Der Leitfaden für präzises Markieren, Gravieren und Schneiden

• Definition: Ein Diodenlaser verwendet eine Halbleiterdiode, um bei Anlegen von Strom den Laserstrahl zu erzeugen, der dann in der Regel blaues Licht aussendet.
• Hauptvorteile: Kompakte Bauweise, Energieeffizienz und hohe Präzision
• Anwendungen: Präzise Oberflächengravur, Schneiden von dünnen Materialien und kontrastreiche Markierungen auf verschiedenen Materialien
• Vorteile: Kompakte Bauweise, Energieeffizienz, lange Lebensdauer
• Beschränkungen: Keine Bearbeitung von klarem Acryl oder klarem Glas sowie das Schneiden von dicken Materialien

Diodenlaser verwenden ein kleines elektronisches Bauteil (Halbleiterdiode), das bei Anlegen von Strom den Laserstrahl erzeugt. Der Laser emittiert dann den Laserstrahl in einer blauen Lichtwellenlänge, die sehr energieeffizient ist. Die Diodenlaser haben sich von ihrem anfänglichen Ruf als Hobbygeräte bis hin zur industriellen Nutzung erheblich weiterentwickelt. Die heutigen industriellen Diodenlaser bieten professionelle Präzision für Markierungs-, Gravur- und Schneidanwendungen in der Fertigungs- und Kreativbranche.

Diodenlaser erzeugen Licht mithilfe von Halbleitermaterialien. Im Kreuzsystem Speedy 100 werden acht Einzelemitter-Laserdioden mit je ~5,5 W kombiniert, um einen leistungsstarken 40-Watt-Strahl zu erzeugen. Dazu werden 4 Emitter (in einer Linie) messerscharf aneinandergereiht und ein Polarisationsstrahlkombinierer verwendet, der die beiden Zweige mit je 4 Emittern kombiniert. Der Polarisationsstrahlkombinierer führt Strahlen mit senkrechter Polarisation zu einem einzigen Ausgang zusammen.

Das Ergebnis? Eine kompakte, hocheffiziente Laserquelle mit ausgezeichneter Strahlqualität und geringer Divergenz. Das emittierte Licht hat eine Wellenlänge von 450 nm - genau im sichtbaren blauen Spektrum. Diese kürzere Wellenlänge spielt eine Schlüsselrolle bei der Wechselwirkung von Diodenlasern mit verschiedenen Materialien.

Diodenlaser eignen sich hervorragend für die Bearbeitung organischer Materialien und für die dauerhafte Kennzeichnung von Industriekomponenten:

• Industrielle Kennzeichnung: Diodenlaser eignen sich hervorragend für die Kennzeichnung von Metallen, Kunststoffen und Leiterplatten (PCBs) mit hochauflösenden QR-Codes, Seriennummern zur Rückverfolgung von Produkten oder anderen Details.
  • Schneiden dünner Materialien: Ein Diodenlaser kann sowohl zum Schneiden als auch zum Markieren verwendet werden, ist aber auf dünne Materialien wie Sperrholz, Papier und Karton beschränkt. Aufgrund der Wellenlänge des blauen Lichts können Diodenlaser kein klares oder transparentes Acryl, klares Glas oder dicke Materialien wie Stein, Keramik und Metalle schneiden.
  • Hochkontrastgravur: Das Gravieren von Materialien mit hohem Kontrast funktioniert sehr gut mit einem Diodenlaser. Materialien wie dunkles Acryl, Leder, Holz und Kork können problemlos mit Brandings, persönlichen Daten und mehr graviert werden.

Bei der Auswahl eines Lasersystems werden Sie auf verschiedene Technologien stoßen, wobei die Wahl der richtigen Technologie für Ihren Anwendungsfall überwältigend sein kann. Der grundlegende Unterschied zwischen Diodenlasern und CO2-Lasern liegt in der Lichtquelle:

Photochemische vs. thermische Wechselwirkung

Im Gegensatz zu CO₂-Lasern, die zur Bearbeitung von Materialien NUR auf Wärme angewiesen sind, können Diodenlaser photochemische Reaktionen auslösen. Diese Reaktionen finden statt, wenn Photonen chemische Bindungen aufbrechen, ohne das Material wesentlich zu erwärmen. Das Ergebnis sind saubere, kontrastreiche Markierungen mit sehr wenig Rückständen und ohne Wärmeeinwirkung. Stellen Sie sich das wie Hautbräunung vor - NUR durch UV-Licht (und NICHT durch Wärme). In ähnlicher Weise können Diodenlaser Kunststoffe und organische Materialien (einschließlich der Lötstoppschicht einer Leiterplatte) beschriften, ohne sie zu verbrennen oder zu schmelzen, was sie ideal für empfindliche Anwendungen macht.

Diodenlaser:

• Lichtquelle: Es wird eine Halbleiterdiode verwendet, die einen Blaulichtlaser erzeugt.
• Leistungsabgabe: Geringer als bei CO2-Lasern, aber deshalb ideal für Präzisionsaufgaben
• Beste Anwendungen: Rückverfolgbarkeit für Marketing, Personalisierung und Gravur
• Investition: Geringere Anschaffungskosten und sehr energieeffizient im Betrieb

CO2-Laser:

• Lichtquelle: CO2-Laser verwenden eine gasgefüllte Röhre, die den Laserstrahl erzeugt
• Leistungsabgabe: Höher als bei einem Diodenlaser
• Beste Anwendungen: Schneiden dicker Materialien, Bearbeitung von Klarglas und Acrylglas
• Investition: Höhere Anschaffungskosten und höherer Stromverbrauch

Für Unternehmen, die sich auf präzise Kennzeichnung, Personalisierung und industrielle Rückverfolgbarkeit mit kleinem bis mittlerem Durchsatz konzentrieren, bieten Diodenlaser ein praktisches Gleichgewicht aus Kosteneffizienz und Zuverlässigkeit. Industrietaugliche Maschinen wie der Speedy 100 cross demonstrieren diese Fähigkeiten mit Ergebnissen auf professionellem Niveau.

Warum manche Materialien funktionieren und andere nicht

Ob ein Material mit einem Diodenlaser kompatibel ist, hängt davon ab, wie gut es 450 nm Licht absorbiert. Wenn das Material für diese Wellenlänge durchlässig ist, geht der Laser einfach hindurch, ohne eine Wirkung zu zeigen.

Zu den Materialien, die gut funktionieren, gehören:

• Metalle (z. B. ALLE Stähle, auch rostfreie Stähle)
• Viele Kunststoffe
• 2-lagige Kunststoffe mit schwarzem Kern
• Holz, Papier, Leder, usw.

Materialien, die sich nicht eignen:

• Transparentes Acryl (PMMA) Ungefärbtes Glas

Materialien, die nicht gut funktionieren:

• 2-lagige Kunststoffe mit weißem Kern

Diese Materialien absorbieren blaues Licht nicht effektiv und sind daher besser für die CO₂-Laserbearbeitung geeignet.

Eine detaillierte Liste der kompatiblen Materialien finden Sie unter Materialien im Shop

Hochwertige Diodenlaser (wie die von Trotec) bieten eine außergewöhnliche Lebensdauer, die in der Regel zwischen 25000 und 50000 Stunden liegt und unter optimalen Bedingungen 100000 Stunden übersteigen kann.

Um die Lebensdauer zu maximieren und Ihre Investition zu schützen, verfügen Maschinen in Industriequalität über mehrere wichtige Merkmale:

• Wärmemanagement: Der Betrieb bei den empfohlenen Temperaturen verlängert die Lebensdauer der Komponenten erheblich.
• Schutz der Umwelt: Technologien wie Trotec's InPack-Technologie™ schirmen empfindliche optische und mechanische Komponenten vor Staub und Schmutz ab und gewährleisten so eine gleichbleibende Leistung in Produktionsumgebungen.
• Geringe Wartungsanforderungen: Diodensysteme erfordern deutlich weniger Wartung als gasbasierte Alternativen
• Wirkungsgrad: >40% elektrischer Wirkungsgrad (Laserleistung geteilt durch DC-Leistung) im Vergleich zu ~8% bei CO₂-Lasern. Dies senkt die Betriebskosten und macht die aktiv drehzahlgesteuerte Luftkühlung SEHR leise - mindestens 10 dB(A) weniger im Vergleich zu einem luftgekühlten_CO2-Laser gleicher Leistung.

Aufgrund der Wellenlänge des blauen Lichts sind Diodenlaser in ihrer Verwendung eingeschränkt:

• Transparente Materialien: Materialien wie klares Glas oder klares Acryl stellen für Diodenlaser eine Herausforderung dar. Die Wellenlänge von Diodenlasern wird von transparenten Materialien nicht ohne weiteres absorbiert, was zu schlechten oder gar keinen Gravur-/Schneidergebnissen führt.
• Starke Materialien: Diodenlaser eignen sich zwar hervorragend zum Markieren von Metallen und anderen dicken Materialien, können diese aber nicht schneiden.

Augenschutz ist bei allen Laserarbeiten unerlässlich, insbesondere bei Lasern mit sichtbarem Licht wie blauen Diodenlasern. Verwenden Sie daher immer eine spezielle Schutzbrille, die für die Wellenlänge Ihres Diodenlasers ausgelegt ist. Betreiben Sie das Gerät niemals ohne geeigneten Augenschutz.

Moderne industrielle Diodenlaser sind zu Präzisionswerkzeugen gereift, die sich für anspruchsvolle Produktionsumgebungen eignen. Sie eignen sich besonders gut für Anwendungen, die Folgendes erfordern

• Hochpräzise Kennzeichnung von Industrieteilen
• Produktserialisierung und QR-Code-Rückverfolgbarkeit
• Personalisierung und kundenspezifische Dienstleistungen

Für diese Anwendungen bietet ein industrieller Diodenlaser wie der 40-Watt-Speedy 100 cross - mit seinem großen Arbeitsbereich und der Ruby®-Softwareintegration - eine praktische Kombination aus Präzision, Zuverlässigkeit und Betriebseffizienz.