Technischer Ratgeber zum,,Dig italenStanzen" S e i t d e n S O e r J a h r e n w i r d i n d e r P l o t t e r t e c h n i k d e r E i n s a t z v o n L a s eLr n ae - n tw wei cs ke en lt tl i. c hG e rr u n dd a f ü rd a s sL a s esr i c h s e r s c h n e i d ei snt,d i g i t a l e S s c h n e i d eond e rS t a n z e n u n de r f o r d e rkt r a f t v o l l L e a s eur m i d e a lf ü r d i e H e r s t e l l u nvgo n P r o t o t y p e n d i eM a t e r i a l i ei nnn e r h a ldbe sL a sres t r a h lzsu v e r d a m p f eDna. b ef iä l l tk e i nS c h n i t t a b - ( M u s t e r f e r t i g u negi g ) n e nL. a s e r - S c h n e i f a l l a n ,w i ee sb e i mk o n v e n t i o n e l S l ecnh n e i d eünb l i c hi s t .D a sE i n -u n dA u s s c h a l t e n ,d e s y s t e mwee r d e nd e s h a l a bls,,digitales s o w i ed a sF ü h r n e d e sL a s res t r a h les r m ö g l i c h edne ng e w ü n s c h t eSnc h n i t tE . i nA n b i e - S t a n z e nb"e z e i c h n ewt e , i ls i ej e d eV e k t o r t e r e n t s p r e c h e n dLears e r - S c h n e i d s y s ties m t d ei ea m e r i k a n i s c F i r m aS p a r t a n i cms i t b a s i e r e n d ei g i t a l eF o r mi n i h r eS o f t w a r e he H a u p t s i ti zn C h i c a g o d ,i ei n B i e l e f e li d h r eE u r o p a v e r t r e t du un rgc hK a r l - H e i nJ zo r d a n ü b e r n e h m e n . h a t .M a r k u K s l e m mv o nS p a r t a n i ch sa te i n e nt e c h n i s c h eRna t g e b eürb e rd i eA n w e n M o d e r n eL a s e r - S c h n e i d e s y sm t eeml -e d u n qm o d e r n eLr a s e r - S c h n e i d - T e c h n ool o eo s ci eh r i e b e n . d e nP r o d u k t i o n s b e r e i t s cf ühradf it g i t a l e s Vonlng. MarkusKlemm,SoftwareEntwicklung,Spartanics

Teill

Formenschneid i ne w n e n i g e nM i n u t e n . D e rB e g r i f,f, d i g i t a l eSst a n z e ng" ,l e i c h b e -

d e u t e nm d i t L a s e r - Sncehi d e ni ,s tdi ei d e a i e A r b e i t s w e i sdee s L a s e r s c h n e i d e nSs c h n e i d t e c h n o l o m g iiet d e n g e s t e l l t e n l e E r g ä n z u nzgu d i g i t a l e nD r u c k m a s c h i hatsich seitdem L a s e r - E r s t e i n s a t z vA o rn f o r d e r u n g es n o w i ed i e v e r s c h i e d e n e n n e n .D i e s eK o m b i n a t i oenr m ö g l i c hdte m m e h ra l s 2 0 J a h r e nn i c h tv e r ä n d e rJt .e - Eigenschaften von Laser-Systemen verA n w e n d edr i e H e r s t e l l u nvgo m E n t w u r f d o c hw u r d e nd u r c hV e r b e s s e r udnegrL a - g l e i c h e nd,i ed i e F o r d e r u n g e nn a c hO u a b i sz um f e r t i ge nP r o d uk t i n w e ni g e nS t un s e r - S c h n e i d t e c h n o l ougni edh i e ri n s b e - l i t ä tu n dD u r c h s a e t zr f ü l l e n . d e n ,b e iK l e i n m e n gseong a nr o c hi n k ü r s o n d e r ed u r c h a u f w e n d i g eW e i t e r e n t z e r e nZ e i t e n . w i c k l u n g edne rS o f t w a r-ee i n ew e s e n t l i - Laser-Schneiden und normalesStanzen tsei werkzeugabhängige mne,c h a n i e u a l i t äbt e i mS c h n e i d eenr c h eg r ö ß e r O E i ne r s t eSr c h r i tzt u rB e w e r t u ndge sL a s c h e nS t a n z e g n i b t e s i m m e rs p e z i f i s c h e t ea s e r - s e r - S c h n e i d ei sn tsd i e U n t e r s u c h u nogb, z i e l tH . e u t z u t a gbei e t e np r e i s w e r L Schneidesystem i ne d e n e n p r e i s w e r t e L a s e r znw e c k m ä ß fi g ü r d i eW e i t e r v e r a r K o m p o n e n t evne r b a u w t u r d e ne, i n w e i t b e i t u n oi s t .E so i b te i n eR e i h e v o nV o r t e i g r ö ß e r e sL e i s t u n g s s p e k t raulm s in den v o r h e r i g eE n n t w i c k l u n g eDni.e h e u t i g e n , .

n e u e n L a s e r - S c h n e i d e s y s t ke ömnen e n e chneidforme d a u e r h a fkt o m p l e x S an us e i n e rg r o ß e nA n z a hvl e r s c h i e d e nSeur b e ri t) s e h re n g e nT o s t r a t e( F o l i e n / P a p im l e r a n z esnc h n e i d e n . he D i eg r u n d s ä t z l i cE n t s c h e i d u innge i n e L a s e r - S c h n e i d t e c h n ozluoignivee s t i e -

B i l d2 : E sg i b tv i e l eP r o d u k tdei ,em i t e i n e m en L a s egre s c h n i t tw e r d eknö n n e n .

r e nh e i ß L t a s e r g e r äatues z u s u c hdeined e n E i n s c h r ä n k u n zgw en i s c h eW n e r k z e uugn d B i l d1 :L a s ebre i mE t i k e t t esnc h n e i d e n . h e u t i g e nA n f o r d e r u n g e e nn t s p r e c h e n . d e mz u s c h n e i d e n d eMma t e r i a E l . i nL a s e r M a nf i n d e tL a s ei rm l v l a r kdt i eZ u g e s t ä n d - l e n d i e d a s L a s e r - S c h n e i dgeeng e n ü b e r k a n n d i e v e r s c h i e d e n s t e Mna t e r i a l i e n n i s s eh i n s i c h t l i cOhu a l i t äut n d P r o d u k t i - d e m k o n v e n t i o n e l lS en i gd e rg a r t a n z v o r g a nbgi e - s c h n e i d ed ni en u rs e h sr c h w i e r o o n s m e n geer f o r d e ranb e rn i c h tu n b e d i n g t tet.VieledieserVortei n i c h t m i t d e r S t a n z eb e a r b e i t ewt e r d e n Ie sinddarin begründ i eE r w a r t u n g ei nnO u a l i t äut n dL e i s t u n g d e t ,d a s sb e i mL a s e rkne i n eS c h n e i do-d e r k ö n n e nS. e l b s t k l e b e n d Meast e r i ai ls t b e i s ee i t a u sl e i c h t ezru L a s e r nd,a e r f ü l l e nA. n d e r e r s e igt isb t e s k o s t e n g ü n - a n d e r e W e r k z e u g eb e n ö t i g t w e r d e n ; s p i e l s w e iw s t i g e L a s e r - S c h n e i d e s y s tm em i t ei n t e - W e r k z e u g l o sA e sr b e i t e nb e d e u t e tz u m g r i e r t e nA n w e n d u n g s p r o g r a m mf e ün r , B e i s o i ekl e i n e nZ e i t a u f w a nudn d d a m i t d a se i n f a c hA e b a r b e i t eeni n e sJ o b sD . i e - P r o d u k t i o n s v e r z ö g e r ufnügr edni e H e r s e r R a t g e b esro l ld i e v e r f ü g b a rLea s e r - s t e l l u n gd e rS t a n z w e r k z e uD g ea .si s t e i n

S i e b d r u c3k 1 2 0 0 9

m e c h a n i s c hWee r k z e u gvee r k l e b ew nü r d e n .F e r n e kr ö n n e nw e r k z e u g l o sLea s e r ä u ß e r sdt ü n n eS u b s t r a tvee r a r b e i t ebne i d e r e nA n w e n d u n d gi e R e g i s t e r g e n a u i g -

Technologie

schränkungen wie andereTechnologien serstrahlund ist die Basiszur Erreichung a u c h .E s g i b t M e i n u n g e nd, a s s L a s e r - e i n e rh o h e nS c h n e i d g e s c h w i n d i gi kne i t schneidennur a)t Prototypen-FertigungV e r b i n d u nm g i t e i n e mG a l v o - S y s t eAml s. ge- Ergebnis sinnvollund nichtfür zur Produktion derverschiedenen Verbesserung e n ,b e s o n d e ri m eignetist.ModerneLaser-Schneidsystem s Geschwindigkeitsber e i c h ,k ö n n e nL a s e h r e u t en i c h t n u r b e i der Musterfertigung eingesetzt werden, s o n d e ra n u c hi n d e rP r o d u k t i o E n .i nw e i teresGerüchtist,dassLaserschneiden ein gefährlicher Vorgangist undSicherheitsrisikenam Arbeitsplatzbeinhaltet.Die heutigenLaserschneidsysteme auf Galgeschlossene vo-Basissind sogenannte

keitzumDrucknichtwiedurchdasGewichtdesWerkzeugs beiStanzen beeinflusstwird.EinweitererVorteil beiqrobem

Systeme undunterliegen somitderLaserg e f a h r e n k l a s1s.e

Bild4: rundeEcken werdenjedochfür die kompletteWeiterverarbeitung eingesetzt. Heuteverwendete Lasermaschinen benutzenScanKöpfe(Galvanometer) diedenLaserstrahl mit Hilfevon Spiegeln führen.Galvo-SyBild3: Ecken mit Löchern Materialist, dassdie Schneidwerkzeuge nichtstumpfwerdenundersetztwerden müssen, wasKostenvermeidet. Auchhier ist derwerkzeugfreie Laserklarim Vorteil.

Bild6: Fertiges Produkt WederbeimStanzennochbeim Laser können a l l eM a t e r i a l i ennr o b l e m l obse a r -

DasBearbeitungs-Spektrum von LaserSystemen ist erheblich: Perforieren, Markieren, Anstanzen, Durchstanzen, fortlauf e n d N u m m e r i e r eR n i,l l e n( 2 . Bz. u m F a l -

beitet werden.Polycarbonat war früher nichtmit demLaserzu bearbeiten. da Laseran derSchneidkante von Eckenbraun .a s g i l t n e B r a n d s p u r evne r u r s a c h t e D

z e n )u , m n u r e i n i g ez u n e n n e nM . oderne

heutenochfür sehrdickesPolycarbonat, nichtjedochfür dünnerePC-Folien. Eine

Laser-Schneidtechnologie verwendeteinehochentwickelte Software zurexakten B i l d5 : S o f tM a r k i n g Kontrolle der Laserleistung sowieder Laserstrahlführung für genaueBearbeitung. s t e m es i n d e r h e b l i c hs c h n e l l ear l s X / Y h ei n s c h r ä n k u n gPlottersysteme D i ee i n z i g ep h y s i k a l i s c E diedenLaserkopf entlang ist derDurch- derSchneidkontu beiLaser-Schneidsystemen r bewegen. Aufgrundder - 210 Mimesser(Spot)desLaserstrahls geringeren wesentlich MassederSpiegel kronzum Beispielbei guten Lasersyste- erreichen Galvo-Systeme wesentlichhöhätte h e r eS c h n e i d g e s c h w i n d i g k Je ei theönh. e r men.JedesnormaleStanzsystem

Laserschneidmaschine sollte grundsätzg ä n z u n g Ii c hal se i n eE r z u mk o n v e n t i o n e l lenStanzengesehen werden. B e iG r o ß s e r i e i nnd e rE t i k e t t e n i n d u s t r i e s i n dd i e G e s c h w i n d i g k e ist ce hn n e l l ebre i e tna n z eg e g e n ü b e r e i n e rk o n v e n t i o n e l lS Laserbearbeitung. einer Die Stärkendes Lasersliegenin der Personalisierung für jedeseinzelne (EcEtikett,spitzenRadien

S c h w i e r i g k e i t ebne i W i n k e l nu n t e r 3 0 die Watt-Leistung des Lasersist, desto Grad,nichtjedochder Laser. BeimLaser- s c h n e l l ekra n nd i e S c h n e i d g e s c h w i n d i gken), komplizierte DurchStanzformen, s c h n e i d esni n d ,i m G e g e n s a zt zu m k o n - keitsein.200bis400Watt-Laser, dienoch brüche(Stanzlöched im g-Bereich. Weiv e n t i o n e l l eSnt a n z e nk,e i n e, , N a s e ne"r - voretwafünfJahren außerordentlich teu- t e r h i nk a n nA n s t a n z eD n ,u r c h s t a n zuennd forderlich zumAusstanzen vonEinzelnut- er waren,sindheutepreiswert. Markierenin einemArbeitsschritt für jezen(2.8.Formte ile,Etiketten). gestaltetundabgeDieseneue Laser-Generation orodu- desEtikettindividuell Laser-Schneidsysteme haben Ein-

z i e r t e i n e nq u a l i t a t i vh o c h w e r t i g eLna -

arbeitetwerden.

D c rS i e b d r u c 3k 1 2 0 0 9

ni eal sg e p unk t e t eL ini e .J e d eLr a s em r ip ul s s c h w i n d i g k edi te s L a s e r s t r a hzl us s t a r k w i r ds o m i ts i c h t b a d r .a e ss i c hb e ie i n e m b e s c h l e u n iw g it r d .H i e r b eki a n ng e h tj e C 0 2L a s eirm m e ru m e i n e ng e p u l s t eLna d o c hd i e K o n t r o l l e ü b e rL a s e r s t r a h l f ü h -s e rh a n d e l t .

E i nw e i t e r eVr o r t e idl i e s ew r e r k z e u g l o - d a sD ur c h s cnhe i d e znuv e r m e i d edni ,eG e s e nB e a r b e i t u ni sgt d e r E i n s a taz u c hf ü r harteOberflächen wie etwa bei Schleifpapier,offenenKleberund so weiter.Da k e i n eW e r k z e u gbee n ö t i g tw e r d e ns i n d

r u n ga u f g r u ndde r S p i e g e l m a szsuem nT e i l verloren. AnstattderscharfenEckenin der v o r g e g e b e nFeonr mw u r d e nd i eE c k e gn e -

G e z e i gwt i r d i n B i l d7 e i n E r g e b n ibse i u r0 p t i m i e r u n g d em o h n eA l g o r h y t h m ez n d e r S p i e g e l f ü h r u ni ngn e r h a l bd e r S o f t w a r eg e a r b e i t e wtu r d eB. e d i n gdtu r c hh o -

run0er.

AltereSvsteme verursachten oft Löcher h e S c h n e i d g e s c h w i n d i g k e w i t eunr d, e n ( D u r c h s c h n e i dbeeni)S t a r tu n d E n d ee i - h i e rd i e E c k e na b g e r u n d eDt .a sP r o b l e m n e r S c h n e i d l i n iD e .i e s ei s t b e d i n g td a - v e r g r ö ß esr it c hn o c hw , e n nd i eS c h n e i d e i t r d o p p e lwt i r d ( s i e h e d u r c hd, a se se i n e nA u g e n b l i cdka u e rbt i s g e s c h w i n d i g k e ve B i l d8 ) . D e m g e g e n ü bzeeri g tB i l d9 e i n e stark verbesserte Oualität.Das Laserta u s g e l e ga tu f d i eG e S c h n e i d e s y s ties m s c h w i n d i g k euint dd i eG e o m e t r iuen do p Hni egr. timiertdie Laser-Schneidleistu s i n dd i eA l g o r h y t m edne rS o f t w a r o eptiB i l d7 : M a n g e l n dOep t i m i e r u n dg e rL a s e r strahlführung. per KnopfdruckinnerAuftragswechsel h a l b v oS n e k u n d emnö g l i c hI n. d e r Z e i t w o ein Werkzeugangefertigtund geliefert w i r d ,i s t d er A u f t r a gm i t e i n e m L a sres c h o n l a n g ea m L a u f e nu n d u n t e rU m s t ä n d e n B i l d8 : D a sf e r t i g eP r o d u km t it doppelter schonbeendet.Kurzfristige Abänderun- Schneidegeschwi ndigkeit. g e nd e rM o t i v k o n t uFr e , h l ebr e id e rW e r k z e u g e r s t e l l u snign,db e iE i n s a tm z i te i n e m d e rS c a n k o p( S f p i e g ed li ed e nL a s e r s t r a h l L a s eirn n e r h a lvbo nw e n i o e n M i n u t e ne r l e di g t .

s t e u e r ns)i c hd u r c hd i e M a t e r i a l t r ä g h e i t , v o mS t a r t p u n kwt e gb e w e gbt e z i e h u n g s -

w e i s eb e i mS t o p pd e sS c h n e i d v o r g a n g e s . B i l d9 : 0 p t i m i e r t eSs c h n e i d e e r g e b n i s . Oualität und Soft Marking Standards HeutigeOualitäts-Laser-Systeme schneiVor einigenJahrenentwickelteLaser- d e ns p i t z eE c k e nu n d v e r m e i d eD n u r c h - m a l a b g e s t i m matu f G e o m e t r iuen d G e Schneidsysteme konntenhäufigdieAnfor- b r e n n u n g ebne i mS t a r tu n dS t o p pD . a si s t s c h w i n d i g k e i t . derungen für dasLaserschneiden komple- nicht zurückzuführen auf bessereLaser. Verbesserte Oualitätin modernenLaxerFormen nichtzufrieden stellen, beson- sondernauf verbesserte Algorhythmen, (Ecken) dersbeispitzenRadien in derGeo- d i ed i eL a s esrt e u e r n d eSnp i e g e l b e w eng- u metrie.Nochheutewerdeneinfache Laser- g e nk o n t r o l l i e r e n . Systeme angeboten die kleinere odergröE sw a r e nd i eH e r s t e l l ve or nk o m p l e t t e n ß e r eO u a l i t ä t s p r o b l ebmeei mS c h n e i d e n L a s e r - S c h n e i d - S v s t edmi e nu,n t e r e r -

s e r - S v s t e mbeend e u t enti c h tn u rs a u b e r e s p i t z eE c k e sno n d e rbne s t ä n d i gse h rg u t e D r u c k - z u - S c h nGi tet n a u i g k eei tr,m ö g l i c h td u r c hn e u eS t a n d a r ddse r S v s t e m I n t e g r a t i obne if ü h r e n d eH n e r s t e l l evr n on

aufweisen: Löcher oder verbrannte Schneidkantenbeim Betrieb desLasers sind Erkennungsmerkmale. typische Hervorgerufen werdendieLöcher durch

h e b l i c h eA mu f w a n d i ev o r h a n d e nSeo f t - L a s e r - S c h n e i d m a s c hFi nr üehne. r S e vstewaresoweitverbesserten. dassfehlerfrei- m e h a t t e nn u r e i n g e s c h r ä n kMt eö g l i c h esSoftMarking,für fastallegängigenAnk e i t e nM o t i w e r d r e h u n giemnA r b e i t s b e wendu n g e nv e r f ü g b ai sr t . r e i c ha u s z u g l e i c h e n . e i n e z lua n g e B r e n n d a u e r ea iunfe m Punkt. D i ef o l g e n d eBn i l d e(r7 ,8 ,9 ) z e i g e n das Fortschrittliche Svsteme von heutesind D i e si s tv e r g l e i c h bm a ri t e i n e mA u t o ,d a s S c h n e i d eeni n e rk l e i n e F n a l t s c h a c hm t eilt nichtnurmit Kameras ausgerüstet, sondern i n e i n e rK u r v es e i n eG e s c h w i n d i gi tkvee r : - e i n e mC 0 2 L a s eur n dw i e d i eS c h n e i d p a - gebendieKamerainformationen an dieLar i n g e r nm u s sB . e i mL a s eirs t d a sä h n l i c h r a m e t edr i eO u a l i t äbt e e i n f l u s sI nt .B i l d8 u n d f ü h r t z u m D u r c h s c h n e i daennk r i t i - istdieFrequenzdesLasers niedrig( 10 kHz) s c h e nP u n k t e nD. a su m g e k e h r tPer o b l e m u n d d i e S c h n e i d g e s c h w i n d i ghkoeci th . k a n ne n t s t e h e nw,e n nb e i d e mV e r s u c h , D a d u r cehr s c h e i neti n ed u r c h o e h e n L d ie-

3B

Siebdruck 312009

ser-Software, die den Schneidvorgang Dasheißt,wenndieKamera überwacht. SVstemeX/YAbweichungen feststellen, werdendieseAbweichunqen durchdie Laser-

Technologie

kombiniert Softwarekorrigiert. Laser-SchneidesystetigeLaser mit spezifischer Soft- g e s c h l o s s e nLears ehr a t e i n eL e b e n s d a u können diese warevermeiden Überhitzung, diebesonders e r v o n m e h ra l s 1 0 . 0 0 0B e t r i e b s s t u n d e n . meohneKameraausrüstung von Etikettenmaterial un- A n f a n giss td i eL a s e r l e i s t uhnögh e ar l sd i e Korrekturen nichtsoexaktdurchführen. Sv- dasBearbeiten (Kamera, m ö g l i c m e le n n N o m i n e l luen df ä l l t l a n g s a m i m L a u f ed e r stemintegrierte Komponenten h a c h ekna n n- z u mB e i s p i w kommu- sichKlebefolien mit demTrägerpapier ver- Lebensdauer ab. Nachcirca 10.000BeMaschinensteuerung, Scan-Kopf) unddadurchdasautomatische t r i e b s s t u n d el ine g td i e m a x i m a l eL a s e r nizieren untereinander undsindderSchlüs- schmelzen (Lösen) Laser-Bearbeivom Trägerpapier in der a u s g a n g s l e i s t uk n ga p pu n t e rd e rN o m i sel für fortschrittlichste Spenden n e l l e nD. a d u r cehr m ö g l i c hdte rg e s c h l o s AuchdieOualität desLaser- Produktion erschwert wird. tungssysteme. bei. Bei Verwendung einesoffenenLaser- s e n eL a s eer i n el a n g eg, l e i c h b l e i b e nLdaestrahls trägtzueinemgutenErgebnis neidouaIität. HeutigeLasermit kleinemLaserstrahl-t y p s k a n nn a c he i n e mF l a s c h e n w e c h s esersch l (2.8.210Mikron) gewährlei- ( C 0 2T a n k ) d iS e c h n i t t q u a l i tuänt dL a s e r Fortsetzungim nächstenHeft. durchmesser nG . e g e n s adt za Schnitte, wenndieSoftware l e i s t u nlge i c h t v a r i i e r el m stenscharfe moderne Algorhytmen zurFührung desLa- z u g i b t e s b e i mg e s c h l o s s e nLeans ekr e i www.spartanics.com Oualitativ hochwer- n e g r a v i e r e n d eGna s v e r ä n d e r u n gEein . I serstrahls verwendet.