Hatch (Schraffur bei Lasergravuren)

Was bedeutet Hatch?

Hatch (engl. für „Schraffur“) bezeichnet im Laserbereich die Art, wie der Laser eine Fläche durch parallele Linien ausfüllt. Statt eine Fläche als Ganzes zu belichten, fährt der Laser Linien mit definierter Richtung, Abstand und Überlappung ab.
Das Ergebnis: eine gleichmäßige Gravur oder Markierung. Der Begriff wird oft in Programmen wie EZCAD, LightBurn oder LaserGRBL verwendet.

Man kann sich Hatch wie das Ausmalen mit einem Filzstift vorstellen – der Laser fährt Zeile für Zeile, bis die ganze Fläche bearbeitet ist.

Warum ist Hatch so wichtig?

• Gleichmäßigkeit: Der Hatch bestimmt, wie glatt und gleichmäßig die Fläche wirkt.
• Tiefe: Je nach Linienabstand und Überlappung wird mehr oder weniger Material abgetragen.
• Kontrast: Unterschiedliche Hatchrichtungen erzeugen unterschiedliche Reflexionen (z. B. bei Metallen).
• Geschwindigkeit: Ein feiner Hatch mit kleinerem Abstand braucht mehr Zeit, aber führt zu glatteren Ergebnissen.
• Wärmeverteilung: Durch das Abwechseln von Richtungen (Cross-Hatch) vermeidet man ungleichmäßige Erwärmung oder „Rillen“ im Material.

Wie funktioniert Hatch technisch?

Wenn du z. B. ein Quadrat gravieren willst, berechnet die Steuer-Software Linien im gewünschten Winkel (z. B. 0° oder 45°). Der Laser schaltet sich auf jeder Linie ein (Feuer) und aus (Sprung). Das geschieht synchron mit der Bewegung des Galvo- oder Portal-Systems.
Parameter, die du einstellst, bestimmen die Struktur:

• Winkel (Angle): Richtung der Linien, z. B. 0°, 45°, 90°, 135°.
• Abstand (Hatch Spacing): Distanz zwischen Linien. Typische Werte: 0,02 – 0,08 mm bei Faserlasern, 0,1 – 0,3 mm bei CO2-Laser.
• Überschneidung (Overlap): Prozentualer Überlapp zwischen Linien, um Rillen zu vermeiden.
• Mehrfach-Hatch (Cross-Hatch): Kombination mehrerer Winkel (z. B. 0° + 90°), um gleichmäßige Oberflächen zu erzeugen.
• Edge Offset: Abstand zur Kontur, um Brandspuren an den Kanten zu vermeiden.

Arten von Hatch

• Uni-Hatch: Alle Linien in einer Richtung (z. B. 0°). Schnell, aber weniger homogen.
• Cross-Hatch: Zwei Richtungen (z. B. 0° und 90°). Gleichmäßiger, aber doppelte Zeit.
• Multi-Hatch: Drei oder mehr Richtungen (0°, 45°, 90°, 135°). Für hochqualitative Oberflächen oder Tiefengravuren.
• Contour Hatch: Linien folgen der Form der Kontur. Ideal für Buchstaben, Logos, runde Gravuren.
• Spiral Hatch: Für runde Flächen oder kreisförmige Gravuren, gleichmäßige Energieverteilung.
• Grid Hatch / Cross Line: Kombination aus horizontalen und vertikalen Linien (z. B. Raster-Effekt bei Texturen).

Beispiel: Hatch in EZCAD und LightBurn

In EZCAD wählst du im Menü Hatch die Linienrichtung, Abstand und Überlappung. Du kannst auch angeben, ob der Laser „Bidirectional“ arbeitet – also hin und zurück feuert – oder nur in eine Richtung (unidirectional).
LightBurn bietet ähnliche Optionen, aber oft mit einer visuellen Vorschau.

Bidirectional Hatch: Schneller, weil der Laser beim Hin- und Rückweg graviert.
Unidirectional Hatch: Sauberer, weil der Laser immer aus derselben Richtung arbeitet – kein Richtungsfehler.

Wie beeinflusst der Hatch das Gravurergebnis?

• Tiefe: Enger Linienabstand (z. B. 0,02 mm) = mehr Energie auf Fläche → tiefere Gravur.
• Glätte: Mehrere Hatchwinkel glätten Unebenheiten (Cross-Hatch).
• Reflexion: Unterschiedliche Richtungen verändern, wie das Licht reflektiert – gut für strukturierte Oberflächen.
• Geschwindigkeit: Breiter Hatch (z. B. 0,08 mm) = schneller, aber weniger tief.
• Abtrag-Effizienz: Bei Faserlasern mit hohen Frequenzen (z. B. 100–300 kHz) kann ein dichter Hatch die Pulsüberlappung optimieren.

Für CO2-Laser sind größere Abstände typisch, da der Strahl dicker und der Wärmeeintrag größer ist.

Typische Hatch-Einstellungen (Praxiswerte)

Spezialthema: Hatch bei Tiefengravuren (Faserlaser)

Bei Tiefengravuren auf Metall (z. B. Münzen, Werkzeuge, Platten) wird Hatch in mehreren Schichten verwendet. Jede Schicht hat leicht andere Parameter, um den Abtrag effizienter zu machen:

• Erste Schicht: Grober Hatch, größere Linienabstände (0,04 mm), viel Energie für schnellen Abtrag.
• Zweite Schicht: Feiner Hatch (0,02 mm), andere Richtung (90°), glättet Oberfläche.
• Dritte Schicht: Polierhatch mit höherer Frequenz und geringerer Leistung für gleichmäßiges Finish.

Durch das Rotieren der Hatchwinkel bei jeder Schicht werden Linienmuster vermieden, die sonst als Rillen sichtbar wären. EZCAD und LightBurn erlauben, für jede Ebene eine eigene Hatch-Konfiguration zu speichern.

Fehlerquellen & Tipps

• Streifenmuster sichtbar: Hatch zu grob oder immer gleiche Richtung → Winkel variieren!
• Raue Oberfläche: Zu enger Hatch, zu viel Energie → Leistung/Frequenz anpassen.
• Helle/dunkle Bänder: Laser-Frequenz oder Scan-Speed nicht synchron mit Hatch-Spur.
• Überhitzung: Linien zu dicht → Material schmilzt, statt zu verdampfen.
• Wellenmuster: Galvo-Delays oder Polygon-Delay falsch eingestellt – siehe Controller.

Wann lohnt sich Multi-Hatch wirklich?

Multi-Hatch (mehrere Richtungen) lohnt sich bei:

• Tiefengravuren – bessere Gleichmäßigkeit, keine Linienstruktur.
• Hochwertige Sichtflächen – z. B. Schmuck, Münzen, Markenlogos.
• Farbmarkierungen (MOPA) – gleichmäßige Wärmeverteilung wichtig für stabile Farbtöne.

Nachteil: doppelte bis dreifache Gravurzeit. In der Industrie wird oft nur der erste Hatch für Geschwindigkeit und der zweite für Finish genutzt.

Kurz zusammengefasst

Hatch ist das Herz jeder Lasergravur – er bestimmt, wie Flächen gefüllt werden und beeinflusst Qualität, Tiefe und Erscheinung. Je kleiner der Linienabstand, desto feiner die Gravur, aber auch langsamer der Prozess. Durch Kombination verschiedener Winkel (Cross-Hatch) entstehen saubere, gleichmäßige Oberflächen. Die richtige Hatch-Einstellung ist entscheidend für professionelle Ergebnisse – ob mit EZCAD, LightBurn oder anderen Steuerungen.

Quellen

1. JCZ – EZCAD2 Handbuch
2. LightBurn – Benutzerhandbuch
3. BOFA – Laserbearbeitung Grundlagen
4. Trotec – Gravurarten und Hatch-Strategien
5. Industrial Lasers – Grundlagen der Gravur