SMM Bericht November 2017

Bericht Businesslink

Hakama AG

Um ausserordentlich hohe Markierkontraste zu erhalten und um annähernd alle Materialien bearbeiten zu können, hat sich HAKAMA für den Einsatz eines Pikosekundenlasers entschieden. Die grossen Vorteile von Markierungen mit diesem diodengepumpten, modengekoppelten Festkörperlaser sind die ultrakurzen Pulsdauern des Energiestrahls. Diese ermöglichen nichtlineare Multiphotonen- Absorptionsprozesse, welche die Materialbearbeitung weitgehend unabhängig von der Laserwellenlänge macht. Mit anderen Worten, die einzigartige Qualität von Markierungen auf verschiedensten Materialien ist massgeblich von dieser extrem kurzen Pulsdauer abhängig, bei welcher annähernd keine Temperaturveränderung auf der Oberfläche stattfindet.

Dies bedeutet, dass nahezu alle Materialien bearbeitet werden können, sogar solche, die bei der Laserwellenlänge transparent sind. Ein weiterer Vorteil der ultrakurzen Laserpulsdauern ist die "kalte Ablation" des Materials, welche nicht auf der Erzeugung von Wärme, wie beispielsweise bei Nanosekundenlasern, basiert. Die erzeugte Nanostruktur an der Oberfläche dient als Lichtfalle, wodurch ein deutlich erhöhter Kontrast und auch ein höherer Schwarzwert erreicht werden. Weiter gibt es keinen reflektierenden Blickwinkel (glänzen) welcher verursacht, dass bei wechselndem Betrachtungswinkel die Markierung in variierendem Kontrast oder verändernder Farbe erscheint. Die Markierung ist somit immer matt schwarz. Ein weiterer Vorteil dieser Art der Markierung ist die hydrophobe Eigenschaft der Markierung. Flüssigkeiten werden generell abgestossen, was zu deutlich höherer Korrosionsbeständigkeit selbst bei chemischen Reinigungs- und Sterilisierungsprozessen führt.

Deshalb verwendet man den CEPHEUS Pikosekundenlaser von PHOTON ENERGY für alle Laserbearbeitungsprozesse, bei denen Schädigung durch Schmelzen, Verformung oder Verfärbung aufgrund von Wärmeeintrag unerwünscht sind und eine maximale optische Stabilität der Markierung verlangt wird.

Die Pulsenergien von bis zu 300 Mikrojoule sorgen für einen geringeren Materialabtrag pro Laserpuls als bei einem Nanosekundenlaser und erhöhen damit zusätzlich die Präzision der Materialbearbeitung wie beispielsweise bei sehr kleinen und präzisen Bohranwendungen. Generell wird er überall dort eingesetzt, wo Präzisionsanforderungen von Nanosekundenlasern nicht mehr erfüllt werden können.

Zusammenfassend kann man sagen, dass die Markierungen mit Pikosekundenlasern gegenüber länger pulsenden Lasern wie zum Beispiel Nanosekunden-Faserlaserquellen oder Nd:YAG-Lasern folgende Vorteile haben.

  1. Schnellere Markierung durch höhere Pulsspitzenleistungen
  2. Gleichmässigere Markierung durch Oberflächenstrukturveränderung (Lichtfalle) anstatt Anlassbeschriftung mittels Energieeintrag durch Temperatur
  3. Gleichbleibender Kontrast (Lichtfalle) bei änderndem Lichteinfalls- und Betrachtungswinkel
  4. Höhere Beständigkeit der Markierung bei abrasiver, chemischer und Strahlenbelastung
  5. Annähernd alle Materialien können markiert werden, auch Folien, alle Metalle, alle Bundmetalle, alle Edelmetalle, alle Thermoplaste, alle Duroplaste, die meisten Elastomere, Glas, Diamant, Lackschichten, etc.
  6. Oberfläche der Markierung besitzt hydrophobe (wasserabweisende) Eigenschaften

Die durch die Fa. teltec systems ag in Bremgarten gebaute Lasermarkiermaschine TelspezX2Y1Z05 mit dem Pikosekundenlaser der Fa. PHOTON ENERGY ist ein offenes, speziell nach den Vorstellungen der Fa. HAKAMA hergestelltes Lasermarkiersystem. Durch den Verfahrbereich des Laserkopfes von 2000 x 1000 x 800 mm können auch grosse Teile vollautomatisiert bearbeitet werden.

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