Im Zuge der Digitalisierung haben sich auch Laserbeschriftungssysteme entwickelt: Sie sorgen für noch bessere Beschriftungsqualität, mehr Flexibilität und sind vor allem auch kommunikationsfähig.
Auch das spannende Zeitalter der Industrie 4.0 wird nicht an Lasersystemen vorbeigehen. Denn heute sind sie ein wichtiger Bestandteil vernetzter Fertigungsprozesse. Maschinen sollen sich künftig sogar selbst organisieren. Das bedeutet, dass Lasersysteme kommunikationsfähig, intelligent und in die vollautomatisierte Produktion integrierbar sein müssen. Daran arbeiten beispielsweise Aussteller der Lasys 2018. „Laser-Produktionslösungen im Sinne von Industrie 4.0“ wird dabei ein Kernthema sein.
Als universelles Werkzeug spielt der Laser heute in der Fertigungsindustrie eine wichtige Rolle. Sein Einsatzgebiet erweitert sich ständig und die innovativen Lasersysteme werden immer effizienter und wirtschaftlicher. Moderne Laserbeschriftungssysteme sind weit verbreitet.
Der Lasys-Aussteller Trotec ist Vorreiter in Sachen Industrie 4.0. „Wir arbeiten derzeit an der Früherkennung typischer Störungssymptome in den Absaugsystemen unserer Speedy flexx Lasergraviermaschinen und Lasercutter“, sagt Alexander Jauker, Leiter Produktmanagement bei Trotec.
Schwarzes Markieren von Aluminium mit einem MOPA-Laser auf einem SpeedMarker 300. (Quelle: Youtube-Kanal Trotec Canada)
Die vierte industrielle Revolution zielt darauf ab, die Produktivität durch intelligente, vernetzte Produktionssysteme zu steigern. So soll beispielsweise Predictive Maintenance – auch Predictive Maintenance 4.0 genannt – Ausfallzeiten reduzieren und damit die Maschinenverfügbarkeit erhöhen. „Sensoren in der Lasermaschine und der Absauganlage liefern Daten zu Temperatur oder Differenzdruck.
So lassen sich erhöhter Verschleiß des Saugfilters und kurze Filterstandzeiten des Saugsystems durch permanente Überwachung schnell erkennen. Die notwendigen Maßnahmen zur Vermeidung oder Behebung von Störungen können automatisch eingeleitet werden“, erklärt Jauker.
Die Daten werden an das SAP-Modul MII (Manufacturing Intelligence and Integration) gesendet. Außerdem wird ein Instandhaltungsauftrag angelegt und der Instandhaltungsverantwortliche erhält gleichzeitig Informationen per E-Mail und der SAP-App. Außerdem wird jedes kurzfristig benötigte Ersatzteil automatisch bestellt.
Jauker resümiert: „Wir bei Trotec wollen Lasersystemlösungen entwickeln, die unsere Anwender profitabler machen. Produktivität, Flexibilität und niedrigste Gesamtbetriebskosten stehen an erster Stelle. Diese neue Möglichkeit der maschinellen Kommunikation unterstützt diese Ziele voll und ganz. "
Gerade in der vollautomatisierten Produktion sind Laserbeschriftungssysteme unverzichtbar. Denn der Trend geht zur individualisierten Massenproduktion. Dadurch prägen viele unterschiedliche Produktvarianten die moderne Fertigungslandschaft. Umso wichtiger ist es, Bauteile zu kennzeichnen, damit sie rückverfolgbar sind.
Laserbeschriftungsprozesse wie Gravieren, Abtragen, Tempern, Verfärben oder Aufschäumen ermöglichen je nach Material eine dauerhafte Kennzeichnung der Bauteile. Dies gewährleistet eine eindeutige Rückverfolgbarkeit – Ort, Zeitpunkt der Herstellung – z. B. im Schadensfall. Dies ist in einigen Branchen wie der Automobilindustrie oder der Medizintechnik unerlässlich.
„Die Implementierung der Unique Device Identification in Medizinprodukten, die FDA-Richtlinien unterliegen, stellt den Lasermarkierungsprozess vor neue Herausforderungen“, sagt Thorsten Ferbach, Business Development Manager bei Coherent-Rofin. Instrumente, Implantate und medizinische Verbrauchsmaterialien müssen ab Mitte 2018 direkt mit einem eindeutigen Industriecode gekennzeichnet werden.
„Das garantiert die Rückverfolgbarkeit des Medizinprodukts, schafft Potenziale zur Optimierung von Produktionsprozessen und erhöht die Patientensicherheit deutlich“, so Ferbach weiter.
Lasys ist die internationale Fachmesse für Lasermaterialbearbeitung und findet vom 5. bis 7. Juni 2018 in den Hallen der Messe Stuttgart statt. Sie ist einzigartig, branchen- und materialübergreifend und fokussiert auf innovative Lasersysteme, -systeme und -verfahren sowie Dienstleistungen für die Lasermaterialbearbeitung.
Besonderes Augenmerk legen die Laserbeschriftungslösungen des Lasys-Ausstellers Coherent-Rofin auf die Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit der Direktbeschriftung von medizinischen Edelstählen. „Die hier häufig verwendeten Glühmarkierungen reduzieren die Korrosionsbeständigkeit der Oberfläche. Bei unserer PowerLine Rapid NX, so sagt Ferbach, erfolgt die Beschriftung jedoch ohne Temperatureintrag in das Material, da wir die Ultrakurzpuls-Technologie verwenden. Wir erhalten auch unabhängig vom Blickwinkel ein starkes Kontrastverhältnis. "
Der Coherent-Rofin-Experte sieht großes Potenzial für den Einsatz der Laserbeschriftung anstelle des Tampondrucks in der Medizintechnik: „Trotz der höheren Investitionskosten ist der Laser insgesamt wirtschaftlicher. Die deutlich bessere Fertigungsqualität bei deutlich geringerem Ausschuss und massiv reduzierten Personal- und Verbrauchskosten überwiegt schon nach kurzer Zeit die Anfangsinvestition. Darin nicht enthalten ist die deutlich erhöhte Flexibilität. "
In puncto Medizintechnik bietet die Lasys 2018 ein besonderes Schmankerl: Spectaris, der deutsche Industrieverband für optische, medizinische und mechatronische Technologien, veranstaltet am Vormittag des 5. Juni den Workshop „Lasermaterialbearbeitung in der Medizintechnik“.
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Die hohe Flexibilität von Laserbeschriftungssystemen zeigt sich in einer Vielzahl von Merkmalen: Form und Inhalt der Laserbeschriftung können beliebig sein. Identifikationstexte, Zahlen, Codes, Symbole oder Bilder sowie deren Größe lassen sich mit Hilfe eines Computers schnell anpassen und individualisieren. Laserlicht ersetzt Tinte oder Druckfarbe.
Bei schnell bewegten Werkstücken erfolgt der Schreibvorgang „on the fly“. Es gibt kaum ein Material, das der Laser nicht markieren kann. Metalle, Kunststoffe, Keramik, Glas, organische Stoffe wie Textilien, Holz, Papier, Leder oder auch Früchte. Je nach Materialart kommen unterschiedliche Beschriftungsverfahren und Strahlquellen wie Festkörper- und CO2-Laser zum Einsatz.
So eignen sich beispielsweise die UV-Laserbeschriftungssysteme des Lasys-Ausstellers Buth Graviersysteme mit einer Wellenlänge von 355 nm aufgrund ihrer hohen Repetitionsrate besonders für die Kunststoffbeschriftung.
Andreas Buth, Geschäftsführer von Buth Graviersysteme, erklärt: „Die Wellenlänge erlaubt sehr kleine Spotdurchmesser und damit Zeichenhöhen von unter 100 µm. Zudem sind extrem hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten möglich, wie sie von kurztaktigen, industriellen Produktionsprozessen gefordert werden. "
Darüber hinaus lassen sich, so der CEO, sehr feine Beschriftungen und Strukturierungen auf Glas oder Keramik mit hoher Spitzenleistung ohne thermische Zerstörung realisieren. Buth hat den BG FiberMark Mini in sein Sortiment aufgenommen. Dies ist ein MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) Lasersystem.
„Der MOPA vereint die Vorteile des herkömmlichen Nd:YVO4-Lasers mit denen des Faserlasers: hohe Spitzenleistung und hohe Strahlqualität bei hoher Ausgangsleistung und langer Lebensdauer“, sagt Buth.
Die Zukunft der Laserbearbeitung sieht der CEO im Einsatz von 3-Achs-Scansystemen: „Hier wird die Fokuskompensation durch die Anpassung des Abstands zwischen der beweglichen Aufweitlinse und der Fokussierlinse erreicht, während die Scanner den Laserstrahl über das Bearbeitungsfeld richten“ . Mit bis zu 900 x 900 mm kann das Bearbeitungsfeld deutlich größer sein als bei einem 2-Achs-Scansystem. Wir liefern nur Laserbeschriftungssysteme mit 3-Achs-Scannern. "
Das Anwendungskarussell der Lasersysteme für die Materialbearbeitung auf der Lasys 2018 in Stuttgart dreht sich nicht nur um das Laserbeschriften, sondern bildet auch das breite Aufgabenspektrum, ob Schneiden, Schweißen, Strukturieren, Bohren, Reinigen, Härten, Aufbauen mit dem Laser über alles Branchen.
Vertreter des Maschinen- und Fahrzeugbaus, der Elektro- und Elektronikindustrie, der optischen Industrie, des Anlagen- und Apparatebaus, der metallverarbeitenden Industrie, der Medizintechnik, der Kunststoffindustrie, des Werkzeug- und Formenbaus sowie der Halbleiterindustrie sind bei Lasys an der richtigen Adresse.
Sie haben nicht nur die Chance, Lösungen für ihre Fertigungsprobleme zu finden oder neue Ideen für den Einsatz von Lasern zu gewinnen. Durch das umfangreiche Rahmenprogramm können Sie zudem Ihr Wissen auffrischen.
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Bildquelle: Trotec, Coherent-Rofin, Buth
Veröffentlicht nach Technologie und Wissen (ea)