Mobiles 3D-Laser-Beschriftungssystem

Die Beschriftung mit Hilfe eines Lasers befähigt Unternehmen, Produkte und Produktkomponenten aus einer großen Vielzahl Materialien fälschungssicher, abriebfest und dauerhaft zu kennzeichnen.

Problemstellung

Gerade bei kleinen Stückzahlen stehen Unternehmen vor der Frage, ob sie für Laserbeschriftungen einen externen Dienstleister beauftragen oder in eine Beschriftungsanlage investieren. Obwohl die Auslagerung der Laserbeschriftung die Produktfertigung verzögert und wenig flexibel ist, scheuen sich viele Unternehmen, eine eigene Anlage anzuschaffen. Eine Ursache dafür ist die große Vielfalt kommerziell erhältlicher Systeme, durch die sich der Auswahlprozess verkompliziert. Unsicherheit besteht zudem bei der Frage, wie sich das Beschriftungssystem in die bestehende Produktions- und IT-Umgebung einbinden lässt.

Kennzeichnungen dieser Art:

• erlauben Produktindividualisierungen im Designbereich und
• eine durchgängige Produktrückverfolgung,
• dienen dem Plagiatschutz oder
• erleichtern die Produktmontage durch Nummerierung der Einzelteile.

Zielsetzung

Für die Auswahlunterstützung und die Demonstration der Anwendungen von Laserbeschriftungssystemen verfügt die Modellfabrik bereits über verschiedene Test- und Erprobungsmöglichkeiten und eine Checkliste zur systematischen Erfassung der individuellen Anforderungen an ein Beschriftungssystems.

Der neue Demonstrator erlaubt – im Gegensatz zu den bereits vorhandenen stationären Beschriftern – das Markieren von größeren Bauteilen und Freiformflächen. Zudem ist das System netzwerkfähig und mobil. Die Netzwerkfähigkeit ermöglicht die Verknüpfung mit anderen Demonstratoren der Modellfabrik und einem 3D-Drucker zum 3D-Druck-Datenmanagement-System. So kann die Einbindung eines Beschrifters in bestehende Infrastrukturen gezeigt und die gesamte digitale Prozesskette demonstriert werden. Aufgrund der mobilen Konstruktion sind nun auch Live-Demonstrationen außerhalb der Modellfabrik bei Veranstaltungen oder Messen möglich. Gleichzeitig kann an der Anlage gezeigt werden, welche Vorschriften zum Arbeitsschutz beim Einsatz von Laseranwendungen zu beachten sind.

Projektbeschreibung

Der Laserbeschriftungsdemonstrator ist modular aufgebaut und besteht aus zwei Teilen: Einer mobilen Desktop-Lasereinheit und einem rollbaren Unterschrank für die ebenfalls mobile Absaugung. Die Lasereinheit umfasst im Wesentlichen einen Faserlaser mit einer 3D-fähigen Strahlablenkeinheit (Scanner), die den gebündelten Laserstrahl mit Hilfe von zwei Spiegeln an jeden beliebigen Punkt der Bearbeitungsfläche lenken kann. Die Steuerung dieser beiden Komponenten übernimmt eine netzwerkfähige Software.

Da es sich um ein 3D-Beschriftungssystem handelt, können auch gewölbte, geneigte oder freigeformte Teile aus Kunststoff oder Metall beschriftet werden. Ebenfalls möglich ist das Schneiden von Metallfolien.

 

Das System erfordert eine Absaugeinheit zum Abführen der giftigen Dämpfe, die beim Beschriften entstehen. Neben gesundheitlichen Aspekten dient sie dem Schutz der empfindlichen optischen Komponenten.  Um eine möglichst vollständige Absaugung zu gewährleisten, ist die Absaugdüse wechselbar und kann an die Form des zu beschrifteten Bauteils angepasst werden. Eine solche individualisierte Absaugdüse wird mit Hilfe der 3D-Daten des Bauteils konstruiert und anschließend im 3D-Druck hergestellt. Gleiches gilt für die Herstellung von individuellen Vorrichtungen zur Bauteilpositionierung, die für ein reproduzierbares Beschriftungsergebnis bei größeren Stückzahlen sorgen. Damit ist der Demonstrator auch ein gutes Beispiel für den Einsatz des 3D-Drucks zur Herstellung individualisierter Anlagenkomponenten und Produktionshilfsmittel.

Mehrwert für KMU

Der Demonstrator zeigt eine mögliche Lösung für den Aufbau eines kompakten, mobilen Beschriftungssystems und seine Einbindung in eine IT- und Produktionsumgebung.

• Umfassende, herstellerneutrale Unterstützung bei der Auswahl eines Laserbeschriftungssystems
• Vorführungen und Tests an mitgebrachten Bauteilen
• Beispiel zum Einsatz 3D-gedruckter Anlagenkomponenten und Produktionshilfsmitteln