Allgemein

Laserlicht ist gekennzeichnet durch die charakteristische Wellenlänge des eingesetzten Lasertyps und durch eine hohe Leistungsdichte. Für die Markierung wird der erzeugte Laserstrahl auf das Material fokussiert. Die Wechselwirkung mit der Oberfläche führt zu einer Veränderung des Materials, wie Verfärbung, Gravur oder Abtrag.
Diese Veränderungen sind im wesentlichen von der Wellenlänge des Lasers und von der Leistungsdichte des Laserstrahls im Fokus abhängig. Die Leistungsdichte ergiebt sich aus der Laserleistung und dem Fokusdurchmesser.

Die unterschiedlichen Lasertypen sind gekennzeichnet durch die entsprechende Wellenlänge und die Ausgangsleistung des erzeugten Laserstrahls.

Entscheidend für eine erfolgreiche Markierung ist, dass der Werkstoff Laserlicht mit einer bestimmten Wellenlänge absorbiert und sich dadurch verändert.

Beschriftungsarten
Gravieren Metalle, Keramiken, Kunststoffe
Anlassen Metalle
Abtragen beschichtete Materialien
Farbumschlag und Ausbleichen Kunststoffe
Schäumen Kunststoffe

Prinzip

Der Laserstab und die Pumplichtquelle, heute überwiegend Laserdioden, sind in einem Gehäuse untergebracht, wobei die Pumplichtquelle Energie in den Laserstab pumpt. Dort entsteht das Laserlicht, das zwischen zwei Spiegeln hin- und herreflektiert und bei jedem Durchgang durch den Laserstab verstärkt wird. Einer der beiden Spiegel reflektiert das Licht nur teilweise. Durch diesen tritt ein Teil des Laserlichts . etwa 20-30 % – aus dem Laser aus und steht als Werkzeug für das Beschriften zur Verfügung. Der aus dem Resonator austretende Laserstrahl wird zunächst über ein optisches Linsensystem aufgeweitet und danach von zwei beweglichen Spiegeln umgelenkt. Durch die Anordnung der Umlenkspiegel ind die spezielle Wahl der Fokussierlinse in der Ablenkeinheit wird erreicht, dass der Brennpunkt im Beschriftungsfeld auf einer Ebene liegt und dort jeder Punkt in X- und Y-Richtung erreicht wird.

Über einen im Resonator angeordneten akusto-optischen Kristall ( Q-Switch ), kann der Laserstrahl sehr schnell aus- und wieder eingeschaltet bzw. gepulst werden. Dadurch werden kurze Laserpulse mit sehr hoher Spitzenleistung erzeugt.
Die einstellbare Pulsfrequenz ist stark materialabhängig und bewegt sich, je nach Lasertyp, zwischen 0 und 100 kHz.

Laserstab

Der Laserstab besteht aus einem künstlich gezüchteten Einkristall aus Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) bzw. Yttrium-Vanadium-Oxid (Vanadat), in dem ein kleiner Teil der Yttrium-Ionen durch Ionen des Elements Neodym (Nd), dem eigentlich laseraktiven Material, ersetzt wird. Er ist nahezu durchsichtig und schimmert leicht rosa.Die Abmessungen des Laserstabes hängen von der Spezifikation des Lasers ab. Typisch ist ein Durchmesser von etwa 4 mm.