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28.06.2018 - 14:26

Simulation beflügelt den industriellen 3-D-Druck

EOS, ein weltweit führender Technologieanbieter für den industriellen 3-D-Druck von Metallen und Polymeren, und das deutsche Start-up Additive Works haben ihre enge Zusammenarbeit bekannt gegeben.

Gemeinsam haben sie es sich zum Ziel gesetzt, metallbasierte additive Fertigungsverfahren (Additive Manufacturing / AM) weiter zu verbessern. Der Schwerpunkt der Zusammenarbeit liegt dabei auf der simulationsbasierten Prozessvorbereitungssoftware Amphyon. Die Lösung ermöglicht es, den AM-Bauprozess im Vorfeld zu simulieren und so mögliche Problembereiche des zu fertigenden Bauteils vor dem eigentlichen Bauvorgang zu erkennen und zu lösen. Dank der benutzerfreundlich und intuitiv zu bedienenden Software können Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität sowie Produktivität und Stabilität des AM-Prozesses signifikant erhöht werden. Damit können Anwender Zeit und Kosten bei der Entwicklung von Bauteilen für die additive Fertigung erzielen.

Dr. Nils Keller, CEO von Additive Works, dazu: „Trotz der hohen technologischen Reife der additiven Fertigung kann es insbesondere für unerfahrene Anwender schwierig sein vorherzusagen, ob ein Bauteil wie erwartet gefertigt werden kann. Wenn nun ein Bauteil Probleme bereitet, etwa mit Oberflächendefekten oder starkem Verzug, bedeutet dies eine Verschwendung von Maschinenkapazität und Material. Eine Antwort auf diese Herausforderung ist unsere Software Amphyon.“ Weiter führt er aus: „Im Bereich konventioneller Fertigungsverfahren ist die Nutzung von Simulationssoftware Stand der Technik. Mit Amphyon wird die Simulation nun auch Teil der Lösung für die additive Fertigung. Das unterstreicht die wachsende Etablierung des industriellen 3-D-Drucks und die sich verändernden Anforderungen an eine additive Serienfertigung.“

Virtuelle Prozessvorbereitung vor dem eigentlichen Aufbauprozess

Amphyon unterstützt den Anwender dabei, potenzielle Herausforderungen eines Baujobs vorherzusagen und zu adressieren. Dabei werden zahlreiche, bislang erfahrungsbasiert und manuell ausgeführte Schritte der Prozessvorbereitung automatisch erledigt. So können Unternehmen ihre Bauaufträge im Vorfeld des eigentlichen additiven Fertigungsvorgangs optimieren, das Risiko von Fehlbauten minimieren und von einem stabilen und effizienten Bauprozess profitieren. Um einen klaren und einfachen Workflow zu ermöglichen, werden die Schritte der Prozessvorbereitung dabei gemäß dem „ASAP“-Prinzip (Assessment - Simulation – Adaption – Process) angeordnet, einem neuartigen Prozessvorbereitungs-Workflow für das Direkte Metall Laser Sintern (DMLS).

Auf der Stufe des Assessments kann mithilfe des Examiner-Moduls eine schnelle Geometrieanalyse durchgeführt und jede mögliche Aufbauorientierung eines Bauteils untersucht werden. Diesen Prozess manuell durchzuführen, verlangt zum einen ein tiefes Prozessverständnis vom Anwender. Zum anderen muss die Applikation selbst berücksichtigt werden, um von der Aufbauorientierung abhängige Kriterien wie die Bauzeit, das benötigte Stützvolumen, den Nachbearbeitungsaufwand und die Verzugsanfälligkeit ideal auf diese abzustimmen. Mittels der der Amphyon Software lässt sich die optimale Aufbauorientierung im Bauraum des industriellen 3-D-Druckers für jeden Anwender mit wenigen Mausklicks berechnen.

In einem nächsten Schritt findet die Simulation auf Basis von zwei weiteren Modulen statt: dem derzeit im Beta-Stadium befindlichen Support-Modul sowie dem MPS-Modul (Mechanical Process Simulation). Mit dem Support-Modul können automatisch optimierte Stützstrukturen generiert werden. Diese verbinden ein additiv zu fertigendes Bauteil mit der Bauplattform und haben maßgeblichen Einfluss auf das Prozessergebnis. Die innovativen Optimierungsalgorithmen der Amphyon Software passen die Stützstrukturen selbst sowie deren Anbindung an das Bauteil entsprechend den errechneten Prozesskräften an. Dadurch können nicht nur die Kosten der manuellen Supportgenerierung, sondern auch unnötiges Stützmaterial eingespart werden. Darüber hinaus wird die Prozessstabilität maßgeblich erhöht und Fehlbauten durch abgerissene Stützstrukturen lassen sich vermeiden. Das MPS-Modul bietet Anwendern eine schnelle und intuitiv zu bedienende Simulation des Aufbauprozesses und die Berechnung von prozessinduzierten Spannungen und Bauteilverzügen. Durch die Erstellung und den Aufbau einer „predeformierten“ STL-Datei kann Amphyon diese Verzüge eliminieren. Letztlich ermöglicht die Software Nutzern die Prozessstabilität und eine präzise Fertigung des konstruierten Bauteils sicherzustellen.
 
Um eine einfache und gleichzeitig präzise Simulation zu ermöglichen, sind wesentliche EOS Metallwerkstoffe im Hinblick auf Ihre Materialeigenschaften vorkalibriert in der Amphyon Software verfügbar. Ziel ist es, zukünftig alle Metallwerkstoffe von EOS zu kalibrieren und aufzunehmen.

Partnerschaft zur Optimierung des industriellen 3-D-Drucks

„Während die breite Öffentlichkeit davon ausgeht, dass die additive Fertigung die Herstellung eines dreidimensionalen Objekts basierend auf einem digitalen Design mit nur einem Knopfdruck ermöglicht, wissen Anwender der Technologie, dass die Realität doch komplexer ist. Additive Works und EOS möchten den industriellen 3-D-Druck gemeinsam noch nutzerfreundlicher und intuitiver zu gestalten. Daher freuen wir uns sehr über die enge Partnerschaft mit Additive Works im Bereich der AM-Prozesssimulation. Die Simulation vor dem eigentlichen Bauprozess – 'simulate before you create' – ist in der Tat ein Schlüsselfaktor um von Beginn an einen erfolgreichen AM-Bauprozess mit Metallwerkstoffen zu ermöglichen“, so Martin Steuer, Head of Product Management Software and Services bei EOS.

www.eos.info

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28.06.2018 - 14:26

Simulation beflügelt den industriellen 3-D-Druck

EOS, ein weltweit führender Technologieanbieter für den industriellen 3-D-Druck von Metallen und Polymeren, und das deutsche Start-up Additive Works haben ihre enge Zusammenarbeit bekannt gegeben.

Gemeinsam haben sie es sich zum Ziel gesetzt, metallbasierte additive Fertigungsverfahren (Additive Manufacturing / AM) weiter zu verbessern. Der Schwerpunkt der Zusammenarbeit liegt dabei auf der simulationsbasierten Prozessvorbereitungssoftware Amphyon. Die Lösung ermöglicht es, den AM-Bauprozess im Vorfeld zu simulieren und so mögliche Problembereiche des zu fertigenden Bauteils vor dem eigentlichen Bauvorgang zu erkennen und zu lösen. Dank der benutzerfreundlich und intuitiv zu bedienenden Software können Maßhaltigkeit, Oberflächenqualität sowie Produktivität und Stabilität des AM-Prozesses signifikant erhöht werden. Damit können Anwender Zeit und Kosten bei der Entwicklung von Bauteilen für die additive Fertigung erzielen.

Dr. Nils Keller, CEO von Additive Works, dazu: „Trotz der hohen technologischen Reife der additiven Fertigung kann es insbesondere für unerfahrene Anwender schwierig sein vorherzusagen, ob ein Bauteil wie erwartet gefertigt werden kann. Wenn nun ein Bauteil Probleme bereitet, etwa mit Oberflächendefekten oder starkem Verzug, bedeutet dies eine Verschwendung von Maschinenkapazität und Material. Eine Antwort auf diese Herausforderung ist unsere Software Amphyon.“ Weiter führt er aus: „Im Bereich konventioneller Fertigungsverfahren ist die Nutzung von Simulationssoftware Stand der Technik. Mit Amphyon wird die Simulation nun auch Teil der Lösung für die additive Fertigung. Das unterstreicht die wachsende Etablierung des industriellen 3-D-Drucks und die sich verändernden Anforderungen an eine additive Serienfertigung.“

Virtuelle Prozessvorbereitung vor dem eigentlichen Aufbauprozess

Amphyon unterstützt den Anwender dabei, potenzielle Herausforderungen eines Baujobs vorherzusagen und zu adressieren. Dabei werden zahlreiche, bislang erfahrungsbasiert und manuell ausgeführte Schritte der Prozessvorbereitung automatisch erledigt. So können Unternehmen ihre Bauaufträge im Vorfeld des eigentlichen additiven Fertigungsvorgangs optimieren, das Risiko von Fehlbauten minimieren und von einem stabilen und effizienten Bauprozess profitieren. Um einen klaren und einfachen Workflow zu ermöglichen, werden die Schritte der Prozessvorbereitung dabei gemäß dem „ASAP“-Prinzip (Assessment - Simulation – Adaption – Process) angeordnet, einem neuartigen Prozessvorbereitungs-Workflow für das Direkte Metall Laser Sintern (DMLS).

Auf der Stufe des Assessments kann mithilfe des Examiner-Moduls eine schnelle Geometrieanalyse durchgeführt und jede mögliche Aufbauorientierung eines Bauteils untersucht werden. Diesen Prozess manuell durchzuführen, verlangt zum einen ein tiefes Prozessverständnis vom Anwender. Zum anderen muss die Applikation selbst berücksichtigt werden, um von der Aufbauorientierung abhängige Kriterien wie die Bauzeit, das benötigte Stützvolumen, den Nachbearbeitungsaufwand und die Verzugsanfälligkeit ideal auf diese abzustimmen. Mittels der der Amphyon Software lässt sich die optimale Aufbauorientierung im Bauraum des industriellen 3-D-Druckers für jeden Anwender mit wenigen Mausklicks berechnen.

In einem nächsten Schritt findet die Simulation auf Basis von zwei weiteren Modulen statt: dem derzeit im Beta-Stadium befindlichen Support-Modul sowie dem MPS-Modul (Mechanical Process Simulation). Mit dem Support-Modul können automatisch optimierte Stützstrukturen generiert werden. Diese verbinden ein additiv zu fertigendes Bauteil mit der Bauplattform und haben maßgeblichen Einfluss auf das Prozessergebnis. Die innovativen Optimierungsalgorithmen der Amphyon Software passen die Stützstrukturen selbst sowie deren Anbindung an das Bauteil entsprechend den errechneten Prozesskräften an. Dadurch können nicht nur die Kosten der manuellen Supportgenerierung, sondern auch unnötiges Stützmaterial eingespart werden. Darüber hinaus wird die Prozessstabilität maßgeblich erhöht und Fehlbauten durch abgerissene Stützstrukturen lassen sich vermeiden. Das MPS-Modul bietet Anwendern eine schnelle und intuitiv zu bedienende Simulation des Aufbauprozesses und die Berechnung von prozessinduzierten Spannungen und Bauteilverzügen. Durch die Erstellung und den Aufbau einer „predeformierten“ STL-Datei kann Amphyon diese Verzüge eliminieren. Letztlich ermöglicht die Software Nutzern die Prozessstabilität und eine präzise Fertigung des konstruierten Bauteils sicherzustellen.
 
Um eine einfache und gleichzeitig präzise Simulation zu ermöglichen, sind wesentliche EOS Metallwerkstoffe im Hinblick auf Ihre Materialeigenschaften vorkalibriert in der Amphyon Software verfügbar. Ziel ist es, zukünftig alle Metallwerkstoffe von EOS zu kalibrieren und aufzunehmen.

Partnerschaft zur Optimierung des industriellen 3-D-Drucks

„Während die breite Öffentlichkeit davon ausgeht, dass die additive Fertigung die Herstellung eines dreidimensionalen Objekts basierend auf einem digitalen Design mit nur einem Knopfdruck ermöglicht, wissen Anwender der Technologie, dass die Realität doch komplexer ist. Additive Works und EOS möchten den industriellen 3-D-Druck gemeinsam noch nutzerfreundlicher und intuitiver zu gestalten. Daher freuen wir uns sehr über die enge Partnerschaft mit Additive Works im Bereich der AM-Prozesssimulation. Die Simulation vor dem eigentlichen Bauprozess – 'simulate before you create' – ist in der Tat ein Schlüsselfaktor um von Beginn an einen erfolgreichen AM-Bauprozess mit Metallwerkstoffen zu ermöglichen“, so Martin Steuer, Head of Product Management Software and Services bei EOS.

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Photos of LASYS

  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    LASYS und BMWi bieten 2020 erneut eine Plattform für Start-ups.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    Junge Unternehmen aus Deutschland profitieren vom geförderten Gemeinschaftsstand des BMWi zur LASYS 2020.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    Vom 16. bis 18. Juni 2020 können sich Start-ups zu besonders attraktiven Konditionen vorzustellen einem internationalen Fachpublikum präsentieren.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    Prof. Dr. Thomas Graf, Direktor des Instituts für Strahlwerkzeuge (IFSW) der Universität Stuttgart und Veranstalter der Stuttgart Lasertage.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    Vom 16. bis 18. Juni 2020 öffnet die LASYS – Internationale Fachmesse für Laser-Materialbearbeitung – in Stuttgart bereits zum siebten Mal ihre Tore. (Hauptbild)BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    An drei Messetagen stehen dann Lasersysteme, laserspezifische Maschinensubsysteme und Strahlquellen im Fokus von Ausstellern und Fachbesuchern.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    Die LASYS 2020 in Stuttgart ist der „Place to be(am).BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    Führende nationale und internationale Hersteller treffen hier auf Geschäftspartner mit konkreten Aufgabenstellungen und individuellen Anforderungen für Laser-Systemlösungen und -Applikationen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    Fachbesucher können auf der LASYS die Vielfalt des Lasers live erleben – 2018 waren 116 Maschinen vor Ort – und erhalten einen Eindruck wie leicht sich Komponenten integrieren lassen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020 PM Nr: 1

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    Die LASYS zeigt branchen- und materialübergreifend die Lasertechnologie in der industriellen Fertigung von morgen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    Der Mix aus Fachmesse und hochkarätigem Rahmenprogramm versammelt alle zwei Jahre die Experten aus Industrie und Wissenschaft in Stuttgart. Fester Bestandteil sind die Stuttgarter LasertageBILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 1

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    Die LASYS als internationale Fachmesse für die Laser-Materialbearbeitung richtet sich an industrielle Anwender und hat sich seit 2008 zu einem Top-Termin für die Branche entwickelt.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • LASYS 2020: PM Nr. 6

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    LASYS bietet Planungssicherheit – neuer Termin 21. bis 23. Juni 2022BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • Lasys 2020: PM Nr. 4

    Lasys 2020: PM Nr. 4

    Bei der LED-Produktion beschriften die PowerLine E 8 QT Lasermarkierer von Coherent Leadframes (Träger) mit winzigen 2D-Matrixcodes, die aus Punkten von nur 43 Mikrometern Durchmesser bestehen.Coherent
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  • LASYS 2020: PM Nr. 5

    LASYS 2020: PM Nr. 5

    Mit der neu entwickelten GL.smart von GFH, die bis zu 16 simultane Achsen birgt, lassen sich mittels UKP-Laserstrahlen vielseitige Mikrobearbeitungsaufgaben wirtschaftlich ausführen. Neben einer Kombinationsbearbeitung von Laserbohren, -drehen,- und -schneiden ist eine Output-Steigerung durch die Parallelbearbeitung auf zwei Stationen möglich.BILDNACHWEIS GFH GmbH
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    Mit der Einführung der BLIZZ-Laserserie von InnoLas Photonics steht ein Laser zum wirtschaftlichen Depaneling zur Verfügung. Berührungsloses, schnelles und staubarmes Laserschneiden von Platinen ist nun bei gleichzeitig sehr guter Qualität möglich, auch bei dünnen Substraten.BILDNACHWEIS InnoLas Photonics GmbH
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  • LASYS 2020: PM Nr. 5

    LASYS 2020: PM Nr. 5

    Laseranlagen von LPKF ermöglichen es, dass sich mit Laser-Depaneling die Schnittflächen reduzieren lassen, da auf breitere Fräswege und größere Abstände der SMT-Komponenten zu den Schnittkanten verzichtet wird. Damit können bis zu 30 Prozent Materialersparnis erreicht werden.BILDNACHWEIS LPKF
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  • LASYS 2020: PM Nr. 5

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    Präzises Schneiden – auch flexibler Materialien – ist für Lasersysteme von LPKF kein Problem – und das bei größtmöglicher Designfreiheit.BILDNACHWEIS LPKF
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    Starr-flexible Leiterplatten werden bei ATLAS EMS in die LPKF MicroLine 2000 eingelegt. Da die Baugruppen kompakt und randnah platziert sind und das starr-flexible Material anspruchsvoll in der Bearbeitung ist, erweist sich Trennen mittels Lasertechnologie hier als ideal.BILDNACHWEIS ATLAS EMS
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  • LASYS 2020: PM Nr. 5

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    ATLAS EMS setzt ein MicroLine Lasersystem von LPKF zum Nutzentrennen ein. Die schnelle Einrichtung der jeweiligen Jobs ist hier ein wichtiger Faktor für eine effiziente Produktion.BILDNACHWEIS ATLAS EMS
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    Ein neuartiges Laser-CNC-Bearbeitungszentrum zum 3D-Lasermikroschweißen hat Schüssler Technik entwickelt. Durch hochgenaue Achsbewegungen lassen sich filigrane Bauteile in unterschiedlichsten Positionen (5+2-Achs) mühelos fügen.BILDNACHWEIS Schüssler Technik GmbH
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  • LASYS 2020: PM Nr. 6

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    LogoBILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

    LASYS 2020: PM Nr. 3

    Was die ‚lastgerechte und flexible Bauteilgestaltung‘ von E-Fahrzeugen anbelangt, verfolgt beispielweise das Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) den Ansatz, crash-relevante Karosseriestrukturen individuell zu verbessern. Hier die lokale Laserbehandlung einer hochbeanspruchten Zone eines crashrelevanten Karosseriestrukturbauteils im TestFraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    Diffraktive optische Elemente von Laser Components formen den optimalen Strahl für industrielle Anwendungen etwa beim Bearbeiten von Komponenten der E-MobilitätLaser Components GmbH
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    Mit Lasersystemen von Laserline, die ‚blaues Laserlicht, nutzen, kann der Energieeintrag in Kupfer so gut gesteuert werden, dass erstmals Wärmeleitungsschweißprozesse ohne Verdampfen und Dampfkapillare möglich sind. Dies ergibt spritzerfreie Prozesse.Laserline GmbH
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    Die schlüsselfertigen automatisierten Produktionsanlagen von SITEC Industrietechnologie richten den Fokus auf Wirtschaftlich- und Nachhaltigkeit bei der Produktion von Komponenten für die E-Mobilität. Neuartige automatisierte Laseranlagen schweißen in hoher Qualität die Kupfer-Hairpins am Stator des Elektromotors.SITEC Industrietechnologie GmbH
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  • LASYS 2020: PM Nr. 3

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    SITEC Industrietechnologie antwortet auf die Herausforderungen der Mobilität mit neuartigen automatisierten Laseranlagen etwa für Schweißprozesse an Baugruppen der Leistungselektronik, an Statoren oder wie hier an Bipolarplatten für Brennstoffzellen.BILDNACHWEIS MESSE STUTTGART
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    Laseranlagen von Trumpf entlacken Hairpins mit dem Laser, die anschließend ineinander verdreht und mittels Laserstrahl verschweißt werden. Mit dem Hairpin-Verfahren ist laut Trumpf eine automatisierte Produktion großer Stückzahlen von Statoren des Elektromotors wirtschaftlich möglich.Trumpf GmbH & Co. KG
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  • LASYS 2020: PM Nr. 4

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    Der Laser-Folien-Markierer LFM 100 von Bluhm Systeme ist eine innovative Mischung aus Etikettendrucker und Lasersystem, der Typenschilder laserbeschriftet. Die seewasserfeste und selbstklebende Lackfolie ist günstiger und flexibler als die üblichen Edelstahl-Typenschilder.Bluhm Systeme GmbH
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    Im Trend liegt „Natural Branding“. Bluhm Systeme hat hier das Lasersystem eSolarMark plus entwickelt, das gleich vier Früchte innerhalb eines Taktes beschriftet. Auch Backwerk lässt sich ohne Etikett mit dem Laser beschriften.Bluhm Systeme GmbH
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    Mit seiner PowerLine-Serie deckt Coherent ein breites Anwendungsspektrum beim Lasermarkieren ab: Erst kürzlich ist dem Unternehmen zusammen mit einem Partner gelungen, einen neuen Kunststoff für Ohrmarken von Tieren hinsichtlich Gesundheitsverträglichkeit und Lasermarkierbarkeit zu optimieren.Coherent
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    Um Schnelligkeit geht es beim PowerLine E Twin von Coherent. Zwei Lasermarkiereinheiten beschriften gemeinsam ein Werkstück. Das Besondere hierbei ist, dass das System über Hard- und Software-Schnittstellen wie ein einzelner Lasermarkierer gesteuert wird.Coherent
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    Zur effizienten Teilekennzeichnung hat Gravotech eine kompakte und sichere Lösung entwickelt, den Laserschutztrichter Mini-Inline. Er vereinfacht den Einsatz von Lasertechnik in Fertigungslinien und macht ihn deutlich effizienter als zuvor. Bildnachweis:Gravotech GmbH
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    Das neuartige Lasersystem WeLase von Gravotech kann durch den Einsatz unterschiedlicher Laserquellen (CO2, Faser, YAG oder Green) an fast jede Kundenanforderung angepasst werden: Lasermarkierung der nächsten Generation!Gravotech GmbH
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    Produktpersonalisierung kurbelt den Markt für Lasermarkiersysteme an. Viele Massenprodukte wie a)Brille, b)Uhrenarmband oder andere Geschenkeartikel lassen sich auf einfache Weise individualisieren. Das Lasermarkiersystem WeLase ist laut Hersteller Gravotech eine ideale Lösung für In-Store-Personalisierung.Gravotech GmbH
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  • LASYS 2020: PM Nr. 4

    LASYS 2020: PM Nr. 4

    Produktpersonalisierung kurbelt den Markt für Lasermarkiersysteme an. Viele Massenprodukte wie a)Brille, b)Uhrenarmband oder andere Geschenkeartikel lassen sich auf einfache Weise individualisieren. Das Lasermarkiersystem WeLase ist laut Hersteller Gravotech eine ideale Lösung für In-Store-Personalisierung.Gravotech GmbH
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    Die Experten von LightPulse Laser Precision empfehlen Schwarzmarkieren mittels Ultrakurzpuls-Laser für medizintechnische Instrumente und Implantate, Schwarzmarkieren eignet sich hier sehr gut, weil es sehr kontrastreich, korrosionsbeständig und dauerhaft lesbar ist.LightPulse Laser Precision
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