DE3222449A1

DE3222449A1 - Laser-gravurmaterial

Info

Publication number: DE3222449A1
Application number: DE19823222449
Authority: DE
Inventors: Wladimir 17150 Solna Wladimiroff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-06-17
Filing date: 1982-06-15
Publication date: 1983-03-24
Also published as: JPS5816077A; GB2105257A; SE421880B

Description

Anwaltsakte: P 8l4 W. Wladimiroff

Laser-Gravurmaterial

Die Erfindung betrifft Laser-Gravurmaterial, das aus zwei oder mehreren Schichten auf einem metallischen Substrat besteht.

Das Gravieren oder Herausarbeiten mittels Laserstrahlen unter Verwendung von gewöhnlichem Metall als Substrat ergibt oft einen nur geringen Kontrast. Dieser Nachteil tritt besonders im Falle des Lasergravierens von Frontplatten auf (frontplates). Derartige lasergravierte Frontplatten müssen oft nachbehandelt werden, um die Kontraste besser herauszuholen. Die Nachbehandlung beinhaltet u. U. das Aufreiben von schwarzem Wachs in die Frontplattenflache oder ein chemisches Ätzen der lasergravierten Fläche. Die gravierte Fläche muß nach einer derartigen Nachbehandlung gereinigt und poliert werden. Der durch das Lasergravieren an sich erlangte Zeitgewinn geht häufig wieder durch das Nachbehandeln verloren.

Vergrößert man die Tiefe der Gravur, um hierdurch nach Art eines Reliefs den Kontrast zu steigern, so führt dies zu größeren Gravurzeitdauern oder erfordert ein leistungsstärkeres Laser-Gravursystem. Beide Maßnahmen sind kostenträchtig.

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Laser-Gravurmaterial mit einer metallischen Fläche, wobei ein guter Kontrast der gravierten Information auch dann erzielt wird, wenn man bei vergleichsweise geringen Laserleistungen graviert. Bei dem hier offenbarten Gravurmaterial erhält man einen guten Kontrast als direktes Ergebnis des Laser-Gravurverfahrens, nicht als Ergebnis irgendeiner Nachbehandlung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Laser-Gravurmaterial anzugeben, das einen guten Kontrast der eingravierten Information ergibt und das sich bei relativ hohen Laser-Gravurgeschwindigkeiten behandeln läßt; außerdem soll das gravierte Material gute Temperatur- und Alterungsbeständigkeit haben.

Diese Aufgabe wird durch Verwendung eines metallischen Substrates gelöst, das mit wenigstens einer reaktiven Schicht und wenigstens einer metallischen Oberflächenschicht laminiert ist.

Gemäß der Erfindung besteht die einzelne reaktive Schicht aus einem Material, das auf Bestrahlung mittels eines Laserstrahles reagiert, der seinerseits eine wesentlich geringere Leistungsdichte aufweist als an sich notwendig ist, um eine Reaktion mit dem Substrat zu erhalten. Die Stärke und die Verdampfungsenergie der metallischen Oberflächenschicht wird derart gewählt, daß bei einer gegebenen Leistungsdichte des Laserstrahles die Oberflächenschicht eine Strahlungssperre während der Anfangsphase des Laser-Gravurprozesses bildet. Die Metallische Oberflächenschicht ist anodisiert oder elektrochemisch behandelt (und zwar vor dem Lasergravieren), um eine ansprechende Oberflächenstruktur und -farbe zu erzielen. Die Strahlungssperrfunktion.der metallischen

Oberflächenschicht stellt eine sauber definierte Gravurführung und damit eine hohe Gravurpräzision sicher.

Die Reaktionsschicht wird aus Werkstoffen ausgewählt, die leicht mit der Laserstrahlung zusammenwirken und hierbei entweder Farbe, Volumen oder beides verändern. Bei einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung bildet die Reaktionsschicht nach der Laserbestrahlung einen Schaum oder eine ähnliche poröse, hart werdende Substanz.

Gemäß der Erfindung lassen sich auch solche Materialien für die Reaktionsschicht auswählen, daß solche Produkte beim Reagieren mit den Laserstrahlen gebildet werden, die mit den heißen Seiten der gravierten Strahlführung oder Linienführung reagieren. Die Reaktion wird derart gewählt, daß ein vergrößerter Kontrast der gravierten Linienführung erzielt wird. Ein Beispiel einer solchen Reaktion stellt die Bildung von Reaktionsprodukten dar, die die metallische Oberflächenschicht im Bereich der gravierten Linienführung ätzen oder (heraus-) lösen.

Durch Auswahl der Reaktionsschicht geeigneter Zusammensetzung läßt sich die Laserstrahlung derart gestalten, daß das Material schmilzt und teilweise verdampft, und anschließend im Volumen größer wird, so daß das Reaktionsprodukt aus der gravierten Linienführung herausgedrückt wird oder über die Kanten der Linien hinausströmt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung läßt sich die Kombination von Laser-Leistungsdichte und Werkstoffen in der Reaktionsschicht derart auswählen, daß eine Karbonisierung die Folge ist.

Es kann auch zweckmäßig sein, die Reaktionsschicht aus zwei Schichten aufzubauen, die eine derartige Zusammensetzung haben, daß die Laserstrahlung die gewünschte Reaktion ergibt.

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Die Erfindung ist ferner anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:

Fig. 1 zeigt in einem vergrößerten Querschnitt ein Laser-Gravur-Material gemäß der Erfindung, wobei ein metallisches Substrat 2 mit einer Reaktionsschicht und mit einer metallischen Oberflächenschicht 4 beschichtet ist. Während des Gravurprozesses wird ein Laserstrahl 1 auf oder gerade unter die Oberflächenschicht 4 fokusiert.

Fig. 2 zeigt wiederum in einem vergrößerten Querschnitt ein Laser-Gravur-Material gemäß der Erfindung, wobei zwei Reaktionsschichten β und 7 zusammengefügt sind, um unter Einwirkung eines Laserstrahles zu reagieren und einen aushärtenden Schaum 5 zu ergeben, der über die heißen Kanten der gravierten Linien tritt.

Fig. 3 zeigt im vergrößerten Querschnitt ein Laser-Gravur-Material gemäß der Erfindung, wobei die Reaktionsschicht 3 eine dunklere Farbe und ein verringertes Volumen angenommen hat, das zufolge des Relief-Effektes und der Farbänderung einen guten Kontrast liefert.

Fig. 4 zeigt im vergrößerten Querschnitt ein Laser-Gravur-Material gemäß der Erfindung, wobei die Reaktion zwischen dem Laserstrahl und der Reaktionsschicht zu Produkten geführt hat, die die metallische Oberflächenschicht 4 im Bereich der gravierten Linienführung hinweggeätzt haben. Durch Auswahl geeigneter Farben der metallischen Oberflächenschicht und der Reaktionsschicht läßt sich ein guter Kontrast als Ergebnis des Laser-Gravur-Prozesses erzielen.

Claims

Anwaltsakte: P 8l4 W. Wladimiroff

PATENTANSPRÜCHE

I.J Laser-Gravurmaterial, mit einem metallischen Substrat und einer Anzahl hierauf befindlichen Schichten, dadurch ge kennzeichnet, daß das metallische Substrat (2) mit wenigstens einer Reaktionsschicht (3) und wenigstens einer metallischen Oberflächenschicht (4) versehen ist, umfassend eine oder mehrere Reaktionsschichten, die mit einem Laserstrahl (l) von wesentlich geringerer Leistungsdichte reagieren als zur Reaktion mit dem'Substrat (2) notwendig ist sowie eine oder mehrere metallische Oberflächenschichten, die eine solche Stärke und Verdampfungsenergie haben, daß die einzelne Oberflächenschicht bei einer gegebenen Leistungsstärke des Laserstrahles= eine Strahlungssperre während der Anfangsphase des Laser-Gravurprozesses darstellen.
2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reäkitionsschicht (3) bei Bestrahlung mit einem Laserstrahl (1) von einer die metallische Oberflächenschicht (4) durchdringenden Leistungsdichte die Farbe oder das Volumen oder beides verändert.
3. Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsschicht (3) einen aushärtenden Schaum oder eine poröse Substanz (5) bildet.
4. Material nach einem der Ansprüche 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsschicht (3) unter der Einwirkung der Laserstrahlung Stoffe bildet, die mit den heißen Kanten der Oberflächenschicht (4) im Bereich der eingravierten Linienführung bildet,und daß die Reaktion einen verstärkten Kontrast der Linienführung hervorruft.
5. Material nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,, daß wenigstens eines der» Stoffe die Kanten dar metallischen Oberflächenschicht im Bereich der gravierten Linienführung ätzt.
β. Material nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet., daß die Reaktionsschicht (3) unter der Bestrahlung mittels eines Lasers mit zum Durchdringen der metallischen Oberflächenschicht (4) genügend großen Leistungsdichte schmilzt und teilweise verdampft, so daß ein ausgehärteter Schaum aus den gravierten Linien herausgedrückt wird und die heißen Kanten der Oberflächenschicht (4) im Bereich der Linienführung von dem Schaum bedeckt x-ierden-
7. Material nach Anspruch 1,, dadurch gekennzeichnet* daß die Reaktionsschicht (3) als Ergebnis der Bestrahlung mittels eines Laserstrahles karbonisiert _s dessen Leistungsdichte ein Durchdringen der metallischen Oberflächenschicht (4) erlaubt.
8. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet _$ daß zxfei oder mehr Reaktionsschichten (6, J) vorgesehen sind, die die gewünschten Reaktionen liefern.