Was ist ein industrieller Laser?

Wichtige Punkte

  • Industrielle Laser: Schneiden, Beschriften, Schweißen - für Automobil-, Elektronik- und Medizintechnik.
  • Beschriftungsverfahren: Anlassbeschriftung, Lasergravur, Laserätzung - passend zur Materialanforderung.
  • Laserarten: Faser (1.064 nm) für Metalle, UV (355 nm) für empfindliche Materialien, CO2 für Nichtmetalle.
  • Vorteile: Dauerhafte, präzise, reproduzierbare Markierung; ersetzt Stanzen oder Drucken in vielen Prozessen.

Industrielle Laser werden in Produktionslinien zum Schneiden, Beschriften und Schweißen eingesetzt – unter anderem in der Automobil-, Halbleiter-, Elektronik-, Lebensmittel-, Pharma-, Medizin-, Metall- sowie Verpackungsindustrie. Ein industrieller Laser kann sowohl Einzelteile mit dauerhafter Kennzeichnung als auch große Serien mit präziser, effizienter und reproduzierbarer Bearbeitung herstellen.

Die Laserbearbeitung bietet eine dauerhafte und effiziente Produktmarkierung und übertrifft klassische Fertigungsmethoden wie Stanzen, Drucken, Sägen oder Heißschweißen.

Im Folgenden wird erläutert, warum industrielle Laser durch ihre Vielseitigkeit, Materialkompatibilität und Präzision heute viele Produktionsprozesse dominieren.

Funktionsweise industrieller Laser

Industrielle Lasersysteme können direkt in eine Produktionslinie integriert oder als Stand-Alone-Systeme betrieben werden. In der Linie werden Produkte unter dem stationären Laser bewegt, der währenddessen markiert, schneidet oder schweißt.
Alternativ kann der Laser manuell, robotergestützt oder komplett automatisiert betrieben werden.

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Industrielle Laserbeschriftung

Einer der Hauptanwendungsbereiche industrieller Laser ist die Laserbeschriftung, die verschiedene Verfahren umfasst:

Anlassbeschriftung (Black Annealing)

Hierbei wird das Material erhitzt, sodass sich Oxide oder Legierungselemente (z. B. Chrom bei Edelstahl) an der Oberfläche bilden. Das Ergebnis ist ein dunkler, kontrastreicher Schriftzug, ohne dass Material abgetragen wird – ideal für medizinische Anwendungen, in denen glatte Oberflächen erforderlich sind.

Lasergravur

Bei der Lasergravur wird Material verdampft oder abgetragen, wodurch eine Vertiefung entsteht. Das Verfahren ist robust, dauerhaft und gut für Rückverfolgbarkeitscodes, Seriennummern oder dekorative Elemente geeignet. Demnach findet diese Methode häufig Anwendung in der Automobilindustrie, wie beispielsweise für die Markierung von Guss- oder Motorenteilen.

Laserätzung (Etching)

Beim Laserätzen wird die Oberfläche durch Schmelzen und Umformen leicht aufgeraut, sodass das Licht anders reflektiert wird, was die Markierung hell oder weißlich erscheinen lässt. Da hierbei eine mikroskopische Struktur entsteht, ist das Verfahren nicht für alle Anwendungen geeignet (z. B. medizinische Implantate).

Industrielles Laserschneiden

Das Laserschneiden ist weit verbreitet, da es saubere, präzise Schnittkanten mit minimalem Grat erzeugt.
Der Laserstrahl wird auf das Werkstück fokussiert, wodurch das Material schmilzt, verbrennt oder verdampft, während ein Schneidgas (meist Stickstoff oder Sauerstoff) den Schnitt freibläst.

KEYENCE bietet Laserbeschriftungssysteme, die auch einfache Schneidprozesse übernehmen können, um zwei Maschinen in einer zu vereinen.
Diese Multifunktionalität gilt jedoch nur für dünne Materialien oder Folien – für echtes Laserschneiden von Metallblechen sind spezialisierte Schneidlaser mit höherer Leistung erforderlich.

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Arten industrieller Laser

Es gibt drei Haupttypen von industriellen Lasern: Faserlaser, UV-Laser und CO2-Laser.
Jeder Typ arbeitet mit einer unterschiedlichen Wellenlänge und Resonator-/Oszillatortechnologie, was zu verschiedenen Material- und Anwendungsschwerpunkten führt.

Faserlaser

Faserlaser verwenden eine optische Faser als Resonator, um den Laserstrahl zu verstärken. Die erzeugte Wellenlänge liegt typischerweise im Bereich von 1.030 – 1.080 nm, üblicherweise 1.064 nm.

Durch ihre hohe Leistung, Effizienz und Strahlqualität sind Faserlaser ideal für die Bearbeitung von Metallen – etwa zum Gravieren, Anlassbeschriften oder Schneiden.
Sie werden häufig in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin- und Elektronikindustrie eingesetzt.

UV-Laser

UV-Laser entstehen, indem der Grundstrahl eines 1.064 nm-Lasers durch nichtlineare Kristalle (z. B. LBO und BBO) geleitet und dreifach frequenzkonvertiert wird.
So entsteht eine Endwellenlänge von 355 nm im ultravioletten Bereich.

Diese kurze Wellenlänge bewirkt eine sehr hohe Absorption in vielen Materialien.
Der Laser wirkt hier photochemisch (Fotolyse) statt thermisch, das bedeutet: Die Materialbindungen werden direkt aufgebrochen, ohne Wärme einzutragen.
Daher spricht man von einer „Kaltmarkierung“.

UV-Laser sind ideal für wärmeempfindliche Materialien und werden z. B. bei Kunststoffen, Glas, Keramik, Gummi, Gold, Silber oder Kupfer eingesetzt, wenn Oberflächenschäden vermieden werden sollen.

CO2-Laser

CO2-Laser erzeugen eine Infrarot-Wellenlänge von 10.600 nm durch eine Gasentladung in einem CO2-Gemisch. Durch die hohe Wellenlänge entsteht stärkerer Wärmeeintrag als bei anderen Lasertypen. CO2-Laser sind besonders geeignet für nichtmetallische Materialien wie Kunststoffe, Holz, Papier, Glas und beschichtete Materialien und werden oft in Verpackungs- und Flaschenproduktionslinien eingesetzt.

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Industrielle Laser bieten Effizienz, Präzision und dauerhafte Ergebnisse beim Schneiden, Schweißen und Beschriften.
Angesichts ihres breiten Einsatzspektrums ist der Umstieg von klassischen Fertigungsverfahren auf Laserprozesse für viele Unternehmen ein entscheidender Wettbewerbsvorteil.

KEYENCE ist auf industrielle Lasermarkiersysteme und -prozesse spezialisiert und bietet professionelle Beratung und technische Unterstützung. Gerne kommen wir für eine unverbindliche Demonstration persönlich bei Ihnen vorbei!

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