Die Beständigkeit einer Laserbeschriftung zeigt sich erst, wenn das Bauteil benutzt wird. Ein Typenschild auf einer Baumaschine steht jahrelang im Regen, ein Hydraulikblock badet in Öl, ein chirurgisches Instrument geht hunderte Male durch den Reinigungsautomaten und den Autoklaven. Wer erst im Feld merkt, dass der DataMatrix-Code nach zwei Jahren nicht mehr lesbar ist, hat ein teures Problem. Deshalb gehört eine Beständigkeitsprüfung an Musterteilen vor jede Serienfreigabe, und zwar zugeschnitten auf das, was dem Teil tatsächlich passiert.
Erst die Belastung beschreiben, dann den Test wählen
Einen Standardtest für alle Fälle gibt es nicht. Am Anfang steht eine einfache Frage: Was erlebt das Bauteil zwischen Fertigung und Verschrottung? Gehen Sie den Lebenszyklus durch und schreiben Sie auf, welche Einflüsse auf die markierte Fläche treffen. Dazu zählen nachfolgende Fertigungsschritte wie Waschen, Beschichten, Härten oder Gleitschleifen, die Montage, der Einsatz beim Kunden und eine eventuelle Wiederaufbereitung.
Aus dieser Liste ergeben sich die Prüfungen. Ein Getriebeteil, das nach dem Lasern noch gehärtet und dann eingebaut wird, braucht keinen Salzsprühnebeltest, wohl aber einen Durchlauf durch den Härteofen. Ein Außenteil aus verzinktem Stahl braucht genau diesen Korrosionstest. Prüfen Sie, was relevant ist, und lassen Sie den Rest weg. Gerade Korrosions- und Klimatests laufen oft tagelang, da zählt jede eingesparte Prüfung.
Welches Markierverfahren was aushält
Jedes Markierverfahren hat eine andere Schwachstelle. Eine Anlassbeschriftung auf Edelstahl ist eine dünne Oxidschicht direkt an der Oberfläche. Sie trägt kein Material ab, lässt den Korrosionsschutz bei richtiger Wärmeeinbringung weitgehend intakt und übersteht Reinigung und Sterilisation. Gegen Strahlen oder Gleitschleifen hält sie dagegen kaum, weil die Schicht so dünn ist. Die Details zur Oxidschicht stehen im Beitrag zur Anlassbeschriftung auf Edelstahl.
Eine abtragende Gravur liegt einige hundertstel bis zehntel Millimeter im Material. Sie übersteht mechanischen Verschleiß und sogar eine nachträgliche Lackierung, bei der man die Vertiefung noch ertastet. Dafür greift sie stärker in die Oberfläche ein. Auf Edelstahl oder verzinktem Stahl kann eine Gravur die Schutzschicht verletzen, deshalb ist dort der Korrosionstest wichtig.
Bei Kunststoffen entsteht der Kontrast durch Schäumen, Karbonisieren oder einen Farbumschlag von Additiven. Hier interessieren vor allem Chemikalien, Temperatur und bei Außenteilen die UV-Strahlung der Sonne. Auf lackierten oder eloxierten Teilen legt der Laser die Grundschicht frei. Die Ränder dieser Öffnung sind die Stelle, an der Feuchtigkeit angreifen kann.
Die gängigen Prüfungen im Überblick
Abrieb und mechanische Belastung
Für den schnellen Vergleich im Labor reicht oft ein Reibtest mit definiertem Gewicht, einem Reibkörper (Filz, Radiergummi oder Schleifvlies) und einer festgelegten Zahl an Hüben. Wichtig ist, dass Sie Gewicht, Reibkörper und Hubzahl notieren, sonst ist der Test nicht wiederholbar. Für höhere Ansprüche gibt es Abriebprüfgeräte mit rotierenden Reibrädern, wie sie aus der Lack- und Kunststoffprüfung bekannt sind. Wenn das Teil nach dem Lasern gestrahlt, gleitgeschliffen oder trowalisiert wird, prüfen Sie am besten mit genau diesem Prozess in Ihrer eigenen Anlage, weil kein Labortest Ihre Schleifkörper, Medien und Laufzeiten nachbildet.
Chemikalien und Reinigungsmedien
Hier prüfen Sie mit den Medien, die im Einsatz vorkommen: Kühlschmierstoff, Hydrauliköl, Bremsflüssigkeit, Kraftstoff, Isopropanol, alkalische oder saure Reiniger. Typisch ist ein Tauchtest über eine festgelegte Zeit bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur, alternativ ein wiederholtes Abwischen mit getränktem Tuch. Fragen Sie beim Kunden oder in der eigenen Fertigung nach den konkreten Produktnamen. “Reinigungsmittel” als Angabe reicht nicht, weil sich pH-Wert und Lösemittelanteil stark unterscheiden.
Korrosion: Salzsprühnebel nach ISO 9227
Für Metallteile in feuchter oder salzhaltiger Umgebung ist die neutrale Salzsprühnebelprüfung nach ISO 9227 der verbreitete Test. Die Prüfdauer legen Sie oder Ihr Kunde nach den Einsatzbedingungen fest. Die entscheidende Frage lautet: Rostet der markierte Bereich früher als die unmarkierte Fläche daneben? Wenn ja, bringt der Laser zu viel Wärme ein oder verletzt die Schutzschicht. Auf Edelstahl helfen dann meist geringere Flächenenergie, ein MOPA-Laser mit kürzeren Pulsen oder eine Passivierung nach dem Lasern. Wie Sie das Parameterfenster gezielt verschieben, beschreibt der Beitrag Laserparameter einstellen. Für verzinkte Bauteile gibt es eigene Hinweise im Artikel zu verzinktem Stahl.
Temperatur, Klima und UV-Licht
Bauteile im Motorraum, in Schaltschränken oder im Außeneinsatz sehen Temperaturwechsel, Feuchte und Sonnenlicht. Für solche Umweltprüfungen beschreibt die Normenreihe IEC 60068-2 (in Deutschland als DIN EN 60068-2) Verfahren für Kälte, trockene Wärme, feuchte Wärme und Temperaturwechsel. Welche Prüfung und welche Stufe passt, steht meist schon im Lastenheft Ihres Kunden. Kunststoffmarkierungen für den Außenbereich prüfen Sie zusätzlich auf Ausbleichen unter UV-Bestrahlung, denn manche Farbumschläge verlieren mit der Zeit Kontrast.
Aufbereitung in der Medizintechnik
Wiederverwendbare Instrumente durchlaufen Reinigung, Desinfektion und Dampfsterilisation bei rund 134 °C. Für die UDI-Kennzeichnung muss der Code über die gesamte Nutzungsdauer lesbar bleiben. Der aussagekräftigste Test ist eine Serie echter Aufbereitungszyklen mit Ihrem Reiniger und Ihrem Sterilisator, wobei Sie nach festgelegten Zyklenzahlen Lesbarkeit und Korrosion bewerten. Mehr zu den Besonderheiten steht unter chirurgische Instrumente lasern.
Das Ergebnis messbar bewerten
Legen Sie vor dem Test fest, was als bestanden gilt, zum Beispiel: Klartext vollständig lesbar, kein Rost im markierten Bereich, DataMatrix mindestens Grade B. Fotografieren Sie jedes Teil vor und nach dem Test unter derselben Beleuchtung und aus demselben Abstand. Nur so lässt sich ein Kontrastverlust erkennen.
Für maschinenlesbare Codes gehört ein Verifier dazu. Ein Handscanner, der den Code gerade noch liest, sagt wenig über die Reserve aus. Die Bewertung nach ISO/IEC TR 29158 zeigt dagegen, ob Kontrast, Modulgröße oder Zellmodulation nachgelassen haben. Wie die Messung funktioniert, erklärt der Beitrag zum DataMatrix-Verifizieren.
Prüfen Sie mehrere Teile je Variante und markieren Sie immer eine Referenzfläche ohne Belastung mit. Ein einzelnes Teil kann durch Materialfehler oder Handling ausreißen.
Von der Prüfung zur Serienfreigabe
Haben die Muster bestanden, frieren Sie den Zustand ein: Parameter, Laserquelle, Objektiv, Fokusabstand, Werkstoff mit Charge und Oberflächenzustand, Prüfprotokoll und Fotos. Bewahren Sie einige Teile als Rückstellmuster auf. In der laufenden Serie reichen dann in der Regel Stichproben auf Kontrast und Lesbarkeit.
Neu prüfen müssen Sie, sobald sich etwas Wesentliches ändert. Typische Auslöser sind ein neuer Materiallieferant, eine andere Oberfläche (gebürstet statt geschliffen), ein Tausch der Laserquelle oder eine Änderung der Parameter, etwa um Taktzeit zu sparen. Die letzte Änderung unterschätzen viele: Wer schneller markiert und dafür die Leistung erhöht, verschiebt die Wärmeeinbringung und damit unter Umständen das Korrosionsverhalten.
Unsere Beschriftungslaser speichern Parametersätze pro Bauteil, sodass der freigegebene Stand an der Maschine abrufbar bleibt, etwa beim GRAVIS Faserlaser für Serien in Laserklasse 1. Wenn Sie vor der Anschaffung oder für ein neues Bauteil Prüfmuster brauchen, schicken Sie uns Ihre Teile. Wir beschriften sie in Rüthen mit dokumentierten Parametern, und Sie prüfen in Ihrer QS oder Ihrem Labor genau den Zustand, der später in Serie läuft. Kontaktieren Sie uns mit Werkstoff, Stückzahl und Einsatzbedingungen.