Technologie Lasermarkieren

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Technologie Lasermarkieren
Wolfgang Weber
Vertriebsbüro Nord
Laser-Markieren und Kunststoffschweißen
TRUMPF L
Laser- und
d Systemtechnik
S
h ik G
GmbH
bH
14.02.2013
Technologie Laserbeschriften © TRUMPF - vertraulich
TLD215we 14.02.2013
Grundlagen
Metall
Kunststoff
Systeme
TLD215we 14.02.2013
Grundlagen
TLD215we 14.02.2013
Gründe für das Beschriften
 Werkstück- oder gerätespezifische
Kennzeichnung
 Funktionsbezogene Kennzeichnung
 Kennzeichnung zur WerkstückIdentifikation
 Kennzeichnung als Imitationsschutz
 Farb- und designgebende
Kennzeichnungen
g und Markierungslinien
g
 Körnungen
 Kennzeichnung zur Gewährleistung
durchgängiger Rückverfolgbarkeit
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Rückverfolgbarkeit mit DataMatrix-Codes
 Geringster Platzbedarf / hohe Informationsdichte
 Geringer Kontrast ausreichend
 Geringste Taktzeiten möglich –
bis zu Faktor 6 schneller als Barcode
 Lesbar in jeder Winkellage, seitenverkehrt, gespiegelt
 Sehr hohe Lesesicherheit (Prüfziffernrechnung)
 Zerstörung
Z
ö
bi
bis 20 % d
des C
Codes
d möglich
ö li h
gleicher Inhalt
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Vorteile des Verfahrens Laserbeschriftung
 Berührungslose Bearbeitung, materialschonende Kennzeichnung
 Schwer zugängliche Stellen erreichbar (Vertiefungen / gekrümmte Flächen)
 Große
G ß Materialvielfalt
M t i l i lf lt
 Kein Vor- und Nacharbeiten erforderlich
 Qualität, Dauerhaftigkeit und Reproduzierbarkeit
 Hohe Beschriftungsgeschwindigkeit
 Beliebige, auch sehr feine Geometrie
 Einfache
f
Integration in automatische Fertigung
 Umweltfreundliches Verfahren
 Möglichkeit der “Online-Einbindung”, z.B. direkte
Übernahme von Messdaten auf das Werkstück
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Funktionsprinzip
Markierlaser
Ablenkung durch bewegliche Spiegel
Fokuslagensteuerung
Objektiv
Gepulster
Laserstrahl
Werkstück
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Funktionsprinzip Markierlaser
Wie aus Punkten eine Linie wird: Verringerung der Ablenkgeschwindigkeit
v = 2000 mm/s
v = 1000 mm/s
v = 500 mm/s
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Funktionsprinzip Markierlaser
Wie aus Punkten eine Linie wird: Erhöhung der Pulsfrequenz
v = 1000 mm/s
f = 15 kHz
v = 1000 mm/s
f = 30 kHz
v = 1000 mm/s
f = 60 kH
kHz
Prozessfilm Duschköpfe
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Einflussfaktoren des Lasermarkierens
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Beschriftungssoftware
Übernahme vorhandener Grafiken /
Zeichnungen / Logos
Erzeugung von Barcodes, DataMatrixCodes und Seriennummern
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Parameterbibliothek
Nutzen
 Bedienfreundlichkeit: Einmal benutzte
Parameter auf neue Markierfiles
übertragen
 Qualität: Mehrere Stellen eines Bauteils
mit gleicher Markierqualität beschriften
P
Produktivität:
d kti ität N
Neue M
Markierfiles
ki fil schnell
h ll
erstellen
Funktionsbeschreibung
1) Parameter für Markierung A einstellen
2) Parameter für Markierung B adaptieren
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Navigator
Nutzen
 Intelligente Bedienerunterstützung: In
drei Schritten zur Lasermarkierung
 Produktivität: Schnell und einfach rüsten
und markieren
 Flexibilität: Ohne Expertenwissen
M t i l i lf lt und
Materialvielfalt
d Ch
Chargentoleranzen
t l
meistern
1)
2)
Funktionsbeschreibung
1) Auswahl von Material und Verfahren
2) Automatisch erstellte Matrix lasern
3) Optimales Ergebnis auswählen
3)
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Einflussfaktor Wellenlänge λ
= 355 nm
Lichtabsorption an Oberflächen
ist Material- und
A [%]
Wellenlängenabhängig
= 532 nm
C0 2 - Laser
 = 10,64 µm
= 1064 nm
100
Infrarot
• Metalle
• Polymere
• Keramik
Grün
• Buntmetalle
• Silizium
• Polymere
80
PolymerMatrix
Pigmente
60
40
Additive
20
0
Ultraviolett
• Polymere
0,1
0,5
1 Wellenlänge  [µm] 10
IR
UV
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Grundlagen
Metall
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Effekte bei der Metallbeschriftung
Gravur
Laser
Anlassen
Laser
Abtragen
Laser
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Gravur - Verfahren
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Metalle beschriften: Gravieren
 Bearbeitungstiefe: 1 ... 200 µm, evtl. mehrere
Überfahrten
 Bearbeitungsbreite: 50 µm (laserabhängig)
 Ablenkgeschwindigkeit: 50 ... 400 mm/s
 Besonderheiten:
- dauerhaft
Gravur
Schliffbild Gravur
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Graviertes Werkzeug
 Tiefengravur von Stahl im
Formenbau, z.B. Stempel oder
S it
Spritzgusswerkzeug
k
 Mehrfachüberfahrten
 Auch Filigran-Kavitäten (feine
Details mit StrahlØ 30 µm)
 Direkter Weg vom CADDatensatz zum Teil – keine
Elektroden nötig
 Abtragraten typ. 1 mm³/min und
Oberflächen bis Ra = 1 µm
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Gravur – Beispiele
Zahnrad
Stanzwerkzeug
Druckaufnehmer
Messer
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Anlassbeschriftung - Verfahren
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Metalle beschriften: Anlassen




Bearbeitungstiefe: 30 - 50 µm
Bearbeitungsbreite: 50 µm (laserabhängig)
Ablenkgeschwindigkeit: 10 ... 100 mm/s
Besonderheiten:
- Oberfläche unbeschädigt
- hoher Kontrast
Schliffbild Anlassen
Bildröhre
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Beispiele Anlassbeschriftung Medizintechnik
Instrumente / Edelstahl
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Beispiele Anlassbeschriftung Medizintechnik
Implantate / Titan - auch beschichtete Materialien (TiN usw.)
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TruMark
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Beispiel Anlassbeschriftung Zahnbohrer
 Filigrane Beschriftung möglich
 Kein Materialaufwurf am
Bohrerschaft
 Schnelle Beschriftung < 1 s
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Beispiel Herzschrittmacher Titan
 Beschriftung durch
Anlassbeschriftung
 Unbeschädigte Oberfläche
 Nur lokale oberflächliche
Erwärmung  keine
Beschädigung der innenliegenden
El kt ik
Elektronik
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Beispiel Hüftgelenkspfanne
 Anlassbeschriftung
 Schwer zugängliche Stellen
erreichbar (Vertiefungen /
gekrümmte Flächen)
 Qualität, Dauerhaftigkeit und
Reproduzierbarkeit
 Beschriftung mit TruMark 3020,
Beschriftungszeit ca. 15 s
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Anlassbeschriftung – Beispiele
Endoskop
Chirurgisches Instrument
Endoskopeinsatz
Industrial Design
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Abtragen - Verfahren
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Beispiel beschichtete Titanimplantate
 Beschriftung durch Schichtabtrag
 Unbeschädigte Oberfläche
 Keine Mikrorisse
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Grundlagen
Metall
Kunststoff
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Markieren von Polymeren
Gut markierbar
ohne Additive
Gut markierbar
mit Additiven
ABS
PS
PE
PC
PI
PA
PPSU
PETP
PVC
PBT
POM
Polyester*
SAN (Styrol)
PPS
PU*
UREA
ASA
Polyolefine
(PEHD, PP)*
PEEK
PES
PMMA*
PEI
PTFE*
* Lasersensitives Additiv zwingend notwendig
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Effekte bei der Kunststoffbeschriftung
Gravur
Laser
Verfärben
Ausbleichen
Laser
Aufschäumen
Laser
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Schichtabtrag
Laser
Laserbeschriften künstliche Knochen
 Trainingsmodelle für Chirurgen
und Orthopäden
 Künstliche Knochen aus
Polyurethan
 Rückverfolgbarkeit markiert ein
TRUMPF Beschriftungslaser
g
auf jeden Knochen einer
individuelle Nummer
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Beschriftung Gehäusen
 Kunststoff PC
 Hoher Kontrast mit 1064 nm
 Geringste Taktzeiten möglich
mit TruMark 5040,
Beschriftungszeit für gesamte
Markierung
g inkl. Barcode < 5 s
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Kanüle
 Transparentes PC
 Schwarze Beschriftung mit
1064
06 nm möglich
ög c
 Beschriftungszeit ca. 3 s mit
TruMark 3020
TLD215we 14.02.2013
Beispiel Drehschalter
 Weiße Beschriftung durch
Aufschäumen des schwarzen
Kunststoffs
 Beschriftung mit
Rundachsensegmentierung
 Schwarze Beschriftung mit
1064 nm möglich
 Beschriftungszeit Stirnseite im
Bereich 1 s mit TruMark 3020,
Sk l ca. 10 s inkl.
Skala
i kl S
Segmentierung
ti
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Beispiel Skala Blutdruckmessgerät
 Beschriftung durch Schichtabtrag
laserbeschriftbare selbstklebende
Acrylatfolie
 Auch Zuschneiden der Folie möglich
 Bearbeitungszeit inkl. Ausschneiden
mit TruMark 3130 ca. 10 s
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Hörgeräte
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Beispiel Raindance Handbrause (Hansgrohe)
 Beschriftung Strahlscheibe aus
Kunststoff mit TruMark 6330 (355
nm)) mit unversehrter Oberfläche
 Beschriftung verchromter Griff
ohne Beschädigung der
Chromschicht. Kein Abplatzen.
 Beschriftungszeit gesamt ca. 10 s
 Beschriftung beide Positionen in
p
g durch interne
einer Aufspannung
Defokussierung und
softwaremässige Entzerrung
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Grundlagen
Metall
Kunststoff
Systeme
TLD215we 14.02.2013
TruMark Serie: Übersicht
TruMark 3010
TruMark 3020
TruMark 3130
TruMark 3230
Abmessungen:
379x138x138mm
TruMark 5020
TruMark 5040
Abmessungen:
414x131x157mm
TLD215we 14.02.2013
TruMark 6020
TruMark 6030
TruMark 6130
TruMark 6330
TruMark 6350
Abmessungen:
613x301x200mm
TruMark Station 1000, 5000, 7000
TruMark Station 1000
Abmessungen:
Abmessungen:
Abmessungen:
410 x 760 x 672 mm
860 x 2000 x 1310 mm
1200 x 2010 x 1200 mm
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TLD215we 14.02.2013
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