Natürlich (anorganisch)
Bei natürlich vorkommenden anorganischen Stoffen, wie Steine und Edelsteine, handelt es sich um harte, nichtmetallische Mineralien. Edelsteine bestehen aus einer einzigen Mineralart, während Steine Gesamtheiten mehrerer Mineralien darstellen. Muscheln weisen eine ähnliche Zusammensetzung und Eigenschaften wie Steine und Edelsteine auf. Sie wachsen jedoch aus lebenden Organismen heraus und werden deshalb nicht als Mineralien eingestuft. Sämtliche dieser Materialien können lasermarkiert und lasergraviert werden. In einigen Fällen können sie lasergeschnitten werden. Besuchen Sie unsere Liste der Materiallieferanten, um Anbieter von anorganischen Stoffen zu finden.
Arten natürlicher anorganischer Stoffe
Arten von Laserbearbeitungsverfahren
Laser spielen bei der Materialbearbeitung, angefangen von der Entwicklung neuer Produkte bis hin zur großvolumigen Fertigung eine immer größere Rolle. Bei sämtlichen Laserbearbeitungsverfahren interagiert die Energie eines Laserstrahls mit einem Material, um dieses in irgendeiner Weise zu transformieren. Jede Transformation (oder jedes Laserbearbeitungsverfahren) wird durch präzise Regulierung der Wellenlänge, der Leistung, der Einschaltdauer und der Anzahl der Wiederholungen des Laserstrahls gesteuert. Diese Laserbearbeitungsverfahren umfassen die Folgenden:Alle Materialien weisen einzigartige Eigenschaften auf, die bestimmen, wie der Laserstrahl auf diese einwirkt und folglich das Material verändert. Die gebräuchlichsten Bearbeitungsverfahren für natürliche anorganische Stoffe sind die Folgenden:
Laserschneiden natürlicher anorganischer Stoffe
Die Energie eines CO2-Laserstrahls wird von natürlichen anorganischen Stoffen problemlos absorbiert. Der Laserstrahl erhitzt das direkt in seinem Pfad befindliche Material und verdampft es. Da natürliche anorganische Stoffe spröde sind, kann diese punktuelle Erhitzung jedoch dazu führen, dass das Material bricht, bevor der Laserstrahl es vollständig durchschneiden kann. Sofern das Material weniger als 2,5 mm dick ist, kann der Laserstrahl durch das Material schneiden, ohne dass es zu einem Brechen kommt. Perlmutt ist gewöhnlich dünn genug, um sauber mit glatten Kanten und ohne Abplatzen lasergeschnitten zu werden.
Lasergravieren von natürlichen anorganischen Stoffen
Die Leistung des CO2-Laserstrahls kann begrenzt werden, damit er Material bis zu einer bestimmten Tiefe abträgt (graviert). Das Bearbeitungsverfahren des Lasergravieren kann dazu genutzt werden, Muster und Designs auf der Oberfläche natürlicher anorganischer Stoffe zu erzeugen. Lasergravieren kann außerdem zum Vermitteln von Informationen eingesetzt werden.
Lasermarkieren von natürlichen anorganischen Stoffen
Die meisten natürlichen anorganischen Stoffe lassen sich mit einem CO2-Laserstrahl lasermarkieren. Die Energie des Laserstrahls bewirkt Mikrorisse auf der Materialoberfläche. Die Mikrorisse streuen Licht, dadurch erscheint der markierte Bereich heller und glänzender als der nicht markierte Bereich. Das Lasermarkieren kann dazu genutzt werden, Designs zu erzeugen oder Informationen zu vermitteln.
Kombinierte Bearbeitungsverfahren
Die vorstehend beschriebenen Bearbeitungsverfahren des Lasergravierens und des Lasermarkierens können miteinander kombiniert werden, ohne das Material bewegen oder neu befestigen zu müssen. Nur sehr dünne natürliche anorganische Stoffe können lasergeschnitten werden. Deshalb wird dieses Bearbeitungsverfahren gewöhnlich nicht mit anderen Laserbearbeitungsverfahren kombiniert.
Allgemeine Erwägungen zu Lasersystemen und natürlichen anorganischen Stoffen
Plattformgröße – Muss groß genug sein, um die größten Teile natürlicher anorganischer Stoffe aufzunehmen, die laserbearbeitet werden oder mit der Funktionalität der Klasse 4 ausgerüstet sein, um größere Teile bearbeiten zu können.
Wellenlänge – Die 10,6 µm Wellenlänge wird von nahezu allen natürlichen anorganischen Stoffen gut absorbiert und wird für das Laserschneiden, Lasergravieren und Lasermarkieren empfohlen.
Laserleistung – Muss auf Grundlage der gewählten Bearbeitungsverfahren bestimmt werden. Ein 25 bis 150 Watt-(CO2-Laser) ist für das Lasermarkieren von natürlichen anorganischen Stoffen am besten geeignet. Für das Laserschneiden und Lasergravieren sollte eine höhere Laserleistung genutzt werden.
Linse – Eine 2,0-Linse ist die beste gebräuchliche Linse für die Laser-Materialbearbeitung von natürlichen anorganischen Stoffen.
Schneidetisch – Auflage für dünne Platten natürlicher anorganischer Stoffe, wie Perlmutt, beim Laserschneiden.
Absaugung – Muss ausreichend Luftstrom aufweisen, um die der Laserbearbeitung entstehenden Gase und Partikel aus den Laserschneid-, Lasergravier- und Lasermarkieranlagen abzuführen.
Luftzublasung – Liefert nahe dem Brennpunkt des Laserstrahls Luft und hilft, die während des Lasergravierens, -schneidens und -markierens der natürlichen anorganischen Stoffe erzeugten Gase und Partikel abzuleiten.
Erwägungen zu Umwelt, Gesundheit und Sicherheit bei der Laser-Materialbearbeitung von natürlichen anorganischen Stoffen.
Interaktionen zwischen Laser und Material erzeugen fast immer gasförmige Ableitungen und/oder Partikel. Die Ableitungen bzw. Abströmungen von der Laser-Materialbearbeitung natürlicher anorganischer Stoffe sollten in eine äußere Umgebung geführt werden. Alternativ können sie zuerst in einer Filteranlage behandelt und dann in eine äußere Umgebung abgeführt werden. Die Verbrennung liegt in der Natur der Laserbearbeitung und kann offene Flammen hervorbringen. Deshalb sollte die Laser-Materialbearbeitung stets unter Aufsicht erfolgen.
