Rissfreie Glasbeschriftung mit dem Pikosekundenlaser

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Rissfreie Glasbeschriftung mit
dem Pikosekundenlaser
und Mikrorisse. Selbst die Methode des
Innenglasmarkierens erzeugt kleine Risse und somit Schädigungen im Glas, die
für einige Anwendungen nicht akzeptiert werden können.
Die in diesem Abstrakt vorgestellte alternative Glasoberflächenbeschriftung
unterscheidet sich von herkömmlichen
Lasermarkierungen durch die rissfreie
Bearbeitung. Ausschlaggebend für diese
Abbildung 1: Rissfreie Glasmarkierung – Data Matrix Code´s, Beschriftung, Logo.
T
echnische Gläser werden heutzutage
mit hohem Aufwand, z. B. chemisches und thermisches Härten, gegen
mechanische Belastungen und Zerkratzen geschützt bzw. optimiert. Gläser,
die im Bereich der medizinischen Verpackungen eingesetzt werden, müssen
einerseits unempfindlich sein gegen
thermische Einflüsse und andererseits
saubere Oberflächen aufweisen, so dass
keine bakteriellen Anhaftungen oder
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Verunreinigungen ein Risiko für das
spätere Produkt darstellen.
Für eindeutige Kennzeichnungen und
ästhetische Veredelungen ist es meistens
notwendig, diese Gläser zu beschriften oder nachhaltig bzw. dauerhaft zu
kennzeichnen.
Lasermarkierverfahren mittels CO2oder Nd:YAG-Laser sind hinreichend
bekannt, erzeugen jedoch durch den
Abtrag hervorgerufene Schädigungen
Abbildung 2: Kompakter Helios Pikosekundenlaser. Alle Abb.: Coherent
qualitativ hochwertige Beschriftung ist
der Einsatz eines kompakten Pikosekundenlasers. Mit Pulsdauern von ca.
600 ps ist es möglich, die in Abbildung
1 dargestellten Beschriftungen in Form
von Data Matrix Codes (DMC), Barcodes (BC) oder Logo´s auf verschiedenen Glasmaterialien zu applizieren.
Laser 1-2015
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Der Coherent Helios Pikosekundenlaser kann aufgrund der
kompakten Bauform, kombiniert mit attraktiver Preisstruktur, in fast jedes Beschriftungssystem integriert werden.
Das Lasersystem ist speziell für oberflächennahe Bearbeitungen ausgelegt und erreicht mit der Wellenlänge von 532 nm
in der höchsten Leistungsklasse eine Ausgangsleistung von
3 W, was bei einer Pulswiederholrate von 50 kHz einer Pulsenergie von größer 60 µJ entspricht. Die für diese Anwendung
benötigten Pulsenergien liegen je nach Material und Oberflächenbeschaffenheit bei 35 µJ bis 55 µJ.
Abbildung 3: Rissfreie Beschriftung mit unterschiedlichem Visualisierungsgrad durch Variation der Prozessparameter.
Das Besondere dieses rissfreien Beschriftungsverfahrens ist
aus ästhetischer Sicht ein brillant schimmernder Effekt und
der variabel einstellbare Visualisierungsgrad. Wie in Abbildung 3 gezeigt, kann beispielsweise ein Logo »fast unsichtbar« oder aber deutlich lesbar erstellt werden. Hierzu sind
verschiedene Einflussgrößen zu variieren, so dass für jede
individuelle Beschriftung und Kunden die Sichtbarkeit eingestellt werden kann. Einflussgrößen sind neben der applizierten Pulsenergie der Punktabstand, die Anzahl der Überfahrten
und der Einstrahlwinkel des Laserstrahls.
Einsatzbereiche dieser neuen Beschriftungsmöglichkeit sind
ungehärtete und gehärtete Displaygläser und medizinische
Glasprodukte. Die Beschriftung ist auf den verschiedensten
Glaswerkstoffen und anderen sprödbrüchigen Materialien,
wie Saphir, möglich. Die Eigenschaften der Gläser werden
hinsichtlich mechanischer und thermischer Beständigkeit
durch die dargestellte rissfreie Markierung nicht beeinflusst.
KONTAKT
Coherent (Deutschland) GmbH
www.coherent.de
Die Autoren
Dr.-Ing. Oliver Haupt ist Produktlinienmanager für die Helios Produktlinie bei
der Coherent LaserSystems GmbH & Co. KG, Hannover. Dr. Haupt kam 2012
zu Coherent und arbeitete zuvor als Business Development Manager für sub-ns
Laser. Dr. Haupt promovierte im Maschinenbau an der Universität Hannover.
Ulrike Timmer ist Applikationsingenieurin bei der Coherent LaserSystems
GmbH & Co. KG. Sie ist seit 2012 bei Coherent tätig und arbeitete zuvor im
Produktions- und Qualitätsmanagement. Ulrike Timmer studierte Angewandte
Lasertechnik und Technisches Management an der Fachhochschule Emden.
Laser 1-2015

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