Innovativ mit Laserlicht

Die M-Serie von OPTOGON als offenes System. OptoSkop mit Dual-Lens Farbkamerasystem.

Ob bewusst oder unbewusst, jeder von uns ist bereits in Berührung mit den Produkten der Firma Bornemann gekommen: sei es das VW-Emblem auf einem Auto, der Lindt-Schriftzug auf der Schokopraline oder das Pferd auf der Schaltkulisse eines Ferrari. Die Hersteller dieser Produkte und Marken verlassen sich auf das Unternehmen in Wermelskirchen, das auf präzise Gravuren spezialisiert ist. Die Firma Bornemann hat in die zukunftsfähige Lasertechnologie von OPTOGON investiert und es nicht bereut.

Ralf Berger, kaufmännischer Leiter der Bornemann GmbH erklärt: "Die Erfahrung nach über einem Vierteljahrhundert Lasertechnik sagt uns – Sei vorbereitet! Wir haben ein sehr flexibles System, mit dem vieles möglich ist. Wir lassen uns auch gern selbst überraschen. Mit der engen Partnerschaft zu OPTOGON lernen wir ständig dazu und freuen uns über Neues."

Mithilfe eines innovativen Kontrastmittels ermöglichen Bornemann und OPTOGON Laserbeschriftungen und Markierungen wie Logos und Bilder auf Werkstoffen, die zuvor mit herkömmlichen Faserlasern nicht bearbeitbar waren. Das spezielle, laserreaktive Kontrastmittel wird entweder von Hand oder maschinell präzise auf die zu bearbeitenden Oberflächen aufgetragen.

"Wir haben über die einschlägige Fachpresse von dem Produkt erfahren. Das Kontrastmittel gibt es als Paste und als Spray. Der Umgang erfordert allerdings etwas Übung, damit man eine gleichmäßige Schichtdicke hinbekommt", so Roland Wilhelm. "Das aufgetragene Kontrastmittel härtet auf der Oberfläche binnen weniger Minuten aus, es sieht dann anthrazit matt aus."

Die einfache und schnelle Vorbereitung ermöglicht eine sehr unkomplizierte und flexible Handhabung. Nach einer kurzen Trocknungszeit wird das Kontrastmittel auf dem jeweiligen Material mit dem Laser fixiert. Die Besonderheit bei Bornemann ist, dass sie mit dem offenen Lasersystem und der dritten optischen Achse von OPTOGON auch Produkte und Werkstücke mit gewölbten Oberflächen schnell und mit Top-Ergebnissen bearbeiten können.

Die Parametersuche für die besten Ergebnisse gestaltete sich als relativ einfach mit dem Laser von OPTOGON. „Mit Hilfe der Parametermatrix konnten wir sehr schnell die idealen Einstellungen für ein tiefschwarzes Endergebnis ausmachen“, resümiert Ralf Berger.

Aktuell ist das Kontrastmittel im Endeffekt nur in einem tiefen Schwarz verfügbar. Roland Wilhelm berichtet: "Dabei haben wir festgestellt, dass es nach dem Lasern weiter aushärtet und sogar dunkler wird. Dieses Verfahren haben wir erfolgreich auf verschiedensten Materialien angewendet. Es ermöglicht nicht nur eine präzise und flexible Bearbeitung, sondern auch die Erzielung eines tiefschwarzen Endergebnisses."

Tiefschwarze, präzise Lasermarkierung mit Kontrastmittel auf Keramik.

Die Anwendung auf unterschiedlichen Werkstoffen unterstreicht die Vielseitigkeit und Effektivität dieses innovativen Kontrastmittels im Zusammenspiel mit dem OPTOGON-Laser.

Edelstahl bearbeitet Bornemann normalerweise direkt mit dem Laser. In der Medizinindustrie allerdings ist der Einsatz des 'normalen' Faserlasers begrenzt. Eine Gravur kommt hier nicht in Frage, da die Gravur beim Autoklavieren anfängt zu rosten. Auch eine ansonsten sehr zuverlässige Anlassbeschriftung neigt beim Autoklavierprozess zur Korrosion.

"Das Thema UDI ist immer aktuell. Medizinisches Besteck haben wir mit dem neuen Verfahren erfolgreich markiert", erläutert Ralf Berger. Bornemann hat weitreichende Tests mit sehr abrasiven Reinigungsmitteln in Industriespülmaschinen und auch Tests im Autoklav gemacht. Die Beschriftung blieb erhalten und war ohne Probleme auch nach vielen Durchgängen problemlos lesbar.

"Wir haben hochempfindliche Bauteile in der Mikroelektronik, die keinen Wärmeeintrag vertragen, wie er bei der Anlassbeschriftung mit dem Laser vorkommen kann. Die Gehäusebauteile sind sehr fein und dünn, sie verziehen sich leicht", so Ralf Berger.

Der Prozess mit dem Kontrastmittel benötigt hingegen nur sehr wenig Energieeintrag, um zu reagieren. Das ist von Vorteil – die Oberfläche des Grundmaterials bleibt während des Laserprozesses nahezu unbeeindruckt.

Weitere Materialien, die sich nun individuell mit dem Faserlaser beschriften und markieren lassen, sind Glas- und Keramikoberflächen. Eine Bearbeitung mit dem Faserlaser ist normalerweise nicht möglich. Diese Aufgabe übernehmen CO₂-Laser oder Ultrakurzpulslaser, die entsprechend mit den organischen Materialien reagieren.

Die Besonderheit bei Bornemann ist, dass sie mit dem offenen Lasersystem und der dritten optischen Achse von OPTOGON auch Produkte und Werkstücke mit gewölbten Oberflächen schnell und mit Top-Ergebnissen bearbeiten können.

„Der Prozess ist schnell, hat Standarddurchlaufzeiten und ist absolut wirtschaftlich", so Roland Wilhelm. "Die Ergebnisse auf Glas und Keramik sind tiefschwarz, kontrastreich und sehr beeindruckend."

Bornemann erreicht eine sehr hohe Detailtreue, die mit dem bloßen Auge nicht mehr zu erkennen ist – tiefschwarz und gestochen scharf. Ein weiterer Vorteil ist die individuelle Laserbeschriftung. Bornemann kann jedes einzelne Produkt individuell markieren und beschriften. So ist das Unternehmen durch das Lasersystem von OPTOGON in der Lage, auch automatisiert zu markieren.

Andreas Plauschin von OPTOGON führt aus: "Wir importieren Excel-Tabellen mit Seriennummern oder Vorgaben für QR-Codes und lassen die Maschine über Nacht oder das Wochenende arbeiten! Der nächste große Vorteil der Laseranlage ist, dass sich die optische Achse auch für das Verfahren mit dem Kontrastmittel zu 100% verwenden lässt. Wir markieren rotationssymetrische Bauteile gestochen scharf am Umfang und individuell. Die Qualität ist prozesssicher."

Mehr Wirtschaftlichkeit

Neben den neuen Möglichkeiten, die das Kontrastmittel für Bornemann bereithält, erhielt auch das Lasersystem selbst einige Software-Upgrades: Roland Wilhelm bestätigt: "Das konnten wir früher einfach nicht leisten. Die optische Achse hat sich in so vielen Fällen schon bewährt. Die neue Software ermöglicht uns eine ganz andere Wirtschaftlichkeit. Wir können das komplette Bauteil am Stück bearbeiten und speichern."

Einmal eingerichtet und abgespeichert ist Bornemann in der Lage, die Bauteile schnell und unkompliziert nach Monaten binnen Minuten wieder einzurichten und zu bearbeiten. "Einlegen, Referenzpunkt anfahren und komplett bearbeiten. Das Ganze funktioniert auch mit allen Achsverfahrungen komplett automatisch", erläutert Andreas Plauschin.

Auf die Frage nach den zukünftigen Einsatzmöglichkeiten berichtet Ralf Berger: "Wir beschäftigen uns derzeit intensiv mit dem Bin Picking und der optischen Erkennung. Es gibt Anfragen für Aufträge mit extrem hohen Stückzahlen, die abgearbeitet werden sollen. Der Laserfachmann soll hier jedoch seinen Fokus auf die eigentliche Aufgabe legen und nicht rund um die Uhr Teile einlegen."

Bornemann testet gemeinsam mit OPTOGON derzeit die Robotik mit optischer Erkennung. Eine weiterführende Idee seitens Bornemann ist, dass der Roboter mehrere Maschinen im Werk bedienen kann.

"Wir verfügen über einen großen Maschinenpark, daher wäre es äußerst praktisch, wenn der Roboter individuell einsetzbar wäre. OPTOGON ist in diesem Bereich ein erfahrener Partner mit umfangreichem Know-how in der individuellen Automation", bestätigt Roland Wilhelm.