Trumpf: Mit Laser gravieren Uhrenindustrie profitiert von Ultrakurzpulslaser

Von Konrad Mücke

Hochwertige Gravuren sind das Sahnehäubchen auf jeder Luxusuhr. David Weber, Kundenberater bei Trumpf Schweiz, erklärt, warum der Laser das etablierte chemische Ätzen ablöst und völlig neue Designwelten eröffnet.

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Ansprechendes Design: Uhrenhersteller können mit dem Laser effizient und wirtschaftlich weis- se Gravuren einbringen.
Ansprechendes Design: Uhrenhersteller können mit dem Laser effizient und wirtschaftlich weis- se Gravuren einbringen.
(Bild: Xristoforv/Shutterstock)

SMM: Herr Weber, industrielle Fertigung mit dem Laser und Luxusuhren, wie passt das zusammen?

David Weber: Auch Hersteller von hochwertigen Uhren streben zunehmend eine höhere industrielle Fertigungstiefe an. Gravuren werden aber bis heute mittels eines chemischen Ätzprozesses eingebracht und meistens an externe Firmen vergeben. Das kann zu hohen Kosten und langen Lieferzeiten führen. Dazu kommt, dass das Verfahren nicht besonders umweltfreundlich ist. Daher ist es auch im Hochpreis-Segment nicht mehr unbedingt die erste Wahl. Aber in Sachen Qualität macht die Branche keine Kompromisse und bisher konnte der Laser dem etablierten chemischen Ätzen in dieser Hinsicht nicht das Wasser reichen. Das ändert sich mit der neuesten Generation von Lasern TruMicro der Serie 2000.

Was ist besonders an diesen Lasern?

D. Weber: Laser TruMicro Serie 2000 sind Ultrakurzpulslaser. Die sind an sich nicht neu. Aber jetzt haben unsere Entwickler eine Möglichkeit gefunden, die bisher für den Laser fix festgelegten Pulsdauern zu flexibilisieren und das bei einer gleichbleibenden Puls-zu-Puls-Stabilität. Der Anwender kann den Laser innerhalb des Fertigungsprozesses von der kürzesten Pulsdauer von 400 Femtosekunden pro Puls auf beispielsweise 20 Pikosekunden herunterregeln. Und das in weniger als 800 Millisekunden.

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Welche Vorteile bietet das?

D. Weber: Die Uhrenindustrie arbeitet typischerweise mit Gravurtiefen von 50 bis 100 Mikrometern. Ultrakurzpulslaser konnten bisher schon tiefe, jedoch nur schwarze oder matte Gravuren einbringen. Der Wechsel der Pulsdauer und der damit verbundene veränderte Wärmeeintrag ermöglicht das Einbringen unterschiedlicher Gravurarten. Der schnelle Wechsel zwischen den Pulsdauern macht die Lösung zudem industrietauglich.

Gibt es weitere Benefits speziell für die Uhrenindustrie?

D. Weber: Hochinteressant dürfte für die Branche sein, dass der variabel einstellbare Laser ganz neue Designfelder erobert. So kann er jetzt auch weisse Gravuren sowie verschiedene Arten von Glanz und Strukturen in gängige Edelstahllegierungen wie 316L, Werkstoff 1.4404, Titan und Kupfer einbringen.

Wie funktioniert das im Einzelnen?

D. Weber: Eine weisse Gravur liess sich bisher nur durch chemisches Ätzen hochwertig einbringen. Denn um eine weisse Gravur mit dem Laser zu erzeugen, ist ein gewisser Wärmeeintrag ins Material notwendig. Es muss ein Schmelzbad entstehen, was sich aber nur mit langen Pulsdauern machen lässt. Um also eine tiefe Gravur mit weissem Finish zu erzeugen, sind sowohl lange als auch kurze Pulsdauern erforderlich. Bei den Lasern der Serie TruMicro 2000 kann der Anwender im Laserprogramm diesen fliegenden Wechsel festlegen. Der Laserprozess startet etwa zunächst mit 400 Femtosekunden und bringt eine gratfrei tiefe Gravur ein. Dann, innerhalb weniger Millisekunden, wird die Pulsenergie auf 20 Pikosekunden gedrosselt. In dieser Pulsdauer entsteht genau das Mass an Wärme, das für eine weisse Gravur notwendig ist. Mit dieser Variabilität der Pulsdauern sowie mithilfe zahlreicher Parametereinstellungen lassen sich aber nicht nur weisse Gravuren erzeugen, sondern eine Vielzahl von Farben und Finishing-Strukturen. Für die Uhrenindustrie ist das ein echter Durchbruch.

Herr Weber, vielen Dank für diese Informationen. SMM

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