Der Eiffelturm gilt als Ikone moderner Ingenieurskunst. Wegen seiner besonderen Architektur eignet er sich außerdem gut, um die Möglichkeiten des Laserschneidens zu veranschaulichen.

Laserschneiden

Verfahren für die spanlose Fertigung

Schneiden

Lasertechnik

Polymethylmethacrylat

Kunststoff Werkstoffe

Thermoplaste

Wahrzeichen aus PMMA

Gummireste als Produktionsabfälle sind häufig nur für Sekundärprodukte wieder verwertbar. Zerkleinert zu Pulver oder Granulat, stecken sie in Spielplatzböden oder Fallschutzmatten. Das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik, kurz Umsicht, aus Oberhausen ist es nun gelungen, mit dem Zusatz von diesen Elastomerpulvern (»zerkleinerte Gummireste«) Werkstoffe zu modifizieren und so gewünschte Materialeigenschaften und Funktionen wie Härte, Elastizität oder Haptik einzustellen. Die entwickelten Kunststoff-Compounds heißen elastomerpulvermodifizierte Thermoplaste (EPMT). 

Thermoplaste mit Elastomerpulvern versetzt 

Kautschuk / Elastomere

Additive

Elastomerpulvermodifizierte Thermoplaste, kurz EPMT 

Ein sehr umfangreiches Sortiment an biobasierten Hochleistungsthermoplasten bietet die DuPont de Nemours (Deutschland) GmbH, Neu-Isenburg. Die Sorona EP Thermoplaste, die Hytrel RS thermoplastischen Elastomere und die Zytel RS Polyamide basieren zu mindestens 30 % auf erneuerbaren Rohstoffen. Diese Produkte bieten die gleichen oder gar besseren Eigenschaften als die vollständig auf Erdöl basierenden Werkstoffe. Mit der Ausweitung des Portfolios biobasierter Werkstoffe vermindert man die Abhängigkeit vom Erdöl und die Produktion von Treibhausgasen. 

Nachhaltigkeit durch biobasierte Kunststoffe und Gewichtseinsparungen 

Polyamide

Biokunststoffe

Sorona EP, Hytrel RS und Zytel RS 

Der neue Herrenduft L’Homme Libre von Yves Saint Laurent Beauté stellt den Freiheitsdrang seiner Zielgruppe in den Mittelpunkt. Die Freiheit der Gestaltung ist eine Kerntugend des Verpackungskunststoffs Surlyn, einem Ionomer auf Basis von Ethylen-Methacrylsäure Copolymeren, der DuPont de Nemours (Deutschland) GmbH, Neu-Isenburg. Daraus ist die charakteristische Verschlusskappe spritzgegossen, die das sechseckige Design der Düfte L’Homme und La Nuit de l’Homme weiterführt. 

Die Verkörperung der Freiheit 

Verschlusskappe für Herrenduft 

Um dem wachsenden Trend hin zu ambulanten Einrichtungen und zur Heimpflege gerecht zu werden, werden kleinere, leichtere und attraktivere medizinische Geräte entwickelt. Gleichzeitig sind die Anforderungen der Kunden nach bedienungsfreundlichen Geräten zu erfüllen. Durch sein geringes Gewicht und seine Robustheit kombiniert mit einer enormen Flexibilität in Design und Herstellung eignet sich der Werkstoff Kunststoff ideal für die Herstellung von tragbaren medizinischen Geräten. 

Medizintechnik

Design: Tragbare medizinische Geräte 

Die für Geotechnik eingesetzten Materialien müssen den Anforderungen an Verwendbarkeit, Beständigkeit und Nutzungsdauer in der Umwelt entsprechen. Für dieses Einsatzgebiet haben sich Standardkunststoffe wie PP, PE, PET und PVC bewährt. Bei der Entwicklung neuer Werkstoffe ist noch kein Ende in Sicht. 

Messtechnik

Geotechnik: Boden und Umwelt schützen 

Geschäumte Werkstoffe spielen heutzutage eine zentrale Rolle in Produkten des täglichen Lebens. Mit innovativen Hybridschaum-Lösungen eröffnen sich Möglichkeiten, die Einsatzgebiete dieser Materialklasse deutlich zu erweitern. 

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Aluminiumlegierungen

Keramik

Schäumen / Reaktive Verarbeitung

Neue Anwendungen: Multifunktionale Hybridschäume 

Beim Spritzgießen kurzfaserverstärkter Thermoplaste lässt sich die Entstehung von Bindenähten oft nicht vermeiden. Die spezifischen mechanischen und richtungsabhängigen Eigenschaften dieser Bindenähte müssen innerhalb der Struktursimulation berücksichtigt werden. 

Analysetools, FEM

Spritzgießsimulation

Glasfasern / -matten

Spritzgießen

Integrative Simulation: Bindenähte in kurzfaserverstärkten Bauteilen simulieren 

Plagiate und Imitate sind ein Problem für jeden Industriezweig. Für Produkte aus thermoplastischen Kunststoffen hat die Gabriel-Chemie Group, Gumpoldskirchen/Österreich, nun ein Additiv-Masterbatch entwickelt, das den Ursprung von Produkten exakt und nicht kopierbar nachweisen kann. Das Produkt mit dem Namen Maxithen ProTec4 verleiht den Produkten einen unverwechselbaren Code, der mit der mitgelieferten Messtechnik einen eindeutigen Nachweis der Herkunft erlaubt. 

Additiv verleiht Thermoplasten einen unverwechselbaren Code 

Maxithen ProTec4 

Brennstoffzellen wandeln chemische in elektrische Energie um. Sie kommen bei niedrigen (NT) oder mittleren (MT) Temperaturen in Fahrzeugen oder Heizanlagen von Häusern zum Einsatz. Für die stromerzeugenden Brennstoffzellenstacks wurden verschiedene Membranmaterialien entwickelt. Als Qualitätskriterien galten eine besonders hohe chemische Stabilität und Umweltverträglichkeit. 

Chemisch stabile und umweltverträgliche Membranmaterialien 

Folien

Brennstoffzellen im Fokus 

Das Elektroauto BMW i3 eröffnet maßgeschneiderten Kunststoffen im Automobilbau vielfältige Anwendungsmöglichkeiten und Perspektiven. Sie tragen mit dazu bei, das angestrebte ganzheitliche Nachhaltigkeitskonzept zu realisieren. In diesem Sinne kommt auch bei der Herstellung der Außenhautkomponenten ein neuartiges energiesparendes Produktionssystem kombiniert mit innovativen Lösungen zum Einsatz. 

Karosseriekomponenten des BMW i3 mit maßgeschneiderten Kunststoffen 

Innovativ und umweltfreundlich 

Anhand von Forschungsergebnissen aus dem Sonderforschungsbereich Transregio 30 wird dargestellt, wie Verbunde aus eigenverstärkten teilkristallinen oder hochgereckten amorphen Folien und Gewebe für Leichtbauanwendungen hergestellt und welche Eigenschaften erreicht werden können. Eine lokal differenzielle, thermo-mechanische Prozessführung ist sehr effizient variierbar, und somit lassen sich gradierte Eigenschaften im Sinne einer Funktionalisierung einstellen. 

Wie aus verstärkten teilkristallinen oder amorphen Folien und Geweben Verbunde für Leichtbauanwendungen hergestellt werden 

Hochleistungskunststoffe

Fasern

Eigenverstärkte Thermoplastverbunde 

Die Simona AG hat eine Vereinbarung zum Kauf der Geschäftsaktivitäten des US-amerikanischen Unternehmens Boltaron Performance Products, LCC unterzeichnet.  

Zweite Akquisition im Nordamerikanischen Markt 

Extrusion

Kunststoffe

Simona beabsichtigt Kauf von Boltaron 

Aliphatische Polyketone sind teilkristalline technische Thermoplaste mit einer Vielfalt von Eigenschaften. Für diese außergewöhnliche Kunststoffgruppe wurden bereits in den 90er-Jahren zahlreiche Anwendungen gefunden. Dann gerieten sie aus dem Blickfeld des Interesses. Mit ihrer Wiederentdeckung erleben sie nun die Fortsetzung ihrer Erfolgsstory. 

Teilkristalline technische Thermoplaste mit außergewöhnlicher Kombination von Eigenschaften 

Maßgeschneidert, stabil, umweltfreundlich 

Das Institut für Verbundwerkstoffe GmbH (IVW), Kaiserslautern, hat zusammen mit der Stadco Saarlouis Ltd. & Co. KG, Saarlouis, Crashabsorber aus glasfaserverstärkten thermoplastischen Faser Kunststoff-Verbunden (FKV) entwickelt. Die sogenannten Crash-Muffins können laut den Unternehmen wirtschaftlich hergestellt werden, haben eine hohe Offaxis-Stabilität, passen sich an das Lastniveu an und können in bestehende Crashstrukturen integriert werden. Das wird durch einen Aufbau erreicht, der in Anlehnung an die Faltung von Papier zu Muffinformen eine nahezu drapierfreie Umformung ergibt. 

Crash-Muffin aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) 

Testanlagen Crash, EMV, Klima

Thermoplastischer offaxisstabiler Crashabsorber 

Acrylglas mit Laser schneiden und gravieren

Mit Laserschneidsystemen von Eurolaser lässt sich PMMA berührungslos schneiden – ohne Nachbearbeitung.

Das Schneiden von Acrylglas ist eine Kunst für sich. Nicht nur Sauberkeit am Bearbeitungsplatz und eine eventuelle Nachbearbeitung der Schnittkanten machen den Werkstoff zu einem anspruchsvollen Material. Hinzukommt, dass es Acrylglas in zwei für das Laserschneiden relevanten, unterschiedlichen Varianten gibt: extrudiert und gegossen. Die rein mechanische Bearbeitung kommt hier oft an ihre Grenzen, beispielsweise wegen Vibrationen oder unsauberer Schnittkanten.

Eurolaser aus Lüneburg empfiehlt daher allen Verarbeitern des thermoplastischen Kunststoffs das Schneiden mit Laser. Die Vorteile der Laserbearbeitung sind: klare, glatte Schnittkanten ohne Nachbearbeitung, kein Bruch, wenig Verschnitt, kein Schmutz und daher auch kein anschließender Reinigungsaufwand.

Acrylglas, Polymethylmethacrylat (PMMA), ist ein synthetischer, meist transparenter thermoplastischer Kunststoff. Aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften ist PMMA ideal für das Schneiden und Gravieren mit Lasern geeignet. Anwendungsgebiete finden sich vornehmlich in der Werbeindustrie. Aber auch für Beschilderungen und Labels kommen die CO2-Lasermaschinen von Eurolaser zum Einsatz. Die Laserschneider bearbeiten klares, gefärbtes, strukturiertes, silikatbeschichtetes und sogar verspiegeltes Acrylglas. Eurolaser Systeme schneiden und gravieren darüber hinaus sowohl extrudiertes als auch gegossenes PMMA. Bei gegossenem PMMA erzeugt der Laser optimale Schnittkanten und besonders gut sichtbare und kontrastreiche Gravuren durch einen signifikanten Farbumschlag in den gravierten Bereichen.

Die Herausforderung, besonders bei durchgefärbtem weißen Acrylglas, ist das saubere Schneiden, ohne Schmauchspuren an den Kanten. Eurolaser bietet seinen Kunden daher eine Vielzahl an Parametereinstellungen, damit die Schnittkanten nicht im Nachgang weiterbearbeitet werden müssen. Die feine Justierbarkeit der Parameter für die Maschinensteuerung gilt als Alleinstellungsmerkmal von Eurolaser. Die Variationsmöglichkeiten gehen von verschiedenen Fokuslinsen über Anpassung der Laserfrequenz und der für den Acrylschnitt benötigten Überschussleistung bis hin zu Anpassungen der Minimalleistung. Zudem lassen sich mithilfe der Steuerungssoftware von Eurolaser für besonders glatte und schmauchfreie Kanten sogenannte Lead-Ins, auch Anfahrfahnen, programmieren. Damit sorgt der Anwender dafür, dass der Laser beim Start- und Endpunkt kein sichtbares Einstichloch erzeugt, das die Qualität des Materials senken würde. Nicht zuletzt hat die Software, die Eurolaser selbstverständlich immer mitliefert, einen besonderen Acrylmodus, mit dem sich genau diese Parameter einrichten lassen.

Gegossenes oder extrudiertes PMMA: Eurolaser schneidet beides

Thomas Armbruster, Marketingmanager bei Eurolaser: „Grundsätzlich können wir sowohl gegossenes als auch extrudiertes PMMA hervorragend schneiden oder gravieren. Zu beachten ist allerdings, dass sich die beiden Varianten teils sehr unterschiedlich verhalten. Daher sind grundlegende Kenntnisse über die Unterschiede recht nützlich, besonders wenn es darum geht, das passende Acryl-Material für die spezifische Anwendung zu wählen.“

Acrylglas wird in zwei unterschiedlichen Verfahren hergestellt, wobei die Herstellungsart unterschiedliche Materialeigenschaften erzeugt. Für gegossenes Acryl lassen die Hersteller das PMMA als flüssige Masse zwischen zwei Glasplatten laufen. Es resultiert ein sehr homogenes, spannungsfreies Material mit konstanten mechanischen Eigenschaften. Die andere Materialvariante des PMMA wird durch Extrusion hergestellt. Dabei wird die Acrylmasse durch eine Düse gepresst. Die Düsenöffnung entscheidet über die gewünschte Dicke des Werkstoffs nach dem Erstarren. Thomas Armbruster: „Extrudiertes Acryl ist generell günstiger als sein gegossenes Pendant, was es besonders für große Losgrößen und die Serienfertigung attraktiv macht.“

Acrylglasschneiden mit Laser: „Eigentlich nur Vorteile“

„Unsere Lasersysteme zum Schneiden und Gravieren von PMMA sind gleichermaßen für den handwerklichen und den industriellen Einsatz konzipiert“, sagt Armbruster. „Mit unterschiedlichen Bearbeitungsflächen passend zur Anwendung beziehungsweise Standardplattengrößen. Wir haben ganz spezielle Tischunterlagen für den optimalen Acrylzuschnitt ohne Reflexionen.“ Die Lasermaschinen zeichnen sich zudem durch eine sehr hohe Präzision aus, die mit mechanischer Bearbeitung kaum zu realisieren wäre. Denn durch das berührungslose Schneiden und Gravieren muss das Acrylglas nicht auf dem Werktisch fixiert werden. Und um noch vorsichtiger mit dem Acryl umzugehen, ist sogar eine Bearbeitung mit Schutzfolie möglich. Der Laser schneidet diese einfach mit.

„Die Qualität der Schnittkanten ist unübertroffen. Und das ohne den weiteren Veredlungsschritt des Flammpolierens, der beispielsweise beim Sägen notwendig wird. Zudem findet bei unseren Lasern praktisch keine Werkzeugabnutzung statt, so ist eine konstant hohe Schnittqualität über den gesamten Lifecycle unserer Maschinen gewährleistet.“ Als finale Features der Laserschneidsysteme zählt Armbruster noch „das praktisch radiusfreie Schneiden von Innenkonturen bei allen Materialstärken, die automatische Positionserkennung bei schon bedrucktem Acrylglas per Kamera und das problemlose Absaugen und Filtern von PMMA-Dämpfen“ auf. „Letztlich hat das Laserschneiden eigentlich nur Vorteile gegenüber herkömmlichen Bearbeitungsverfahren“, fasst Armbruster zusammen.

Eurolaser GmbH  

https://www.eurolaser.com

Anlagen von Eurolaser schneiden Acrylglas sicher, sauber, filigran und effizient, verspricht der Hersteller

2021-05-27 Eurolaser

Die Qualität der Schnitte ist laut Hersteller so gut, dass der Veredlungsschritt des Flammpolierens, der beispielsweise beim Sägen notwendig wird, entfallen kann.

Laserschneidsysteme von Eurolaser ermöglichen berührungsloses Schneiden von Acrylglas (PMMA) ohne Nachbearbeitung.

Eurolaser XL-3200: Maschinengröße und Bearbeitungsflächen sind passend zur den gängigen Plattengrößen gewählt. Ausgeführt werden können verschiedene Laserleistungen für unterschiedliche Anwendungen.

Eurolaser M-800 Shuttle: Die Shuttletisch Option ermöglicht Be- und Entladen des Tisches während der Laserbearbeitung und leistet eine Effektivitätssteigerung von bis zu 75% bei der Nutzung eines Lasersystems, so der Hersteller.

Die Herausforderung, besonders bei durchgefärbtem Acrylglas, ist das saubere Schneiden, ohne Schmauchspuren an den Kanten.

3D-Rastergravuren sind mit Eurolaser Systemen ebenfalls möglich.

Die Eurolaser-Anlagen schneiden Acrylglas sicher, sauber, filigran und effizient.

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