Laserschneiden, Lasergravieren und Lasermarkieren von Kunststoffen

Welches Ergebnis soll entstehen?

Beim Schneiden wird das Material entlang einer Kontur getrennt. Eine Gravur trägt Material an der Oberfläche ab. Bei einer geeigneten Mehrschichtplatte kann dadurch eine kontrastierende Schicht sichtbar werden. Beim Markieren steht eine lesbare Kennzeichnung im Vordergrund, etwa Text oder ein Code, nicht unbedingt eine bestimmte Tiefe.

Der erzielte Kontrast und die Oberflächenstruktur hängen vom Kunststoff und vom Verfahren ab. Legen Sie zur Vorbereitung Ihres Projekts mit NWS LASER vor einer Musterprüfung fest, welches Ergebnis bewertet werden soll: Geometrie, Schnittkante, Gravurtiefe oder Lesbarkeit.

PMMA, ABS und technische Kunststoffe reagieren unterschiedlich

CO₂-Laser werden zum Schneiden von Acrylglasplatten aus PMMA eingesetzt. Daraus folgt weder eine zulässige Dicke für jede Maschine noch eine identische Schnittkante bei jeder Rezeptur. Die genaue Plattenbezeichnung und die Ausstattung der Maschine müssen geprüft werden.

Bei ABS, Polycarbonat und Polyoxymethylen, kurz POM, lässt sich aus der Kunststofffamilie allein keine Eignung zum Laserschneiden ableiten. Ihre thermische Zersetzung kann gefährliche Emissionen verursachen. Die genaue Materialbezeichnung, die Risiken und das Verfahren müssen vor jeder Musterprüfung bewertet werden. Eine Freigabe zum Markieren darf nicht auf das Schneiden übertragen werden.

Die Laserquelle passend zur Kennzeichnung wählen

Bei der Gravur sind die abzutragende Schicht und der gewünschte Kontrast entscheidend. Für Laserbearbeitung entwickelte Mehrschichtkunststoffe sind anders zu beurteilen als ein Spritzgussteil mit unbekannter Zusammensetzung.

Die NWS-Darstellung zu Kunststoffen unterscheidet CO₂-Laser für Gravuren und Infrarot-Faserlaser für bestimmte Farbänderungen im Material. Diese Möglichkeiten müssen geprüft werden; die Quellen sind nicht beliebig austauschbar. Eine helle Markierung auf dunklem Kunststoff ist nicht garantiert. Auch eine bestimmte Pulsdauer allein gewährleistet weder hohen Kontrast noch den Schutz vor schädlicher Erwärmung.

Zusammensetzung klären und Ausschlüsse beachten

Fordern Sie beim Lieferanten die genaue Materialbezeichnung, bekannte Zusammensetzung sowie Angaben zu Additiven und Beschichtungen an. Ergänzen Sie das technische Datenblatt und, sofern vorhanden, das Sicherheitsdatenblatt. Letzteres ist allein keine Freigabe für Laserbearbeitung. Auch Schutzfolien und Klebeschichten müssen identifiziert werden.

Schließen Sie vorsorglich PVC, PTFE und halogenhaltige Materialien von Schneid- oder Gravurversuchen aus: Ihre thermische Zersetzung kann gefährliche, insbesondere korrosive Stoffe freisetzen. Bei PVB, Epoxid- oder Phenolharzen sowie flammhemmend ausgerüsteten Materialien sind alle geplanten Versuche auszusetzen, bis Zusammensetzung und Zersetzungsrisiken bewertet wurden. Manche Flammschutzmittel enthalten Brom. Unbekanntes Material ist kein geeignetes Muster für einen Erkundungsversuch. Ein gelungenes Ergebnis hebt einen Ausschluss des Geräteherstellers nicht auf. Legen Sie NWS LASER die Materialunterlagen zur Prüfung Ihres Projekts vor, ohne eine Lasereignung vorauszusetzen.

Absaugung und Brandschutz berücksichtigen

Die thermische Bearbeitung von Kunststoffen kann gefährliche gasförmige und partikelförmige Emissionen erzeugen. Die Erfassung an der Entstehungsstelle und die Behandlung der Emissionen müssen für Material und Arbeitsplatz bewertet werden, auch beim Öffnen der Einhausung nach der Bearbeitung. Ein Absauggerät macht einen ausgeschlossenen Kunststoff nicht geeignet.

Das französische Präventionsinstitut INRS nennt chemische Risiken bei der Lasernutzung und das häufig mit Klasse 4 verbundene Brandrisiko. Die Gefährdungsbeurteilung muss die Gerätedokumentation berücksichtigen. Halten Sie Schutzmaßnahmen, Strahlungsabschirmung sowie die für den Arbeitsplatz geltenden Vorgaben zur Überwachung und Brandverhütung ein. Bedienpersonal muss geschult sein. Sicherheitsverriegelungen dürfen niemals außer Kraft gesetzt werden.

Eine repräsentative Musterprüfung vorbereiten

Erst nach Materialidentifikation und Prüfung der Ausschlüsse sollte eine fachlich betreute Musterprüfung mit dem tatsächlich verwendeten Material erfolgen. Bewerten Sie Schnittkanten, Verformung, Tiefe und Kontrast. Bei Codes gehört die Lesbarkeit nach Ihren Anforderungen dazu. Dokumentieren Sie Materialbezeichnung und validierte Bedingungen. Eine geänderte Rezeptur erfordert eine erneute Prüfung.

Für eine Anfrage an NWS Laser stellen Sie Zeichnung, Dicke, genaue Materialbezeichnung, Unterlagen und gewünschtes Ergebnis zusammen. Sie erreichen NWS Laser unter info@nwslaser.fr oder +33 4 81 68 04 04.

Weiterführende Informationen

Quellen und Dokumentation

• NWS Laser — Kunststoffe — übernommene redaktionelle Archivquelle
• RÖHM — Bearbeitung von PLEXIGLAS, Abschnitt Laserschneiden, englisches Dokument
• INRS — Risiken und allgemeine Schutzmaßnahmen für Kunststoffe, französisches Dokument
• INRS — Additive, insbesondere Flammschutzmittel, französisches Dokument
• Munoz et al. — Emissionen beim CO₂-Laserschneiden von PMMA, englische Studie
• INRS — Optische Strahlung und Laser, französische Quelle