Medizinprodukte mit dem Laser beschriften

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Die Beständigkeit dieser Stähle beruht auf einer Anreicherung des Chroms an der Oberfläche. Durch die Laserbeschriftung sowie nachfolgende chemische Einflüsse durch Aufbereitung und Alterung etc. kann es zu Störungen an der Oberfläche der Edelstahllegierung kommen und das Chrom- zu Eisenverhältnis herabgesetzt werden. Die Laserbeschriftungsparameter müssen daher für verschiedene Laserbeschriftungsverfahren auf die Stahlsorte und die Oberflächenstruktur angepasst werden.

Anlassbeschriftung mit anschließendem Passivierungsprozess

Bei der häufig verwendeten Anlassbeschriftung wird die Edelstahl- oder Titanoberfläche lokal bis unterhalb des Schmelzpunktes erwärmt. Dabei werden Oxidschichten an der Werkstückoberfläche generiert, womit Anlassfarben verbunden sind. Der Kontrast ist dabei abhängig von der Oxidschichtdicke. Die Oberflächenqualität bleibt vollständig erhalten, weshalb diese Art der Beschriftung sehr gerne in der Medizintechnik eingesetzt wird.

Durch die Anlassbeschriftung kann das Chrom- zu Eisenverhältnis negativ beeinflusst werden, d.h. die Korrosionsanfälligkeit kann durch diese Art der Beschriftung ansteigen. Durch einen im Anschluss an die Beschriftung durchgeführten Passivierungsprozess wird die Korrosionsanfälligkeit aber wieder sehr stark herabgesetzt. Somit ist dieser Prozess im Anschluss an eine Anlassbeschriftung unbedingt zu empfehlen. Da der Passivierungsprozess den Kontrast schwächen kann, müssen die Laserbeschriftungsparameter darauf angepasst sein ob und wie die Passivierung erfolgt.

Lasergravur gewinnt an Bedeutung

Informationen können bei Metallen, aber auch bei Keramiken und einigen Kunststoffen auch mit dem Laser graviert werden. Dabei ist die Leistungsdichte des Laserstrahls so hoch, dass das Material während der Bearbeitung schmilzt und teilweise verdampft. Im Werkstoff entsteht eine Vertiefung, die Gravur. Bei Metallen bilden sich durch die Wechselwirkung des aufgeschmolzenen Grundmaterials mit dem Luftsauerstoff Oxide, die aufgrund ihrer Farbe die Beschriftung deutlicher hervortreten lassen.

Bei Gravuren lassen sich bessere Chrom- zu Eisenverhältnisse erkennen als bei Anlassbeschriftungen. Untersuchungsergebnisse liefern Hinweise darauf, dass die ins Material eingebrachte Energie einen bestimmten Wert nicht unterschreiten sollte, damit ein geeignetes Verhältnis zwischen Chrom und Eisen erhalten bleibt bzw. entsteht. Ein Anhaltspunkt: der aufsummierte Energieeintrag muss mindestens 0,4 kJ/cm² betragen. Um ausreichend Energie einzubringen, kann es sinnvoll sein, diese durch Aufsummieren zu erhöhen.

Folglich können für alle Oberflächen und Materialien Parameter ermittelt werden, die – gegebenenfalls als modifizierter, oberflächlich leicht angeschmolzener – Anlassparameter bzw. als reiner Gravurparameter in der Praxis Verwendung finden. Da bei dem richtigen Verhältnis von Energieeintrag und Fläche Korrosion vermieden kann, könnte die Gravur in der Medizintechnik an Bedeutung gewinnen. Bisher wird sie eingesetzt, wenn ein tieferes Eindringen in das Material gefordert ist. Insgesamt lassen sich mit Laserbeschriftung flexibel individuelle Informationen dauerhaft auf medizinische Instrumente und Implantate schreiben.

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Trumpf GmbH + Co. KG

D-71254 Ditzingen

www.trumpf.com

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