KEPETS GmbH&Co, Systemtechnik
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Häufig wird der Begriff Laser ("Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" - Lichtverstärkung durch angeregte Strahlungsaussendung) als Globalbegriff verwendet.
Es ist unserer Meinung nach wichtig zu wissen, dass es verschiedene Laserarten gibt, die sich fundamental, auch in der Anwendbarkeit für bestimmte Aufgaben, unterscheiden. Laser ist also nicht gleich Laser und die Betrachtung muss spezifisch auf die Applikation ausgerichtet sein.Die Applikation, auf die wir uns hier konzentrieren, ist das Gravieren / Markieren von mineralischen und organischen Gläsern, Linsen und Molds in Ophthalmik und Optik. Die Gläser, Linsen oder Molds sind im sichtbaren Bereich durchsichtig, das bedeutet, sie absorbieren keine oder nur sehr wenig Strahlungsanteile. Die Wellenlänge des Lasers sollte so gewählt werden, dass die Energie auf die Oberfläche wirken kann und nicht durch sie "hindurchgeht". Zusätzlich muss der Laser organische und mineralische Substrate aber auch verschiedene Beschichtungen gleichermassen in hoher Güte gravieren / markieren können, d.h. die Laserquelle muss ein breites Band an Anforderungen erfüllen können. Es gibt verschiedene Laser, die eine mehr oder weniger gut nutzbare Wellenlänge erzeugen können. Innerhalb dieser Gruppe ist zu unterscheiden zwischen Festkörper Lasern (Solid State Laser wie z.B Neodym-YAG Laser) und Gas Lasern (Co2 Laser und Excimer Laser). Für das
Markieren / Gravieren in der Optik / Ophthalmik stellt der Excimer Laser mit einer Wellenlänge von 193nm die ideale Laserquelle dar. Das betrifft nicht nur die Qualität der Gravuren / Markierungen sondern auch die Wirtschaftlichkeit im Betrieb, eine Grösse, die nicht ausser Acht gelassen werden darf.
Zu den Lasern im Einzelnen:

CO2 Laser:
CO2 Laser, auch als Infrarot Laser bezeichnet, arbeiten mit Wellenlängen um 10.000nm. Sie entfalten ihre Wirkung über fokussierte thermische Energie, d.h. sie schmelzen und verbrennen (zerstören) die Oberfläche auf die sie auftreffen, was ihre Anwendbarkeit in der Optik und
Ophthalmik sehr stark einschränkt. Mineralische Werkstoffe (z.B. Silikatglass) erfahren durch den thermischen Stress Mikrorisse, die unter Belastung zu Riss oder Bruch führen können. Die Verwendung bei organischen Materialien ist auf wenige Typen beschränkt.
Die Thermische Belastung führt zu einer bleibenden physikalischen Veränderung der Oberfläche, was zusammen mit der geringen Reproduzierbarkeit und der hohen Rauhigkeit, die durch die Gravur / Markierung erzeugt wird, zu unbefriedigenden Ergebnissen führt. Die
Gravur / Markierung ist zudem nicht stabil (thermisch reversibel). Aus diesem Grund ist das Gravieren / Markieren mittels CO2 Laser als äusserst kritisch anzusehen, insbesondere wenn das Substrat später beschichtet werden soll. Ein normales Färben (Tinting) ist wegen der
Oberflächenveränderung völlig ausgeschlossen. Das Gravieren in oder durch Anti-Reflex Beschichtung (AR-Coating) oder in Transition ist nicht befriedigend. Eine Mikrogravur, z.B. für Produktionsnummern (Tracing) oder Produktindividualisierung (Branding) ist mit einem CO2 Laser mit vertetbarem Aufwand nicht zu erzielen. In der Summe seiner Eigenschaften und Möglichkeiten ist der CO2 Laser nicht geeignet für die Anwendung in Optik / Ophthalmik, auch wenn er auf den ersten Blick günstig in Anschaffung und Betrieb wirkt.

YAG Laser:

YAG (Yttrium-Aluminium-Granat) Laser gehören zur Familie der Festkörper Laser (Solid State) auch Diode Pumped Solid State Laser (DPSS) genannt mit einer Grundwellenlänge von 1.064nm. Nahezu sämtliche in der Optik / Ophthalmik verwendeten Materialien sind für diese Wellenlänge durchsichtig und könnten nur nach aufwendigen Vorbehandlungen graviert werden. Der thermische Anteil dieser Wellenlänge ist sehr hoch und würde auf mineralischen oder organischen Substraten ebenso Rauhigkeiten und Mikrorisse verursachen. Über Frequenzverfielfachung, d.h. das Zusammenmischen von harmonischen Schwingungen kann ein YAG Laser auch kürzere Wellenlängen wie z.B. 532nm, 355nm, 266nm oder 212nm liefern.
Dazu werden spezielle, sehr teure Kristalle verwendet, die nur eine begrenzte Lebensdauer aufweisen und äusserst präzise justiert sein müssen. Mit abnehmender Wellenlänge steigt der Preis der Laserquelle und insbesondere deren Wartungsintensität überproportional an, die
Strahlgüte und die Strahlstabilität hingegen nehmen überproportional ab. Mikrogravuren kann auch dieser Laser nicht leisten, da der Strahl zu gross und zu instabil ist.

Excimer Laser:
Excimer Laser (auch UV Laser genannt) gehören zur Familie der gepulsten Gaslaser und sind in verschiedenen Wellenlängen erhältlich, wobei die Wellenlänge durch das verwendete Gas bestimmt wird. Die Ausführung mit 193nm ist die ideale Laserquelle für das Gravieren und Markieren in Optik und Ophthalmik. 193nm (tiefer UV-Bereich) ruft keine thermische Belastung hervor, erzeugt keine Mikrorisse und lässt sich bei geeigneter Technologie sehr wirtschaftlich für Mikrogravuren bis 30µ Schrifthöhe einsetzen. Die Gravur erfolgt durch ein Phänomen, das kalte Ablation genannt wird. Das Material wird dabei durch Energieimpulse in seiner molekularen Form entfernt und nicht, wie bei CO2 oder YAG Lasern, verbrannt. Excimer Laser mit 193nm können fast alle Materialien schonend gravieren / markieren.
Die Vorurteile, die zum Teil gegenüber der Excimer Laser Technologie wegen des zum Betrieb notwendigen Gases bestehen, sind bei den modernen Maschinen der KEPETS ULM Familie völlig unbegründet, im Gegenteil, die Maschinen übertreffen selbst die höchsten Anforderungen, z.B. die strengen US-Vorschriften. Auch die Maschinensicherheit betreffend, ist die KEPETS ULM Familie mit Abstand führend. KEPETS verwendet ausschliesslich Laserquellen, die nach eigenen Vorgaben gefertigt werden. Sie sind nur in der ULM Familie zu finden und zeichnen sich durch hervorragende Performance, höchste Zuverlässigkeit (wir garantieren 850.000.000 Pulse) und äusserst geringen Wartungsaufwand aus. Dadurch werden mit Lasern der ULM Familie die niedrigsten Gravurkosten per Stück erzielt, wobei sämtliche Kosten von der Investition über den Betrieb bis zu den Wartungen einbezogen werden. Wir bieten dazu Garantieverträge, bei denen wir alle anfallenden Kosten für die Vertragsdauer übernehmen und so die prognostizierten Stückkosten
garantieren.