Kunststoff lasermarkieren

Lasermarkieren von Kunststoffen wird in vielen Bereichen angewendet.

Fast alle Kunststoffarten können gelasert und somit mit einer dauerhaften Kennzeichnung beschriftet werden. Verschiedenen Grundstoffe oder Farbpigmente und sonstige Beimischungen (z.B. Müllstoffe, Additive, Flammschutzmittel) können bei der Laserbeschriftung sehr unterschiedlich reagieren.
Beim Lasern von Kunststoffen gibt es mit dem Faserlaser unterschiedliche Methoden der Markierung: Umfärben, Karbonisieren oder Aufschäumen. Da die verschiedenen Kunststoffe sehr unterschiedlich reagieren, sollte vorher eine Bemusterung durch unsere Laser Applikationsspezialisten durchgeführt werden.

Einige Anwendungsgebiete:

• Gehäuseteile aus Kunststoff
• Elektrische Stecker
• Elektronische Bauteile
• Leiterplatten Automobilteile
• Tastaturen (laserschneiden und -markieren)
• Werkzeuge und Griffe von Werkzeugen
• Taster und Schalter mit Tag & Nacht Design
• Identifikationsmarken für Tiere
• Verpackungen 
• Folien
• Sensoren

Viele Kunststoffe können mit dem herkömmlichen Faserlaser beschriftet werden. Bei den meisten davon ist das Markierergebnis sehr gut, bei manchen allerdings weniger homogen. Diese Kunststoff-Arten können dann meist mit einem MOPA Laser deutlich kontrastreicher und homogener beschriftet werden. Dabei helfen die einstellbaren Pulsdauern, die wahlweise kurze oder lange Pulse ermöglichen.

Bei dunklen Kunststoffen (wie z.B. PA 66 GF, PA 6 GF, PP GF, etc.) wird dank der kurzen Pulse und der damit verbundenen geringen Pulsenergie das umliegende Material weniger erwärmt. Der Kunststoff schäumt weniger auf und die Beschriftung wird homogener. Bei anderen Kunststoffen ist wiederum mehr Energie erforderlich, um das Material ausreichend zu erhitzen. In diesem Fall helfen die langen Pulse, um das Aufschäumen des Materials zu optimieren. In beiden Fällen führt die Beschriftung mit dem MOPA Laser zu einem deutlicheren Kontrast und somit zu einer besseren (Maschinen-)Lesbarkeit. 

Aufschäumen

Aufschäumen erzeugt eine spürbare (taktile) Beschriftung am Material. Aufschäumen kann als laser-induziertes Kochen verstanden werden, bei dem die Oberfläche geschmolzen wird. Durch das rasche Abkühlen des Materials werden Blasen eingekapselt, wodurch sich eine positive, also durchaus fühlbare Struktur und eine verfärbte Oberfläche am Kunststoff bildet. Der Markierlaser arbeitet dabei mit geringer Leistung und längeren Pulsen.

Karbonisieren

Karbonisieren ermöglicht starke Farbkontraste auf besonders hellen Flächen. Beim Karbonisieren wird die Oberfläche durch Lasern erhitzt (mindestens 100°C), wodurch Sauerstoff, Wasserstoff oder Verbindungen davon ausgasen. Zurück bleibt eine Zone mit höherer Kohlenstoffkonzentration, die dunkel verfärbt ist und somit den Kontrast für die Kennzeichnung bildet. Das Lasergerät arbeitet mit einer geringen Leistung, wodurch der Beschriftungsprozess etwas länger dauert als bei anderen Markiermethoden.

Farbumschlag

Die Laserbeschriftung durch Farbumschlag ist hauptsächlich ein elektrochemischer Prozess, bei dem die Makromoleküle des Materials neu angeordnet werden (sie ändern die Orientierung und dadurch ändert sich die Farbe). Bei dieser Methode wird kein Material abgetragen, ein teilweises Aufschäumen ist jedoch möglich. Das Laserbeschriftungsgerät arbeitet dabei mit hohen Pulsspitzenleistungen, aber mit wenig Energie pro Puls. Sonst wird die Kunststoffoberfläche abgetragen oder ein Aufschäumvorgang hervorgerufen.

Abtragen

Das Abtragen des Materials mittels Lasergravur wird sehr oft bei mehrschichtigen Kunststoffen (Laminaten) angewendet. Das Abtragen mit dem Laserstrahl entfernt dabei die obere Deckschicht des Kunststoffes, und das Grundmaterial kommt zum Vorschein. Auftrund der farblichen Unterschiede der Schichten entstehen sichtbare Kontraste.