Lasergravur vs. Laserätzung: Die wichtigsten Unterschiede

Bei Yonglihao Machinery fertigen wir Prototypen und Kleinserien. Dafür nutzen wir hauptsächlich Laserschneiden. Im selben Projekt benötigen die Teams oft eine Teile-ID, ein Logo oder einen dauerhaften Code. Dieser Code muss Handhabung und Weiterverarbeitung unbeschadet überstehen. Dann stellt sich die Frage: “Lasergravur oder Laserätzen?”.

Diese beiden Verfahren mögen ähnlich erscheinen, verhalten sich in der Praxis aber sehr unterschiedlich. Wählt man das falsche Verfahren, kann es zu schlechtem Kontrast kommen. Ein Code lässt sich möglicherweise nicht scannen, oder eine Markierung verschwindet nach dem Druckvorgang. Dieser Leitfaden erläutert die Unterschiede und die praktischen Grenzen und zeigt, wie wir das richtige Verfahren auswählen.

Was genau bewirken Lasergravur und Laserätzung?

Beim Lasergravieren wird Material abgetragen. Es entsteht eine tiefe, fühlbare Markierung. Beim Laserätzen wird die Oberfläche erhitzt. Dadurch entsteht eine flache, kontrastreiche Markierung mit geringem Materialabtrag. Die Gravur nutzt hohe Energie, um eine dünne Materialschicht zu verdampfen. Beim Ätzen wird mit weniger Hitze gearbeitet, näher am Schmelzpunkt. Dies erzeugt feine Texturen, eine leichte Erhebung und eine sichtbare Farbveränderung.

Gravur kann man sich als eine Art “Mikrobearbeitung” vorstellen, die Tiefe erzeugt. Ätzen hingegen ist eine “Oberflächenveränderung”, bei der es auf Geschwindigkeit und Kontrast ankommt. Beide Verfahren ermöglichen die dauerhafte Kennzeichnung von Teilen, eignen sich aber für unterschiedliche Anwendungsbereiche.

Lasergravur vs. Laserätzung

Lasergravur eignet sich am besten für Haltbarkeit und Tiefe. Laserätzen ist am schnellsten und effizientesten. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Unterschiede, die wir in unserer Arbeit feststellen. Ihre Ergebnisse hängen vom Material, dem Lasertyp und den Einstellungen ab.

Die Tiefe ist der deutlichste Unterschied. Sie ist aber nicht der einzige Faktor. Bei realen Bauteilen sind Lesbarkeit und Überlebensfähigkeit des Codes nach der Fertigstellung oft wichtiger.

Tiefen- und Verschleißfestigkeit

Gravuren erzeugen Tiefe. Diese Tiefe bietet einen mechanischen Vorteil hinsichtlich Verschleiß. Liegt eine Markierung unter der Oberfläche, trifft die Reibung zuerst auf die erhabenen Stellen, nicht auf die Gravur selbst. Deshalb bleiben gravierte Markierungen auf Teilen, die Reibung oder Reinigung ausgesetzt sind, länger lesbar.

Ätzungen können dauerhaft sein, bleiben aber in der Regel an der Oberfläche. Bei häufigem Kontakt oder Gleiten kann die Ätzmarkierung mit der Zeit verblassen. Für viele Prototypen ist dieser Kompromiss akzeptabel. Sie sollten diese Entscheidung jedoch bewusst treffen.

Kontrast und Lesbarkeit kleiner Schriftarten

Ätzen erzeugt oft in kürzerer Zeit einen stärkeren Kontrast. Dies gilt insbesondere für Metalle, da Hitze und Texturveränderungen dunkle Spuren hinterlassen. Daher eignet sich Ätzen gut für QR-Codes, Data-Matrix-Codes und kleine Texte. Ein guter Kontrast verbessert die Lesbarkeit durch Scanner. Ätzen ist auch hilfreich, wenn Teile schnell markiert werden müssen.

Gravuren können sehr gut lesbar sein. Allerdings ist unter Umständen eine Feinabstimmung erforderlich, um Schatten zu vermeiden und scharfe Kanten zu gewährleisten. Bei sehr kleinen Codes kann zu viel Tiefe ungleichmäßige Reflexionen verursachen. Dies kann Scanner verwirren, wenn die Oberflächenbeschaffenheit nicht optimal ist. Bei winzigen Markierungen optimieren wir daher oft zuerst die Form und erst dann die Tiefe.

Geschwindigkeit, Kosten und Produktionsrhythmus

Ätzen ist in der Regel schneller. Es benötigt weniger Energie, um eine sichtbare Markierung zu erzeugen. Schnelleres Markieren bedeutet, dass Sie mehr Teile fertigen können. Dies ist besonders wichtig, wenn das Markieren zum Engpass wird. Ätzen ist zudem tendenziell kostengünstiger. Der Laser benötigt bei hoher Leistung weniger Zeit pro Teil.

Gravuren erfordern mehr Zeit oder mehrere Durchgänge, um Tiefe zu erzeugen. Das kann die richtige Wahl sein, sollte aber mit der gewünschten Haltbarkeit im Einklang stehen. Bei Prototypen nutzen wir Gravuren oft als Schutz vor zukünftigem Verschleiß oder Sandstrahlen.

Hitzeeinwirkung und Oberflächenintegrität

Beide Verfahren nutzen Hitze. Bei zu hoher Leistung oder zu langsamer Bearbeitung kann eine Wärmeeinflusszone entstehen. Gravieren verbraucht mehr Energie und trägt Material ab. Dadurch erhöht sich das Risiko von Verfärbungen oder kleinen Graten. Dünne Teile können sich zudem verziehen.

Ätzen benötigt in der Regel weniger Energie. Es ist schonender für dünne Wände und kosmetische Oberflächen. Allerdings ist Ätzen nicht völlig schadensfrei. Zu viel Hitze kann Ruß, Verschmierungen oder Verformungen des Kunststoffs verursachen. Der Unterschied liegt darin, dass man beim Ätzen mehr Spielraum hat und die Beschädigung minimiert wird.

Überleben bis zum Schluss

Bei der Endbearbeitung kann eine ansprechende Markierung verloren gehen. Wird das Teil kugelgestrahlt oder sandgestrahlt, kann eine flache Ätzung verschwinden. Wird das Teil hingegen pulverbeschichtet oder elektrotauchbeschichtet, bleibt die Ätzung lesbar.

Gravur eignet sich oft gut, wenn eine Markierung nach dem Schleifen sichtbar bleiben soll. Ätzen ist eine gute Option vor nicht-abrasiven Beschichtungen, wenn tiefe Markierungen vermieden werden sollen. Die richtige Wahl hängt davon ab, welcher Bearbeitungsschritt die Markierung beschädigen könnte.

Wie funktioniert jeder Prozess in der Praxis?

Beide Verfahren nutzen einen fokussierten Strahl und eine kontrollierte Bewegung. Beim Gravieren wird Material abgetragen, beim Ätzen hingegen wird die Oberfläche verändert. Dieser Unterschied beeinflusst, welche Einstellungen am wichtigsten sind und welche Probleme auftreten können.

Wie funktioniert Lasergravur?

Gravur Der Laser nutzt gebündelte Energie, um Material so schnell zu erhitzen, dass es verdampft. Er folgt dabei einer vorgegebenen Bahn. Schicht für Schicht wird das Material abgetragen. So entsteht ein Hohlraum, der den Code oder das Kunstwerk formt.

Moderne Systeme ermöglichen die Darstellung feinster Strukturen. Die Strahlbreite kann bis zu 0,0254 mm (0,001 Zoll) betragen. Dies erlaubt sehr kleine Texte und dichte Codes. Die Tiefe kann mehrere hundert Mikrometer erreichen. Häufig werden Tiefen von bis zu 500 µm erzielt, wenn die Anwendung dies erfordert.

Wie funktioniert Laserätzen?

Beim Ätzen wird so viel Hitze eingesetzt, dass die oberste Materialschicht schmilzt oder weich wird. Dadurch verändern sich Textur und Farbe. Die Oberfläche kann sich leicht ausdehnen. Es kann sich auch eine Oxidschicht bilden, die einen sichtbaren Kontrast erzeugt. Die Markierung kann je nach Material und Einstellungen schwarz, weiß oder grau erscheinen.

Wie eine Oberfläche Licht absorbiert und reflektiert, ist beim Ätzen von großer Bedeutung. Glänzendes Metall reflektiert die Energie gut. Dunklere oder raue Oberflächen absorbieren mehr Energie und dunkeln schneller nach. Deshalb können gleiche Leistung und Geschwindigkeit auf verschiedenen Materialien unterschiedliche Ergebnisse erzielen.

Die relevanten Variablen

Leistung und Geschwindigkeit bestimmen den Energieverbrauch. Der Fokus hingegen bestimmt die Energiedichte. Frequenz, Pulsbreite und Durchgangszahl beeinflussen die Erwärmung und Abkühlung des Materials. Werden diese Einstellungen als System betrachtet, lassen sich reproduzierbare Ergebnisse über verschiedene Chargen hinweg erzielen.

Beim Gravieren optimieren wir die Einstellungen oft zuerst für scharfe Kanten und dann für die Tiefe. Beim Ätzen optimieren wir gleichzeitig Kontrast und minimieren Hitzeschäden. In beiden Fällen sind stabile Vorrichtungen und eine saubere Oberfläche ebenso wichtig wie die Lasereinstellungen.

Materialverträglichkeit und praktische Grenzen

Das Material und die Oberflächenbeschaffenheit sind oft ausschlaggebender für den Prozess als die Konstruktion. Zwei Teile können aus derselben Legierung bestehen, sich aber unterschiedlich verhalten, je nachdem, ob eines poliert oder beschichtet ist. Bei der Überprüfung eines Markierungsauftrags betrachten wir Material, Oberfläche und Nachbearbeitung als Ganzes.

Metalle: Edelstahl, Aluminium, Messing, Titan und beschichtete Oberflächen

Gravieren eignet sich gut für viele Metalle. Es trägt Material ab und hinterlässt eine klare Markierung. Edelstahl und Aluminium sind gängige Materialien. Man muss jedoch die Wärmeleitfähigkeit berücksichtigen. Metalle mit hoher Wärmeleitfähigkeit leiten Wärme schnell weiter. Daher sind möglicherweise unterschiedliche Einstellungen erforderlich, um eine gleichmäßige Gravurtiefe zu erzielen.

Ätzen eignet sich oft gut für Aluminium und viele Stahlsorten, wenn ein schneller Kontrast erforderlich ist. Auch Edelstahl lässt sich ätzen. Der Kontrast kann jedoch je nach Legierung und Oberflächenbeschaffenheit variieren. Bei manchen Edelstahlmarkierungen kommt es eher auf kontrollierte Oxidation an. Beschichtete Metalle reagieren ebenfalls gut auf Ätzung. Es ist jedoch zu prüfen, ob die Beschichtung oder das Grundmetall geätzt wird.

Nichtmetalle: Holz, Acryl und Kunststoffe

Gravuren auf Holz und Acryl können sehr präzise Ergebnisse liefern. Die Einstellungen müssen jedoch angepasst werden, da diese Materialien anders verkohlen oder schmelzen als Metalle. Acryl erhält nach dem Gravieren oft einen matten Effekt. Dies eignet sich gut für Schilder oder Etiketten. Bei dichten Harthölzern wirkt die Gravur sauber. Weichhölzer hingegen verbrennen leichter und erfordern daher eine sorgfältige Justierung.

Das Ätzen von Kunststoffen hängt von der Harzart und eventuellen Füllstoffen ab. Manche Kunststoffe zeigen einen klaren Kontrast. Andere verschmieren oder verformen sich selbst bei geringer Energie. Bei neuen Kunststoffen in Prototypen führen wir daher bevorzugt zunächst einen Schnelltest durch. Dies gilt insbesondere für dünne oder kosmetische Teile.

Der Zustand der Oberfläche verändert alles.

Reflexionsvermögen, Rauheit und Beschichtungen beeinflussen, wie Energie in die Oberfläche eindringt. Poliertes Metall erfordert möglicherweise andere Einstellungen als gebürstetes. Anodisierte Schichten können das Erscheinungsbild einer Markierung verändern.

Verunreinigungen, insbesondere Öle und Fingerabdrücke, spielen ebenfalls eine Rolle. Sie können Einbrennungen oder ungleichmäßige Spuren verursachen, was zu Fehlfunktionen des Scanners führen kann. Wenn die Lesbarkeit des Codes wichtig ist, ist die Oberflächenvorbereitung ein entscheidender Prozessschritt.

Warum wir uns zwischen Gravur und Ätzung entscheiden?

Wir wählen das Verfahren in erster Linie nach der Funktion der Markierung, nicht nach der Bezeichnung. Muss die Markierung abriebfest sein, bevorzugen wir die Gravur. Soll die Markierung schnell und kontrastreich sein, bevorzugen wir die Ätzung.

Prototyp Die Arbeit bringt eine weitere Einschränkung mit sich: Oft fehlt die Zeit für Überarbeitungen. Das führt dazu, dass wir bei hohem Ausfallrisiko eher eine sicherere Wahl treffen. Wenn wir uns bezüglich der Oberflächenbehandlung oder Handhabung unsicher sind, entscheiden wir uns häufig für die Option, die auch im schlimmsten Fall lesbar bleibt.

Hier sind die sechs Fragen, die wir uns stellen, bevor wir ein Verfahren auswählen:

1. Wird das Teil Reibung, Verschleiß oder Reinigungsbelastung ausgesetzt sein?
2. Wird das Teil nach der Markierung gestrahlt oder getrommelt?
3. Muss der Code auch bei geringer Größe zuverlässig gescannt werden können?
4. Handelt es sich um eine kosmetische Oberfläche, eine dünne Oberfläche oder um eine hitzeempfindliche Oberfläche?
5. Ist die Zykluszeit ein entscheidender Faktor?
6. Wie ist der tatsächliche Oberflächenzustand: poliert, beschichtet oder rau?

Bei starker Beanspruchung oder abrasiver Oberflächenbearbeitung ist die Gravur oft sicherer. Bei kurzen Zykluszeiten und kontrastreichem Scannen ist die Ätzung oft die bessere Wahl. Bei Hitzeempfindlichkeit beginnen wir in der Regel mit der Ätzung.

Häufige Probleme und wie man sie vermeidet

Die meisten Markierungsprobleme entstehen durch den Versuch, mit zu hoher Leistung Kontrast zu erzeugen. Stattdessen sollten Sie Fokus, Geschwindigkeit und Oberflächenvorbereitung optimieren. Eine Markierung schlägt fehl, weil der Prozess nicht zum Material und dessen Verwendungszweck passte.

Hier sind die häufigsten Fehlermuster und wie man sie behebt:

• Wenn Sie Lichthöfe oder raue Kanten sehen, Zuerst den Fokus prüfen, dann die Zeit reduzieren.
• Wenn der Kontrast gut ist, die Codes aber nicht gescannt werden können, Prüfen Sie die Kantenschärfe und die Spiegelungen, nicht nur die Dunkelheit.
• Wenn die Spuren nach dem Sprengen verschwinden, Wechseln Sie zu Gravur oder erhöhen Sie die Tiefe.
• Wenn sich dünne Teile verziehen oder Kunststoffe verschmieren, Weniger Energie und höhere Geschwindigkeit nutzen. Mehrere Lichtdurchgänge versuchen.
• Wenn die Markierungen innerhalb einer Charge variieren, Oberflächenreinheit und Teileposition prüfen.

Überhitzung kann in beiden Verfahren auftreten. Beim Gravieren kann sie zu breiteren Linien und geschmolzenem Material am Rand führen. Beim Ätzen kann sie ungleichmäßige, dunkle Flecken erzeugen, die wie verbrannt aussehen.

Die Nachbearbeitung ist die zweite häufige Fehlerquelle. Eine perfekt erhaltene Markierung kann nach dem Beschichten unleserlich werden, wenn der Kontrast abnimmt. Eine Markierung kann nach dem Sandstrahlen verschwinden, wenn sie nicht tief genug ist.

Abschluss

Wenn die Markierung Abrieb, Sandstrahlen oder jahrelanger Handhabung standhalten muss, verwenden wir Lasergravur. Wir optimieren Tiefe und Kantenqualität, um die Lesbarkeit zu gewährleisten. Wenn es auf hohe Geschwindigkeit, starken Kontrast und geringe Beeinträchtigung des Bauteils ankommt, setzen wir Laserätzung ein. Wir achten auf sauberen Kontrast ohne Überhitzung. Im Zweifelsfall entscheiden wir anhand der härtesten Belastung, der das Bauteil ausgesetzt sein wird. Diese Belastung deckt die Schwächen der falschen Wahl auf. Bei Yonglihao Machinery, Laserdesign-Dienstleistungen sind eine unserer Kernkompetenzen, und wir können bereits früh im Projekt mit Ihnen zusammenarbeiten, um den richtigen Gravur- oder Ätzansatz für Ihre Teile auszuwählen und zu validieren.

Häufig gestellte Fragen

Ist Lasergravur immer haltbarer als Laserätzung?

Gravuren bieten in der Regel eine bessere Abriebfestigkeit, da sie eine tiefe Vertiefung erzeugen. Ätzungen können zwar dauerhaft sein, die Markierung befindet sich jedoch nur an der Oberfläche. Durch Reibung kann der Kontrast schneller abnehmen. Wenn es auf Langlebigkeit ankommt, ist die Gravur die sicherere Wahl.

Welches Verfahren eignet sich besser für QR-Codes oder Data-Matrix-Codes?

Ätzen erzeugt oft schnell einen starken Kontrast, was Scannern zugutekommt. Gravieren funktioniert ebenfalls gut, allerdings muss die Kantenqualität und Spiegelung kontrolliert werden. Die optimale Methode hängt von der Codegröße, der Oberflächenbeschaffenheit und der Scannerbeleuchtung ab.

Wird das Laserätzen mein Bauteil weniger schwächen als die Gravur?

Ätzen verändert weniger Material als Gravieren und schont die Oberfläche oft besser. Beim Gravieren wird Material abgetragen. Dies kann bei dünnen Wänden oder wichtigen Bereichen problematisch sein, wenn die Markierung ungünstig platziert ist. Bei Prototypen werden Markierungen daher häufig von kritischen Stellen entfernt angebracht.

Sind beide Verfahren sowohl für Edelstahl als auch für Aluminium geeignet?

Ja, beide Verfahren funktionieren auf beiden Materialien. Die Ergebnisse und Einstellungen unterscheiden sich jedoch. Die Reflektivität von Aluminium kann den Kontrast beeinflussen, insbesondere beim Ätzen. Edelstahl funktioniert mit beiden Materialien, der Kontrast kann aber je nach Legierung und Oberflächenbehandlung variieren.

Wie tief sollte eine Gravur für industrielle Zwecke sein?

Die Schichtdicke hängt vom erwarteten Verschleiß und der Oberflächenbeschaffenheit ab. Bei vielen Bauteilen bieten einige hundert Mikrometer eine hohe Haltbarkeit. Gegebenenfalls werden auch Schichtdicken bis zu 500 µm verwendet. Wenn das Bauteil gestrahlt werden soll, ist die Schichtdicke wichtiger als die optische Dunkelheit.

Warum sieht dieselbe Einstellung auf “demselben” Material unterschiedlich aus?

Die Oberflächenbeschaffenheit beeinflusst die Energieabsorption. Eine polierte Oberfläche reflektiert mehr Energie als eine gebürstete. Öle können einbrennen und den Kontrast verändern. Um gleichbleibende Ergebnisse zu erzielen, sollte die Oberflächenvorbereitung als Teil des Markierungsprozesses betrachtet werden.

Soll ich die Markierung vor oder nach dem Beschichten anbringen?

Das hängt von der Beschichtung ab. Bei nicht abrasiven Beschichtungen kann Ätzen vor dem Auftragen der Beschichtung gut funktionieren. Bei abrasiven Prozessen ist Gravieren oder Markieren nach dem Auftragen der Beschichtung möglicherweise besser geeignet.