Laserbeschriftung von Kunststoffen – worauf kommt es an?

Warum Kunststoffe laserbeschriftet werden

In zahlreichen Industriezweigen sind Kunststoffbauteile ein fester Bestandteil von Produkten und Komponenten. Um diese Bauteile eindeutig zu identifizieren, Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten oder gesetzliche Anforderungen zu erfüllen, ist eine dauerhafte und zuverlässige Kennzeichnung erforderlich. Die Laserbeschriftung hat sich hierfür als besonders vorteilhaft erwiesen. Sie funktioniert berührungslos, arbeitet hochpräzise und kommt ohne Tinte oder Etiketten aus.

Das Verfahren eignet sich sowohl für funktionale Markierungen wie Seriennummern, DataMatrix-Codes und technische Hinweise als auch für dekorative Elemente oder Firmenlogos. Aufgrund ihrer Wisch- und Abriebfestigkeit sowie der hohen Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse ist die Laserkennzeichnung heute in der Automobilindustrie, Medizintechnik, Elektrotechnik und Konsumgüterbranche fest etabliert. Sie unterstützt nicht nur die Qualitätssicherung, sondern auch die Automatisierung in der Fertigung durch klare, maschinenlesbare Markierungen.

Voraussetzungen für eine erfolgreiche Laserbeschriftung

Die Wirksamkeit der Laserbeschriftung hängt maßgeblich vom verwendeten Kunststoff und dessen Zusammensetzung ab. Nicht alle Kunststoffe reagieren gleichermaßen auf Laserstrahlung, da Faktoren wie Pigmentierung, Additive und Oberflächenstruktur entscheidend sind. Materialien wie ABS, Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), POM, PET, Polypropylen (PP) und Hochleistungskunststoffe wie PEEK gelten als gut markierbar – insbesondere dann, wenn sie mit speziellen Laseradditiven ausgestattet sind, die die Absorption der Strahlung verbessern.

Dunkel eingefärbte Kunststoffe lassen sich oft kontrastreicher markieren, während helle oder transparente Kunststoffe besondere Anforderungen an die Wahl des Lasers stellen. Auch Füllstoffe wie Glasfasern oder Ruß können die Absorptionsfähigkeit beeinflussen und müssen bei der Prozessentwicklung berücksichtigt werden. Die Oberflächenbeschaffenheit spielt ebenfalls eine Rolle: Glatte Flächen reflektieren das Laserlicht anders als strukturierte. Um eine optimale Markierung zu erzielen, ist es daher erforderlich, sowohl das Material als auch die Lasereinstellungen wie Leistung, Pulsdauer und Frequenz exakt aufeinander abzustimmen.

Welche Lasertypen eingesetzt werden

Je nach Kunststoffart und Markieranforderung kommen unterschiedliche Lasertypen zum Einsatz. Die drei gängigsten sind:

Faserlaser (Ytterbium-dotiert)

Eignen sich besonders für dunkle Kunststoffe oder mit Additiven versehene Materialien. Sie liefern einen hohen Kontrast bei kurzer Bearbeitungszeit.

CO2-Laser

Geeignet für organische Materialien und einige transparente Kunststoffe. Erzeugt eine Farbveränderung oder Materialabtrag.

UV-Laser

Perfekt für empfindliche oder transparente Kunststoffe, da sie mit geringem thermischem Einfluss arbeiten („kaltes Markieren“).

Typische Markierverfahren

Die Wirkung des Lasers hängt stark vom verwendeten Verfahren ab. Bei Kunststoffen sind folgende Markiermethoden besonders relevant:

• Farbänderung (Carbonisieren, Aufschäumung): Kontrast entsteht durch lokale Farbveränderung

• Materialabtrag (Gravur): sichtbare Vertiefung im Kunststoff

• Aufschmelzen (Glanzmarkierung): führt zu glatter, reflektierender Oberfläche

Anwendungsbeispiele aus der Industrie

Medizintechnik

In der Medizintechnik ist eine dauerhafte und sterile Kennzeichnung von Instrumenten, Implantaten und Gehäusen essenziell. Die Laserbeschriftung ermöglicht es, UDI-konforme Codes, Seriennummern oder Logos dauerhaft auf Oberflächen aufzubringen, ohne die Biokompatibilität oder Sterilität des Produkts zu gefährden. Auch kleinste Bauteile können präzise beschriftet werden – ein klarer Vorteil gegenüber herkömmlichen Verfahren.

Automobilindustrie

Die Automobilbranche nutzt Laserkennzeichnungen zur Rückverfolgbarkeit von Bauteilen, für sicherheitsrelevante Markierungen oder zur Qualitätskontrolle. Kunststoffteile wie Steckverbinder, Armaturen oder Gehäuse werden mit Seriennummern, QR-Codes oder Symbolkennzeichnungen versehen. Die Laserbeschriftung trotzt dabei Hitze, Chemikalien und mechanischem Abrieb – entscheidend für den Einsatz unter extremen Bedingungen.

Elektronik

In der Elektronikindustrie ist eine präzise Kennzeichnung kleinster Bauteile essenziell. Lasermarkierungen auf Kunststoffgehäusen, Leiterplatten oder Steckverbindern ermöglichen die eindeutige Identifikation und automatisierte Weiterverarbeitung. Auch bei schwarzen, antistatischen Kunststoffen erzielt der Laser dank spezieller Additive gut lesbare Ergebnisse.

Konsumgüter

Auch im Bereich der Konsumgüter kommen Laserbeschriftungen zum Einsatz – sei es zur Produktindividualisierung, zur Markensichtbarkeit oder für funktionale Kennzeichnungen. Logos, Typenbezeichnungen oder Zierelemente lassen sich dekorativ und langlebig in die Oberfläche einarbeiten, ohne das Material zu beschädigen oder den Produktionsprozess zu verlangsamen.

Vorteile der Laserkennzeichnung gegenüber anderen Methoden

• Keine Verbrauchsmaterialien: keine Tinte, Etiketten oder Lösungsmittel notwendig

• Hohe Auflösung: ideal für kleine Schriften und feine Details

• Dauerhafte Lesbarkeit: auch bei Abrieb, UV-Exposition oder chemischen Einflüssen

• Prozessautomatisierung: lässt sich gut in bestehende Fertigungslinien integrieren

Herausforderungen und Lösungsansätze

In der Praxis treten bei der Laserbeschriftung von Kunststoffen immer wieder Herausforderungen auf, die bereits bei der Auswahl des Materials und der Prozessparameter bedacht werden müssen. Eine häufige Schwierigkeit stellt die Erzeugung eines ausreichenden Kontrasts auf hellen oder transparenten Kunststoffen dar. In solchen Fällen kann der gezielte Einsatz von laseraktiven Additiven oder der Einsatz eines UV-Lasers Abhilfe schaffen, der auch bei schwierigen Substraten gute Ergebnisse liefert. Ein weiteres Problem kann thermischer Verzug oder die Beschädigung der Oberfläche durch zu hohe Energiedichten sein.

Hier helfen präzise abgestimmte Laserparameter, etwa durch die Reduktion der Pulsenergie oder den Einsatz kurzer Pulse bei hoher Frequenz. Auch gesetzliche Anforderungen, wie sie etwa in der Medizintechnik durch die UDI-Richtlinie definiert sind, erfordern eine extrem präzise und dokumentierbare Beschriftung. Moderne Lasersysteme mit Kameraintegration und Softwareanbindung ermöglichen hier die lückenlose Nachverfolgbarkeit. Insgesamt zeigt sich: Eine sorgfältige Materialanalyse, die Auswahl des geeigneten Lasertyps und eine präzise Prozessabstimmung sind zentrale Erfolgsfaktoren für eine dauerhaft lesbare, normgerechte Laserbeschriftung von Kunststoffen.

Fazit

Die Laserbeschriftung bietet für die Kunststoffverarbeitung eine präzise, wirtschaftliche und dauerhafte Lösung. Entscheidend für den Erfolg ist die richtige Kombination aus Material, Lasertyp und Markierverfahren. Wer diese Faktoren berücksichtigt, erhält beständige, kontrastreiche Markierungen, die hohen industriellen Anforderungen standhalten.