Beschriftungsfragen

[walter741]

Guten Tag


Als Neuling möchte ich mich kurz vorstellen:

Walter, 43, Elektromechaniker, Wien

Ich möchte eine schnelle Beschriftungsaufgabe
mit einem Laser lösen.

Dazu habe ich Versuche mit einer 2 Watt CW (Lichtleistung) Laserdiode
gemacht. Dieser Laser ist im TO3 Gehäuse und hat eine
Wellenlänge von 808nm. Mit Linsen aus meiner Wühlkiste Kollimiert und Fokusiert.

Zur Sicherheit:
Der Aufbau ist in einer geschlossenen Holzkiste und wird mit einer
Videokamera beobachtet. Habe ständig eine passende Schutzbrille
für 808nm auf. (Neupreis ca. 300Euro; 805-825nm D L5+IR L7; OD7+)

Ich konnte mit meinem Versuchsaufbau in Weich-PVC brauchbare Markierungen mit einem Durchmesser von ca. 0,2mm herstellen.
Dabei wurde immer nur ein einzelner Laserimpuls mit einer Länge von 50msec beurteilt.

Bei anderen Kunststoffen konnte die Pulszeit bis auf 10msec reduziert werden um ein brauchbares Ergebnis zu erzielen. Diese Kunststoffe sind aber für mich nicht brauchbar.

Auf dem von mir gewünschten Weich-PVC ist unter 50msec bei 2 Watt kein Ergebnis zu erzielen.

Nun Meine Fragen:

1.Wenn ich die Pulszeit von 50msec auf 100usec reduzieren will,
dann müsste man die Diodenleistung um den Faktor 500 erhöhen?

2.Kann man aus dem oberen Versuch die Eckdaten für einen CO2 oder
DPSS Laser bestimmen?
Mit oder ohne Güteschaltung?

3.Wie verhält sich ein Kunststoff bei einem langen Laserpuls (50msec) im
Vergleich zu einem kurzen Laserpuls (100usec) bei gleicher
Lichtleistung (Watt/Sekunden)?

4.Kann man eine Laserdiode (Barren) in einen Resonator
einkoppeln und einen Güteschalter verwenden?

Im voraus Danke für Eure Hilfe

Walter

[goamarty]

Zu 4: In dem Resonator muß ein Lasermedium sein, damit eingekoppelte Leistung als Pumpleistung wirkt -> Q-Switch Nd:YAG. Die Diode in einem externen Reso zu betreiben ist so nicht möglich, da sie bereits eigene Reso-Spiegel hat. Es gibt Dioden für externen Reso, aber exotisch, teuer und mWn nicht für Q-switch Betrieb. Es gibt auch Puls-Dioden, aber keine Ahnung bis zu welcher Leistung.
Zu 3: Wenn du gleiche Energie - Ws nicht W/s - meinst, dann wird die Marke kleiner und schärfer, da sich die Hitze nicht so schnell ausbreiten kann. W/s ist eine häufig gesichtete aber unsinnige Einheit. Bei gleicher Leistung über 0,1ms statt 50ms ist die Energie um Faktor 500 geringer, da wird sich nicht viel tun.

[walter741]

Hallo

Danke für Deine Antwort. Diese hat mir ein wenig weitergeholfen.

Habe warscheinlich einige Fehler bei meine ersten Fragen gemacht.
Das beweisen die vielen Antworten.

Grüsse
Walter

[pulslaser]

Hallo Walter,

beim Beschriften/Markieren von Kunststoffen, Metallen, Glas, Keramik usw. wird durch eine sehr hohe Leistungsdichte die Materialeigenschaft geändert. Dadurch entsteht fürs Auge an diesen Stellen ein anderer Farbeindruck. Das bekommt man aber nur mit einem Gütegeschalteten Resonator hin. Dabei beträgt die mittlere Leistung bei Metall z.B. nur 200mW während die Pulsleistung (mein System) zwischen 5 und 130kW bei 150ns Pulsdauer liegen kann. Mit einer 2Watt (CW) - Diode wird lediglich Kunststoff aufgeschmolzen.

Zu 4. Ein Laserpuls von 2ms, 11Ws Energie und 2mm Strahldurchmesser verursacht eine Stichflamme von 30cm Länge auf schwarzem Kunststoff. Die Stelle ist danach ca. 4 - 5 mm tief.

Material abtragen z.B. Stahl geht mit meinem System ab 1 Watt mittl. Leistung.

Gruß Didi

[walter741]

Hallo Pulslaser

Mit meiner 2W CW Diode 808nm kann ich mit ca 50-100msec Pulsen
schöne braune Stellen mit einem Durchmesser von ca. 0,2mm herstellen.
(in Kabelisolation, grau)

Habe auch einen Test mit einem professionellen 20Watt Gütegeschaltenem Faserlaer machen lassen.
Ergebnis: ca 10 Buchstaben in ca 2 sec. ( in gelbe Kabelisolation)
Das währen 5 Buchstaben / Sekunde
Es wurde KEIN Materialabtrag gemacht, sondern richtiger dunkelbrauner bis schwarzer Text in die Oberfläche gebrannt. Damit man es auch gut lesen kann.


Möchte ich nun 1000 Buchstaben/Sekunde schreiben, brauche ich dann
20Wx200=4KW Gütegeschaltete Laserleistung???
1000 Buchstaben/sekunde entsprechen ca 1000mm/sekunde Kabeltransport.

4KW ??? Wo ist mein Rechenfehler ???

Walter

[gento]

Zum Beschreiben von Kunststoff machen mir bekannte Scanner max 1000 mm Sek Schreibleistung.
Das ist kein Vorschub sondern Summe der Vektoren mit & ohne Schreiben.

Ich rede da von Rofin Sinar & Trumpf Beschriftungslasern.
Solche Anlagen kosten dann >50 K Euro.

Gento

[pulslaser]

Hallo Pulslaser

Mit meiner 2W CW Diode 808nm kann ich mit ca 50-100msec Pulsen
schöne braune Stellen mit einem Durchmesser von ca. 0,2mm herstellen.
(in Kabelisolation, grau)

Pulsdauer ist viel zu lang, sollte bei max. 200ns liegen, Pulsleistung dann im kW - Bereich und Pulsfrequenz ab 1 bis 300kHz. Wird bei professionellen Beschriftern auch so gemacht.

Habe auch einen Test mit einem professionellen 20Watt Gütegeschaltenem Faserlaer machen lassen.
Ergebnis: ca 10 Buchstaben in ca 2 sec. ( in gelbe Kabelisolation)
Das währen 5 Buchstaben / Sekunde

Wie Gento schon sagte, der Vorschub ist die Summe aller Vektorstrecken. Kommt auch drauf an ob deine Buchstaben gehatcht sind oder nicht. Der Brennfleck im Fokus liegt bei 20 - 50 µm Durchmesser. Eine Linie besteht somit aus vielen Einzelpunkten die alle nebeneinander liegen, ebenso eine Fläche. Wie schnell nun die "Fläche" gescannt werden kann hängt also logischerweise vom Strahldurchmesser und Pulswiederholfrequenz ab.

Möchte ich nun 1000 Buchstaben/Sekunde schreiben, brauche ich dann
20Wx200=4KW Gütegeschaltete Laserleistung???
1000 Buchstaben/sekunde entsprechen ca 1000mm/sekunde Kabeltransport.

Nur wenn alle deine Buchstaben aus 1 Punkt bestehen, klar soweit?

4KW ??? Wo ist mein Rechenfehler ???

Walter

4kW Pulsleistung kommt schon hin...

Gruß Didi