Black Marking

Black Marking wird auch als Schwarzmarkierung bezeichnet. Mit einem Beschriftungslaser wird eine tief dunkle und kontrastreiche Beschriftung von Oberflächen erreicht, die zudem blickwinkelstabil ist.

Black Marking auf blankem Aluminium wirkt wie ein Farbumschlag. Die Oberflächentexturen bleiben erhalten. Diese Markierung wurde mit einem Pikosekundenlaser erstellt.

Die Anforderungen an Laserbeschriftung steigen zunehmend. Auch darunter werden hohe Forderungen an den optischen Kontrast gestellt. Bei bisherigen Lasersystemen hatte man häufig den Nachteil, zwar einen hohen optischen Kontrast zu erhalten, das jedoch zu Ungunsten der chemischen und mechanischen Eigenschaften der Materialoberfläche. So kommt es häufig bei beispielweise durch Kohlenstoffabscheidung induzierte Schwarzbeschriftungen zu einer reduzierten Beständigkeit gegen Korrosion von Edelstahlhalbzeugen.

Verfahren

Der Pikosekundenlaser (ein Ultrakurzpulslaser) ermöglicht dahingegen eine Schwarzmarkierung durch eine wie eine "Lichtfalle" wirkende Mikrostruktur. Hierbei wird bspw. eine Rauhigkeit erzeugt, welche das sichtbare Licht "einfängt" und in der Struktur auslöscht, sodass dieses nicht rückreflektiert wird. Hierbei handelt es sich um eine sogenannte "kalte Ablation", da die Wärmeleitung des Materials deutlich träger ist als die Pulsdauer des Lasers. Das wiederum führt zu einer Schonung der Materialoberfläche, in dem bspw. die passivierende Chromoxidschicht von Edelstahl nicht zerstört wird.

Auch eine Schwarzmarkierung auf Aluminium ist einfach realisierbar. Der Mechanismus der Oberflächenstrukturierung ist ähnlich dem von der Schwarzmarkierung auf Edelstahl. Hier werden ebenfalls feine Gitterstrukturen erzeugt, deren Gitterkonstanten sich in der Größenordnung der Laserwellenlänge ausprägen. Das Besondere dabei ist, dass diese Art der Lasermarkierung wie ein Farbumschlag wahrgenommen wird. So sind auf der Aluminiumoberfläche trotz des Laserprozesses die Oberflächentexturen zu sehen.

Schwarzmarkierung von blankem Aluminium

Einer weiterer Mechanismus, die Schwarzbeschriftung zu erzeugen, ist die Kohlenstoffabscheidung an der Oberfläche des Zielmaterials. Metalllegierungen haben häufig im Gefüge Kohlenstoff eingelagert. Die Laserparameter und die Fokussierung werden so abgestimmt, dass es zwar nicht zum Aufbrechen der Metallgitterstruktur kommt und die Oberfläche nicht beschädigt wird, jedoch gerät das Metallgitter in Resonanz mit der Laserfrequenz, sodass inerte Spannungen durch an die Oberfläche diffundierenden Kohlenstoff entladen werden. Der gezielt abgeschiedene Kohlenstoff wird als schwarze Laserbeschriftung wahrgenommen. Dieser Prozess wird häufig irrtümlicherweise als Anlassbeschriftung bezeichnet. Allerdings ist in den dokumentierten Anlassfarben schwarz nicht enthalten. Ein Nachteil dieser Art der Beschriftung liegt im Falle von Edelstahl darin, dass sich die passivierende Chromoxidschicht nicht nachbilden kann, sodass der markierten Bereich nicht komplett korrosionsfrei gehalten werden kann. Technologisch wird also häufig eine künstliche Passivierung der Markierung angeschlossen.

Vorteile

• hohe und gleichmäßig kontrastreiche Beschriftung für optimale Lesbarkeit aus jedem Betrachtungswinkel
• tiefschwarze Färbung (ultrablack); der Laser ändert die Farbe des Metalls
• sehr kleine und filigrane Markierungen durch kurze Pulsdauern des Lasers möglich (ultrakurzpuls)
• Laserbeschriftung UDI-konform - z.B. UDI Codes auf Medizinprodukten
• Korrosionsbeständigkeit für eine dauerhafte Schwärzung (Permablack) der Kennzeichnung
• 10.000-mal kürzere Pulsbreiten als bspw. Faserlaser