Produkte mit Produktionsdaten zu kennzeichnen ist Pflicht. Laserstrahlen beschriften die Teile direkt oder über Etiketten.
Von unserem Redaktionsmitglied Thomas Preuß – thomas.preuss@konradin.de
Bis ein Auto die letzte Fahrt auf den Schrottplatz antritt, müssen seine Fahrzeugkomponenten identifiziert werden können. Automobilhersteller und ihre Zulieferer kennzeichnen die Teile deshalb mit Produktionsdaten. Als Beschriftungsverfahren dienen oft Laserstrahlen. Werden die Teile anschließend aber salzsprühbehandelt, treten in wenigen Wochen Korrosionsschäden auf. Die Daten sind dann oft nicht mehr zweifelsfrei zu lesen.
Ein Hersteller von Komponenten zur Motorsteuerung fand zusammen mit der Schreiner GmbH & Co. KG, Oberschleißheim, eine Lösung: Zu kennzeichnen waren Graugussgehäuse unter anderem für Kraftstoffpumpen. Schreiner schlug ein selbstklebendes Kennzeichnungskonzept vor, das mit verhältnismäßig niedrigen Investitionen in die Produktionslinien integriert werden konnte. Es besteht aus einer per Laserstrahl beschrifteten Folie, die mit einem sehr fest haftenden Klebstoff ausgestattet ist.
Diese Color-Laserfolien-Schilder werden vorgestanzt von einer Endlosfolie inline auf die Gehäuseteile gebracht. In der nach-
folgenden Markierstation beschriftet ein in die Linie integrierter Nd:Yag-Laser das Schild in 3 s mit den aktuellen Produktionsdaten. Die Reinigungs-Tauchbäder, die sich im Produktionsablauf anschließen, übersteht das Schild unbeschadet und ohne Ablöseerscheinungen.
Folgende Vorteile ergeben sich für den Anwender:
– korrosionsbeständige Kennzeichnung auf Kfz-Lebenszeit,
– über 500 % mehr Produktivität wegen emissionsfreier, nicht abrasiver Beschriftung,
– weniger Material-, Personal-, Zeit- und Kostenaufwand, weil keine gravierten Metallschilder mehr benötigt werden,
– stark gesunkene Ausschussrate, weil der Applikations- und Beschriftungsprozess in die Fertigungslinie integriert ist,
– der Stückkostenanteil der Klebeschilder liegt um zwei Drittel unter dem bei gravierten Metallschildern.
Dennoch gibt es gute Gründe für Laser-Markierungen auch ohne Trägeretikett. Nicht jedes Teil ist so geformt, dass es sich für Aufkleber eignet. Und aus optischen Gründen verbietet es sich bei vielen Produkten des täglichen Gebrauchs.
Logos, Data-Matrix-Codes, Uhrzeit, Datum oder Produktionsschicht-Codes lassen sich mit dem Markierlaser TL 400 der Technifor Markierungsgeräte GmbH, Ludwigsburg, auf Fahrzeug-, Flugzeug- oder medizinischen Teilen ebenso anbringen wie auf Goldwaren, Uhren oder Werkzeugen. Hier wären Etiketten alles andere als angebracht. TL 400 kann als Stand-alone-Vorrichtung oder als integrierter Bestandteil einer Fertigungsstraße eingesetzt werden und markiert Teile in der Klein- und Großserienfertigung kontinuierlich.
Für beschichtete oder mit Lack überzogene Kartons, für Etiketten, PET- oder PVC-Produkte bietet die Marconi Data Systems GmbH in Limburg das Laser-Codiersystem MDS Focus 1000 an. Es schreibt bis zu drei Zeilen, hat 20 Textspeicher mit je 100 Zeichen und setzt Datum und Uhrzeit automatisch. Der Strahlenausgang lässt sich so einstellen, dass geradeaus, nach unten, oben oder den Seiten gekennzeichnet wird. Es entsteht ein durchgehendes Schriftbild. Anwender können statische Produkte ebenso kennzeichnen wie Teile, die auf einem Förderband liegen und also bewegt werden. Dieses Dot-Matrix-System mit einem Display von 4 x 20 Schriftzeichen lasert die Oberfläche weg oder verändert sie. Marconi gibt mögliche Schriftgrößen zwischen 2,5 und 64 mm an.
Wenn das nicht ausreicht oder wenn metallisierte Etiketten beschriftet werden sollen, könnten Laser-Maskensysteme eine bessere Wahl sein – die aber ihren Preis hat. Doch bei diesen Maskensystemen, wie dem Allmark APS der Lübecker Alltec GmbH, ist das Beschriftungsergebnis praktisch unempfindlich gegen Produktvibration. Vor allem sei die Beschriftung auch bei sehr kleinen Zeichen mit dem Auge und mit Lesegeräten sicher lesbar, teilt der Hersteller mit.
Allmark APS soll bis zu 90000 Produkte in der Stunde markieren, sich für Liniengeschwindigkeiten von 50 m/s und mehr eignen und einfach in Linien und Etikettierer integrierbar sein. Einstellung und Betrieb erfolgen online über externe Geräte, wie PC, Zentralrechner, SPS, oder direkt in der Linie durch ein Bedienpult. In der Linie wird kein PC benötigt.
Einen Rechner je Markier-system einsparen soll auch das Laser-Interface Li 1 der GSI Lumonics GmbH in Unterschleißheim, zumindest, wenn es mit der Kombination aus Scancontroller – einer digitalen Steuerelektronik – und dem Ablenkkopf Hummingbird eingesetzt wird. Über das Interface werden die Signale des Lasers steuerbar. Das erlaubt den gezielten Zugriff auf andere Laserquellen, wie Nd:Yag- und CO2-Laser, die hauptsächlich in Markiersystemen eingesetzt werden.
In Verbindung mit dem Scancontroller SC 2000 werden Scankopf und Laser gleichzeitig gesteuert. Da der Controller über einen eigenen Datenspeicher verfügt und bis zu 256 Jobs im (Scan-)Kopf behält, arbeitet dieser ohne permanente Verbindung zu einem Rechner oder Laseransteuersystem. Das bedeutet faktisch ein unabhängiges Markiersystem. Die Daten werden über eine übliche Schnittstelle geladen und sind jederzeit veränderbar.
Ein sehr umfangreiches System hat der Gravurspezialist Gravograph GmbH & Co. KG, Umkirch, vor kurzem vorgestellt: das CO2-Laser-Beschriftungssystem L-Solution. Damit können Etiketten und zahlreiche Gegenstände markiert werden. Die Beschriftungsfelder betragen in der 200er Version 457 mm x 305 mm, das dürfte für die meisten Anwendungen reichen. Das L-Solution 300 bietet eine Feldgröße von 610 mm x 610 mm. Das System lässt sich von vorne bestücken, beschriftet mit 2,5 m/s bei einer maximalen Auflösung von 1200 dpi. Die verdampfenden Materialteilchen werden direkt am Laserkopf abgesaugt. Ein so genanntes Air Assist verhindert, dass während der Gravur oder des Schneidevorgangs Flammen entstehen. So bleibt die Linse sauber und die Leistung erhalten.
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