Faserlasergravierer vs. Diodenlasergravierer: Worin liegt der Unterschied?

1.2 Verarbeitbare Materialien

Der Faserlaser ist in der Materialbearbeitung äußerst vielseitig. Er graviert und schneidet effektiv eine breite Palette von Materialien, darunter Metalle wie Edelstahl, Aluminium und Kupfer. Auch für die Bearbeitung zahlreicher nichtmetallischer Werkstoffe wie Kunststoffe (insbesondere kohlenstoffreicher) und bestimmter Glassorten eignet er sich. In der Schmuckindustrie werden Faserlaser beispielsweise häufig zum Gravieren filigraner Designs auf Gold- und Silberschmuck eingesetzt. In der Automobilindustrie dienen sie zur Kennzeichnung von Motorteilen aus Stahl oder Aluminium mit Seriennummern.

1.3 Vorteile

• Hohe Präzision: Der Faserlasergravierer ermöglicht extrem hohe Präzision mit Spotgrößen im Mikrometerbereich. Dadurch eignet er sich ideal für Anwendungen, die feinste Details erfordern, wie z. B. Mikrogravuren auf Leiterplatten oder die Erzeugung feiner Muster auf kleinen Bauteilen.
• Hohe Effizienz: Faserlaser-Gravierer weisen relativ hohe elektrooptische Wirkungsgrade auf. Das bedeutet, dass sie im Vergleich zu anderen Lasertypen weniger Energie verbrauchen und gleichzeitig eine hohe Ausgangsleistung liefern. Dies reduziert nicht nur die Betriebskosten, sondern ermöglicht auch längere Dauerbetriebszeiten.
• Hohe Strahlqualität: Der Faserlasergravierer erzeugt einen hochwertigen Laserstrahl mit einem engen Divergenzwinkel. Dadurch entsteht ein fokussierterer und intensiverer Strahl, der tiefe Lasergravuren und -schnitte ermöglicht.
• Langlebig und wartungsarm: Der Faserlasergravierer besitzt weniger bewegliche Teile als herkömmliche Lasersysteme. Er ist zudem sehr robust, was seine Lebensdauer verlängert und den Wartungsaufwand reduziert. Eine häufige Neukalibrierung der Komponenten ist nicht erforderlich, und das System arbeitet zuverlässig über Tausende von Stunden.

1.4 Nachteile

• Höhere Anschaffungskosten: Faserlasergravierer haben in der Regel höhere Anschaffungskosten als Diodenlasergravierer. Dies liegt daran, dass Faserlasergravierer komplexere Technologie und hochwertigere Komponenten verwenden.
• Begrenzte Wellenlängenanpassung: Faserlaser-Gravierer arbeiten typischerweise mit einer bestimmten Laserwellenlänge, die bei Ytterbium-dotierten Faserlasern üblicherweise bei etwa 1064 nm liegt. Obwohl diese Wellenlänge für viele Anwendungen geeignet ist, ist sie möglicherweise nicht für alle Materialien optimal, und die Flexibilität, die Laserwellenlänge an die Absorptionseigenschaften verschiedener Materialien anzupassen, ist begrenzt.

2. Grundkenntnisse über Diodenlaser

2.1 Was ist ein Diodenlaser?

Der Diodenlaser, auch Halbleiterlaser genannt, basiert auf dem Prinzip der angeregten Strahlung in Halbleitermaterialien. In einem Diodenlaser-Gravierer befindet sich im Inneren des Halbleiterchips ein pn-Übergang. Wird dieser pn-Übergang angeregt, rekombinieren Elektronen und Löcher in der aktiven Zone des Halbleiters. Dabei werden Photonen emittiert. Diese Photonen werden zwischen den beiden spiegelähnlichen Endflächen, die durch das Schneiden des Halbleiterchips entstehen, hin und her reflektiert und bilden so einen optischen Resonator. In diesem Prozess wird das Licht kontinuierlich verstärkt und schließlich ein Laserstrahl erzeugt.

2.2 Verarbeitbare Materialien

Diodenlaser-Gravierer können zwar auch zum Markieren einiger Metalle verwendet werden, ihre Leistung ist jedoch bei tiefen Lasergravuren und dem Schneiden von Metallen möglicherweise nicht so gut wie die von Faserlaser-Gravierern. Dies liegt daran, dass der Gravurbereich bei Metallen sehr gering und der Schneidprozess komplex ist. Die Gravur von Metall hinterlässt nur sehr flache Spuren. Diodenlaser werden am häufigsten zum Gravieren von Holz, Sperrholz, Leder, undurchsichtigem Acrylglas, beschichteten Metallen und Marmor eingesetzt. In der Verpackungsindustrie werden Diodenlaser häufig verwendet, um Produktinformationen auf Kunststoffbehälter zu bringen. Diodenlaser-Gravierer eignen sich auch zum Markieren von Papier und Karton, was beispielsweise für die Barcode-Kennzeichnung auf Versandkartons nützlich ist.

2.3 Vorteile

• Kostengünstig: Diodenlasergravierer sind in der Regel günstiger als Faserlasergravierer. Das macht sie zu einer attraktiven Option für kleine Unternehmen oder Hobbyisten mit begrenztem Budget, die dennoch in die Bereiche Laserschneiden und Tiefengravieren einsteigen möchten.
  
• Vielseitige Laserwellenlängen: Diodenlaser erzeugen Laserlicht in einem breiten Spektrum unterschiedlicher Wellenlängen, vom sichtbaren bis zum infraroten Bereich. Diese Vielseitigkeit macht sie geeignet für zahlreiche Anwendungen in der Materialbearbeitung, der Medizin und der wissenschaftlichen Forschung und eröffnet somit vielfältige Einsatzmöglichkeiten.

2.4 Nachteile

• Geringere Ausgangsleistung: Diodenlaser-Gravierer haben typischerweise eine geringere Ausgangsleistung als Faserlaser-Gravierer. Dies schränkt ihre Fähigkeit ein, tiefe Gravuren durchzuführen oder dicke Materialien zu durchtrennen. Beispielsweise kann es schwierig sein, dickes Blech zu schneiden oder tiefe Lasergravuren in harten Materialien zu erzielen.
• Geringere Genauigkeit: Diodenlaser-Gravierer weisen typischerweise nicht die gleiche Strahlqualität wie Faserlaser-Gravierer auf. Dies führt zu größeren Fokusdurchmessern und ungenaueren Gravuren, wodurch sie sich weniger für Anwendungen eignen, die sehr feine Details erfordern.
• Kürzere Lebensdauer: Obwohl Diodenlaser-Gravierer hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit große Fortschritte gemacht haben, weisen sie im Vergleich zu Faserlaser-Gravierern typischerweise eine kürzere Lebensdauer auf. Die Halbleiterchips in Diodenlaser-Gravierern reagieren empfindlicher auf Temperaturschwankungen und elektrische Spannungsschwankungen, was im Laufe der Zeit zu Leistungseinbußen führen kann.

3. Unterschied zwischen Faserlaser und Diodenlaser

3.1 Materialverträglichkeit

Die Materialverträglichkeit ist ein entscheidender Faktor bei der Auswahl eines Lasergravierers. Der Lasertyp bestimmt grundlegend, welche Materialien er bearbeiten kann.
Faserlasergravierer sind speziell für das Lasergravieren und -schneiden von Metallen konzipiert. Sie eignen sich auch gut für viele Kunststoffe. Allerdings sind Faserlasergravierer im Allgemeinen weniger geeignet für Holz, Leder oder andere organische Materialien, während Diodenlasergravierer bei diesen Materialien bessere Ergebnisse erzielen.

Diodenlasergravierer eignen sich hauptsächlich für die Bearbeitung organischer Materialien wie Holz, Leder, Papier und einiger undurchsichtiger Acrylglasarten. Für die Bearbeitung von Metall, Glas oder transparenten Materialien sind Diodenlaser jedoch in der Regel nicht geeignet.

3.2 Gravurgenauigkeit

• Faserlaser: Der Faserlasergravierer bietet eine extrem hohe Gravurgenauigkeit und ermöglicht die Herstellung feinster Details. Sein kleiner Fokus und der hochwertige Laserstrahl erlauben filigrane Muster und Mikrogravuren, was in Anwendungsbereichen wie der Elektronikfertigung und dem Schmuckdesign von entscheidender Bedeutung ist.
• Diodenlaser: Im Vergleich zu Faserlasergravierern bietet der Diodenlasergravierer eine relativ geringere Gravurgenauigkeit. Aufgrund seines größeren Fokusdurchmessers ist es schwieriger, die gleiche Detailgenauigkeit zu erzielen. Er eignet sich daher besser für Anwendungen, die weniger Präzision erfordern, wie beispielsweise die allgemeine Produktkennzeichnung auf Verpackungsmaterialien.

3.3 Anwendbare Gruppen

• Faserlaser: Dank hoher Präzision, hoher Leistung und breiter Materialkompatibilität eignet sich der Faserlaser-Gravierer besonders für industrielle Fertigungsbereiche, die eine hochpräzise Teilemarkierung erfordern, wie beispielsweise die Kennzeichnung von Luft- und Raumfahrtteilen oder elektronischen Präzisionsbauteilen. Auch für professionelle Laserbearbeitungsstudios, die komplexe und hochpräzise Markierungsaufträge bearbeiten müssen, ist die Faserlaser-Tischmarkierungsmaschine eine gute Wahl, um höchste Qualität und Effizienz bei der Auftragsabwicklung zu gewährleisten.
• Diodenlaser: Diodenlaser-Gravierer sind besonders attraktiv für Kleinunternehmen, Hobbyisten und Einsteiger in die Lasergravur und -bearbeitung. Ihre geringen Kosten, die kompakte Größe und die einfache Bedienung machen sie zur idealen Wahl für die individuelle Gestaltung kleiner Objekte, die Herstellung personalisierter Geschenke oder die Fertigung kleiner Serien.

3.4 Leistung und Geschwindigkeit

• Faserlaser: Sie sind in einem breiten Leistungsspektrum erhältlich, von wenigen Watt bis zu mehreren Kilowatt. Diese große Bandbreite an Leistungsoptionen ermöglicht ihren Einsatz für vielfältige Anwendungen, von der Feingravur bis zum Hochleistungsschneiden dicker Materialien. Die Lasergeschwindigkeit ist direkt proportional zur optischen Leistung: Je höher die Leistung, desto höher die Geschwindigkeit. Die hohe Schnittgeschwindigkeit des Faserlasers ist einer seiner größten Vorteile. Bei gleicher Laserleistung ist die Schnittgeschwindigkeit des Faserlasers 15 % höher als die eines Diodenlasers.
  
• Diodenlaser: Er hat typischerweise einen geringeren Leistungsbereich, in der Regel bis zu einigen hundert Watt. Diese geringere Leistungsgrenze beschränkt seinen Einsatz auf weniger anspruchsvolle Anwendungen wie die Oberflächenmarkierung dünner Materialien. Diodenlaser sind jedoch hinsichtlich der Gravurgeschwindigkeit deutlich überlegen. Sie können Sperrholz bis zu 8 Millimeter Dicke mit einer Geschwindigkeit von 1–3 Millimetern pro Sekunde schneiden, was sehr schnell ist.

4. Empfehlungen für Desktop-Lasermarkierungsmaschinen

EM-Smart präsentiert den EM-Smart Dual: einen 20-W-Faser- und einen 20-W-Diodenlaser-Tischgravierer in einem . Sie wissen nicht, welches Modell Sie wählen sollen? Dann bekommen Sie doch einfach beide!

5. Schlussfolgerung

Sowohl Faserlaser- als auch Diodenlasergravierer zeichnen sich durch ihre spezifischen Eigenschaften und Anwendungsbereiche aus. Faserlasergravierer sind die erste Wahl für Anwender, die hohe Präzision, breite Materialkompatibilität und hohe Leistung benötigen und eignen sich daher ideal für industrielle Anwendungen und die Massenproduktion. Diodenlasergravierer hingegen sind dank ihrer geringen Kosten, kompakten Bauweise und einfachen Bedienung besser für kleinere Betriebe, Hobbyanwender oder Anwendungen mit vorwiegend Kunststoffen und Papier geeignet. Bei der Wahl zwischen Faserlaser- und Diodenlasergravierer sollten Sie Ihre individuellen Bedürfnisse, Ihr Budget sowie die verwendeten Materialien und Anwendungen berücksichtigen. Durch die sorgfältige Abwägung dieser Faktoren finden Sie das Lasersystem, das Ihren Anforderungen am besten entspricht. Die Kombination beider Lasertypen ist eine hervorragende Ergänzung für Ihre Desktop-Gravur. Entscheiden Sie sich für den EM-Smart Dual , um Ihre Ziele beim Lasergravieren und -schneiden zu erreichen.