Die Herausforderung
Bereitstellung der Laserquelle für ein neues Markierungssystem, das eine „hochwertige“ metallische Oberfläche auf Kunststoffgehäusen von Mobiltelefonen erzeugt
Die Anwendung
Präzisionsbearbeitung
Die Lösung
Der ti100p-CO₂-Laser mit einer Wellenlänge von 9,3 μm und einem breiten Frequenzbereich erzeugt sowohl eine polierte, chromähnliche Oberfläche als auch eine sanfte, gebürstete Metalloberfläche.
Ein führender Hersteller von Laserbeschriftungsmaschinen arbeitete mit den Anwendungsingenieuren von Novanta zusammen, um ein neues Laserbeschriftungssystem zu entwickeln, das eine „hochwertige“ Metallic-Oberfläche auf Kunststoffgehäusen für Mobiltelefone erzeugt. Diese Handygehäuse sind mit einer Glanzbeschichtung versehen, bei der es sich in der Regel um einen Polyurethan-Acryl-Hybrid wie Alberdingk UC 90 oder Primal HG 1000 handelt, der bei Einwirkung üblicher Laserwellenlängen schmilzt und sich verformt. Die Entwicklung einer Lösung könnte für Handyhersteller eine erhebliche Kostenersparnis bedeuten und gleichzeitig die Benutzerfreundlichkeit verbessern:
- Senkung der Materialkosten – Kunststoffe sind leichter zu beschaffen, und das Spritzgießen von Gehäusen ist weitaus kostengünstiger als das Stanzen und Schneiden
- Gewichtsreduzierung – erhebliche Einsparungen, die sich vom „Liegespiel“ in der Hand bis hin zu den Versandkosten vom Hersteller über den Händler bis zum Endverbraucher erstrecken
- Verbesserte Benutzerfreundlichkeit – eine strukturierte Oberfläche verbessert die Griffigkeit und verhindert ein Verrutschen
Um das hochwertige Erscheinungsbild einer Metallhülle für Mobiltelefone bei einer Kunststoffhülle nachzubilden, waren zwei unterschiedliche Oberflächenausführungen erforderlich: eine hochglanzpolierte, „chromähnliche“ Kante und eine gebürstete Satin-Oberfläche für die flachen Flächen. Die Handygehäuse aus Kunststoff waren mit einer Glanzbeschichtung versehen, und die Anwendungsingenieure von Novanta stellten fest, dass das Bearbeiten der Glanzbeschichtung, ohne den darunterliegenden Kunststoff zu beeinträchtigen, sowohl das metallische Erscheinungsbild der Markierung verstärkt als auch für eine bessere Haltbarkeit sorgt.
Die erste technische Herausforderung bestand darin, die richtige Laserwellenlänge zu finden. Mithilfe eines Spektrometers zur Messung der Transmissionsdaten stellten die Anwendungsingenieure von Synrad die Daten in einer Kurve dar, um die optimale Wellenlänge zu ermitteln.
Die Transmissionskurve zeigte, dass ein Laser mit 9,3 μm eine um 25 % geringere Transmission aufwies als die gängigeren 10,6-μm-Laser. Die geringere Transmissionsrate ermöglichte es dem Synrad-Laser von Novanta, die Glanzbeschichtung bei hoher Geschwindigkeit leicht zu markieren und dabei eine Beschädigung des darunterliegenden Grundkunststoffs zu vermeiden.
Die Ermittlung der Wellenlänge von 9,3 μm war entscheidend, doch die Tests endeten hier noch nicht, da Novanta mehrere Laser der Marke Synrad mit einer Wellenlänge von 9,3 μm anbietet, darunter auch Modelle mit geringer Leistung. Um einen höheren Produktionsdurchsatz zu erzielen, empfahlen die Anwendungsingenieure von Novanta den ti100p-Laser.
Die Leistung von 100 Watt in Kombination mit einer Wellenlänge von 9,3 μm sorgte für eine ordnungsgemäße Strukturierung und Politur der Glanzbeschichtung bei gleichzeitig maximaler Durchsatzgeschwindigkeit. Bei der Veredelung eines Kunststoff-Handyrahmens mit einer hochwertigen, metallähnlichen Oberfläche liefert der ti100p mit einer Wellenlänge von 9,3 μm und einem breiten Frequenzbereich sowohl eine polierte, chromähnliche Oberfläche als auch eine weiche, gebürstete Metalloberfläche.
