Lasergraveren versus laseretsen: de belangrijkste verschillen

Bij Yonglihao Machinery bouwen we prototypes en kleine series onderdelen. Hiervoor gebruiken we voornamelijk lasersnijden. Binnen hetzelfde project hebben teams vaak een onderdeel-ID, een logo of een duurzame code nodig. Deze code moet bestand zijn tegen hantering en afwerking. Dat is waar de vraag "lasergraveren versus laseretsen" opduikt.

Deze twee processen lijken misschien op elkaar, maar in de praktijk werken ze heel verschillend. Als je de verkeerde kiest, kan het contrast slecht zijn, kan een code niet gescand worden of kan een markering na afloop verdwijnen. Deze handleiding legt het verschil en de praktische beperkingen uit. Ook wordt getoond hoe we tussen beide processen kiezen.

Wat doen lasergraveren en laseretsen nu precies?

Lasergraveren verwijdert materiaal. Het creëert een diepe, voelbare afdruk. Laseretsen verhit het oppervlak. Het maakt een ondiepe, contrastrijke afdruk met weinig materiaalverwijdering. Graveren gebruikt hoge energie om een dunne laag materiaal te verdampen. Etsen gebruikt minder hitte, dichter bij het smeltpunt. Dit creëert fijne texturen, een lichte verhoging en een zichtbare kleurverandering.

Graveren kun je zien als een soort 'micromachining' waarmee diepte wordt gecreëerd. Etsen kun je zien als een 'oppervlakteverandering' waarbij snelheid en contrast centraal staan. Beide technieken kunnen permanente identificatie van onderdelen mogelijk maken, maar ze zijn geschikt voor verschillende doeleinden.

Lasergraveren versus laseretsen

Lasergraveren biedt de beste resultaten qua duurzaamheid en diepte. Laseretsen biedt de beste resultaten qua snelheid en efficiëntie. De onderstaande tabel toont de belangrijkste verschillen die wij in ons werk zien. Uw resultaten zijn afhankelijk van het materiaal, het type laser en de instellingen.

Diepgang is het meest duidelijke verschil. Maar het is niet de enige factor. Voor daadwerkelijke onderdelen zijn de leesbaarheid van de code en de functionaliteit na voltooiing vaak belangrijker.

Diepte en slijtvastheid

Gravure creëert diepte. Diepte biedt een mechanisch voordeel tegen slijtage. Wanneer een markering zich onder het oppervlak bevindt, raakt wrijving eerst de hoogste punten, niet de code. Daarom blijven gegraveerde markeringen langer leesbaar op onderdelen die aan wrijving of reiniging worden blootgesteld.

Etsen kan nog steeds permanent zijn. Maar het bevindt zich meestal aan de oppervlakte. Als het onderdeel veelvuldig wordt aangeraakt of eroverheen schuift, kan een geëtste markering na verloop van tijd vervagen. Voor veel prototypes is dit geen probleem. Maar je moet deze keuze weloverwogen maken.

Contrast en leesbaarheid van kleine letters

Etsen zorgt vaak voor een sterker contrast in minder tijd. Dit geldt met name voor metalen, waar hitte en textuurveranderingen een donkere markering veroorzaken. Daarom is etsen geschikt voor QR-codes, datamatrixcodes en kleine tekst. Een goed contrast helpt scanners deze te lezen. Etsen is ook handig wanneer je onderdelen snel moet markeren.

Gravures kunnen ook zeer goed leesbaar zijn. Maar ze vereisen mogelijk meer fijnafstelling om schaduwen te voorkomen en de randen scherp te houden. Bij zeer kleine codes kan te veel diepte ongelijkmatige reflecties veroorzaken. Dit kan scanners in de war brengen als de afwerking niet goed is. Bij minuscule markeringen stemmen we vaak eerst af op strakke vormen en pas daarna op diepte.

Snelheid, kosten en productieritme

Etsen gaat meestal sneller. Er is minder energie nodig om een zichtbare markering te maken. Sneller markeren betekent dat er meer onderdelen geproduceerd kunnen worden. Dit is belangrijk wanneer markeren een knelpunt vormt. Etsen heeft doorgaans ook lagere operationele kosten. De laser besteedt minder tijd per onderdeel aan een hoog vermogen.

Graveren vereist meer tijd of meerdere bewerkingen om diepte te creëren. Dat kan de juiste keuze zijn, maar het moet wel in verhouding staan tot de waarde van duurzaamheid. Bij prototypes gebruiken we graveren vaak als een soort verzekering tegen toekomstige slijtage of beschadiging door stralen.

Hittebelasting en oppervlakte-integriteit

Bij beide processen wordt warmte gebruikt. Beide kunnen een door warmte beïnvloede zone creëren als er te veel vermogen wordt gebruikt of als het proces te langzaam verloopt. Graveren verbruikt meer energie en verwijdert materiaal. Dit kan het risico op verkleuring of kleine bramen vergroten. Het kan ook dunne onderdelen vervormen.

Etsen vereist doorgaans minder energie. Het kan milder zijn voor dunne wanden en cosmetische oppervlakken. Maar etsen is niet "impactloos". Te veel hitte kan nog steeds roet, vlekken of vervormd plastic veroorzaken. Het verschil is dat etsen je meer ruimte geeft om te werken met een minimale schade.

Overleven tijdens de laatste stappen

De afwerking is waar een mooie markering verloren kan gaan. Als het onderdeel gestraald of gezandstraald wordt, kan een ondiepe etsing verdwijnen. Als het onderdeel gepoedercoat of geëtst wordt, kan een etsing leesbaar blijven.

Graveren is vaak een goede optie wanneer een markering zichtbaar moet blijven na een schurende afwerking. Etsen kan een goede methode zijn vóór niet-schurende coatings, wanneer je diepe beschadigingen wilt vermijden. De juiste keuze hangt af van welke afwerkingsstap de markering het meest zou kunnen beschadigen.

Hoe werkt elk proces in de praktijk?

Beide processen maken gebruik van een gerichte lichtstraal en gecontroleerde beweging. Bij graveren wordt materiaal verwijderd, terwijl bij etsen het oppervlak verandert. Dit verschil bepaalt welke instellingen het belangrijkst zijn en welke problemen zich kunnen voordoen.

Hoe werkt lasergraveren?

Gravure De laser gebruikt gerichte energie om materiaal zo snel te verhitten dat het in damp verandert. De laser volgt een vast pad. Het proces verwijdert materiaal laagje voor laagje. Het resultaat is een holte die de code of het kunstwerk vormt.

Moderne systemen kunnen zeer fijne details creëren. De breedte van de laserstraal kan zo klein zijn als 0,0254 mm (0,001 inch). Dit maakt zeer kleine tekst en dichte codes mogelijk. De diepte kan honderden microns bereiken. We zien vaak dieptes tot wel ~500 µm wanneer een toepassing dat vereist.

Hoe werkt laseretsen?

Bij etsen wordt voldoende hitte gebruikt om de bovenste laag van het materiaal te smelten of te verzachten. Hierdoor verandert de textuur en kleur. Het oppervlak kan enigszins uitzetten. Er kan ook een oxidatielaag ontstaan die een zichtbaar contrast creëert. De afdruk kan zwart, wit of grijs zijn, afhankelijk van het materiaal en de instellingen.

De manier waarop een oppervlak licht absorbeert en reflecteert, is van groot belang bij etsen. Een glanzend metaal kan energie weerkaatsen. Een donkerder of ruwer oppervlak kan meer energie absorberen en sneller donkerder worden. Daarom kunnen dezelfde kracht en snelheid verschillende resultaten opleveren op verschillende materialen.

De variabelen die ertoe doen

Vermogen en snelheid bepalen het energieverbruik. Maar focus bepaalt de energiedichtheid. Frequentie, pulsbreedte en aantal passes bepalen hoe het materiaal opwarmt en afkoelt. Als je deze instellingen als een systeem beschouwt, krijg je herhaalbare resultaten bij verschillende batches.

Bij graveren stellen we vaak eerst de scherpe randen en vervolgens de diepte in. Bij etsen stellen we tegelijkertijd de contrast en minimale hitteschade in. In beide gevallen zijn stabiele opspaninrichtingen en een schoon oppervlak net zo belangrijk als de laserinstellingen.

Materiaalcompatibiliteit en praktische beperkingen

Het materiaal en de oppervlakteconditie bepalen het proces vaak meer dan het ontwerp. Twee onderdelen kunnen van dezelfde legering zijn, maar zich anders gedragen als het ene onderdeel gepolijst of gecoat is dan het andere. Bij het beoordelen van een markeeropdracht kijken we naar het materiaal, het oppervlak en de afwerking in samenhang.

Metalen: roestvrij staal, aluminium, messing, titanium en gecoate oppervlakken

Graveren werkt goed op veel metalen. Het verwijdert materiaal en laat een duidelijke afdruk achter. Roestvrij staal en aluminium zijn veelgebruikte materialen. Maar je moet wel rekening houden met hoe ze warmte geleiden. Metalen met een hoge warmtegeleiding verspreiden warmte snel. Dit kan betekenen dat je andere instellingen moet gebruiken om een constante graveerdiepte te bereiken.

Etsen werkt vaak goed op aluminium en veel staalsoorten wanneer snel contrast nodig is. Roestvrij staal kan ook geëtst worden, maar het contrast kan variëren afhankelijk van de legering en de afwerking. Sommige markeringen op roestvrij staal zijn meer afhankelijk van gecontroleerde oxidatie. Gecoate metalen reageren ook goed op etsen, maar je moet wel controleren of je de coating of het basismetaal etst.

Niet-metalen: hout, acryl en kunststoffen

Graveren op hout en acryl kan zeer scherpe resultaten opleveren. De instellingen verschillen echter, omdat deze materialen anders verkoolen of smelten dan metalen. Acryl krijgt na het graveren vaak een matte uitstraling. Dit kan handig zijn voor borden of etiketten. Hout kan er strak uitzien op harde houtsoorten. Zachthout kan gemakkelijker verbranden en vereist daarom een zorgvuldige afstelling.

Etsen op kunststoffen is afhankelijk van het harstype en eventuele vulstoffen. Sommige kunststoffen vertonen een scherp contrast. Andere smeren uit of vervormen, zelfs bij lage energie. Voor nieuwe kunststoffen in prototypes geven we er de voorkeur aan om eerst een snelle test uit te voeren. Dit geldt met name voor dunne of cosmetische onderdelen.

De toestand van het oppervlak verandert alles.

Reflectiviteit, ruwheid en coatings bepalen hoe energie het oppervlak binnendringt. Een gepolijst metaal vereist mogelijk andere instellingen dan een geborsteld metaal. Geanodiseerde lagen kunnen de uitstraling van een markering veranderen.

Vervuiling speelt ook een rol, met name oliën en vingerafdrukken. Deze kunnen brandplekken veroorzaken of oneffenheden achterlaten. Dit kan ertoe leiden dat scanners niet goed werken. Wanneer leesbaarheid van de code belangrijk is, is oppervlaktevoorbereiding een cruciale processtap.

Hoe kiezen we tussen graveren en etsen?

We kiezen in de eerste plaats op basis van de functie van de markering, niet op basis van de procesnaam. Als de markering bestand moet zijn tegen slijtage, geven we de voorkeur aan graveren. Als de markering snel en met een hoog contrast moet worden aangebracht, geven we de voorkeur aan etsen.

Prototype Werk brengt nog een extra beperking met zich mee: je hebt vaak geen tijd voor herontwerpen. Dit dwingt ons tot een veiligere keuze wanneer het risico op mislukking groot is. Wanneer we twijfelen over de afwerking of de verwerking, kiezen we vaak voor de optie die in het slechtste geval leesbaar blijft.

Dit zijn de zes vragen die we stellen voordat we een proces kiezen:

1. Zal het onderdeel wrijving, slijtage of reiniging ondergaan?
2. Wordt het onderdeel na het markeren gestraald of getrommeld?
3. Moet de code betrouwbaar scanbaar zijn bij een klein formaat?
4. Is het oppervlak cosmetisch, dun of hittegevoelig?
5. Is de cyclustijd een belangrijke beperkende factor?
6. Wat is de werkelijke oppervlakteconditie: gepolijst, gecoat of ruw?

Als u "ja" antwoordt op de vraag of het materiaal zwaar te verduren krijgt of een schurende afwerking vereist, is graveren vaak veiliger. Als u "ja" antwoordt op de vraag of een snelle cyclustijd en een scan met hoog contrast vereist zijn, is etsen vaak een betere keuze. Als u "ja" antwoordt op de vraag of het materiaal hittegevoelig is, beginnen we meestal met etsen.

Veelvoorkomende problemen en hoe je ze kunt voorkomen

De meeste problemen met markeringen ontstaan doordat men te veel contrast probeert te creëren met een te krachtige stift. In plaats daarvan moet je de focus, de snelheid en de voorbereiding van het oppervlak beheersen. Een markering mislukt omdat het proces niet aansluit bij het materiaal en het uiteindelijke gebruik ervan.

Hieronder vindt u de meest voorkomende foutpatronen en hoe u deze kunt verhelpen:

• Als je halo's of een ruwe rand ziet, Controleer eerst de focus en verkort daarna de tijd.
• Als het contrast goed is, maar de codes niet gescand kunnen worden, Controleer de scherpte van de randen en de reflecties, niet alleen de donkerte.
• Als de sporen na het stralen verdwijnen, Schakel over naar graveren of verhoog de diepte.
• Als dunne onderdelen vervormen of plastic vlekken veroorzaakt, Gebruik minder energie en meer snelheid. Probeer meerdere lichtpassages.
• Als de markeringen binnen een batch variëren, Controleer de reinheid van het oppervlak en de positie van het onderdeel.

Oververhitting kan bij beide processen voorkomen. Bij graveren kan het de lijnen verbreden en gesmolten materiaal aan de rand achterlaten. Bij etsen kan het ongelijkmatige, donkere vlekken veroorzaken die er verbrand uitzien.

Nabewerking is de tweede veelvoorkomende valkuil. Een perfecte markering kan onleesbaar worden na het coaten als het contrast afneemt. Een markering kan verdwijnen na het stralen als deze niet diep genoeg is.

Conclusie

Als de markering bestand moet zijn tegen slijtage, stralen of jarenlang gebruik, gebruiken we lasergraveren. We stemmen de diepte en de randkwaliteit af om de leesbaarheid te garanderen. Als de klus snel moet verlopen, een hoog contrast moet hebben en het onderdeel minimaal moet worden belast, gebruiken we laseretsen. We zorgen voor een helder contrast zonder oververhitting. Bij twijfel baseren we onze keuze op de zwaarste belasting waaraan het onderdeel wordt blootgesteld. Die belasting zal de zwakke punten van een verkeerde keuze aan het licht brengen. Bij Yonglihao Machinery, laserontwerpdiensten Dit is een van onze kerncompetenties, en we kunnen al vroeg in het project met u samenwerken om de juiste graveer- of etsmethode voor uw onderdelen te kiezen en te valideren.

Veelgestelde vragen

Is lasergraveren altijd duurzamer dan laseretsen?

Graveren biedt doorgaans een betere slijtvastheid omdat er een diepe holte ontstaat. Etsen kan permanent zijn, maar de markering bevindt zich aan de oppervlakte. Het contrast kan sneller afnemen door wrijving. Als duurzaamheid cruciaal is, is graveren een veiligere keuze.

Welke is beter voor QR-codes of datamatrixcodes?

Etsen geeft vaak snel een sterk contrast, wat scanners helpt. Graveren werkt ook goed, maar dan moet je de randkwaliteit en reflecties goed in de gaten houden. De beste oplossing hangt af van de grootte van de code, de oppervlakteafwerking en de verlichting van de scanner.

Zal laseretsen mijn onderdeel minder verzwakken dan graveren?

Bij etsen verandert er minder materiaal dan bij graveren. Het oppervlak blijft vaak beter behouden. Bij graveren wordt materiaal verwijderd. Dit kan een probleem zijn bij dunne wanden of cruciale onderdelen als de markering verkeerd geplaatst is. Bij prototypes verplaatsen we markeringen vaak weg van kritieke plekken.

Kunnen beide processen zowel op roestvrij staal als op aluminium worden toegepast?

Ja, beide methoden werken op beide materialen. De resultaten en instellingen verschillen echter. De reflectiviteit van aluminium kan het contrast beïnvloeden, met name bij etsen. Roestvrij staal werkt met beide materialen, maar het contrast kan variëren afhankelijk van de legering en de afwerking.

Hoe diep moet een gegraveerd merkteken zijn voor industrieel gebruik?

De diepte hangt af van de verwachte slijtage en afwerking. Voor veel onderdelen met een binnendiameter van enkele honderden micron is een diepte van enkele honderden microns voldoende voor een goede duurzaamheid. We zien vaak dieptes tot wel 500 µm wanneer dat nodig is. Als het onderdeel gestraald gaat worden, is de diepte belangrijker dan de visuele donkerte.

Waarom ziet dezelfde instelling er anders uit op "hetzelfde" materiaal?

De oppervlakteconditie beïnvloedt de energieabsorptie. Een gepolijste afwerking reflecteert meer energie dan een geborstelde. Oliën kunnen verbranden en het contrast veranderen. Als u consistente resultaten wilt, beschouw de oppervlaktevoorbereiding dan als onderdeel van het markeerproces.

Moet ik de markeringen aanbrengen vóór of na het coaten?

Het hangt af van de coating. Bij niet-schurende coatings kan etsen vóór het aanbrengen van de coating goed werken. Bij schurende coatings is graveren of markeren na het aanbrengen van de coating wellicht een betere optie.