«Der UKP-Laser hat beim Markieren alle Vorteile auf seiner Seite»

Adrian Schär, die Schweiz, oder genauer gesagt die Trumpf-Niederlassung im bündnerischen Grüsch, ist für die Firma Trumpf das Zentrum für alle grossen Fragen rund um das Lasermarkieren. Macht Sie das als Vertriebsdirektor der Trumpf Maschinen AG auch ein wenig stolz?

Die Lasermarkierer von Trumpf kommen allesamt aus dem Prättigau, sie werden dort entwickelt und montiert und in Grüsch haben wir auch ein grosses Applikationslabor, in das wir immer wieder Kunden einladen dürfen zum Beispiel, um mit Ihnen Tests und Machbarkeitsstudien durchzuführen. Einen solch wichtigen Standort hier zu haben, ja, das macht schon stolz.

Da sind wir schon mitten im Thema: In Grüsch werden auch Machbarkeitsstudien durchgeführt. Ich nehme an, auch für das «Black Marking» wie es beispielsweise die Firma Wyon braucht, um Ihre Batterien zu markieren?
(Anwenderbericht «Die Feinheit des Markierens»)

Genau. In Grüsch arbeiten unsere Entwickler täglich daran, unter anderem für unsere Kunden neue Parameter zu definieren und festzulegen. Das «Black Marking» ist zwar nur eines von vielen Gebieten, aber es ist auch die neuste Entwicklung, mit dem wir uns auseinandersetzen. Die Firma Wyon in Appenzell ist ja eine der ersten Firmen weltweit und die erste überhaupt in der Schweiz, welche eine TruMicro Mark 2000 im Einsatz hat. Dieses so genannte «Black Marking» Verfahren bei Wyon wird in einer Schriftgrösse weit unter einem Millimeter hervorgebracht. Da kommen wir auch gleich auf einen wichtigen Punkt: die Firma liefert Mini-Akkus für Medizintechnik-Geräte –und gerade im Bereich der Medizintechnik ist das Black Marking besonders interessant.

Hat Trumpf mit dem Black Marking gezielt nach einer Lösung für das Markieren im Medizintechnik-Bereich gesucht?

Das nicht, aber man wusste, dort hat man ein Problem. Bei Medtech-Produkten darf es grundsätzlich nicht zu einer Veränderung des Oberflächenmaterials kommen. Denn jeder Abtrag, zum Beispiel mittels einer Gravur, bedeutet auch, dass sich dort Schmutzpartikel ansammeln können.

Auch wenn man für Markierprozesse ns-Pulslänge einsetzt und mittels Anlassfarbe lasermarkiert, sind die Beschriftungen zwar dauerhaft und von hoher Qualität, aber korrosionsanfällig. Bei herkömmlichen Markierprozessen mittels ns-Pulslänge wir durch die Erhitzung Chromoxid entfernt und das freie Chrom chemisch reduziert -, wodurch sich keine schützende Chromdioxidschicht bilden kann.

Und das Black Marking ist absolut korrosionsbeständig?

Ja, und das ist einer von mehreren Vorteilen, wenn ich das schon vorwegnehmen darf. Die ultrakurzen Pulse des eingesetzten UKP-Lasers lassen noch genug freies Chrom auf der Oberfläche, so dass sich ein Selbstheilungsprozess einstellen kann und somit eine dauerhafte und korrosionsbeständige Markierung entsteht.

Auch zum Beispiel auf verchromtem Kunststoff?

Ja, auch bei diesen stark reflektierenden Oberflächen funktioniert das Markieren, wobei man hier mit Pikosekundenpulsen arbeiten muss.
Dabei sind der Materialvielfalt fast keine Grenzen fast keine Grenzen gesetzt: Stahl, Kupfer, CFK, GFK, Kunststoffe, Glas, Keramiken oder auch Folien aus Aluminium, Molybdän und Nickel.

Sie erwähnten noch weitere Vorteile.

Das beim Black Marking bereits im Begriff enthaltene Wort «Schwarz» ist in seiner Art einzigartig. Denn wenn wir eine dieser Markierungen unter einem starken Mikroskop beobachten würden, sähen wir die periodischen Strukturen, die als Lichtfalle wirken. Das heisst mit anderen Worten, das Licht wird in den Strukturen mehrfach reflektiert und kann nicht mehr entweichen. Im Prinzip ist es ähnlich wie jene Technik, die bei Tarnkappenbombern eingesetzt wird.

Kann eine derart tiefschwarze Markierung auch ein Qualitätsmerkmal sein?

Davon bin ich überzeugt. Denn beim Black Marking reden wir von einer Blickwinkelstabilität. Wir haben einen gleichmässigen und sehr hohen Kontrast aus allen Blickwinkeln. Gerade in der Uhrenindustrie, wo viele optische Teile eingesetzt werden, kann dies ein Qualitätsmerkmal sein.
Ausserdem bleibt das tiefdunkle Schwarz auch nach vielen Reinigungszyklen – wie sie in der Medizintechnik zum Beispiel beim Sterilisieren vorkommen – exakt so wie zu Beginn. Sie ist abriebfest und chemisch beständig.

Gibt es momentan eine Beschriftungsmethode, die noch einen Zacken besser ist als das Black Marking?

Besser markieren als mit Black Marking? Ehrlich gesagt und in aller Bescheidenheit: Nein, das geht nicht. Aber auch ganz generell muss ich sagen: Der UKP-Laser hat beim Markieren alle Vorteile auf seiner Seite.

Die Markiereinheit TruMicro Mark 2000, welche dieses Black Marking beherrscht, ist eine schlüsselfertige Lösung. Wie sieht diese Komplettlösung genau aus?

Es ist eine auf den Kunden abgestimmte modulare Komplettlösung. Das bedeutet, in der Lösung enthalten ist die Grundmaschine, die TruMark Station 5000 und eine Laserquelle der TruMicro Serie 2000. Dazu kommt eine Markiersoftware, Sicherheitsfeatures, Absaugung, Scanner und die Bearbeitungsoptik. Modular erweitert werden kann die Maschine mit Drehachsen, Bildverarbeitung oder mit einem X-Y-Tisch zur Segmentierung bei der Bearbeitung grösserer Bauteile. Es ist - wie man so sagt - eine Markiereinheit aus einer Hand.

Merkt man eigentlich, dass dieser Wunsch bei den Kunden nach dem «Alles aus einer Hand» zunimmt?

Wir stellen sicherlich fest, dass unsere Kunden sehr viel Wert darauf legen. Denn es ist ja so: Die Kunden haben meistens ein Problem und wollen dieses lösen. Im Falle einer Markierung streben sie eine Lösung an, die aus einer Maschine besteht, einer Laserstrahlquelle, einer Optik, einer Software und einer Schulung – eben alles aus einer Hand.

Apropos Schulung: Welche Parameter muss man beherrschen, um dieses Black Marking zu erreichen?

Der Kunde bekommt selbstverständlich zur gekauften Maschine die Parameter, welche für seine Prozesse relevant sind. Und ich kann versprechen, dass die Kunden bei der Parameterfindung stark von uns unterstützt werden.

Grundsätzlich kann man sagen, um ein optimales Black Marking zu erreichen, muss man die richtige Leistungsdichte kennen – also Spotdurchmesser und Pulsenergie; den Pulsüberlapp, die Kombination aus Bearbeitungsgeschwindigkeit und Pulsfrequenz und dann noch den Linienüberlapp, den Linienabstand der abgetragenen Strukturen.

Welche Modelle gibt es?

Wir führen momentan zwei Modelle, die TruMicro 2020 mit 10 Watt Nennleistung und die TruMicro 2030 mit 20 Watt Nennleistung. Wir reden hier von Ultrakurzpulslasern, die im Piko- und im Femtosekundenbereich arbeiten und Pulsspitzenleistungen von 0,5 MW erreichen.

Der Kunde muss sich also entscheiden zwischen einer Maschine mit einer Piko- oder in einer Femtosekunden-Ausführung. Wie fällt man so eine Entscheidung?

Es gibt mehrere Entscheidungswege. Normalerweise geht man vom Prozess aus. Dabei beraten wir unsere Kunden intensiv mit unserem Knowhow. Andere wollen einfach das Beste, um damit später auch neue Applikationen auszuprobieren, denn es ist ja ein offenes System, bei dem der Kunde die Parameter frei einstellen kann.
Wieder andere Kunden nehmen einfach aus Sicherheit schon mal jenes Gerät, das man höher skalieren kann.

Obwohl sich wahrscheinlich der Preisunterschied deutlich bemerkbar machen dürfte?

Er ist minim. Zwar werden schnellere Komponenten eingesetzt, aber finanziell ins Gewicht fallen diese nicht.

Sie haben eben erwähnt, dass es ein offenes System ist und man auch neue Applikationen ausprobieren kann. Haben sie da ein Beispiel?

Also zuerst muss ich sagen, dass unser Business stark projektgetrieben ist: Der Kunde hat ein Problem und unsere Mitarbeiter suchen nach einer Lösung. Sie fragen: Ist das realisierbar? So entstehen Projekte, bei denen wir nicht wissen, wohin die Reise geht.

Ich kann Ihnen da ein Beispiel nennen, das aber nicht von einem UKP-Laser handelt, weil die ja noch nicht sehr lange auf dem Markt sind. Aber ein Kunde wollte Plastikbeutel schweissen. Da wurden Versuche mit Lasern zum Schweissen gemacht, bis man merkte, dass ein Beschriftungslaser mit ultravioletten Wellenlängen viel bessere, ja sogar hervorragende Ergebnisse hervorbrachte, um die Beutel luft- und wasserdicht zu schweissen.

Solche Lösungen sind wohl einfacher zu finden, wenn man als Anbieter über ein breites Portfolio verfügt.

Das ist so. Die Botschaft mit dem Slogan «Lasers. The Power of Choice» ist uns wichtig. Wir verfügen nicht nur über eine, zwei oder drei Laserstrahlquellen, sondern stellen alle auf dem Markt erhältlichen selber her.

Wenn man sich die Möglichkeiten anschaut, welche dem UKP-Laser zugeschrieben wird, dann bekommt
«Lasers. The Power of Choice» noch eine neue Wendung. Dieses «Commitment» ist wie eine Wundertüte, die wohl noch viel hervorbringen wird. Was meinen Sie?

Ich glaube, wir stehen mit der UKP-Technologie noch ganz am Anfang und es ist etwa so wie damals, als der Laser industrietauglich wurde. Da sagte man, wir haben eine wunderbare Lösung, aber wir kennen das Problem noch gar nicht. Wir haben ein Werkzeug in die Hand bekommen, aber das Einsatzgebiet ist noch ziemlich ungenau umrissen. Die Möglichkeiten sind enorm: von Markieren über Schneiden bis zum Bohren kleinster Löcher ist alles möglich.
Wir sind froh, dass wir beim Thema UKP-Laser ganz vorne mit dabei sind. Das zeigte sich auch im 2013 als wir für die Arbeiten auf diesem Gebiet zusammen mit Bosch und dem Fraunhofer IOF den Deutschen Zukunftspreis gewannen.

Sie werden auf der Messe EPHJ/EPMT/SMT ausstellen. Wird das Lasermarkieren mit dem TruMicro Mark 2000 auch vorgestellt?

Ja, wir werden den TruMicro Mark 2000 zeigen. Dazu das Lasermarkiersystem TruMark Station 3000 und unseren 3D-Metalldrucker TruPrint 1000. Wir wollen aber auch zeigen, was wir unter Vernetzung verstehen, ein Thema, das bei Trumpf unter dem Namen TruConnect läuft.

Und schlussendlich – und daran liegt mir persönlich sehr viel – soll auch TruServices gezeigt werden. Darin enthalten sind Servicedienstleistungen, die Firmen nach eigenen Bedürfnissen zusammenstellen können, seien dies Schulungen, Werkzeuge, Unterstützung bei Prozessoptimierungen oder Monitoring und Analysen sowie viele weitere Möglichkeiten, um die Wertschöpfung nachhaltig zu optimieren.

Wie wichtig ist die Messe in Genf für Trumpf?

Sie ist eindeutig sehr wichtig – und dies aus mehreren Gründen. Neben dem Aspekt, dass wir dort viele Kunden begrüssen dürfen, ist die Messe ein unglaublicher Seismograf: Man spürt dort, wie es der Wirtschaft läuft und welche Themen auf uns zukommen. Wie vor vier Jahren, als wir feststellten, dass die Saphirbearbeitung in den Fokus rückt. Heute kann dieses Material mit dem UKP-Laser bearbeitet werden.

Können Sie aber auch schon erahnen, wohin die Reise gehen könnte in den Branchen, welche auf der EPHJ/EPMT/SMT ausstellen?

Ich nehme an, die Richtung heisst: noch feiner, noch präziser, noch kleiner. Aber auch die Prozessstabilität und Prozessautomatisierung spielt eine immer wichtigere Rolle. Und schliesslich dürfte die Rückverfolgbarkeit weiterhin ein wichtiges Thema sein: Man will auch in acht Jahren noch wissen, zu welchem Zeitpunkt etwas hergestellt wurde. Und mit einem Produkt, das mit «Black Marking» beschriftet ist, wird das auch kein Problem sein.