Wat is lasergraveren? Proces, soorten en handleiding

Bij Yonglihao Machinery, een rapid prototyping bedrijf, Ik ondersteun productontwikkeling van begin tot eind. Onze lasersnijdiensten Dit is een van onze kernprocessen. Lasergraveren is vaak de volgende stap. Nadat een onderdeel is gesneden, hebben klanten duurzame logo's, identificaties of traceerbaarheidsmarkeringen nodig. Deze handleiding gaat dieper in op wat lasergraveren is, hoe het werkt en hoe u de juiste methode kiest voor uw materiaal en markering.

Wat is lasergraveren?

Lasergraveren is een contactloos proces. Het verwijdert materiaal om een permanente markering met een echte diepte te creëren. Deze fysieke diepte is het belangrijkste kenmerk. Hierdoor zijn gegraveerde markeringen beter bestand tegen hantering, slijtage en andere processen dan markeringen die alleen aan de oppervlakte zitten.

Lasergraveren is anders dan lasermarkeren. Het belangrijkste verschil zit in de manier waarop de markering wordt gevormd. Bij lasermarkeren kan er sprake zijn van een verandering in de oppervlaktekleur, oxidatie of lichte oppervlaktebewerking. Lasergraveren maakt gebruik van gecontroleerde ablatie en materiaalverwijdering. Het resultaat is tastbaarder en duurzamer.

In de productie is de belangrijkste reden voor graveren traceerbaarheid. Serienummers, lotnummers, 2D-codes en product-ID's moeten leesbaar blijven. Graveren is ook geschikt voor logo's en naamplaatjes. Je kunt het gebruiken wanneer je een markering wilt die niet vervaagt, slijt of uitloopt.

Hoe werkt lasergraveren?

Lasergraveren concentreert energie op een minuscule plek. Deze plek beweegt langs een pad om materiaal te verwijderen. Een CNC-programma stuurt dit pad aan. Procesparameters bepalen hoeveel materiaal er wordt verwijderd en hoe het oppervlak eruitziet.

Materiaalverwijdering kan op verschillende manieren plaatsvinden. Dit kan door smelten en uitstoten, verdamping of ablatie met korte pulsen. Verschillende materialen gedragen zich verschillend. Sommige verdampen volledig. Sommige smelten en stollen weer aan de randen. Andere, zoals glas, kunnen een matte uitstraling krijgen door gecontroleerde microbreuken.

Diepte en contrast worden bepaald door energiedichtheid en belichtingstijd. Energiedichtheid wordt voornamelijk beïnvloed door de focus (spotgrootte). Belichtingstijd wordt bepaald door snelheid en pulsoverlap. Daarom kan hetzelfde vermogen zeer verschillende resultaten opleveren wanneer de focus of snelheid verandert.

De meeste graveertechnieken maken gebruik van raster- of vectorbeweging. Rastergraveren vult vlakken lijn voor lijn, net als een printer. Het wordt vaak gebruikt voor gevulde tekst, foto's en effen logo's. Vectorgraveren volgt lijnen en curven. Het is vaak sneller wanneer het ontwerp voornamelijk uit contouren bestaat.

Belangrijkste soorten lasergraveren

In dit gedeelte helpt u bij het kiezen van een lasertype. Baseer uw keuze op het materiaal en het soort markering dat u nodig hebt.

Vezellasergraveren

Fiberlasers (rond 1064 nm) zijn een praktische keuze voor het graveren van metalen. Metalen absorberen hun golflengte goed. Ze werken goed voor serienummers, datamatrixcodes en duurzame onderdeel-ID's. Ze zijn uitstekend geschikt voor roestvrij staal, aluminium, messing en vele legeringen. Ze zijn bovendien schaalbaar, van enkelstuks tot serieproductie. Het proces is stabiel zodra de opspaninrichting en focus goed zijn ingesteld.

Grenzen: Reflecterende metalen en warmtegevoelige afwerkingen vereisen een nauwkeurigere controle. Koper en sommige aluminium oppervlakken kunnen lastig zijn. Hun reflectiviteit en warmtegeleiding beïnvloeden hoe energie het materiaal binnendringt. Als de instellingen te sterk zijn, kunnen er verkleuringen door warmte of zachte randen ontstaan. Ook kunnen er kleine braamachtige randjes zichtbaar worden. Als het uiterlijk belangrijk is, stem dan eerst af op leesbaarheid. Voeg vervolgens voorzichtig diepte toe met meerdere bewerkingen in plaats van één zware bewerking.

CO2-lasergraveren

CO2-lasers (rond 10,6 μm) zijn het meest geschikt voor niet-metalen materialen. Veel organische materialen absorberen deze golflengte goed. Ze graveren hout, papier, leer en acryl met een uitstekend visueel contrast. Voor borden, geschenken en naamplaatjes op niet-metalen voorwerpen levert een CO2-laser vaak snelle en schone resultaten op.

Grenzen: CO2 is niet de eerste keuze voor onbewerkt metaal zonder speciale coatings. Op hout ontstaat contrast door gecontroleerde verbranding. Rookbeheersing heeft dus invloed op hoe strak de afdruk is. Op acryl kun je een heldere, matte afdruk krijgen. Maar warmtebeheersing is belangrijk om ruwheid te voorkomen, vooral op dunne panelen.

Diode laser graveren

Diodelasers zijn compacte systemen. Ze kunnen veel materialen graveren met een lichte tot gemiddelde intensiteit. Ze worden vaak gebruikt waar ruimte en budget beperkt zijn. Ze zijn ook geschikt voor toepassingen met lage productievereisten. Ze kunnen werken op gecoate metalen, sommige kunststoffen en hout.

Grenzen: Voor diepgraveren in metaal kunnen diodelasers trager zijn. Voor industriële markering op grote schaal zijn ze minder vergevingsgezind. Als u duurzame traceermarkeringen op metaal nodig hebt, is een vezellaser meestal een veiligere keuze. Als u voornamelijk non-metalen graveert voor een sterk contrast, is CO2 een veelgebruikte keuze vanwege de snelheid.

Welke materialen kun je graveren?

Je kunt veel materialen graveren. De golflengte en energie van de laser moeten overeenkomen met de manier waarop het oppervlak warmte absorbeert. Voor echte projecten deel ik materialen in drie groepen in: gemakkelijk te graveren, met de nodige voorzichtigheid te graveren en te vermijden. Dit zorgt voor consistente resultaten en een veilige werkomgeving.

Materialen die zich goed laten graveren zijn onder andere hout, veel soorten kunststoffen (niet-PVC), leer en diverse staalsoorten. Geanodiseerd aluminium laat zich ook goed graveren. Voor metalen is vaak een fiberlaser nodig voor een goed resultaat. Glas kan ook gegraveerd worden, maar gedraagt zich anders. De "matte" look kan ontstaan door microbreukjes, niet door een schone verwijdering van het materiaal. Je moet de spanning en het patroon goed beheersen om afbrokkeling te voorkomen.

Vermijd materialen die bij verhitting schadelijke bijproducten produceren. PVC is een klassiek voorbeeld. Het kan chloorhoudende gassen vrijgeven, die gevaarlijk zijn voor mens en machine. Materialen met halogenen, bepaalde harsen of sommige composieten kunnen ook schadelijke dampen produceren. Controleer bij twijfel de exacte materiaalkwaliteit voordat u gaat graveren.

Hoe we een graveermethode kiezen

De snelste manier om een opstelling te kiezen is: eerst het materiaal, dan de markeringseisen en vervolgens de productiesnelheid. Als het materiaal metaal is en de markering duurzaam moet zijn, is vezel een goed uitgangspunt. Als het materiaal organisch of acryl is en je een sterk contrast wilt, is CO2 vaak de eenvoudigste oplossing.

Vervolgens moet u de eisen voor het logo definiëren. Denk daarbij aan contrast, diepte, grootte en plaatsing. Een logo op een cosmetisch oppervlak vereist een goede randkwaliteit en hittebestendigheid. Een serienummer voor traceerbaarheid moet leesbaar blijven na gebruik en reiniging.

Controleer vervolgens uw cyclustijd. Voor korte series volstaan langzamere, schonere instellingen. Voor grotere volumes is een stabiel proces nodig dat geschikt is voor batchwisselingen en veranderingen in de oppervlakteconditie.

Gebruik dit voordat je de parameters afstelt:

• Materiaal en exacte kwaliteit bevestigd (geen giswerk).
• Doel van de markering gedefinieerd: alleen contrast of diepte?.
• Geïdentificeerd grafisch type: rastervulling of vectorlijnen.
• Bevestigingsplan ingesteld: onderdeel kan niet verschuiven.
• Veiligheid gecontroleerd: ventilatie en oogbescherming.

Basisprincipes van 2D-codeleesbaarheid

Voor industriële traceerbaarheid moet een 2D-code na alle stappen leesbaar blijven. Dit betekent dat je ontwerpt met het oog op scannen, niet alleen op het uiterlijk.

De stille zone is noodzakelijk. Laat een schone marge rond de code. Dit helpt de scanner de randen te vinden. Als u de code volpropt met randen of texturen, wordt de decodering instabiel. Beschouw de stille zone als beschermde ruimte.

De modulegrootte moet afgestemd zijn op de laserstraal en de oppervlakteafwerking. Als de modules te dicht bij de straaldiameter liggen, zullen de hoeken afgerond worden. Cellen kunnen samensmelten en de code wordt "grijze ruis" voor scanners. Als de ruimte beperkt is, is het beter om de code iets groter te maken dan om te proberen minuscule modules te gebruiken.

Nabewerkingsstappen kunnen contrast verminderen of de vorm veranderen. Houd hier rekening mee. Stralen kan fijne details verzachten. Coatings kunnen ondiepe cellen opvullen. Anodiseren kan de reflectiviteit veranderen. Als het onderdeel gestraald of geverfd wordt, zorg er dan voor dat de vorm intact blijft.

Praktische verificatieregel: Test de scan onder dezelfde lichtomstandigheden en vanuit dezelfde hoek als uw operators zullen gebruiken. Test indien mogelijk na de daadwerkelijke nabewerking, niet alleen op het onbewerkte onderdeel. Een kleine proefproductie is meestal sneller dan het opnieuw markeren van een hele batch.

Veelvoorkomende problemen en beste werkwijzen

De meeste graveerfouten worden veroorzaakt door focusfouten, instabiele opspaninrichtingen of te veel hitte. De symptomen verschillen per materiaal, maar de onderliggende oorzaken zijn hetzelfde. Begin daarom met de basisproblemen op te lossen.

Het is aan te raden de opspaninrichting te vergrendelen en scherp te stellen voordat u de diepte instelt. Een stabiele opstelling is altijd beter dan agressieve instellingen. Als de resultaten niet gelijkmatig over het werkstuk verdeeld zijn, controleer dan eerst de vlakheid, de Z-hoogte en de scherpstelling.

Parametervenster denken

Een stabiel resultaat wordt bereikt door een parameterbereik, niet door één "optimale instelling". De markering wordt bepaald door de geleverde energie per oppervlakte-eenheid. Deze wordt beïnvloed door de spotgrootte (focus) en de verblijftijd (snelheid + overlap).

Kracht en snelheid horen bij elkaar. Kracht verhoogt de energietoevoer. Snelheid bepaalt hoe lang die energie op het oppervlak blijft. Als je de kracht verhoogt zonder de snelheid te verhogen, ontstaat er warmte. Randen kunnen zachter worden en verkooling wordt waarschijnlijker. Als je de snelheid verhoogt zonder meer energie toe te voegen, neemt het contrast af.

De frequentie beïnvloedt hoe pulsen zich opstapelen en hoe het oppervlak de warmte ervaart. Te veel overlap kan ervoor zorgen dat het oppervlak na het verwijderen van scherpe stukjes opnieuw verhit wordt. Dit gaat ten koste van de scherpte van de randen. Te weinig overlap kan leiden tot stippellijnen en een oneffen textuur.

Scherpstelling is een verborgen vermenigvuldigingsfactor. Het beïnvloedt direct de spotgrootte en energiedichtheid. Een kleine scherpstelfout kan de spot vergroten en de piekintensiteit verlagen. Hierdoor kunnen "dezelfde instellingen" een totaal ander effect hebben. Als u ongelijkmatige resultaten ziet, controleer dan de scherpstelling en vlakheid voordat u het vermogen aanpast.

Conclusie

Lasergraveren is een gecontroleerd proces waarbij materiaal wordt verwijderd. Het creëert permanente, duurzame markeringen met een echte diepte. De selectieprocedure is eenvoudig: stem de laser af op het materiaal en de bewegingsstrategie op het ontwerp. Stabiliseer vervolgens het resultaat met focuscontrole en veilige extractie. Als u Yonglihao Machinery gebruikt voor lasersnijden, is graveren een logische volgende stap. Het biedt traceerbaarheid en identificatie zonder extra gereedschap, zowel voor eenmalige producties als voor herhaalde producties.

Verder lezen: Lasersnijden versus lasergraveren

Veelgestelde vragen

Is "lasergraveren" hetzelfde als lasermarkeren?

Nee. Graveren verwijdert materiaal en creëert diepte. Markeren verandert mogelijk alleen het oppervlak. Dit verschil beïnvloedt de duurzaamheid en hoe goed de markering bestand is tegen slijtage.

Welke laser is het meest geschikt voor het graveren van metalen onderdelen?

In de meeste gevallen is een fiberlaser het beste uitgangspunt voor metalen. Hij is efficiënt, reproduceerbaar en wordt vaak gebruikt voor traceerbaarheidsmarkeringen.

Kan ik elk soort plastic met een laser graveren?

Nee. Sommige kunststoffen kun je beter vermijden. Ze kunnen gevaarlijke dampen afgeven. PVC is daar een bekend voorbeeld van.

Waarom is mijn gravure zelfs bij hoge vergroting niet diep genoeg?

Het probleem zit hem vaak in de focus, de snelheid of de overlap – niet alleen in de intensiteit. Als de lichtbundel niet op het juiste focuspunt staat, verspreidt de energie zich en neemt de diepte af.

Heeft lasergraveren invloed op de toleranties van onderdelen?

Ja, dat kan. Graveren verwijdert materiaal en kan plaatselijk warmte genereren. Als de markering op een kritisch oppervlak komt, controleer dan de diepte. Vermijd contact met afdichtings- of pasdelen.