Vom Licht zur Schrift: Lasermarkierung auf Silicon
Das Licht geht, die Schrift bleibt: Das Beschriften mittels Laserstrahl – kurz: Lasermarking – ist eine exzellente Methode, um Siliconprodukte präzise und dauerhaft zu beschriften. Zum Einsatz kommt die Lasermarkierung etwa auf Medizinprodukten, Kabeln oder Haushaltswaren – also überall da, wo eine eindeutige, gestochen scharfe und permanente Kennzeichnung vonnöten ist.
Ob Serien- oder Chargennummern, maschinenlesbare QR- oder Barcodes, Herstell- oder Verfallsdatum: Siliconprodukte werden mit einer Vielzahl von Markierungen versehen. Die Gründe für die Kennzeichnung sind so vielfältig wie die Produkte selbst: Während es bei Medizinprodukten in erster Linie um die Unverwechselbarkeit und Haltbarkeit geht, kommt es anderswo eher auf Trackingmöglichkeiten, vereinfachte Logistik oder Kopierschutz an. Die Anforderungen an die Markierung selbst sind dabei immer gleich: Sie soll mit bloßem Auge oder maschinell gut lesbar sein – und vor allem dauerhaft haltbar sein.
Druck hilft nicht immer
Siliconelastomere haben zwar viele herausragende Eigenschaften, allerdings haben sie auch eine Schwachstelle: Die Markierung mittels herkömmlichen Druckverfahren stößt bei ihnen schnell an ihre Grenzen. Inkjet- oder Tampondruck sind zwar grundsätzlich möglich, liefern jedoch unter Umständen ein mangelndes Druckergebnis. Unscharfe Konturen, Abrieb oder Auflösung der Tinte bei Kontakt mit Chemikalien oder UV-Licht können die Folge sein. Teilweise ist der zu bedruckende Bereich für normale Drucker auch gar nicht erreichbar bzw. die Oberfläche ist gänzlich ungeeignet, weil zu uneben, weich oder flexibel.
Die Lösung liegt im Licht: Lasermarking
Die Lasermarkierung ist eine exzellente Alternative für die dauerhafte, gestochen scharfe Kennzeichnung von Siliconteilen. Die Markierung erfolgt berührungslos mit Hilfe eines Laserstrahls, wobei die Hitzeeinwirkung im Material eine chemische Reaktion auslöst. Sie findet also im Material selbst statt und wird nicht auf die Oberfläche aufgebracht. Somit ist sie weniger empfindlich gegen Abrieb, Hitze, UV-Strahlung oder Chemikalien. Auch transluzente Siliconartikel oder geschwungene Oberflächen – wie z.B. Kabel – lassen sich per Laser kennzeichnen.
Die Vorteile des Lasermarking:
- Kontaktfreies und schnelles Markierungsverfahren mit exakter Linienschärfe mittels Laserstrahl
- Hochpräzise, kontrastreiche Markierung auf vielen farbigen und transluzenten Siliconartikeln
- Exzellente Lesbarkeit selbst bei kleiner Schriftgröße und filigranen Grafiken oder QR-Codes
- Dauerhaft geringe Empfindlichkeit gegenüber Abrieb, Hitze und Chemikalien
- Geeignet für viele Formen, selbst auf unebenen Oberflächen, flexiblen Teilen und in schwer erreichbaren Bereichen anwendbar
- Verzicht auf Etiketten und Lösemittel
Das Licht vergeht, die Markierung bleibt
Alles, was man für die Lasermarkierung braucht, sind ein spezielles Polymer und ein geeigneter Laser. Zum Einsatz kommen hier typischerweise Laser mit einer Emissionswellenlänge von ca. 1.064 Nm. Die Kennzeichnung erfolgt berührungslos, indem der Laserstrahl für kurze Zeit auf die zu beschriftende Oberfläche gerichtet wird. Durch die Einwirkung des Laserlichts erreicht man eine chemische Reaktion: Je nach Zusammensetzung des Pigments kommt es beispielsweise zu einer Verfärbung oder einem Aufschäumen.
Eingesetzte Laser mit einer Emissionswellenlänge von ca. 1.064 Nm (nahe Infrarot)
| Lasertyp | Typische Leistung | Typische Markiergeschwindigkeit | Typischer Frequenzbereich | Hauptanwendungen, Anmerkungen |
|---|---|---|---|---|
| Vanadat (YVO4) | 6–40 W | 500–10.000 mm/s | 20–100 kHz | Markierstationen, statische Markierungen |
| YAG | 6–40 W | 500–10.000 mm/s | 20–100 kHz | Markierstationen, statische Markierungen |
| Faser | 20–300 W | 500–60.000 mm/s | 20–400 kHz | High-Speed-Markierung, Markierung bewegter Teile („On the Fly“), einfache Integration in Produktionslinien |
Sehen Sie den Laserprozess im Zeitraffer-Video:
Lasermarkierung auf einer 21 x 21 cm großen Silicon-Platte (Lasergeschwindigkeit beschleunigt)
Silicon ist nicht gleich Silicon
Nicht jedes Elastomer eignet sich per se für die Lasermarkierung. Benötigt werden vielmehr spezielle Masterbatches, die eigens für die Markierung mittels Laser entwickelt wurden. Sie enthalten laser-sensible Pigmente, die zum Beispiel die Konturschärfe und den Kontrast der Markierung erhöhen und somit die Lesbarkeit verbessern. In der ELASTOSIL® Produktrange bietet WACKER drei laserkompatible Ready-to-Use Masterbatches an:
- ELASTOSIL® COLOR PASTE Laser Marking White – für weiße Markierungen auf dunklem Untergrund
- ELASTOSIL® COLOR PASTE Laser Marking Black – für schwarze Markierungen auf hellem Untergrund
- ELASTOSIL® COLOR PASTE Laser Marking Black TRL – für Markierungen auf transparentem Untergrund
Alle ELASTOSIL® COLOR PASTE Masterbatches können mit Farbpasten der Reihe ELASTOSIL® FL und PT kombiniert werden. Dadurch lassen sich lasermarkierte Siliconartikel in einer breiten Farbpalette realisieren.
Für mehr Infos: Lasermarking Webinar
In Zusammenarbeit mit Merck Electronics KGaA und König & Bauer Coding GmbH führte WACKER im Februar 2023 ein Webinar zum Thema Lasermarking durch. Erfahren Sie mehr über den aktuellen Stand der Materialentwicklung und Anwendung der Lasermarking-Technologie in der Webinar-Aufzeichnung oder laden Sie das Präsentations-Booklet herunter.
Die Themen:
- Siliconelastomere und ihre Eigenschaften
- ELASTOSIL® COLOR PASTE Laser Marking Masterbatches von WACKER
- Laser-Pigmente der Iriotech® 8000 Serie von Merck
- Integration des Lasermarking in Produktionsprozesse