Laserbeschriftung von Folien bzw. Druckplatten (Matthias Strohmeier) - Versionsgeschichte

Matthias Strohmeier: /* Versuchsaufbau an der Laseranlage */

2025-07-08T06:02:00Z

Versuchsaufbau an der Laseranlage

← Nächstältere Version		Version vom 8. Juli 2025, 08:02 Uhr
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	==Versuchsaufbau an der Laseranlage==		==Versuchsaufbau an der Laseranlage==
	Der Versuchsaufbau besteht aus einer Laseranlage mit einem SCAPS-Scannerkopf zur zweidimensionalen Bearbeitung. Als Laserquelle kommt ein "Coherent" CO₂-Laser mit einer Leistung von 450 W (Dauerarbeitsleistung) zum Einsatz. Die Laserquelle leistet mit dem hier installierten Setup in der Spitze bis zu 1800 W. Die verwendete Fokus-Linse ermöglicht die Bearbeitung eines quadratischen Arbeitsfeldes mit einer Fläche von 105 mm × 105 mm. Die Druckplatte ist auf einem kleinen, fest montierten Arbeitstisch positioniert, der eine stabile Arbeitsfläche für die Versuche bietet. Der gesamte Versuchsaufbau kann in Abbildung 2 erkannt werden.		Der Versuchsaufbau besteht aus einer Laseranlage mit einem SCAPS-Scannerkopf zur zweidimensionalen Bearbeitung. Als Laserquelle kommt ein "Coherent" CO₂-Laser mit einer Leistung von 450 W (Dauerarbeitsleistung) zum Einsatz. Die Laserquelle leistet mit dem hier installierten Setup in der Spitze bis zu 1800 W. Die verwendete Fokus-Linse ermöglicht die Bearbeitung eines quadratischen Arbeitsfeldes mit einer Fläche von 105 mm × 105 mm. Die Druckplatte ist auf einem kleinen, fest montierten Arbeitstisch positioniert, der eine stabile Arbeitsfläche für die Versuche bietet. Der gesamte Versuchsaufbau kann in Abbildung 2 erkannt werden. [182]

	<gallery widths="400" heights="400" perrow="2" caption="Abbildung 2: Versuchsaufbau der Laseranlage">		<gallery widths="400" heights="400" perrow="2" caption="Abbildung 2: Versuchsaufbau der Laseranlage">

Matthias Strohmeier am 6. Juli 2025 um 16:29 Uhr

2025-07-06T16:29:14Z

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			==Ausblick==
			Im nächsten Schritt der Untersuchung ist vorgesehen, 3D-gedruckte Plättchen direkt über den zuvor erzeugten Gravuren zu platzieren. Ziel ist es, die Eignung der gravierten Flächen als Haftuntergrund für aufgedruckte Strukturen zu überprüfen. Die bisherigen Gravurergebnisse zeigen eine vielversprechende Oberflächenbeschaffenheit, die grundsätzlich eine gute Haftung erwarten lässt. Dennoch bedarf es weiterer Untersuchungen zur Langzeitbeständigkeit und Wiederverwendbarkeit der gravierten Bereiche.

			Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Frage, wie häufig sich ein Plättchen auf einer Gravur aufbringen und wieder rückstandsfrei ablösen lässt, ohne die Beschichtung dauerhaft zu schädigen. Es besteht die Möglichkeit, dass es bei wiederholtem Kontakt und mechanischer Beanspruchung zu Abplatzungen oder Mikrorissen in der verbleibenden Kunststoffbeschichtung kommt. Solche Beschädigungen könnten die Haftung nachfolgender Drucke beeinträchtigen oder zu unerwünschten Materialverlusten führen.

			Die anstehenden Tests sollen daher klären, inwieweit die gravierten Bereiche mechanisch belastbar sind und ob sich durch eine Optimierung der Gravurtiefe oder -geometrie die Haftung verbessern und die Beschichtung zusätzlich stabilisieren lässt. Langfristig könnte so ein reproduzierbarer Prozess entwickelt werden, bei dem individuelle, wiederverwendbare Druckflächen durch gezielte Laserstrukturierung vorbereitet werden.

Matthias Strohmeier: /* Versuchsdurchführung */

2025-07-06T16:28:42Z

Versuchsdurchführung

← Nächstältere Version		Version vom 6. Juli 2025, 18:28 Uhr
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	Während des Laserprozesses entsteht eine erhebliche Menge an Staub und Ruß durch die abgetragene PEI-Beschichtung der Platten, die effektiv abgesaugt werden muss, um eine Beeinträchtigung des Ergebnisses zu vermeiden. Der laufende Laserprozess ist in Abbildung 3 gezeigt. Bei zwei Laserprozessen hat zu viel Staub durch eine zu weit entfernte Absaugung zu einer Reflexion des Licht geführt, wobei je ein Laserstrahl senkrecht nach oben abgelegt wurde. Die Fehlerhaften Gravuren können in Abbildung 7 erkannt werden. Nach dem Laservorgang ist eine vorsichtige Reinigung der Druckplatte mit einem feuchten, bewässerten Tuch erforderlich. Die Versuchsergebnisse sind insgesamt sehr vielversprechend: Die Kunststoffbeschichtung konnte gezielt und gleichmäßig abgetragen werden, ohne auszufransen oder sich ungewollt zu lösen. Die verbleibende Beschichtung verschmolz direkt nach dem Abtrag wieder gleichmäßig mit der Oberfläche.		Während des Laserprozesses entsteht eine erhebliche Menge an Staub und Ruß durch die abgetragene PEI-Beschichtung der Platten, die effektiv abgesaugt werden muss, um eine Beeinträchtigung des Ergebnisses zu vermeiden. Der laufende Laserprozess ist in Abbildung 3 gezeigt. Bei zwei Laserprozessen hat zu viel Staub durch eine zu weit entfernte Absaugung zu einer Reflexion des Licht geführt, wobei je ein Laserstrahl senkrecht nach oben abgelegt wurde. Die Fehlerhaften Gravuren können in Abbildung 7 erkannt werden. Nach dem Laservorgang ist eine vorsichtige Reinigung der Druckplatte mit einem feuchten, bewässerten Tuch erforderlich. Die Versuchsergebnisse sind insgesamt sehr vielversprechend: Die Kunststoffbeschichtung konnte gezielt und gleichmäßig abgetragen werden, ohne auszufransen oder sich ungewollt zu lösen. Die verbleibende Beschichtung verschmolz direkt nach dem Abtrag wieder gleichmäßig mit der Oberfläche.

	Im nächsten Schritt der Untersuchung ist vorgesehen, 3D-gedruckte Plättchen direkt über den zuvor erzeugten Gravuren zu platzieren. Ziel ist es, die Eignung der gravierten Flächen als Haftuntergrund für aufgedruckte Strukturen zu überprüfen. Die bisherigen Gravurergebnisse zeigen eine vielversprechende Oberflächenbeschaffenheit, die grundsätzlich eine gute Haftung erwarten lässt. Dennoch bedarf es weiterer Untersuchungen zur Langzeitbeständigkeit und Wiederverwendbarkeit der gravierten Bereiche.

	Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Frage, wie häufig sich ein Plättchen auf einer Gravur aufbringen und wieder rückstandsfrei ablösen lässt, ohne die Beschichtung dauerhaft zu schädigen. Es besteht die Möglichkeit, dass es bei wiederholtem Kontakt und mechanischer Beanspruchung zu Abplatzungen oder Mikrorissen in der verbleibenden Kunststoffbeschichtung kommt. Solche Beschädigungen könnten die Haftung nachfolgender Drucke beeinträchtigen oder zu unerwünschten Materialverlusten führen.

	Die anstehenden Tests sollen daher klären, inwieweit die gravierten Bereiche mechanisch belastbar sind und ob sich durch eine Optimierung der Gravurtiefe oder -geometrie die Haftung verbessern und die Beschichtung zusätzlich stabilisieren lässt. Langfristig könnte so ein reproduzierbarer Prozess entwickelt werden, bei dem individuelle, wiederverwendbare Druckflächen durch gezielte Laserstrukturierung vorbereitet werden.

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Matthias Strohmeier: /* Versuchsdurchführung */

2025-05-29T10:41:40Z

Versuchsdurchführung

← Nächstältere Version		Version vom 29. Mai 2025, 12:41 Uhr
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			\| 480 W
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Matthias Strohmeier: /* Versuchsdurchführung */

2025-05-29T10:41:02Z

Versuchsdurchführung

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 [[Datei:IMG 9797.JPG|mini|Abbildung 3:Laseranlage während der Gravur]]
 Für die Versuchsdurchführung wurden die Laserfrequenz auf 50 kHz und die Bearbeitungsgeschwindigkeit auf 3000 mm/s festgelegt. Diese Parameter wurden durch die Materialeigenschaften der verwendeten Druckplatten bestimmt und während des gesamten Versuchs nicht verändert. Variiert wurde ausschließlich die Laserleistung im Bereich von 5 % (entspricht 60W) bis 35 % (entspricht 480W). Bei einer Leistung unterhalb von 5 % konnte kein sichtbarer Materialabtrag festgestellt werden. Ab einer Leistung von 35 % war nahezu die gesamte Kunststoffbeschichtung der Druckplatte vollständig entfernt. Die Leistung des Lasers verhält sich auf die gesamte Breite nicht genau linear. Hierzu wurden deswegen verschiedene Stützstellen der Leistung nachgemessen und können in der folgenden Tabelle nachgelesen werden. Für eine gewisse Serienproduktion wird in der Laserindustrie immer die Laserquelle in Verbindung mit ihren in Prozent angegebenen Leistungen als Grundlage verwendet. Die Watt-Angaben zwischen den Stützpunkten und gerade bis 15% können als linear angesehen werden.
 Die Ergebnisse des Versuchs sind in den beigefügten Bildern dokumentiert. Es zeigte sich, dass der Materialabtrag eine Mindestfläche von circa 3 mm × 3 mm nicht unterschreiten sollte, da bei kleineren Strukturen die Abtragungen ineinander übergehen und das Ergebnis unklar erscheint. Für eine deutliche Darstellung eignen sich insbesondere großflächige Gravuren oder breite Schriftzüge. Es ist besonders zu betonen, dass bei Leistungen bis 8% eine vollständige Erhebung der belaserten Stelle auftritt. Die PEI Beschichtung wird hierbei rau und tritt nach außen. Dieses Ergebnis könnte für den späteren Druck von großem Vorteil sein.

Matthias Strohmeier: /* Versuchsdurchführung */

2025-05-29T10:37:47Z

Versuchsdurchführung

← Nächstältere Version		Version vom 29. Mai 2025, 12:37 Uhr
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	==Versuchsdurchführung==		==Versuchsdurchführung==
	[[Datei:IMG 9797.JPG\|mini\|Abbildung 3:Laseranlage während der Gravur]]		[[Datei:IMG 9797.JPG\|mini\|Abbildung 3:Laseranlage während der Gravur]]
	Für die Versuchsdurchführung wurden die Laserfrequenz auf 50 kHz und die Bearbeitungsgeschwindigkeit auf 3000 mm/s festgelegt. Diese Parameter wurden durch die Materialeigenschaften der verwendeten Druckplatten bestimmt und während des gesamten Versuchs nicht verändert. Variiert wurde ausschließlich die Laserleistung im Bereich von 5 % (entspricht 60W) bis 35 % (entspricht 480W). Bei einer Leistung unterhalb von 5 % konnte kein sichtbarer Materialabtrag festgestellt werden. Ab einer Leistung von 35 % war nahezu die gesamte Kunststoffbeschichtung der Druckplatte vollständig entfernt.		Für die Versuchsdurchführung wurden die Laserfrequenz auf 50 kHz und die Bearbeitungsgeschwindigkeit auf 3000 mm/s festgelegt. Diese Parameter wurden durch die Materialeigenschaften der verwendeten Druckplatten bestimmt und während des gesamten Versuchs nicht verändert. Variiert wurde ausschließlich die Laserleistung im Bereich von 5 % (entspricht 60W) bis 35 % (entspricht 480W). Bei einer Leistung unterhalb von 5 % konnte kein sichtbarer Materialabtrag festgestellt werden. Ab einer Leistung von 35 % war nahezu die gesamte Kunststoffbeschichtung der Druckplatte vollständig entfernt. Die Leistung des Lasers verhält sich auf die gesamte Breite nicht genau linear. Hierzu wurden deswegen verschiedene Stützstellen der Leistung nachgemessen und können in der folgenden Tabelle nachgelesen werden. Für eine gewisse Serienproduktion wird in der Laserindustrie immer die Laserquelle in Verbindung mit ihren in Prozent angegebenen Leistungen als Grundlage verwendet. Die Watt-Angaben zwischen den Stützpunkten und gerade bis 15% können als linear angesehen werden.


	Die Ergebnisse des Versuchs sind in den beigefügten Bildern dokumentiert. Es zeigte sich, dass der Materialabtrag eine Mindestfläche von circa 3 mm × 3 mm nicht unterschreiten sollte, da bei kleineren Strukturen die Abtragungen ineinander übergehen und das Ergebnis unklar erscheint. Für eine deutliche Darstellung eignen sich insbesondere großflächige Gravuren oder breite Schriftzüge. Es ist besonders zu betonen, dass bei Leistungen bis 8% eine vollständige Erhebung der belaserten Stelle auftritt. Die PEI Beschichtung wird hierbei rau und tritt nach außen. Dieses Ergebnis könnte für den späteren Druck von großem Vorteil sein.		Die Ergebnisse des Versuchs sind in den beigefügten Bildern dokumentiert. Es zeigte sich, dass der Materialabtrag eine Mindestfläche von circa 3 mm × 3 mm nicht unterschreiten sollte, da bei kleineren Strukturen die Abtragungen ineinander übergehen und das Ergebnis unklar erscheint. Für eine deutliche Darstellung eignen sich insbesondere großflächige Gravuren oder breite Schriftzüge. Es ist besonders zu betonen, dass bei Leistungen bis 8% eine vollständige Erhebung der belaserten Stelle auftritt. Die PEI Beschichtung wird hierbei rau und tritt nach außen. Dieses Ergebnis könnte für den späteren Druck von großem Vorteil sein.

Matthias Strohmeier: /* Versuchsaufbau an der Laseranlage */

2025-05-29T10:34:19Z

Versuchsaufbau an der Laseranlage

← Nächstältere Version		Version vom 29. Mai 2025, 12:34 Uhr
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	==Versuchsaufbau an der Laseranlage==		==Versuchsaufbau an der Laseranlage==
	Der Versuchsaufbau besteht aus einer Laseranlage mit einem SCAPS-Scannerkopf zur zweidimensionalen Bearbeitung. Als Laserquelle kommt ein "Coherent" CO₂-Laser mit einer Leistung von 450 W (Dauerarbeitsleistung) zum Einsatz. Die Laserquelle leistet mit dem hier installierten Setup in der ~~Spitzenbis~~ zu 1800 W. Die verwendete Fokus-Linse ermöglicht die Bearbeitung eines quadratischen Arbeitsfeldes mit einer Fläche von 105 mm × 105 mm. Die Druckplatte ist auf einem kleinen, fest montierten Arbeitstisch positioniert, der eine stabile Arbeitsfläche für die Versuche bietet. Der gesamte Versuchsaufbau kann in Abbildung 2 erkannt werden.		Der Versuchsaufbau besteht aus einer Laseranlage mit einem SCAPS-Scannerkopf zur zweidimensionalen Bearbeitung. Als Laserquelle kommt ein "Coherent" CO₂-Laser mit einer Leistung von 450 W (Dauerarbeitsleistung) zum Einsatz. Die Laserquelle leistet mit dem hier installierten Setup in der Spitze bis zu 1800 W. Die verwendete Fokus-Linse ermöglicht die Bearbeitung eines quadratischen Arbeitsfeldes mit einer Fläche von 105 mm × 105 mm. Die Druckplatte ist auf einem kleinen, fest montierten Arbeitstisch positioniert, der eine stabile Arbeitsfläche für die Versuche bietet. Der gesamte Versuchsaufbau kann in Abbildung 2 erkannt werden.

	<gallery widths="400" heights="400" perrow="2" caption="Abbildung 2: Versuchsaufbau der Laseranlage">		<gallery widths="400" heights="400" perrow="2" caption="Abbildung 2: Versuchsaufbau der Laseranlage">

Matthias Strohmeier: /* Versuchsaufbau an der Laseranlage */

2025-05-29T10:32:54Z

Versuchsaufbau an der Laseranlage

← Nächstältere Version		Version vom 29. Mai 2025, 12:32 Uhr
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	==Versuchsaufbau an der Laseranlage==		==Versuchsaufbau an der Laseranlage==
	Der Versuchsaufbau besteht aus einer Laseranlage mit einem SCAPS-Scannerkopf zur zweidimensionalen Bearbeitung. Als Laserquelle kommt ein "Coherent" CO₂-Laser mit einer Leistung von 450 W (Dauerarbeitsleistung) zum Einsatz. Die Laserquelle leistet mit dem hier installierten Setup ~~bis~~ zu ~~gut 650~~ W. Die verwendete Fokus-Linse ermöglicht die Bearbeitung eines quadratischen Arbeitsfeldes mit einer Fläche von 105 mm × 105 mm. Die Druckplatte ist auf einem kleinen, fest montierten Arbeitstisch positioniert, der eine stabile Arbeitsfläche für die Versuche bietet. Der gesamte Versuchsaufbau kann in Abbildung 2 erkannt werden.		Der Versuchsaufbau besteht aus einer Laseranlage mit einem SCAPS-Scannerkopf zur zweidimensionalen Bearbeitung. Als Laserquelle kommt ein "Coherent" CO₂-Laser mit einer Leistung von 450 W (Dauerarbeitsleistung) zum Einsatz. Die Laserquelle leistet mit dem hier installierten Setup in der Spitzenbis zu 1800 W. Die verwendete Fokus-Linse ermöglicht die Bearbeitung eines quadratischen Arbeitsfeldes mit einer Fläche von 105 mm × 105 mm. Die Druckplatte ist auf einem kleinen, fest montierten Arbeitstisch positioniert, der eine stabile Arbeitsfläche für die Versuche bietet. Der gesamte Versuchsaufbau kann in Abbildung 2 erkannt werden.

	<gallery widths="400" heights="400" perrow="2" caption="Abbildung 2: Versuchsaufbau der Laseranlage">		<gallery widths="400" heights="400" perrow="2" caption="Abbildung 2: Versuchsaufbau der Laseranlage">

Matthias Strohmeier: /* Versuchsdurchführung */

2025-05-29T10:23:24Z

Versuchsdurchführung

← Nächstältere Version		Version vom 29. Mai 2025, 12:23 Uhr
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	==Versuchsdurchführung==		==Versuchsdurchführung==
	[[Datei:IMG 9797.JPG\|mini\|Abbildung 3:Laseranlage während der Gravur]]		[[Datei:IMG 9797.JPG\|mini\|Abbildung 3:Laseranlage während der Gravur]]
	Für die Versuchsdurchführung wurden die Laserfrequenz auf 50 kHz und die Bearbeitungsgeschwindigkeit auf 3000 mm/s festgelegt. Diese Parameter wurden durch die Materialeigenschaften der verwendeten Druckplatten bestimmt und während des gesamten Versuchs nicht verändert. Variiert wurde ausschließlich die Laserleistung im Bereich von 5 % bis 35 %. Bei einer Leistung unterhalb von 5 % konnte kein sichtbarer Materialabtrag festgestellt werden. Ab einer Leistung von 35 % war nahezu die gesamte Kunststoffbeschichtung der Druckplatte vollständig entfernt.		Für die Versuchsdurchführung wurden die Laserfrequenz auf 50 kHz und die Bearbeitungsgeschwindigkeit auf 3000 mm/s festgelegt. Diese Parameter wurden durch die Materialeigenschaften der verwendeten Druckplatten bestimmt und während des gesamten Versuchs nicht verändert. Variiert wurde ausschließlich die Laserleistung im Bereich von 5 % (entspricht 60W) bis 35 % (entspricht 480W). Bei einer Leistung unterhalb von 5 % konnte kein sichtbarer Materialabtrag festgestellt werden. Ab einer Leistung von 35 % war nahezu die gesamte Kunststoffbeschichtung der Druckplatte vollständig entfernt.

	Die Ergebnisse des Versuchs sind in den beigefügten Bildern dokumentiert. Es zeigte sich, dass der Materialabtrag eine Mindestfläche von circa 3 mm × 3 mm nicht unterschreiten sollte, da bei kleineren Strukturen die Abtragungen ineinander übergehen und das Ergebnis unklar erscheint. Für eine deutliche Darstellung eignen sich insbesondere großflächige Gravuren oder breite Schriftzüge. Es ist besonders zu betonen, dass bei Leistungen bis 8% eine vollständige Erhebung der belaserten Stelle auftritt. Die PEI Beschichtung wird hierbei rau und tritt nach außen. Dieses Ergebnis könnte für den späteren Druck von großem Vorteil sein.		Die Ergebnisse des Versuchs sind in den beigefügten Bildern dokumentiert. Es zeigte sich, dass der Materialabtrag eine Mindestfläche von circa 3 mm × 3 mm nicht unterschreiten sollte, da bei kleineren Strukturen die Abtragungen ineinander übergehen und das Ergebnis unklar erscheint. Für eine deutliche Darstellung eignen sich insbesondere großflächige Gravuren oder breite Schriftzüge. Es ist besonders zu betonen, dass bei Leistungen bis 8% eine vollständige Erhebung der belaserten Stelle auftritt. Die PEI Beschichtung wird hierbei rau und tritt nach außen. Dieses Ergebnis könnte für den späteren Druck von großem Vorteil sein.

Matthias Strohmeier: /* Versuchsaufbau an der Laseranlage */

2025-05-29T10:21:50Z

Versuchsaufbau an der Laseranlage

← Nächstältere Version		Version vom 29. Mai 2025, 12:21 Uhr
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	==Versuchsaufbau an der Laseranlage==		==Versuchsaufbau an der Laseranlage==
	Der Versuchsaufbau besteht aus einer Laseranlage mit einem SCAPS-Scannerkopf zur zweidimensionalen Bearbeitung. Als Laserquelle kommt ein "Coherent" CO₂-Laser mit einer Leistung von 450 W zum Einsatz. Die verwendete Fokus-Linse ermöglicht die Bearbeitung eines quadratischen Arbeitsfeldes mit einer Fläche von 105 mm × 105 mm. Die Druckplatte ist auf einem kleinen, fest montierten Arbeitstisch positioniert, der eine stabile Arbeitsfläche für die Versuche bietet. Der gesamte Versuchsaufbau kann in Abbildung 2 erkannt werden.		Der Versuchsaufbau besteht aus einer Laseranlage mit einem SCAPS-Scannerkopf zur zweidimensionalen Bearbeitung. Als Laserquelle kommt ein "Coherent" CO₂-Laser mit einer Leistung von 450 W (Dauerarbeitsleistung) zum Einsatz. Die Laserquelle leistet mit dem hier installierten Setup bis zu gut 650 W. Die verwendete Fokus-Linse ermöglicht die Bearbeitung eines quadratischen Arbeitsfeldes mit einer Fläche von 105 mm × 105 mm. Die Druckplatte ist auf einem kleinen, fest montierten Arbeitstisch positioniert, der eine stabile Arbeitsfläche für die Versuche bietet. Der gesamte Versuchsaufbau kann in Abbildung 2 erkannt werden.

	<gallery widths="400" heights="400" perrow="2" caption="Abbildung 2: Versuchsaufbau der Laseranlage">		<gallery widths="400" heights="400" perrow="2" caption="Abbildung 2: Versuchsaufbau der Laseranlage">