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Thermoformung: das Patent von ML Engraving

Mit Hilfe des D.R.E.® - Design Rendering Engineering - erarbeitet ML Engraving die besten Lösungen für das Gravieren von Texturen auf Werkzeugen mit Laser. Der unvergleichliche „Griff“, der auf dem Werkstoff erzeugt wird, egal ob Kunststoff, Gummi oder Silikon, entsteht durch genaue Auswahl des angewendeten Prägeverfahrens. Dieser Faktor muss bei der Auswahl der Endbearbeitung auf jeden Fall berücksichtigt werden.


 

Aufgrund spezifischer Anforderungen wichtiger Kunden, zum größten Teil aus dem Automobilbereich, hat ML Engraving eine Methode zur Lasergravur für Texturen entwickelt, die ad hoch an Werkzeugen für Warmumformung vorgenommen werden.

Ausführliche Untersuchungen dieser besonderen Art der Stanz- und Pressverfahren und zahlreiche Tests in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung haben dieses Air-Off Patent hervorgebracht: ein Verfahren zur Herstellung von 3D-Texturen auf Werkzeugen für Thermoformung, sodass zum ersten Mal das Lasergravieren von extrem komplexen 2D- und 3D-Texturen auf Werkzeugen zur Thermoformung von Kunststoffen möglich ist.

Dank des neuen Patents ist ML Engraving nun in der Lage, Texturen direkt auf Werkzeuge jeglicher Größe und Geometrie aufzubringen, Werkzeuge wie sie im Automobilbereich eingesetzt werden. Die Ergebnisse im Stanz- und Pressverfahren sind herausragend. Die Tests zur Validierung des Patents sind mit einer besonders komplexen Textur durchgeführt werden, einem dichten Muster aus Pyramiden.


Das Problem der Luftabsaugung bei Thermoformung

Thermoformung wird zur Bearbeitung von Kunststoffen eingesetzt. Dieses Verfahren ermöglicht die Bearbeitung von vorgewärmten Kunststofffolien, die an die Wände des Werkzeugs durch Erzeugung eines Vakuums mittels Luftabsaugung angebracht werden.

Das Hauptproblem dieses Systems liegt in der richtigen Absaugung der Luft bei der Erzeugung des Vakuums. Sehr häufig, insbesondere bei komplizierten Texturen bleiben ein paar Luftblasen innerhalb des Werkzeugs, sodass die Kunststofffolie nicht vollständig am Werkzeug anliegt.

Die Verfahren, die eingesetzt worden sind, um eine vollständige Absaugung der Luft zu gewährleisten, sind besonders teuer und nicht effizient.
 
  1. Um die Textur vollständig auf das Werkzeug aufzubringen, wird meistens ein System eingesetzt, bei dem die Kunststofffolie durch Prägedruck vorbehandelt wird. Durch diese Bearbeitung braucht man nicht das Werkzeug zu bearbeiten und verhindert somit, dass beim Thermoformen Luft im Werkzeug bleibt. Hauptproblem: dieses zweistufige Verfahren birgt die Gefahr einer Verformung der Textur. Der Prägedruck der Kunststofffolie erfolgt auf einer flachen Oberfläche, die Werkzeuge, auf die diese aufgebracht wird, haben aber häufig komplexe Formen. Aufgrund dieses Problems sind der Auswahl an Oberflächenbearbeitungen zahlreiche Grenzen gesetzt.
  2. Die zweite Methode wird nach einem bestimmten Werkstoff benannt, aus dem das Werkzeug besteht, sprich poröser Nickel. Dieser Werkstoff ermöglicht von sich aus das Abtransportieren der Luft. Hauptproblem: Die Herstellung eines Werkzeugs aus porösem Nickel ist sehr teuer und bedeutet extrem lange Bearbeitungszeiten.
  3. Es wurde noch eine dritte Lösung angedacht, und zwar die Schaffung von Austrittslöchern für die Luft innerhalb des Werkzeugs aus Stahl, sodass die Luft im gesamten Werkzeug austreten kann. Hauptproblem: Diese Lösung ist sehr aufwendig, sowohl zeitlich als finanziell, aufgrund der kapillaren Bohrungen, die in einem Stahlwerkzeug vorgenommen werden müssen. Aus diesem Grund wurde dieses Verfahren nie wirklich ausprobiert.

Die Vorteile des Patents von ML Engraving

ML Engraving hat eine Lösung entwickelt, die die zuvor beschriebenen Methoden durch einen „beweglicheren“ Eingriff auf die Textur, die per Laser in das Werkzeug graviert wird, ersetzen kann.
Der Abtransport der Luft wird durch ein System von Mikrokanälen ermöglicht, die eine Art von Netz auf dem Werkzeug bilden und somit die Luft entweichen lassen. Diese komplexe Struktur an Fluchtlinien ist mit den Absaugungen am Rand des Werkzeugs verbunden.
Durch die Eigenschaften der Lasermikrogravur weisen die Texturen von ML Engraving die Besonderheit auf, dass die Luft auch aus den tiefsten Furchen entweichen kann und somit jede Art von Muster erzeugt werden kann.

Dieses System bietet bemerkenswerte Vorteile:
 
  • Einsatz von Werkzeugen aus Aluminium oder Stahl zur Thermoformung, ohne dass besonders teuere Werkstoffe wie poröser Nickel für die Werkzeuge eingesetzt werden müssen;
  • Vermeidung von Verzug und Verformungen durch das doppelte System der Vorbehandlung durch Prägedruck bei den Kunststofffolien und nachfolgende Warmumwandlung;
  • Dank des Verfahrens D.R.E.® - Design Rendering Engineering können alle Texturen erzeugt werden;
  • Verringerung der Bearbeitungszeiten, da die digitale Datei zeitgleich mit dem Bau des Werkzeugs aus Stahl oder - Aluminium erfolgen kann;
  • Gravieren von 3D-Texturen.


Diese Lösung ist aufgrund des Verfahrens D.R.E.® - Design Rendering Engineering – möglich, ohne das es nicht möglich ist, die kleinen Abflusskanäle auf dem File Texture zu erzeugen.
Lasergravur ist darüber hinaus die einzige Technik, mit der Kanäle hergestellt werden können, die klein genug sind, um die Endbearbeitung nicht zu beeinträchtigen.

Auch hier beweist ML Engraving die Vorteile des Produktionssystems und geht einen bedeutenden Schritt in Richtung technischer Innovation auf dem Weg zu neuen Anwendungen der Lasertechnik.

ML Engraving – Laser or Nothing!



11/07/2011
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