Die Lasersysteme, die moderne Fabriken derzeit einsetzen

Schauen Sie sich heute einmal in einer mittelgroßen Metallwerkstatt um. Die Wahrscheinlichkeit ist groß, dass Sie irgendwo einen Faserlaser in Betrieb sehen. Vielleicht markiert er Seriennummern auf Bauteilen. Vielleicht schneidet er Stahlblech. Vielleicht macht er beides, auf zwei verschiedenen Maschinen, den ganzen Tag lang.

Vor zehn Jahren war das noch nicht üblich. Heute ist es das.

Industrielle Lasersysteme haben nicht jeden anderen Prozess ersetzt. Aber sie haben viele Markier-, Schneid- und Anreißarbeiten übernommen, für die früher Tinte, Stempel oder Handwerkzeuge benötigt wurden. Der Wandel vollzog sich, weil die Zahlen sprachen. Schneller. Sauberer. Bei den meisten Aufgaben keine Verbrauchsmaterialien. Einfaches Umschulungsprogramm für das Personal.

Dieser Artikel behandelt, was in Fabriken tatsächlich zum Einsatz kommt, warum bestimmte Lasersysteme gegenüber anderen die Oberhand gewinnen und wo kleinere Betriebe in all dem ihren Platz finden.

Faserlasersysteme: Der Fabrikstandard für Metall

Fragen Sie einen beliebigen Produktionsleiter, welches Lasersystem er für Metall verwendet, und die Antwort lautet fast immer: Faserlaser. Faserlasersysteme bestrahlen Metalle mit einer Wellenlänge, die von der Oberfläche gut absorbiert wird. Die Markierung ist dauerhaft. Der Prozess ist schnell. Es kommen weder Tinte noch Stempelkissen noch Chemikalien zum Einsatz.

Wofür Fabriken Faserlaser einsetzen:

• Kennzeichnung von Seriennummern und Teile-IDs

• Data-Matrix-Codes und Barcodes

• Kennzeichnungen zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften (Medizin, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt)

• Logo und Branding auf fertigen Bauteilen

• Rückverfolgbarkeitsmarkierung vor dem Lackieren oder Beschichten

In der Produktion kommt es sehr auf die Geschwindigkeit an. Ein Teil, das zwei Sekunden statt fünfzehn Sekunden an einer Faserlaser-Markierstation verweilt, verändert den Durchsatz über eine gesamte Schicht hinweg erheblich. Moderne Faserlaser-Markiersysteme markieren mit Geschwindigkeiten, die ältere Technologien nicht erreichen konnten, ohne dabei die Lesbarkeit zu beeinträchtigen.

Die Faserlasermaschinen von OMTech decken das Spektrum von Desktop-Galvo-Geräten bis hin zu leistungsstärkeren Produktionsmarkierern ab. Das Galvo-Kopfdesign dieser Maschinen macht sie so schnell. Der Spiegel bewegt sich, nicht das Werkstück. Keine Neupositionierung. Einfach markieren und weitermachen.

Laserproduktion in Kleinserien: Ein anderes Problem

Große Fabriken haben große Laser und große Budgets. Das ist jedoch nicht die ganze Geschichte.

Bei der Laserproduktion in Kleinserien wird es interessant. Eine Werkstatt, die täglich 50 maßgefertigte Messergriffe herstellt, benötigt nicht dieselbe Ausstattung wie eine Fabrik, die 10.000 Teile pro Stunde stanzt. Ein anderer Maßstab. Andere Anforderungen.

Bei Kleinserien verschieben sich die Prioritäten. Die Rüstzeit spielt eine größere Rolle. Wenn der Wechsel zwischen Auftragsdateien zehn Minuten dauert, sind das bei einer Auflage von 50 Stück echte Kosten. Maschinen mit schneller Software, Autofokus und zuverlässigem Dateiimport bewältigen dies viel besser als ältere Anlagen, bei denen man den Fokus jedes Mal manuell einstellen musste.

Hier glänzen Faserlaser mit Galvo-Köpfen. Datei laden. Fokussieren. Markieren. Fertig. Für die meisten Aufträge ist kein kompliziertes Einrichten erforderlich. Die Galvo Fiber 20/30/50W Autofokus-Laserbeschriftungsmaschine ist genau für diese Art von flexibler, schnell wechselnder Arbeit konzipiert. Kleine Metallwerkstätten, Schmuckhersteller und Sonderanfertiger nutzen sie, weil sie nicht für jeden Durchlauf einen eigenen Bediener erfordert.

Ein weiterer Aspekt der Kleinserienfertigung: Vielfalt. Man markiert nicht den ganzen Tag dasselbe. In der einen Stunde sind es Aluminium-Erkennungsmarken, in der nächsten Stunde sind es Werkzeughalter aus Edelstahl. Ein gutes Faserlasersystem bewältigt beides, ohne dass die Einstellungen drastisch geändert werden müssen. Passen Sie Leistung und Geschwindigkeit leicht an. Das ist in der Regel schon alles, was nötig ist.

Laserbeschriftungssysteme: Rückverfolgbarkeit ist der eigentliche Treiber

Viele Menschen außerhalb der Fertigungsindustrie wissen nicht, wie sehr Vorschriften die Einführung von Lasern vorantreiben. Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und Automobilindustrie haben strenge Vorschriften zur Rückverfolgbarkeit von Bauteilen. Jedes Bauteil muss markiert werden. Diese Markierung muss den gesamten Lebenszyklus des Bauteils überstehen. Farbe. Hitze. Chemikalien. Physikalischer Verschleiß.

Tintenstempel versagen. Etiketten fallen ab. Lasermarkierungen nicht.

Deshalb haben sich Lasermarkierungssysteme zuerst in regulierten Branchen durchgesetzt. Es ging nicht um Ästhetik. Es ging um die Einhaltung von Vorschriften. Ein Bauteil, das eine Fabrik ohne lesbare, dauerhafte Kennzeichnung verlässt, ist ein Risiko. Lasermarkierung beseitigt dieses Risiko.

Laut der Wikipedia-Übersicht über Lasergravur hinterlässt die Lasermarkierung eine dauerhafte Veränderung der Oberfläche, die die strukturelle Integrität des Materials nicht beeinträchtigt. Das ist in der Luft- und Raumfahrt entscheidend. Man kann nicht tief in ein Titanbauteil mechanisch gravieren und erwarten, dass es danach noch genauso funktioniert. Die Lasermarkierung hält die Oberfläche intakt.

CO2-Systeme dominieren nach wie vor den Nicht-Metall-Bereich

Bei Metallen steht die Faser im Rampenlicht, aber CO2-Lasersysteme bewältigen alles andere. Kunststoffe, Holz, Acryl, Gummi, Stoff, Schaumstoff. Jede Fabrik, die Verpackungen, Beschilderungen, Bekleidungsetiketten oder die Gravur von Nichtmetallprodukten herstellt, arbeitet wahrscheinlich mit CO2.

Eine Bekleidungsfabrik schneidet vielleicht Stoffbahnen mit dem Laser zu. Eine Verpackungsanlage graviert vielleicht Chargencodes in Karton. Ein Schilderhersteller schneidet den ganzen Tag Acryl. All diese Anwendungen nutzen CO2.

Die CO2-Lasergravier- und Schneidemaschine Pro 2440 mit 80 W/100 W eignet sich gut für kleinere Produktionsumgebungen. Es handelt sich nicht um eine winzige Tischmaschine. Echter Arbeitsbereich. Integrierter Wasserkühler. Der Autofokus macht das Rätselraten bei Materialhöhenänderungen zwischen den Durchläufen überflüssig.

Für eine höhere Leistung bietet der CO2-Lasergravierer und -Schneider Pro 3655 130W eine größere Arbeitsfläche und mehr Leistung, um dickeres Material schneller zu schneiden. Schilderwerkstätten, die große Stückzahlen auf MDF oder Acryl produzieren, sind hier die Hauptabnehmer.

Nachhaltigkeit durch Laser in der Fertigung: Weniger Abfall, weniger Verbrauchsmaterialien

Darüber wird viel zu selten gesprochen. Lasersysteme sind tatsächlich sauberer als viele der Verfahren, die sie ersetzen.

Keine Tinte. Keine Stempelkissen. Keine Lösungsmittel. Kein Einrichtungsabfall durch falsch ausgerichtete Stempel. Der Strahl trifft genau dort, wo man es ihm sagt. Wenn die Datei stimmt, stimmt auch die Markierung. Beim ersten Mal, jedes Mal.

Die Nachhaltigkeit von Lasern in der Fertigung zeigt sich in einigen konkreten Punkten:

Keine Verbrauchsmaterialien wie Tinte oder Flüssigkeiten. Tintenstrahl- und Tampondrucksysteme benötigen Tinte, Reinigungslösung und Tamponwechsel. Faserlaser nicht. Die Laserquelle selbst hält 100.000 Stunden oder länger. Das entspricht einem Jahrzehnt täglicher Nutzung, bevor die Quelle überhaupt gewartet werden muss.

Weniger Ausschuss durch Markierungsfehler. Manuelles Markieren und ältere Druckverfahren führen zu Ausschussraten aufgrund von falsch ausgerichteten oder verschmierten Markierungen. Bei der Lasermarkierung gibt es fast keinen Ausschuss, wenn das System korrekt eingerichtet ist.

Geringerer Energieverbrauch pro Markierung als bei einigen Alternativen. Faserlaser wandeln elektrische Energie effizient in Laserenergie um. Nicht ohne Energieverbrauch, aber mit weniger Verschwendung als bei vielen thermischen oder chemischen Markierverfahren.

Kleine Betriebe, die auf Faserlaser-Markiersysteme umsteigen, stellen oft fest, dass sich die Investition schneller amortisiert als erwartet, unter anderem weil die laufenden Verbrauchskosten deutlich sinken.

Was kleinere Betriebe tatsächlich einsetzen

Nicht jedes Unternehmen benötigt ein System im Fabrikmaßstab. Ein Großteil des Wachstums bei der Einführung von Lasern findet in kleineren Betrieben statt. Fünf Mitarbeiter. Eine Maschine. Aufträge werden neben anderen Arbeiten erledigt.

Geschenkartikelgeschäfte. Metallverarbeiter, die Personalisierungsdienste anbieten. Messermacher. Waffenhändler, die Kennzeichnungen zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften vornehmen. Schmuckgeschäfte. Diese Betriebe bearbeiten nicht 10.000 Teile pro Tag. Sie bearbeiten 20 bis 200 Stück, oft mit unterschiedlichen Anforderungen bei jedem Auftrag.

Für diese Käufer ist ein kompaktes Faserlasersystem, das schnell einzurichten und einfach zu bedienen ist und keinen spezialisierten Techniker erfordert, genau das Richtige. Die Faserlaser-Markiersysteme von OMTech wurden genau für diese Art von Anwendern entwickelt. Nicht nur für Industrieingenieure. Sondern für echte Menschen, die echte Kleinunternehmen führen.

Häufig gestellte Fragen

Wofür werden industrielle Lasersysteme in Fabriken eingesetzt? 

Meistens zum Markieren und Schneiden. Seriennummern, Barcodes, Data-Matrix-Codes, Teile-IDs, Logos. Metallschneiden für die Fertigung. Nichtmetallschneiden für Beschilderungen, Verpackungen und Textilien. Die konkrete Anwendung hängt von der Branche ab.

Was ist der Unterschied zwischen Faser- und CO2-Lasersystemen? 

Faserlaser bearbeiten Metall. CO2-Laser bearbeiten nichtmetallische Materialien wie Holz, Acryl und Stoff. Unterschiedliche Wellenlängen. Unterschiedliche Absorption durch verschiedene Materialien. Man wählt den Lasertyp passend zum Material aus.

Sind Lasersysteme für die Kleinserienfertigung geeignet? 

Ja. Insbesondere galvo-basierte Faserlaser lassen sich schnell einrichten und zwischen verschiedenen Aufträgen umschalten. Gerade bei Kleinserien zeigen sie eine hervorragende Leistung, da die Umrüstzeiten zwischen verschiedenen Dateien oder Teilen minimal sind.

Wie lange halten industrielle Faserlaserquellen? 

Die meisten Faserlaserquellen sind für 100.000 Stunden ausgelegt. Das entspricht Jahren des täglichen Produktionseinsatzes. Viel länger als CO2-Röhren, die in der Regel 1.000 bis 3.000 Stunden halten.

Benötigen Lasermarkiersysteme spezielle Bediener? 

Nicht wirklich. Moderne Systeme mit Autofokus und Software wie EzCad2 oder LightBurn sind für den praktischen Einsatz konzipiert. Die meisten Bediener erlernen die Grundlagen innerhalb weniger Tage.