Die neueste Entwicklung der 3D Lasergravur erlaubt eine präzise und schnelle Bearbeitung von Werkstücken und dies ohne jegliche Fixierung und Wärmeeintrag in das Material. Erfahren Sie mehr über die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten der 3D Lasergravur in unserem Artikel und welche Vorteile diese Technik bietet. Erfahren Sie alles über Trends in der industriellen Produktion und entscheiden Sie selbst, ob die neue Technik für Ihre Produktions-Bedürfnisse geeignet ist.
Übrigens: Der Begriff „Laser“ stammt aus dem Englischen und bedeutet Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation – bedeutet nichts anderes als Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlung!
Eine kurze Einführung in die 3D-Lasergravur
A. Was ist die 3D-Lasergravur
Die 3D-Lasergravur ist ein Verfahren, bei dem ein Laserstrahl verwendet wird, um ein dreidimensionales Design in ein Objekt zu gravieren. Dieses Verfahren wird häufig für die Herstellung von Schmuck, Medaillen und anderen kleinen Metallobjekten verwendet. Die 3D-Lasergravur ist ein relativ neues Verfahren, das die traditionelle Lasergravur in eine völlig neue Richtung führt. Bei der 3D-Lasergravur wird durch Laserstrahlen Material abgetragen, um dreidimensionale Formen und Strukturen zu schaffen. Dieses Verfahren hat sich als sehr vielseitig erwiesen und wird heutzutage in zahlreichen Branchen eingesetzt.
B. Wie funktioniert die Technologie?
Für die Erstellung einer Lasergravur benötigen Sie zunächst eine 3D-CAD Datei. Diese können Sie selbst erstellen oder in die Lasersoftware importieren. Die CAD-Datei ist Grundlage der späteren Lasergravur und dient als exakte Vorlage für den Laser. Die Software zerlegt nun die CAD-Datei in viele Einzelschichten, sogenannte Layer. Der Laser trägt anschließend schichtweise Ihre 3D Lasergravur ab. Je nachdem wie groß und detailreich Ihre 3D Lasergravur sein soll, wird die CAD-Datei in unterschiedlich viele Schichten geteilt. Mehr Schichten bedeuten mehr Detailreichtum, aber auch einen längeren Prozesszeitraum.
C. Welche Vorteile bietet die 3D Lasergravur?
Die 3D Lasergravur bietet viele Vorteile gegenüber den konventionellen Gravurverfahren. Das Verfahren ist berührungslos und es entsteht kein Verschleiß an Fräsern oder anderen Schneidwerkzeugen. Es ermöglicht das Gravieren direkt in gehärtetem Material. Der Laser bietet eine sehr hohe Oberflächengüte und Details, die durch herkömmliche Techniken nicht oder nur sehr schwer erreicht werden können. Der Laser hat eine exzellente Wiederholgenauigkeit. Es gibt auch kombinierte Anlagen und Systeme, wie das Mill & Laser Fräs- und Laserbearbeitungszentrum von OPTOGON und PASO, welche die Vorteile verschiedener Verfahren in einer Maschine vereint.
Neue Trends im Bereich der 3D-Lasergravur
In den letzten Jahren haben sich die Anwendungsmöglichkeiten der 3D-Lasergravur stark weiterentwickelt. Neue Technologien machen es möglich, komplexe Strukturen mit sehr hoher Detaillierung und Präzision herzustellen. Dank neuer und fortschrittlicher Laserquellen können nun auch sehr wärmeempfindliche Materialien mit dem Laser bearbeitet werden, um komplexe Designs zu erstellen und in den fertigen Produktionsprozess einzubringen.
Die neueste Generation von Ultrakurzpulslaser (UKP) bietet den Vorteil, dass beim Laserprozess so gut wie keine Wärme in das Material eingebracht wird. Es entsteht keine Schmelze, die 3D Lasergravur ist sauber und es ist keine Nachbearbeitung nötig.
A. Neue Möglichkeiten in der Uhren- und Schmuckindustrie
Bisher wurden bei der Herstellung von Schmuck und anderen kleinen Gegenständen üblicherweise mehrere verschiedene Techniken angewendet, um ein bestimmtes Design zu erzielen. Zum Beispiel wurden häufig Präge-, Stanz- und Ätzverfahren verwendet, um ein bestimmtes Muster in das Metall zu gravieren. Diese Verfahren sind jedoch relativ aufwendig und zeitaufwendig.
Die 3D-Lasergravur bietet eine einfachere und schnellere Alternative zu diesen herkömmlichen Methoden. Bei diesem Verfahren wird ein Laserstrahl verwendet, um das gewünschte Design direkt in das Metall zu gravieren. Dieses Verfahren ist sowohl kostengünstiger als auch schneller als die herkömmlichen Methoden.
Die 3D-Lasergravur ist ideal für individuelle und kundenspezifische Designs. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie oder Ihr Kunde ein Unikat oder etwas Spezielles benötigen.
B. Anwendung in der Medizintechnik
Neben der Schwarzbeschriftung und der Erstellung von UDI Codes, kann der Laser auch für die 3D Lasergravur von medizinischen Implantaten verwendet werden. Hochpräzise 3D Lasergravuren von Vorlagen von Zahnformen für exakte Passungen werden möglich. Eine weitere Möglichkeit sind dreidimensionale Oberflächenstrukturierungen – menschliches Gewebe benötigt eine geeignete Oberfläche.
Beispielsweise kann die Oberfläche einer Prothese kann mit dem UKP Laser vorbereitet werden.
Der kleinste (Laserpunkt)-Durchmesser beträgt gerade einmal 4 µm. Es können hiermit auch dreidimensionale Strukturen auf Prothesen erzeugt werden.
C. Hochpräzise Ergänzung zur konventionellen CNC-Frästechnologie
Die 3D Lasergravur hat Ihre Grenzen bei schnellem Volumenabtrag.
Für die kombinierte, großflächige, hochpräzise CNC- und Laserbearbeitung bieten wir die Mill & Laser in Kooperation mit PASO an. Der schnelle Fräsprozess und Volumenabtrag mit konventioneller CNC-Frästechnologie ermöglicht es, große Volumina abzutragen und komplexe Bauteile zu bearbeiten. Das integrierte, hochpräzise Lasersystem von OPTOGON ermöglicht parallel die 3D-Lasergravur von filigranen Details. Das komplette Präzisions-Laserbearbeitungssystem ist nahtlos und vor Spänen und Kühlwasser geschützt integriert.
Die „Mill und Laser“ ist ein hochinnovatives Produkt, das vielfältige Leistungsmerkmale bietet und in unterschiedlichen Branchen wie z.B. Automobil-Industrie, Luft- und Raumfahrttechnik, Modellbau, Münzprägestätten oder im dekorativen Bereich eingesetzt werden kann. Selbst bei der Bearbeitung von schwer zerspanbaren Materialien wie Edelstahl (V2A) oder Werkzeugstahl erzielen Kunden durch die Kombination von konventioneller Frästechnologie und Laserbearbeitungssystem hervorragende Ergebnisse. Die „Mill and Laser“ eröffnet völlig neue Einsatzgebiete – für Kreativität nahezu ohne Einschränkung.
Fazit und Vorteile:
Die 3D Lasergravur hat in den letzten Jahren enorm an Bedeutung gewonnen. Durch die stetige Weiterentwicklung der Lasertechnologie lassen sich immer höhere Präzisionen und Detailreichtümer erreichen. Vor allem in der Formenherstellung, der Graphitelektrodenbearbeitung und bei Prägestempeln hat sich die 3D Lasergravur als sehr effizientes und vielseitiges Verfahren etabliert.
Die Vorteile der 3D Lasergravur liegen vor allem in der hohen Oberflächengüte, dem hervorragenden Detailreichtum und der Tatsache, dass das Werkstück berührungslos bearbeitet werden kann. Darüber hinaus ist die 3D Lasergravur sehr flexibel einsetzbar und kann sowohl für die Serienproduktion als auch für Einzelanfertigungen eingesetzt werden.
Je nach Anforderung und Material können verschiedene Laserquellen eingesetzt werden:
Faserlaser (Nanosekundenlaser) sind praktisch wartungsfrei und decken eine breite Palette von Anwendungen in der 3D Lasergravur ab. Sie haben eine Lebensdauer von 100.000h und mehr, und sind in der Regel luftgekühlt.
Ultrakurzpulslaser (UKP), wie Pikosekunden und Femtosekundenlaser haben den Vorteil, dass Sie praktisch keine Wärme in das Material während des Laserprozesses einbringen. Es entsteht keine Schmelze, die 3D Lasergravur bleibt gratfrei, es ist keine Nachbearbeitung notwendig.
