Laserbeschriftung von Kunststoffen und Lacken
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- Ferdinand Waldfogel
- vor 7 Jahren
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1 Laserbeschriftung von Kunststoffen und Lacken Heinz Greisiger IPA, Abteilung Beschichtungssystem- und Lackiertechnik Digitale Drucktechnik und Selektives Beschichten - Stuttgart,
2 - Einsatz der Laserbeschriftung - Digitale Drucktechnik und selektives Beschichten Warum? Aus wirtschaftlichen und ökologischen Gründen, denn nichts arbeitet schneller und effizienter als ein Laser. Wofür? Vielfache Funktionalisierungsmöglichkeiten von Oberflächen: Produktkennzeichnung (Beschriften/Markieren) Änderung des Oberflächendesigns (Farbgebung, Strukturierung) Prozessführung (schnell + selektiv + individuell + flexibel) 2
3 Laserbeschriftung von Kunststoffen und Lacken Das Werkzeug Dioden-Laser (808 und 940 nm) Nd:YAG-Laser (1064 und 532 nm) CO 2 -Laser (10600 nm) 3
4 Laserbeschriftung von Kunststoffen und Lacken Das Material entscheidet mit Dunkle Beschriftung Polycarbonat (PC) Polyterephtalate (PET, PBT, ) Thermoplast. Elastomere (TPU, TPO, ) Styrolpolymere (PS, ABS, SAN, SB) Polyamide (PA6, PA12, ) Polyolefine (PE, PP, HDPE, ) Halogenhaltige Polymere (PVC, PVDF, ) Helle Beschriftung Polyacetale (POM) Polyacrylate (Pacrylat, PMMA) 4
5 Laserbeschriftung von Kunststoffen und Lacken Die Mechanismen Lack / Kunststoff Substrat Karbonisierung Ablation / Gravur Aufschäumen Zerstörung bzw. Aktivierung von Chromophoren 5
6 Einflussgrößen auf die Qualität der Laserbeschriftung 1. Laserparameter 6
7 Einflussgrößen auf die Qualität der Laserbeschriftung 2. Auswahl des geeigneten Lasers CO 2 -Laser Nd:YAG-Laser 7
8 Einflussgrößen auf die Qualität der Laserbeschriftung 3. Spektrale Eigenschaften der Laseradditive 8
9 Einflussgrößen auf die Qualität der Laserbeschriftung 4. Partikelgröße der Laseradditive Mikroskopische Auflichtaufnahmen einer Laserbeschriftung von PP modifiziert mit einem Modelladditiv d 50 = 110 nm (a) und einem nanopartikulären Modelladditiv (b) 9
10 Einflussgrößen auf die Qualität der Laserbeschriftung 5. Konzentration von Zusatzstoffen im Kunststoff oder Lack % 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1,0 1, µm Auflichtaufnahmen von PP-Musterplättchen mit gleichem Gehalt eines Modelladditivs bei variablen TiO 2 -Konzentrationen (0%, 0,1%, 0,5%, 1,0% von links nach rechts) Durchlichtaufnahmen der Querschnitte von belaserten PP-Platten mit einem Modelladditiv bei unterschiedlichen TiO 2 -Konzentrationen 10
11 Einflussgrößen auf die Qualität der Laserbeschriftung 6. Oberflächenbehandlung von Laseradditiven Stamylan 16M10 + LS-Additiv: unbehandelt Behandlung 1 Behandlung 2 11
12 Stand der Technik 12
13 Beispiele von Laserbeschriftungen durch Karbonisieren Karbonisieren 13
14 Beispiele ablativer Laserbeschriftungen beschichteter Kunststoffe Ablation / Gravur 14
15 Beispiele von Laserbeschriftungen durch Aufschäumen Aufschäumen 15
16 Beispiele von Laserbeschriftungen durch Zerstörung / Aktivierung von Farbmitteln Zerstörung / Aktivierung von Chromophoren 16
17 Neuentwicklungen am Fraunhofer IPA 17
18 Zerstörungsfreie Laserbeschriftung von Kunststoffen und Lacken* Lack / Kunststoff Nanoflakes Substrat EP B1 ( ) * Patentanmeldung: EP B1 (Verfahren zur Lasermarkierung eines Polymermaterials) 18
19 Intrinsische Laserbeschriftung von Kunststoffen und Lacken* Nano-Metallschicht Org. oder anorg. Träger Lack / Kunststoff EP B1 * Patentanmeldung: EP B1 (Verfahren zur Lasermarkierung eines Polymermaterials) 19
20 Intrinsische Laserbeschriftung von Kunststoffen und Lacken* * Patentanmeldung: EP B1 (Verfahren zur Lasermarkierung eines Polymermaterials) 20
21 Intrinsische Laserbeschriftung von Automobilbeschichtungen* Klarlack WBL2 WBL1 KTL/Primer Blech/Kunststoff Klarlack WBL2 WBL1 KTL/Primer Blech/Kunststoff EP B1 * Patentanmeldung: EP B1 (Verfahren zur Lasermarkierung eines Polymermaterials) 21
22 Intrinsische Laserbeschriftung von Automobilbeschichtungen* Individualisierung der Automobillackierung 22
23 Laserbeschriftung von Kunststoffen und Lacken Entwicklungen und Trends bei der Laserbeschriftung Multifarbige Laserbeschriftungen 2+ Beschichtung von Kunststoffen mit lasersensitiven Lacken Ablative Laserbeschriftung von farbigen Beschichtungen ohne Opferschicht Intrinsische Laserbeschriftung (Farbe, 3D, Sicherheitsmerkmale) Funktionalisierung von Kunststoffen/Beschichtungen Oberflächendesign von Produkten 23
24 Laserbeschriftung von Kunststoffen und Lacken Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 24
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Daten und Fakten ALLROUNDER 15 T Tischdurchmesser: 15 mm Schließkraft: 16, 2, 25, 32 kn (nach EUROMAP): 17, 29, 4, 8, 13, 21 www.arburg.com 15 T Aufstellmaße bis 2 kn Vertikalversion 3615 1) 376 2) 415
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