DE102004027621A1 - Laser beam marking device for lead marking, has laser beam source that is designed, such that marking beams are present in the form of transverse ring mode, and deflection device used for deflecting beams to carrier for object to be marked - Google Patents

Laser beam marking device for lead marking, has laser beam source that is designed, such that marking beams are present in the form of transverse ring mode, and deflection device used for deflecting beams to carrier for object to be marked Download PDF

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Abstract

The device (1) has a laser beam source (2) that is designed, in such a manner that marking beams (8) are present in the form of a transverse ring mode. A deflection device is used for deflection of the marking beams produced by the laser beam source to a carrier (13) for the object to be marked. The marking beams are deflected to the object on the carrier, and the object is marked. An independent claim is also included for a laser beam marking procedure.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laserstrahlmarkiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Laserstrahlmarkierverfahren, bei dem eine Laserstrahlungsquelle einer derartigen Laserstrahlmarkiervorrichtung eingesetzt wird, und eine Verwendung einer derartigen Laserstrahlmarkiervorrichtung.The The invention relates to a laser beam marking device according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a laser beam marking method, in which a laser radiation source of such a laser beam marking device is used, and a use of such a laser beam marking device.

Laserstrahlmarkiervorrichtungen der eingangs genannten Art sind durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Das Kontrastverhältnis zwischen der erzeugten Markierung und der Umgebung von dieser lässt bei diesen bekannten Vorrichtungen oft zu wünschen übrig. Um ein ausreichendes Kontrastverhältnis zu erzielen, kann oft nur mit sehr geringen Prozessgeschwindigkeiten gearbeitet werden.Laserstrahlmarkiervorrichtungen of the type mentioned are by public prior use known. The contrast ratio between the generated mark and the environment of this one allows these known devices often to be desired. To a sufficient contrast ratio can often only achieve very low process speeds to be worked.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserstrahlmarkiervorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein gegebenes Kontrastverhältnis mit einer höheren Prozessgeschwindigkeit erreicht werden kann.It It is therefore an object of the present invention to provide a laser beam marking device of the type mentioned in such a way that a given contrast ratio with a higher process speed can be achieved.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Laserstrahlmarkiervorrichtung mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruches 1.These The object is achieved by a laser beam marking device with the features of the characterizing part of claim 1.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass beim Einsatz von Markierstrahlung in Form einer transversalen Ringmode eine wesentlich homogenere Bestrahlung des zu markierenden Objektes möglich ist. Die bei den bekannten Laserstrahlmarkiervorrichtungen eingesetzten transversalen Moden mit zentralem Intensitätsmaximum führen dazu, dass der Zentralbereich einer mit Markierstrahlung bestrahlten Bahn auf dem zu markierenden Objekt wesentlich energiereicher bestrahlt wird als die Randbereiche der Bahn.According to the invention was recognized that when using marking radiation in the form of a transverse Ringmode a much more homogeneous irradiation of the to be marked Object possible is. The used in the known Laserstrahlmarkiervorrichtungen transversal modes with central intensity maximum cause the central area a path irradiated with marking radiation on the mark to be marked Object is irradiated much more energetically than the edge areas the train.

Dies führt z. B. dazu, dass dann, wenn im Zentralbereich der Bahn eine zum Markieren mit vorgegebenem Kontrast ausreichende Bestrahlung vorliegt, eine Markierung im Randbereich noch nicht stattgefunden hat. Die Markierung wird dann zu dünn. Reicht andererseits die Bestrahlung des Randbereiches der Bahn bei den transversalen Moden des Standes der Technik aus, so ist die Bestrahlung im Zentralbereich zu energiereich, so dass dort Wechselwirkungen zwischen der Markierstrahlung und dem Objektmaterial stattfinden, welche das Kontrastverhältnis wieder verschlechtern. Diese Nachteile sind beim Einsatz einer Ringmode behoben. Durch die Bestrahlung mit einer Ringmode wird beim Abfahren einer Bahn gewährleistet, dass senkrecht zur Bahnrichtung ein im wesentlichen homogener Energieeintrag erfolgt. Auf der gesamten bestrahlten Bahn findet daher eine im wesentlichen gleichmäßige Wechselwirkung zwischen der Markierstrahlung und dem zu markierenden Objekt statt. Es kann daher der zur Erreichung eines vorgegebenen Kontrastverhältnisses optimale Energieeintrag gewählt werden.This leads z. B. to the fact that when in the central area of the train to mark with given contrast sufficient radiation is present, a Marking in the edge area has not yet taken place. The mark then gets too thin. On the other hand, the irradiation of the edge region of the web is sufficient the transverse modes of the prior art, so is the Irradiation in the central region too energetic, so there interactions take place between the marking radiation and the object material, which the contrast ratio worsen again. These disadvantages are when using a ring mode Fixed. By irradiation with a ring mode is when starting ensuring a railway that perpendicular to the web direction, a substantially homogeneous energy input he follows. On the entire irradiated track therefore finds an im essentially uniform interaction between the marking radiation and the object to be marked. It can therefore to achieve a predetermined contrast ratio optimal energy input selected become.

Eine Aperaturbegrenzungseinrichtung nach Anspruch 2 ist einfach realisierbar, z. B. durch eine Lochblende.A Aperaturbegrenzungseinrichtung according to claim 2 is easy to implement, z. B. by a pinhole.

Eine Schwächungseinrichtung nach Anspruch 3 lässt sich ebenfalls ohne größeren Aufwand herstellen, z. B. durch das gezielte Bedrucken eines ansonsten für die Laserstrahlung durchlässigen Substrates. Der Schwächungsbereich dieser Einrichtung kann transmittierend oder reflektierend ausgeführt sein.A weakening device according to claim 3 leaves also produce without much effort, z. B. by the targeted printing of an otherwise for the laser radiation permeable Substrate. The weakening area This device may be designed to be transmissive or reflective.

Eine Anordnung der Einrichtung nach Anspruch 4 kann derart erfolgen, dass die integrale Energieeffizienz der Laserstrahlungsquelle durch die Schwächungseinrichtung kaum vermindert wird. Alternativ ist auch ein resonatorexterner Einsatz der Schwächungseinrichtung möglich. Resonatorextern ist die Schwächungseinrichtung in der Regel einfacher zu justieren. Auch eine resonatorexterne Schwächungseinrichtung wird als Teil der Laserstrahlungsquelle verstanden.A Arrangement of the device according to claim 4 can take place in such a way that the integral energy efficiency of the laser radiation source through the weakening device hardly diminished. Alternatively, a resonator external Use of the weakening device possible. Resonator external is the attenuation device usually easier to adjust. Also a resonator-external attenuation device is understood as part of the laser radiation source.

Die Anordnung des Trägers zur Fokussiereinrichtung nach Anspruch 5 hat sich zur Herstellung eines optimalen Kontrastverhältnisses als besonders geeignet herausgestellt.The Arrangement of the vehicle for focussing device according to claim 5, has for producing a optimal contrast ratio proved to be particularly suitable.

Mit Hilfe einer Ablenkeinrichtung nach Anspruch 6 lässt sich die Ablenkgeschwindigkeit als zusätzlicher Parameter zur Erzielung eines optimalen Kontrastverhältnisses einstellen.With Help a deflection according to claim 6, the deflection speed as additional Parameter for achieving an optimal contrast ratio to adjust.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Laserstrahlmarkierverfahren mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Laserstrahlungsquelle anzugeben.A Another object of the invention is a laser beam marking method with the aid of a laser radiation source according to the invention specify.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Laserstrahlmarkierverfahren nach Anspruch 7.The The object is achieved by A laser beam marking method according to claim 7.

Die Vorteile des Laserstrahlmarkierverfahrens entsprechen denjenigen, die oben im Zusammenhang mit der Laserstrahlmarkiervorrichtung diskutiert wurden.The Advantages of the Laserstrahlmarkierverfahrens correspond to those discussed above in the context of the laser beam marking device were.

Je nach der Gestalt der aufzubringenden Kennzeichnung kann zur Erzielung einer optimalen Prozessgeschwindigkeit ein Ablenken der Markierstrahlung nach Anspruch 8, wobei die Markierstrahlung nach Art eines Schreibstiftes die Kennzeichnung „schreibt", oder ein Rastern nach Anspruch 9, wobei die Markierstrahlung zeilenweise über das zu markierende Feld abgelenkt wird und gleichzeitig ein gesteuertes zeitweiliges Blocken der Markierstrahlung erfolgt, ausgewählt werden.Depending on the shape of the marking to be applied can to achieve an optimum process speed deflecting the marking radiation according to claim 8, wherein the marking radiation in the manner of a pen "writes" the label, or a screening according to claim 9, wherein the marking radiation line by line on the mark rende field is deflected and at the same time a controlled temporary blocking of the marking radiation takes place, be selected.

Schließlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Laserstrahlmarkiervorrichtung anzugeben.Finally is It is an object of the present invention to provide a use of Laser marking device according to the invention specify.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Verwendung nach Anspruch 10.These The object is achieved by a use according to claim 10.

Bei der Leiterkennzeichnung kommen die oben im Zusammenhang mit der Laserstrahlmarkiervorrichtung und dem Laserstrahlmarkierverfahren genannten Vorteile voll zum Tragen. Die Vorrichtung bzw. das Verfahren erlauben jeweils eine einfache Anpassung an die Markiererfordernisse unterschiedlicher Leitermaterialien durch entsprechende Änderung der Strahlparameter der Markierstrahlung, der Ablenkgeschwindigkeit der Ablenkeinrichtung bzw. der Justierung der Fokussiereinrichtung.at the conductor marking come the above in connection with the Laser marking device and the laser beam marking method mentioned Benefits to the full. The device or the method allow each a simple adaptation to the marking requirements of different Conductor materials by appropriate change of the beam parameters the marking radiation, the deflection speed of the deflection or the adjustment of the focusing device.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:embodiments The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In show this:

1 schematisch eine Laserstrahlmarkiervorrichtung mit einem zu markierenden Objekt; 1 schematically a Laserstrahlmarkiervorrichtung with an object to be marked;

2 und 3 schematisch und vergrößert zwei Varianten von Aperturbegrenzungseinrichtungen für die Laserstrahlmarkiervorrichtung nach 1; und 2 and 3 schematically and enlarged two variants of Aperturbegrenzungseinrichtungen for the Laserstrahlmarkiervorrichtung after 1 ; and

4 schematisch und stark vergrößert einen Ausschnitt einer Bahn eines Markierstrahles der Laserstrahlmarkiervorrichtung nach 1 auf dem zu markierenden Objekt. 4 schematically and greatly enlarged a section of a path of a marking beam of the laser beam marking device according to 1 on the object to be marked.

Die Hauptkomponenten einer Laserstrahlmarkiervorrichtung 1 sind schematisch in 1 dargestellt. Als Laserstrahlungsquelle 2 dient ein Nd:YAG-Laser. Bei der Laserstrahlungsquelle 2 handelt es sich um einen gepulsten Laser, dessen Impulsfrequenz zwischen 2 und 6 kHz, insbesondere zwischen 2 und 3 kHz, einstellbar ist. Die Laserwellenlänge beträgt 1064 nm. Der Laser hat eine mittlere Leistung zwischen 35 und 40 W. Jeder Einzelimpuls hat eine Energie zwischen 30 und 40 mJ. In 1 sind einige der Komponenten der Laserstrahlungsquelle 2 dargestellt. Der Resonator der Laserstrahlungsquelle 2 weist einen in 1 oben dargestellten hochreflektierenden ersten Resonatorspiegel 3 und, das andere Ende des Resonators bildend, einen teilreflektierenden zweiten Resonatorspiegel 4 auf. Zwischen den Resonatorspiegeln 3, 4 ist das Nd:YAG-Lasermedium 5 angeordnet. Zwischen dem Lasermedium 5 und dem ersten Resonatorspiegel 3 ist eine Ringmode-Erzeugungseinrichtung 6 angeordnet. Mit Hilfe von dieser wird resonatorinterne Laserstrahlung 7 so geformt, dass sie resonatorextern als den zweiten Resonatorspiegel 4 durchtretende Markierstrahlung 8 vorliegt, die im Querschnitt die Form einer transversalen Ringmode, z. B. einer TEM01*-Mode, hat.The main components of a laser beam marking device 1 are schematic in 1 shown. As laser radiation source 2 serves a Nd: YAG laser. At the laser radiation source 2 it is a pulsed laser whose pulse frequency between 2 and 6 kHz, in particular between 2 and 3 kHz, is adjustable. The laser wavelength is 1064 nm. The laser has an average power between 35 and 40 W. Each single pulse has an energy between 30 and 40 mJ. In 1 are some of the components of the laser radiation source 2 shown. The resonator of the laser radiation source 2 has an in 1 shown above highly reflective first resonator mirror 3 and, forming the other end of the resonator, a partially reflecting second resonator mirror 4 on. Between the resonator mirrors 3 . 4 is the Nd: YAG laser medium 5 arranged. Between the laser medium 5 and the first resonator mirror 3 is a ring-mode generator 6 arranged. With the help of this intracavity laser radiation 7 shaped to be more external to the resonator than the second resonator mirror 4 passing marking radiation 8th is present, in cross-section the shape of a transverse ring mode, z. B. a TEM 01 * mode has.

2 zeigt vergrößert eine Ansicht der Ringmode-Erzeugungseinrichtung 6, wobei die Strahlrichtung der Laserstrahlung 7 senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Die Ringmode-Erzeugungseinrichtung 6 weist einen zentralen, runden Schwächungsbereich 9 auf, der absorbierend oder reflektierend für die Laserstrahlung 7 ist. Den Schwächungsbereich 9 umgibt ein Transmissionsbereich 10, der die Laserstrahlung 7 möglichst ungeschwächt durchlässt. Der Transmissionsbereich 10 kann z. B. für die Laserstrahlung 7 antireflexbeschichtet sein. 2 Fig. 11 shows an enlarged view of the ring mode generating means 6 , wherein the beam direction of the laser radiation 7 runs perpendicular to the drawing plane. The ring mode generator 6 has a central, round weakening area 9 on, absorbing or reflective for the laser radiation 7 is. The weakening area 9 surrounds a transmission area 10 that the laser radiation 7 as undimmed as possible. The transmission range 10 can z. B. for the laser radiation 7 be antireflex-coated.

Die Markierstrahlung 8 passiert nach dem Durchtreten des zweiten Resonatorspiegels 4 zunächst eine Ablenkeinrichtung 11. Mit Hilfe von dieser kann die Markierstrahlung 8 in zwei zueinander senkrechten Ablenkrichtungen, die senkrecht auf der Strahlrichtung der Markierstrahlung 8 liegen, abgelenkt werden. Im kartesischen Koordinatensystem, welches zur Verdeutlichung in 1 eingezeichnet ist, ist die Strahlrichtung der Laserstrahlung 7 entgegen der Z-Richtung und die Ablenkrichtungen verlaufen längs der X- bzw. der Y-Richtung. Die Vorschubgeschwindigkeit der Ablenkeinrichtung 11 ist einstellbar. Die Vorschubgeschwindigkeiten liegen beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen 30 und 500 mm/min.The marking radiation 8th happens after passing through the second resonator mirror 4 first a deflector 11 , With the help of this, the marking radiation 8th in two mutually perpendicular deflection directions which are perpendicular to the beam direction of the marking radiation 8th lie, be distracted. In the Cartesian coordinate system, which for clarity in 1 is drawn, the beam direction of the laser radiation 7 opposite to the Z direction and the deflection directions extend along the X and Y directions. The feed rate of the deflector 11 is adjustable. The feed rates are in the illustrated embodiment between 30 and 500 mm / min.

Nach Durchtreten der Ablenkeinrichtung 11 durchtritt die Markierstrahlung 8 eine Fokussiereinrichtung 12, die in 1 als Plankonvexlinse dargestellt ist. Die Fokussiereinrichtung 12 bündelt die sie durchtretende Markierstrahlung 8. Der Fokussiereinrichtung 12 nachgeordnet ist ein Träger 13, auf dem das zu markierende Objekt 14 angeordnet ist. Letzteres ist eine Platte aus Polymermaterial. Materialbeispiele für das Objekt 14 sind Polyvinylchlorid (PVC), ein Polyolefin mit einem vernetzten Polyethylen (PE-X) oder ein Polyetherimid (PEI). Die Polymere weisen einen Anteil von Titandioxid (TiO2) zwischen 0,3 und 4 Gew.-% auf. Die Polymere sind weiß, grau oder eingefärbt. Das zu markierende Objekt 14 muss nicht plattenförmig sein, wie in 1 dargestellt. Es ist genauso möglich, anders geformte Objekte zu markieren. Die zu markierenden Objekte können z. B. auch schlauchförmig sein. Die zu markierende Oberfläche des Objektes 14 liegt in einer Markierebene der Laserstrahlmarkiervorrichtung 1.After passing through the deflector 11 passes through the marking radiation 8th a focusing device 12 , in the 1 is shown as Plankonvexlinse. The focusing device 12 bundles the marking radiation passing through them 8th , The focusing device 12 subordinate is a carrier 13 on which the object to be marked 14 is arranged. The latter is a sheet of polymeric material. Material examples for the object 14 are polyvinyl chloride (PVC), a polyolefin with a cross-linked polyethylene (PE-X) or a polyetherimide (PEI). The polymers have a proportion of titanium dioxide (TiO 2 ) between 0.3 and 4 wt .-%. The polymers are white, gray or colored. The object to be marked 14 does not have to be plate-shaped, as in 1 shown. It is also possible to mark differently shaped objects. The objects to be marked can, for. B. also be tubular. The surface of the object to be marked 14 lies in a marking plane of the laser beam marking device 1 ,

Die Fokussiereinrichtung 12 ist vom Träger 13 derart beabstandet, dass eine Fokalebene der Markierstrahlung 8 vor der Markierebene auf dem zu markierenden Objekt 14 liegt. Dies führt dazu, dass die Markierstrahlung 8 in der Markierebene leicht divergent vorliegt. Die Markierstrahlung hat im Bereich der Markierebene einen Strahldurchmesser von etwa 1 mm.The focusing device 12 is from the carrier 13 such that a focal plane of the marking radiation 8th in front of the marking plane on the to marking object 14 lies. This causes the marking radiation 8th slightly divergent in the marking plane. The marking radiation has a beam diameter of about 1 mm in the region of the marking plane.

Ein Bahnabschnitt der in der Markierebene zum Markieren abgelenkten Markierstrahlung 8 auf dem Objekt 14 ist in 4 schematisch und stark vergrößert dargestellt. Die Ablenkung erfolgt in 4 von oben nach unten. Insgesamt ist eine Abfolge von acht Einzelimpulsen 15 dargestellt, die in der Reihenfolge ihres Auftreffens auf das Objekt 14 mit 151 bis 158 beziffert sind.A web section of the marking radiation deflected in the marking plane for marking 8th on the object 14 is in 4 shown schematically and greatly enlarged. The distraction takes place in 4 from top to bottom. Overall, a sequence of eight single pulses 15 represented in the order of their impact on the object 14 With 15 1 to 15 8 are numbered.

Die acht Einzelimpulse 15 schwingen in einer transversalen Ringmode. Die Auftreffflächen der Einzelimpulse 15 sind daher in 4 schematisch als Ringe wiedergegeben. Die Begrenzungslinien dieser Ringe bezeichnen Linien gleicher Intensität, bei denen die Intensität der Einzelimpulse 15 auf einen vorgegebenen Bruchteil der Spitzenintensität abgefallen ist. Ein Mittelabschnitt 16 der in 4 dargestellten Bahn wird von allen acht Einzelimpulsen 1 überstrichen. Die Ringmode der Einzelimpulse 15 stellt sicher, dass quer zur abgefahrenen Bahn der integrale Energieeintrag aller Einzelimpulse 151 bis 158 im wesentlichen konstant ist. Jeder Flächenbereich im Mittelabschnitt 16 wird, wie sich aus 4 ergibt, mit Strahlung von zwei bis drei Einzelimpulsen 15 bestrahlt. Die gesamte abzufahrende Bahn wird daher praktisch homogen mit Markierstrahlung 8 bestrahlt.The eight single pulses 15 swing in a transverse ring mode. The impact surfaces of the individual pulses 15 are therefore in 4 represented schematically as rings. The boundary lines of these rings denote lines of equal intensity, where the intensity of the individual pulses 15 has fallen to a predetermined fraction of the peak intensity. A middle section 16 the in 4 shown lane is from all eight individual pulses 1 painted over. The ring mode of the individual pulses 15 ensures that across the worn track of the integral energy input of all individual pulses 15 1 to 15 8 is substantially constant. Each surface area in the middle section 16 is how it turns out 4 yields, with radiation of two to three single pulses 15 irradiated. The entire trajectory is therefore virtually homogeneous with marking radiation 8th irradiated.

Die Laserstrahlmarkiervorrichtung 1 wird folgendermaßen betrieben: Zunächst wird das Objekt 14 auf den Träger 13 aufgelegt und zum Strahlengang der Laserstrahlmarkiervorrichtung 1 ausgerichtet. Mittels einer nicht dargestellten Steuereinrichtung, die mit der Laserstrahlungsquelle 2 und der Ablenkeinrichtung 11 in Signalverbindung steht, wird die auf das zu markierende Objekt 14 aufzubringende Kennzeichnung festgelegt. Bei der Darstellung nach 1 ist dies der Buchstabe A. Die bereitgestellte Markierstrahlung 8 schwingt unter Einfluss der Ringmode-Erzeugungseinrichtung 6 in einer transversalen Ringmode. Der Schwächungsbereich 9 schwächt dabei die transversal zentrale Laserstrahlung 7, so dass Ringmoden mit einem zentralen Intensitätsminimum, insbesondere die Ringmode TEM01*, bevorzugt anschwingen. Anschließend erfolgt das Markieren des Objektes 14, wobei die Ablenkeinrichtung 11 den Markierstrahl 8 längs der zu markierenden Kennzeichnung ablenkt. Etwaige Unterbrechungen des Markiervorganges können erreicht werden, indem die Markierstrahlung 8, z. B. mit Hilfe eines Shutters, geblockt wird.The laser beam marking device 1 is operated as follows: First, the object 14 on the carrier 13 placed on and to the beam path of the Laserstrahlmarkiervorrichtung 1 aligned. By means of a control device, not shown, with the laser radiation source 2 and the deflector 11 is in signal connection, which is on the object to be marked 14 to be applied. In the presentation after 1 this is the letter A. The marking radiation provided 8th oscillates under the influence of the ring-mode generator 6 in a transverse ring mode. The weakening area 9 weakens the transversal central laser radiation 7 , so that ring modes with a central intensity minimum, in particular the ring mode TEM 01 * , preferentially oscillate. Subsequently, the marking of the object takes place 14 , wherein the deflecting device 11 the marking beam 8th along the marking to be marked distracts. Any interruptions of the marking process can be achieved by the marking radiation 8th , z. B. with the help of a shutter blocked.

Bei der Wechselwirkung der Markierstrahlung 8 mit dem zu markierenden Objekt 14 findet eine Karbonisierung der organischen Matrix des Polymermaterials statt. Dies erfolgt unter dem Einfluss des Titandioxids. Diese Karbonisierung führt zu einer Schwarzfärbung der mit der Markierstrahlung 8 abgefahrenen Bahn auf dem zu markierenden Objekt 14. Je nach dem Polymermaterial, der Farbe von diesem und dem Gehalt an Titandioxid werden die Strahlparameter der Markierstrahlung 8 und die Ablenkgeschwindigkeit über die Ablenkeinrichtung 11 so eingestellt, dass die Kennzeichnung auf dem Objekt 14 nach erfolgter Markierung mit möglichst hohem Kontrast sichtbar ist.In the interaction of the marking radiation 8th with the object to be marked 14 Carbonization of the organic matrix of the polymeric material takes place. This is done under the influence of titanium dioxide. This carbonization leads to a blackening of the marking radiation 8th worn track on the object to be marked 14 , Depending on the polymer material, the color of this and the content of titanium dioxide, the beam parameters of the marking radiation 8th and the deflection speed via the deflector 11 adjusted so that the marking on the object 14 is visible after marking with the highest possible contrast.

Auch dunkle Polymermaterialien lassen sich markieren, indem die Kombination aus Strahlparametern der Markierstrahlung 8 und Vorschubgeschwindigkeit der Ablenkeinrichtung 11 so gewählt wird, dass die Wechselwirkung der Markierstrahlung 8 mit dem Polymermaterial des Objekts 14 dazu führt, dass die Polymermatrix längs der abgefahrenen Bahn der Markierstrahlung 8 aufschäumt, wodurch die abgefahrene Bahn heller erscheint, als die diese umgebende Objektoberfläche.Even dark polymer materials can be marked by the combination of beam parameters of the marking radiation 8th and feed rate of the deflector 11 is chosen so that the interaction of the marking radiation 8th with the polymer material of the object 14 causes the polymer matrix along the worn path of the marking radiation 8th foams, whereby the crazy web appears brighter than the surrounding object surface.

Eine Variante einer Einrichtung zur Erzeugung einer Ringmode für die Markierstrahlung 8 ist schematisch und vergrößert in der zu 2 ähnlichen Darstellung der 3 gezeigt. Es handelt sich hierbei um eine Aperturbegrenzungseinrichtung 17 in Form einer Lochblende. Die Aperturbegrenzungseinrichtung 17 wird resonatorintern eingesetzt und begünstigt das Anschwingen von transversalen Schwingungsmoden der Laserstrahlung 7 mit größerem Durchmesser. Der Innendurchmesser der Aperturbegrenzungseinrichtung 17 ist derart gewählt, dass die transversale Ringmode TEM01* nicht geschwächt wird. Bei entsprechender Gestaltung des Resonators schwingt diese Ringmode bevorzugt vor der im Vergleich hierzu einen geringeren Querschnitt aufweisenden TEM00-Grundmode an.A variant of a device for generating a ring mode for the marking radiation 8th is schematic and enlarged in the too 2 similar representation of 3 shown. This is an aperture-limiting device 17 in the form of a pinhole. The aperture-limiting device 17 is used intracavity and favors the oscillation of transverse modes of vibration of the laser radiation 7 with a larger diameter. The inner diameter of the aperture-limiting device 17 is chosen such that the transverse ring mode TEM 01 * is not weakened. With a corresponding design of the resonator, this ring mode preferably oscillates in front of the TEM 00 fundamental mode, which has a smaller cross-section compared to this.

Die Aperturbegrenzungseinrichtung 17 kann auch in Kombination mit der Ringmode-Erzeugungseinrichtung 6 eingesetzt werden.The aperture-limiting device 17 can also be used in combination with the ringmode generating device 6 be used.

Die Ringmode-Erzeugungseinrichtung 6 kann auch resonatorextern, also im Strahlengang der Markierstrahlung 8, eingesetzt werden, wobei sich die transversale Ringmode hierbei durch Beugung ergibt.The ring mode generator 6 can also be external to the resonator, ie in the beam path of the marking radiation 8th , are used, wherein the transverse ring mode results in this case by diffraction.

Alternativ zum Abfahren der zu markierenden Bahn kann die Markierstrahlung 8 auch über ein zu markierendes Feld abgerastert werden. Dabei arbeiten die Ablenkeinrichtung 11 und ein die Markierstrahlung 8 blockender Shutter so zusammen, dass beim Abrastern die zu markierende Kennzeichnung entsteht.As an alternative to driving off the web to be marked, the marking radiation 8th also be scanned over a field to be marked. The deflection device works 11 and a the marking radiation 8th Blocking shutter together so that when scanned the marking to be marked arises.

Die Laserstrahlmarkiervorrichtung 1 eignet sich insbesondere zur Leiterkennzeichnung.The laser beam marking device 1 is particularly suitable for conductor marking.

Claims (10)

Laserstrahlmarkiervorrichtung (1) – mit einer Laserstrahlungsquelle (2), – mit einer Ablenkeinrichtung (11) zur Ablenkung der von der Laserstrahlungsquelle (2) erzeugten Markierstrahlung (8) hin zu einem Träger (13) für das zu markierende Objekt (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlungsquelle (2) derart ausgeführt ist, dass die Markierstrahlung (8) in Form einer transversalen Ringmode vorliegt.Laser beam marking device ( 1 ) - with a laser radiation source ( 2 ), - with a deflection device ( 11 ) for the deflection of the laser radiation source ( 2 ) generated marking radiation ( 8th ) to a carrier ( 13 ) for the object to be marked ( 14 ), characterized in that the laser radiation source ( 2 ) is designed such that the marking radiation ( 8th ) is in the form of a transverse ring mode. Laserstrahlmarkiervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Aperturbegrenzungseinrichtung (17) innerhalb eines Resonators der Laserstrahlungsquelle (2) zur Erzeugung der Markierstrahlung (8).Laser beam marking device according to claim 1, characterized by an aperture-limiting device ( 17 ) within a resonator of the laser radiation source ( 2 ) for generating the marking radiation ( 8th ). Laserstrahlmarkiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (6) zur Schwächung der transversal zentralen Laserstrahlung (7) zur Erzeugung der Markierstrahlung (8).Laser beam marking device according to claim 1 or 2, characterized by a device ( 6 ) for weakening the transversally central laser radiation ( 7 ) for generating the marking radiation ( 8th ). Laserstrahlmarkiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (6) resonatorintern angeordnet ist.Laser marking device according to claim 3, characterized in that the device ( 6 ) is arranged resonatorinternally. Laserstrahlmarkiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Fokussiereinrichtung (12) zur Fokussierung der Markierstrahlung (8) vor dem Träger (13), wobei die Fokussiereinrichtung (12) vom Träger (13) derart beabstandet ist, dass eine Fokalebene der Markierstrahlung (8) vor dem zu markierenden Objekt (14) liegt.Laser beam marking device according to one of Claims 1 to 4, characterized by a focusing device ( 12 ) for focusing the marking radiation ( 8th ) in front of the carrier ( 13 ), wherein the focusing device ( 12 ) from the carrier ( 13 ) is spaced such that a focal plane of the marking radiation ( 8th ) in front of the object to be marked ( 14 ) lies. Laserstrahlmarkiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Ablenkeinrichtung (11) mit einstellbarer Ablenkgeschwindigkeit.Laser marking device according to one of claims 1 to 5, characterized by a deflection device ( 11 ) with adjustable deflection speed. Laserstrahlmarkierverfahren mit folgenden Schritten: – Bereitstellen von Markierstrahlung (8) mit Hilfe einer Laserstrahlungsquelle (2) mit den Merkmalen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, – Ablenken der von der Laserstrahlungsquelle (2) erzeugten Markierstrahlung (8) hin zu einem Träger (13) für ein zu markierendes Objekt (14), – Markieren des zu markierenden Objektes (14) durch die Markierstrahlung (8).Laser marking method comprising the following steps: - providing marking radiation ( 8th ) by means of a laser radiation source ( 2 ) with the features according to one of claims 1 to 4, - deflecting the laser radiation source ( 2 ) generated marking radiation ( 8th ) to a carrier ( 13 ) for an object to be marked ( 14 ), - marking the object to be marked ( 14 ) by the marking radiation ( 8th ). Laserstrahlmarkierverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierstrahlung (8) längs der zu markierenden Bahn abgelenkt wird.Laserstrahlmarkierverfahren according to claim 7, characterized in that the marking radiation ( 8th ) is deflected along the path to be marked. Laserstrahlmarkierverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierstrahlung (8) über ein zu markierendes Feld abgerastert wird.Laserstrahlmarkierverfahren according to claim 7, characterized in that the marking radiation ( 8th ) is scanned over a field to be marked. Verwendung einer Lasermarkiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 bei der Leiterkennzeichnung.Use of a laser marking device ( 1 ) according to one of claims 1 to 6 in the conductor marking.
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