Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschriften eines Geräts, bei dem die äußere Oberfläche des Geräts mit einem Pulverlack beschichtet und die aufgebrachte Pulverlackschicht anschließend mit Hilfe eines Lasers beschriftet wird.
Geräte wie beispielsweise intelligente elektrische Geräte wie Schutz- oder Automatisierungsgeräte, die beispielsweise in Umspannwerken eingesetzt werden, müssen in der Regel mit von außen erkennbarer Beschriftung versehen sein. Dabei sind die besagten Geräte mit einem Pulverlack beschichtet, der kostengünstig verarbeitet werden kann, wobei bei der Fertigung kaum Materialverluste auftreten.
Bei der Beschriftung einer pulverlackierten Oberfläche sind Qualitätsanforderungen zu berücksichtigen. So soll die Oberflächenstruktur des Pulverlacks durch die Beschriftung nicht verändert werden. Darüber hinaus soll ein möglichst hoher Kontrast zwischen dem Pulverlack und der eingebrachten Beschriftung über einen langen Zeitraum hinweg beständig bereitgestellt sein. Dies soll auch bei hohen Umweltbelastungen in Bezug auf Feuchtigkeits- und Wärmezyklen (IEC/DIN EN 60068-2-30) und unterschiedlichen klimatischen Bedingungen (IEC/DIN EN 60068-2-1) gewährleistet sein. Auch muss die Beschriftung ohne technische Hilfsmittel lesbar sein.
Die Durchführung einer Laserbeschriftung auf einer pulverlackierten Oberfläche unter diesen Qualitätsanforderungen war bislang nicht möglich. Daher wurde die Beschriftung bislang durch das manuelle Aufkleben einer Folie realisiert, die mit Hilfe eines Infrarot-Lasers beschriftet werden konnte.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Beschriftung von pulverlackierten Oberflächen von Geräten zu ermöglichen, wobei die oben genannten Qualitätsanforderungen eingehalten werden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren dadurch, dass die Pulverlackschicht neben Polyesterharz und neben wenigstens einem Härtemittel wenigstens ein Pigment aufweist, wobei als Laser ein gepulster Festkörperlaser eingesetzt wird.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, Pulverlackschichten mit Hilfe eines Lasers zu beschriften, wobei die oben beschriebenen Qualitätsanforderungen eingehalten werden. Dies wird durch die Auswahl der Zusammensatzung des Pulverlackes zum einen und zum anderen durch die Auswahl der Laserquelle ermöglicht. Erfindungsgemäß wird eine dauerhaft beständige Laserbeschriftung auf einem Pulverlack bereitgestellt, welche den Qualitätsanforderungen gerecht wird. Dies ermöglicht eine Erhöhung des Automatisierungsgrades in der Fertigung unter gleichzeitiger Reduzierung der Herstellungskosten.
Darüber hinaus kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Beschriftung beschleunigt werden. Nach dem erfindungsgemäßen Beschichten verbleibt die Oberflächenstruktur unverändert, da mittels der kurzen Laserpulse und der gewählten Zusammensetzung lediglich eine Veränderung - beispielsweise farbliche Veränderung - der Pigmente stattfindet.
Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass die hohe Repetitionsrate eines Ultrakurzpulslasers in Kombination mit der Pulsdauer von 20 Pikosekunden oder länger zu dem gewünschten Erfolg führt.
Zur Klarstellung sei an dieser Stelle ausgeführt, dass bei der Angabe von Pulsdauern der zeitliche Abstand zwischen den Punkten des glockenförmigen zeitlichen Pulsverlaufs zu verstehen ist, die auf der Hälfte des Maximums des Pulses liegen. Eine solche Angabe der Pulsdauern wird im Englischen auch als "Full Width Half Maximum" (FWHM) bezeichnet. Alle hier abgegebenen Pulsdauern sind als FWHM-Angaben zu verstehen.
Vorteilhafterweise ist der Laser ein Nd:YAG- (neodymdo-tierter Yttrium-Aluminium-Granat) oder ein Nd: YVO4- (neo-dymdotiertes Yttrium-Vanadium-Oxid) Laser. Solche Laser sind im Markt erhältlich.
Bei einer bevorzugten Variante der Erfindung weist der Laser eine Pulsdauer von 10- 30 ps, eine maximale Pulsenergie von 10-30 µJ, und eine maximale Repetitionsrate von 1.000 kHz auf.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der Laser eine Strahlqualität von kleiner als 1,3 M2, eine Wellenlänge von 1.030 nm und eine mittlere Ausgangsleistung von 20 W aufweist.
Bei einer bevorzugten Variante umfasst der Pulverlack ferner Additive, Pigmente und einen Füllstoff.
Bei einer Variante der Erfindung ist der Pulverlack aus 50 - 60 Gewichtsprozent Polyesterharz, 2,5 - 4,5 Gewichtspro-zent Härtemittel, 2 - 4 Gewichtsprozent Additiven, 5 - 9 Gewichtsprozent Pigmenten und 25 - 35 Gewichtsprozent des Füllstoffs zusammengesetzt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figur näher erläutert, wobei die
Figur ein mit einem Pulverlack beschichtetes Gerät mit einer Beschriftung zeigt, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebracht wurde.
Die einzige Figur zeigt ein Gerät, das als Schutzgerät ausgeführt ist. Solche Schutzgeräte werden beispielsweise in Umspannwerken zum Schutz beispielsweise von Transformatoren eingesetzt. Das besagte Schutzgerät wurde mit einem Pulverlack beschichtet.
Der Pulverlack umfasst 50 - 60 Gewichtsprozent Polyesterharz, 2,5 - 4,5 Gewichtsprozent eines Härtemittels, 2 - 4 Gewichtsprozent von Additiven, 5 - 9 Gewichtsprozent eines Pigments und 25 - 35 Gewichtsprozent des Füllstoffs.
Ein solcher Pulverlack ist markterhältlich und kann beispielsweise von den Firmen Axalta Huajia Powder Coating - Alesta®, unter dem Code: AE0300-7088938 und Jotun India Pvt. Ltd. - 1230357PX20 PE7101 Siemens Blue FTX bezogen werden.
Als Laser zum Beschriften wurde ein Laser der Firma TRUMPF mit der Bezeichnung TruMicro Mark 2030 20 ps eingesetzt.