Es bezeichnet die Lichtquelle des Lasers und wird oft auch als Arten von Graviermaschinen. Hersteller definieren Graviermaschinen auch nach der Art der in der Maschine verwendeten Laserquelle.

CO₂-Lasergravur

Es verwendet CO₂ als Lasermedium und aus diesem Gas tritt ein Infrarotstrahl mit einer Wellenlänge von 10.6 Mikrometern aus. Ein CO₂-Laser funktioniert mit nichtmetallischen Lasergravurmaterialien wie Acryl, Holz, Gummi, Glas, Leder usw.

Faserlasergravur 

In Faserlasern wird als aktives Medium ein spezielles Glasfaserkabel verwendet, das mit seltenen Erden wie Erbium oder Ytterbium dotiert ist. Es ist hocheffizient, kompakt und ideal für die Präzisionsgravur von Metall. Es ermöglicht Hochgeschwindigkeitsgravuren und ist mit harten Legierungen kompatibel. Bei der Gravur von nichtmetallischen Materialien ist es jedoch nur minimal einsetzbar. Faserlaser können teuer sein und erfordern einen offenen oder belüfteten Arbeitsbereich, um das Risiko von Dämpfen oder Gasen auszuschließen.

Diodenlaser 

Wie der Name schon sagt, werden Halbleiterdioden als Lasermedium verwendet. Wenn Elektrizität durch die Diode fließt, strahlt sie Laserlicht aus, das in einer Brennlinse konzentriert wird, bevor es auf die Oberfläche des Werkstücks trifft.

Die Diodenlaser eignen sich für kleine Gravuren und die Gravuren sind auch als Desktop- oder tragbare Maschinen erhältlich. Die gravierte Oberfläche ist ähnlich glatt wie bei Faserlasern. Für große und tiefe Gravuren sind die Diodenlaser jedoch nur begrenzt geeignet.

Darüber hinaus werden UV- und ND:YAG-LASER auch für Gravuraufgaben eingesetzt. 

Basierend auf Lasergravurfunktionen

Relief-, Tiefen-, Bild- oder andere merkmalsbasierte Klassifizierungen für Lasergravurarten. Die folgende Tabelle erläutert kurz die Merkmale dieser Arten; 

Was sind die Vorteile der Lasergravur?

Die Lasergravur erfolgt ohne physischen Kontakt zwischen Werkzeug und Material, obwohl thermische Einflüsse stärker sein können. Sie eliminiert das Risiko von Scherverformungen und Ungenauigkeiten durch Werkzeugverschleiß. Weitere wichtige Vorteile sind:

• Hochpräzise und genaue Gravurfunktionen

Unabhängig von den oben beschriebenen Techniken und Methoden bietet der Lasergravurprozess eine höhere Präzision und Genauigkeit. Die fortschrittlichen CNC- und automatisierten Lasergravierer erreichen im Vergleich zu herkömmlichen Gravur- oder Laserherstellungstechniken enge Toleranzen.

• Graviergeschwindigkeit

Die hohe Lasergravurgeschwindigkeit steigert die Produktionseffizienz und senkt die Herstellungskosten pro Einheit. Dies ist auch für Branchen oder Unternehmen von Vorteil, die eine schnelle Bearbeitungszeit benötigen. 

• Kompatibel mit verschiedenen Materialien

Mit der richtigen Lasermaschine und präziser Leistungssteuerung graviert sie Metalle, Holz, Kunststoffe, Verbundwerkstoffe, Glas, Gummi, Leder und Textilien. Dadurch eignet sie sich hervorragend für vielfältige Anwendungen, darunter Produktkennzeichnung und Identifikationsmarkierung. lasergravierte Metallteile.

• Einfache Bedienung

Im Vergleich zur mechanischen Gravur und anderen Laserbearbeitungstechniken ist dies ein einfacherer Vorgang. Der Laserkopf folgt dem Pfad und graviert die gewünschten Designs. 

• Saubere, schmale Muster 

Mit dem Laser lässt sich eine gratfreie, sauber gravierte Oberfläche erzeugen, auch bei harten Materialien und schmalen Designs. 

• Langlebigkeit

Die lasergravierten Bauteile sind mehrere Jahre haltbar und die Gravur verblasst auch mit der Zeit nicht. Es handelt sich also um eine zuverlässige Lösung. 

Welche Anwendungen gibt es für die Lasergravur?

Anwendungen für die Lasergravur 

Trophäen, Schilder, Barcodes, Firmenmarken, Identifikationsnummern, Montageanleitungen und viele andere Gravuren werden mit Lasern erstellt. Daher gibt es vielfältige industrielle Anwendungen.  

Trophäengravur

Sowohl in metallische als auch nichtmetallische Trophäen graviert der Laser attraktive Symbole, Logos, Buchstaben und andere Informationen in Holz-, Glas- oder Metalltrophäen. Sie können es für einfache bis hin zu sehr komplizierten und individuellen Trophäen, Auszeichnungen und Medaillen verwenden. 

Markenlogos und -symbole 

Die gratfreie und präzise Lasergravur macht sie zu einer praktischen Option, um Markennamen, Kennzeichen und Logos dauerhaft auf verschiedenen Produkten anzubringen. Viele Branchen nutzen sie. lasergravierte Logos weil sie klare Details, langanhaltende Ergebnisse und ein professionelles Finish liefern, ohne die Oberfläche des Bauteils zu beschädigen.

• Fahrzeugmarkennamen, Symbole und Logos
• Logos auf Elektronikgeräten wie Laptops, Tablets, Smartphones und Gehäusen
• Logos von Luxusschmuckmarken
• Verpackungs- und Werbeartikel

QR und Barcodes

Der permanente Barcode und QR auf Acryl, Glas und Metallen für verschiedene Zwecke, sei es ein QR für kleine Unternehmen oder Informationsbarcodes in Industriekomponenten. Der Grund, warum ein Laser ideal zum Gravieren dieser Codes ist, besteht darin, dass er das Muster präzise reproduzieren kann und länger hält, ohne zu verblassen.

Medizinische Geräte und Komponenten

Medizinische Geräte und Komponenten benötigen für ihren sicheren und effektiven Betrieb eindeutige Identifikationsnummern oder Beschriftungen. Diese können mit dem Laser auch in kleine Komponenten mit minimalen Prozesseffekten wie Verformungen eingraviert werden. 

Matrizen und Formen

Lasergravuranwendungen spielen auch eine wichtige Rolle bei der Erstellung komplexer Merkmale wie winziger Hohlräume, Rillen oder anderer Merkmale. Laser können auch Merkmale auf Formen oder Matrizen erstellen, wenn das Endteil geprägte Symbole, Buchstaben oder Zahlen benötigt.

Mehr lesen: Was ist Lasermarkierung auf Kunststoffextrusionen? 

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Bei ProleanTech liefern wir die Lasergravur-Service Wir kombinieren moderne Lasergravurmaschinen (CO₂, Faser, Diode usw.), die Erfahrung unserer Ingenieure und ein tiefgreifendes Verständnis der Anforderungen unserer Kunden. Wir können individuell gravierte Designs auf über 200 technischen Materialien anpassen. Wenn Sie also präzise Logos, Beschilderungen, QR-Codes, Zahlen und Buchstaben, kreative Kunst, Schmuck oder ein individuelles Design benötigen, laden Sie Ihr Design hoch und fordern Sie ein Angebot an! 

Fazit

Insgesamt findet die Lasergravur breite Anwendung in Industrie, Kunst, Werbung und Schmuckherstellung. Ihre Fähigkeit, verschiedene Materialien zu bearbeiten, feinste Details zu erzeugen und komplexe Designs präzise zu reproduzieren, macht sie zu einer zuverlässigen Markierungsmethode. Ob Logos, Seriennummern, Texte oder dekorative Muster – ein professioneller Lasergravierer kann Ihnen dabei helfen. Lasergravur-Service kann dauerhafte und genaue Ergebnisse an einer breiten Palette von Teilen und Produkten liefern. Kontaktieren Sie uns noch heute für ein kostenloses und unverbindliches Online-Angebot!

Häufig gestellte Fragen

Kann ich für mein Projekt jede beliebige Art von Lasergravurmaschine verwenden?

Die Wahl des Typs Ihrer Lasergravurmaschine hängt vom Material des Werkstücks ab. CO₂-Laser eignen sich für nichtmetallische Gravuren und Faserlaser sind ideal für metallische Gravuren. Diodenlaser erledigen dagegen kleine Gravuraufgaben effizient. 

Wie stelle ich den Gravurlaserkopf ein?

Die Brennweite zwischen der Laserlinse und der Werkstückoberfläche bestimmt die Positionierung des Laserkopfes. Verwenden Sie daher ein Fokussierwerkzeug oder befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers, um den Laserkopf genau zu positionieren. 

Welche Materialien lassen sich mit dem Laserstrahl gravieren?

Laser können Metall, Legierungen, Verbundwerkstoffe, Thermoplaste, Duroplaste, Gummi, Stoffe und Leder gravieren, abhängig von ihren Absorptionseigenschaften.

Warum sollten Schilder, Logos und QR-Codes per Laser graviert werden?

Es handelt sich um einen berührungslosen Materialentfernungsprozess, der hochauflösende dauerhafte Schilder, Logos und QR-Codes auf unterschiedlichen Materialien erstellt.