Lasertexturierung und Beschichtung

Verschleissbeständige Funktionsstrukturen durch Kombination von Lasertexturierung und PVD-Beschichtung

Die Lasertexturierung ermöglicht in Verbindung mit einer optimal angepassten Werkzeugwandtemperatur die Realisierung innovativer Design- und Funktionsmerkmale in der Kunststoffoberfläche. Durch die Nutzung von Femto-Lasertechnologie mit konturnaher Temperierung der Werkzeugeinsätze kann aufgrund der gleichmäßigen Temperaturverteilung eine robuste und reproduzierbare Abformung selbst von Mikrostrukturen erreicht werden.

Dieser Ansatz ermöglicht das Aufbringen funktionaler Texturen wie die Soft-Touch-Struktur auch über große Oberflächenbereiche (wie in den Bildern gezeigt). Hierdurch wird die Haptik, die Ergonomie und das Gesamterscheinungsbild der Kunststoffformteile erheblich verbessert.

PVD Beschichtung für Verschleissbeständige Texturen

PVD-Beschichtungen werden in einer Hochvakuumumgebung aufgebracht, indem Metall verdampft und gleichzeitig ein reaktives Gas eingeleitet wird. Bei der voestalpine eifeler Coating können Schichten mit einer Dicke von 2 bis 8 µm bei unterschiedlichen Temperaturen, beginnend bei 200 °C, abgeschieden werden. Durch die Kombination von Lasertexturierung und PVD-Beschichtung in einem abgestimmten Engineering-Prozess kann die Verschleißfestigkeit selbst feinster Strukturen und Texturen sichergestellt werden, ohne die Präzision deren Abbildung zu beeinträchtigen. Im KAFFEEBECHER-WERKZEUG wurde die PVD-Beschichtung zum Schutz der hochglänzenden Oberflächen und der feinen Soft-Touch-Strukturen, des Digimarc-Codes und der Hologramme eingesetzt.

Um die empfindlichen Mikrostrukturen auf den Oberflächen des DECKEL-WERKZEUGs vor Verschleiß zu schützen, wurde die eifeler CHROME-X® Beschichtung genutzt. Im Gegensatz zu herkömmlichen PVD-Beschichtungen, die im Kunststoffspritzguss verwendet werden, erhält CHROME-X den Glanzgrad der Werkzeugoberfläche effektiv aufrecht. Seine Glanzerhaltungseigenschaften ermöglichen eine hervorragende Nachbildung der Werkzeugoberfläche, selbst bei komplexen und fein detaillierten Strukturen.

Im Vergleich zu lichtbogenverdampften PVD-Beschichtungen bietet CHROME-X®, das mittels Magnetronsputtern aufgebracht wird, mehrere technologische Vorteile. Es wird bei niedrigen Temperaturen ( 250°C) abgeschieden und erfordert dank seines dichten, Droplet-freien Wachstums keine Nachbehandlung. Daraus resultiert eine harte, glatte Schicht mit geringer Rauheit, was beim Kunststoffspritzguss zu erheblichen Vorteilen führt, wie minimierte Materialanhaftung und verbesserte Entformungsleistung. Darüber hinaus ist CHROME-X als lebensmittelechte Beschichtung zertifiziert.

Neue Funktionen durch Mikrostrukturen

Die Lasertexturierung ermöglicht in Verbindung mit einer optimal angepassten Werkzeugwandtemperatur die Realisierung innovativer Design- und Funktionsmerkmale in der Kunststoffoberfläche. Durch die Nutzung von Femto-Lasertechnologie mit konturnaher Temperierung der Werkzeugeinsätze kann aufgrund der gleichmäßigen Temperaturverteilung eine robuste und reproduzierbare Abformung selbst von Mikrostrukturen erreicht werden. Darüber hinaus schützt der auf die Textur abgestimmte PVD-Beschichtungsprozess die feinen Strukturen vor abrasivem Verschleiß und gewährleistet so eine hohe Lebensdauer der Werkzeuge, ohne die Funktionalität bzw. Abformgenauigkeit zu beeinträchtigen.

Dieser Ansatz ermöglicht das Aufbringen funktionaler Texturen wie die Soft-Touch-Struktur auch über große Oberflächenbereiche (wie in den Bildern gezeigt). Hierdurch wird die Haptik, die Ergonomie und das Gesamterscheinungsbild der Kunststoffformteile erheblich verbessert.