Farbige Markierungen mittels Transferfolie

POOL-INFO: LASER
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Kontrastreiche Kennzeichnung von Bauteilen mittels Laser
Farbige Markierungen
mittels Transferfolie
Das Beschriften von Bauteilen mittels
Lasertransferfolie ermöglicht kontrastreiche und farbige Kennzeichnungen
auf ebenen Oberflächen. Erste serienreife Anwendungen bei Kunststoffteilen soll es im Sommer geben.
“Gegenüber anderen
Laserverfahren zum
Beschriften von
Kunststoffoberflächen
kann man bei dieser
Technologie auf
spezielle Laseradditive
meistens verzichten”,
so Arne Koops, Produktmanagement und
-entwicklung bei Acos
Da der kontrastgebende Stoff mittels der
Lasertransferfolie auf die Oberfläche aufgebracht wird, verändern sich die generellen
Eigenschaften der Substrate nicht
Der Einsatz des Lasers in der Bearbeitung
von Kunststoffen ist aus der Praxis nicht
mehr wegzudenken, sei es als Schneidwerkzeug etwa zum Besäumen von KfzInnenverkleidungen oder zum Entgraten
von Bauteilen. Zunehmend kommt er
auch zum Schweißen von Kunststoffen
zum Einsatz, nicht nur in der Kfz-Branche, sondern auf allen Gebieten der
Kunststoffbearbeitung. Stand der Technik ist er schon seit längerem beim Beschriften und Markieren etwa von Massenartikeln mit Zahlen-, Buchstabenoder Barcodes. Genau hierfür gibt es
jetzt eine neue Entwicklung, die gemeinsam von Acos (ehemals tesa formtec),
dem Laserspezialisten Deura und Merck
vorangetrieben wird und als Ergänzung
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wie auch als Alternative zu bestehenden
Verfahren zu sehen ist. “Die Technologie
basiert auf dem sogenannten TherMarkVerfahren”, erläutert Dipl.-Ing. (FH) Stefan Grab von Deura. “Entwickelt wurde
das Verfahren bereits 1997 in den USA
zum kontrastreichen Kennzeichnen von
Glas, Keramik- und Metallen mit dem
Laser. Dementsprechend kommen erste
Anwendungen auch aus diesen Bereichen. ”Beispiele für Anwendungen in
der Serie sind das flexible Beschriften eines Keramiksockels von Glühbirnen (Trägerfolie) oder Teilen im Sanitärbereich
(Sprühverfahren). Vom Prinzip her wird
dabei ein Zusatzstoff (Pigmentmischung) flächig in Kontakt mit der
Oberfläche des zu beschriftenden Sub-
strates gebracht und die Kennzeichnung
mit dem Laser eingebrannt. Anschließend entfernt man die überschüssige
Farbe in einem Reinigungsprozess.
“Diese Technologie lässt sich nun auch
auf Kunststoffoberflächen anwenden”,
erläutert Stefan Grab. “Dazu muss die
Pigmentmischung auf den Kunststoff
abgestimmt werden.” Hier kommen
Acos als Spezialist für Beschichtungstechnologien und Hersteller von laserbeschriftbaren Foliensysteme sowie
Merck als Pigmenthersteller mit ins Spiel.
Gemeinsames Ziel: die farbige Beschriftung von Kunststoffen mit Transferfolie
und Nd:YAG-Laser. Transferfolie deswegen, um den Reinigungsprozess bei
Kunststoffoberflächen zu vermeiden.
PLASTVERARBEITER 54. Jahrg. (2003) Nr. 5
“Gegenüber anderen Laserverfahren zum Beschriften
von
Kunststoffoberflächen
kann man bei dieser Technologie auf spezielle Laseradditive meistens verzichten, die
dem Kunststoff beigemischt
werden müssen”, so Dipl.Ing. (FH) Arne Koops, Produktmanagement und -entwicklung bei Acos. Koops:
“Selbstverständlich sind die
Kennzeichnungen
witterungs- wie ölbeständig, auch
hohe Temperaturen machen
ihnen nicht den Garaus. So
halten sie Temperaturen über
1 000° C stand, bei Kunst-
te. Dementsprechend wird die
erste Serienanwendung auch
bei medizintechnischen Teilen
zu finden sein.”
Kennzeichnen ließen sich ferner hygroskopische oder
schwer zu reinigende Oberflächen, da der Reinigungsvorgang mit dem Abziehen der
Folie erreicht wird. Dementsprechend sehen Koops und
Grab in dem Verfahren auch
weniger eine Alternative zu
konventionellen
Techniken
wie dem Tintenstrahl oder
Tampondruck sondern eine
Ergänzung mit neuen Möglichkeiten, zumal mit der Tech-
stoffbeschriftungen wohl kein
Thema. ”Einziger Wermutstropfen: bei thermoplastischen Elastomeren und
Kautschuk funktioniert dieser
Prozess derzeit noch nicht.
Stefan Grab: “Manche Substrate sind schlichtweg mit
dem konventionellen Lasermarkierverfahren nicht direkt
beschriftbar oder es ist nur
einfarbig möglich. Da mittels
der Lasertransferfolie der kontrastgebende Stoff auf die
Oberfläche aufgebracht wird,
werden die generellen Eigenschaften der Substrate nicht
verändert. Auch ist es möglich, zum Beispiel durch geeignete Farben den gewünschten Kontrastgrad einzustellen.” “Positiv zudem”, ergänzt Arne Koops, “ist die
Biokompatibilität der Pigmen-
nologie auch mehrfarbige
Kennzeichnungen möglich
sind.
Manipulationen sofort
zu erkennen
“Wobei”, betont Arne Koops,
“Auflösung und Kontrast der
Schrift gegenüber Tampondruck deutlich besser sind und
auch jedes einzelne Bauteil
individuell
gekennzeichnet
werden kann”. Und im Vergleich zu Tintenstrahl sowie
Tampondruck sei die Haftung
auf dem Substrat erheblich
besser. Die Beständigkeit
gegenüber Abrieb entspricht
der des Substrates, das bedeutet, dass der Kunststoff
zerkratzt werden muss, um
die Kenneichung zu beschädigen. Koops: “Manipulatio-
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POOL-INFO: LASER
nen sind sofort zu erkennen.”
Teilemäßig gebe es keine Restriktionen, egal ob es sich um
technische Teile, Behälter,
Karten oder dergleichen handele. Nur müsse man eine einigermaßen ebene Oberfläche haben, um die Transferfolie aufbringen zu können.
Leichte Rauhigkeiten oder
auch gekrümmte Oberflächen würden keine Probleme
verursachen. Wobei man sich
derzeit auf technische Kennzeichnungen konzentriert,
“alles weitere kommt von allein”, so Stefan Grab.
Nachbehandlung, und zwar
durch Abwischen. Das soll in
der Serienanwendung jedoch nicht mehr notwendig
sein oder aber automatisiert
ablaufen. Die Transferfolie
selbst lässt sich vollautomatisch auf die zu beschriftenden Teile aufbringen, und
zwar von Rolle zu Rolle. Alternativ kann man auch halbautomatisch mit Stanzlingen
arbeiten.
Für Stefan Grab und Arne
Koops steckt in der Technologie sehr viel Potenzial, das
derzeit noch gar nicht so richtig zu überblicken sei. Des-
Acos
Die acos Advanced Converting Solutions GmbH (ehemals tesa
formtec) ist eine Tochtergesellschaft der tesa AG. Eine Kernkompetenz der Hamburger ist das Entwickeln, Herstellen und
Vertreiben von laserbeschreib- und laserschneidbaren Materialien. Darüber hinaus finden sich noch Präzisionsstanzteile, CardLabel und technische Etiketten im Produktprogramm. Abnehmer sind Automobilzulieferer, die Consumer-Elektronikindustrie, Smart-Card-Hersteller und die allgemeine Industrie. Bei
acos werden zur Zeit rund 80 Mitarbeiter beschäftigt, der Umsatz liegt bei etwa 17 Mio. Euro.
www.acos-online.de
Deura
Systemlösungen und Sondermaschinen zum Beschriften und
Kennzeichnen mit dem Laser entwickelt die Deura Laser GmbH
& Co. KG, Nürnberg. Angeboten werden das TherMark-Verfahren (Beschriftung durch Farbauftrag) und Direkt-Beschriftungen. Zum Einsatz kommen vor allen Nd:Yag-Laser im Bereich
von 5 W bis 1 kW und gelegentlich CO2-Laser. Die fünf Mitarbeiter von Deura entwickeln und konzipieren die Anlagen,
gebaut werden sie von externen Zulieferern.
www.deura.de
AlasKA e.V.
Die Beständigkeit der Beschriftung gegenüber Abrieb entspricht der
des Substrates, das bedeutet, dass der Kunststoff zerkratzt werden
muss, um die Kenneichung zu beschädigen. (Bilder: Acos)
Um eine Vorbehandlung des
Kunststoffes zu vermeiden,
arbeitet man bei Acos an
zwei unterschiedlichen Trägerfolien, einmal für polare,
einmal für unpolare Kunststoffe. Dazu sind grundsätzliche Probleme der Folienentwicklung wie zum Beispiel
Art und Dicke des Trägermaterials sowie Mischung von
Kleber und Pigment zu lösen.
Die Pigmentmischung an sich
ist seit geraumer Zeit unverändert. Zusätzlich ist die
Wechselwirkung zwischen
Laser, Folie und Kleber zu klären.
Erforderlich ist bei den Testmustern zudem eine kurze
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wegen lässt sich auch noch
nichts konkretes zu den Kosten sagen, hängen sie doch
vom jeweiligen Einzelfall ab.
Je nach Produkt und Anforderungen seien sie jedoch
wettbewerbsfähig,
davon
sind die beiden überzeugt.
Zumal die Technologie viel
mehr biete, als die bisher
gängigen Verfahren. Wer
mehr dazu wissen will, kann
auch die Messe Laser 2003
besuchen, die vom 23. bis
26. Juni 2003 in München
stattfindet (www.messe-mu
enchen.de). Acos und Deura
sind am Stand B2/245 zu
finden.
Zu der Arbeitsgemeinschaft für Laser und Kunststoff Anwendungen e.V., Aachen, gehören zwölf Unternehmen aus der
Kunststoffver- und –bearbeitung wie Rohstofflieferanten und
Kunststoffhersteller, Pigment- und Additivhersteller, Compound und Masterbatchproduzenten, Materialentwickler und
-berater, Spritzgießer, Laseranbieter, Komponentenlieferanten
und Anlagenbauer. Durch Informationsveranstaltungen,
Veröffentlichungen, Vortragsreihen und Messeauftritte will
ALasKA die Verbreitung der Lasertechnik in der kunststoffverarbeitenden Industrie forcieren. Mitglieder sind (in Klammer
Halle und Stand der Firmen auf der Laser 2003, die vom 23. bis
26. Juni in München stattfindet):
Acos Advanced Converting Solutions, Hamburg (B2/245)
Allod, Adelshofen
Deura Laser, Nürnberg (B2/245)
DSM Engineering Plastics, Geelen/Niederlande
Lisa laser products, Katlenburg-Lindau (C1/551)
Lifocolor Farben, Lichtenfels
Merck, Darmstadt (B2/267)
Prolas Produktionslaser, Würselen
Schuler Held, Heusenstamm
Stieler Kunststoff Service, Goslar
Thyssen Laser-Technik, Aachen
H.C. Müller Marketing und Vertrieb, Aachen
www.alaska-ev.de
Werner Götz
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