Laserzuschnitt von Blech mit Schutzfilm: 4 wichtige Punkte!

Der Schutz durch einen Schutzfilm ist nötig wenn Bleche als Dekorteile ohne Behandlung oder Lackierung verwendet werden. Das heißt hauptsächlich Werkstücke aus Edelstahl, Aluminium und Kupfer mit unterschiedlichen Endverarbeitungen: gebürstet, glänzend...

Die Herausforderung hierbei ist es, die Auswirkungen dieses Schutzes durch eine Beschichtung auf die Gesamtproduktivität zu begrenzen. Der Zuschnitt des Blechs und des Films mit dem Laser muss mit Hochgeschwindigkeit und in einem Zug geschehen.

Wenn der Zuschnitt auf zwei Mal geschieht, oder dieser eine Verringerung der Maschinengeschwindigkeit nötig macht, ist dies ein Zeichen für ein zu lösendes Problem. Im selben Zusammenhang darf der Schutzfilm während des Schneidvorgangs keine Blasen werfen und der Auswurf sollte leicht vonstatten gehen ohne Ablagerungen zu hinterlassen.

Anhand dieses Artikels, der mit der Unterstützung von zwei Hauptakteuren der Filmherstellung, Novacel und Polifilm, erarbeitet wurde, werden folgende Themenkomplexe angesprochen:

• Die Schwierigkeiten in Verbindung mit dem Laserzuschnitt von beschichteten Blechen, insbesondere Blasenbildung.
• Die Wichtigkeit der Phase der Schutzfilmentfernung.
• Wie wird der Schutzfilm gewählt und welche Anhaltspunkte gibt es für die Kontrolle durch den Maschinenbediener?
• Die Hinweise, die es erlauben eine Anomalie und zu untersuchende Punkte zu erkennen.
   

 

Es können sich Blasen unter dem Schutzfilm bilden, wenn beim Zuschnitt das Schneidgas zwischen Blech und Film gerät. Die Gefahren sind:

• dass eine große Blase am Laserkopf haftet und so zu unkontrollierten Bewegungen und damit zu großen Schäden führt.
• Dass es zu Schäden an Kopf und Linse kommt.

Wenn die Schnitte sehr nah beinander liegen, ist die Gefahr für Blasenbildung erhöht. Ein klassischer Fall wären kleine, sehr nah aneinander befindliche Löcher. Der Gasdruck konzentriert sich auf eine sehr beschränkte Fläche und Blasen treten auf. Auch im Fall von Löchern mit einem  geringeren Abstand als 5 mm, ist die Gefahr für Blasenbildung sehr hoch und, um diese Gefahr zu umgehen, ist eine Verdampfung nötig, d. h. der Schutzfilm muss vor dem Schneiden und insbesondere vor dem Bohren, verbrannt werden. Dieses „Vor-Bohren“, das auf den meisten Maschinen zur Verfügung steht, kann im gleichen Arbeitsschritt wie das Bohren durchgeführt werden, ohne dabei die Produktivität wesentlich einzuschränken.

Wenn der Abstand zwischen den Bohrungen größer ist, befinden sich die Löcher in einer Zone, in der der Schutzfilm intakt ist. Die Gefahr der Blasenbildung ist daher geringer.
 

Der Schutzfilm kann auch Schwierigkeiten bei seiner Entfernung verursachen, die zur Folge haben können:

• Es wird erheblich mehr Zeit für diesen Arbeitsgang benötigt und es kommt zu einem Produktivitätsverlust.
• Es können eine mechanische Deformierung der Produkte und / oder Ablagerungen entstehen wenn der Maschinenbediener den Schutzfilm abzieht.

Ein Vor-Schneiden des Films beim Laserschneiden ermöglicht die Vereinfachung dieses Arbeitsschritts und begrenzt die Einschränkungen auf dem Material, ohne jedoch dabei das Blech zu beschädigen, wie es beispielsweise mit einem Cutter der Fall wäre.
 

Der Schutzfilm für ein Blech wirkt sich auf den Produktionsvorgang aus. Die Verkäufer von Rohmaterial standardisieren die Beschichtungen jedoch und dies auf Kosten des Schneidens. Aber, wenn es die Produktionsvolumen erlauben oder wenn das Aufbringen des Schutzfilms intern durchgeführt wird, kann das Industrieunternehmen einen passenderen Film wählen.

A) In dieser Hinsicht sind mehrere Aspekte bei der Wahl des Schutzfilms zu beachten:

? Die Schnitttechnologie: Faserlaser- oder CO2-Laserquelle
Die Wellenlänge eines Faserlasers ist zehnmal niedriger als bei einem CO2-Laser und wird nicht vom Plastik absorbiert. Aus diesem Grund würde die Verwendung eines Schutzfilms für einen CO2-Laser zu überaus unschönen Schnitten führen, würde er mit einem Faserlaser verwendet. Es gibt spezifische Filme für das Schneiden mit Faserlasern, die Absorber enthalten.

? Das Material: Edelstahl, Aluminium, vorlackiert usw.

Edelstahl/Aluminium: Einige Materialien sind wärmeleitfähig betrifft, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer usw. In diesem Fall strahlt die Hitze beim Schneiden aus und kann den Schutzfilm zum Schmelzen bringen. Der Schutz des Blechs für diese Materialien muss also dieser Einschränkung angepasst werden, durch eine höhere Temperaturwiderstandskraft, als zum Beispiel ein Film für Edelstahl.

Vorlackierter Stahl: Das Schneiden von vorlackiertem Stahl kann problematisch werden, wenn der verwendete Lack nicht für eine gute Absorbierung des Laserstrahls entwickelt wurde. Auch wenn darauf ausgerichtete Filme existieren, muss auch der Lack passen, mit besonderen Zusatzstoffen.

Doppelseitig: Der doppelseitige Schutz kann zu kleinen Graten beim Schneiden führen, denn der Film auf der Tischseite hält Material zurück. Aus diesem Grund wird empfohlen besonders dünne Schutzfilme zu verwenden, denn hier sind Qualitätsprobleme vermindert, wenn nicht sogar vollkommen ausgeschaltet.

? Die Stärke des verwendeten Blechs
Je nach Stärke ist der Druck des Schneidgases unterschiedlich und benötigt daher nicht den selben Grad an Haftfähigkeit. Aus diesem Grund verursacht ein Film, der für Feinblech konzipiert wurde, große Blasenbildung wenn er auf einem besonders dicken Blech verwendet wird.

? Die Endverarbeitung des Materials: gebürstet, glänzend, Scotch-brite usw.
Die Haftfähigkeit hängt von der Oberfläche ab und die unterschiedlichen Filmprodukte werden jeder Oberfläche angepasst. Bei der Wahl des Schutzfilms ist es daher wichtig, die Endverarbeitung des Material zu berücksichtigen.


B) Kontrolle: wie kann sichergestellt werden, dass der Film passend und korrekt aufgebracht ist?

? Farbcodes und spezifische Beschriftungen erlauben es den Typus des Schutzfilms bei einer Sichtkontrolle durch den Maschinenbediener zu erkennen. Brice Lequette – Novacel erklärt: „Der Schutzfilm für einen CO2-Laser ist schwarz auf der Haftseite und weiß auf der Außenseite, während er bei einem Faserlaser auf der Haftseite schwarz ist und grau auf der Außenseite.“


? Ein gutes Aufbringen des Films ist nötig, u. a. indem ein Dehnen verhindert wird.  Plastik ist ein Material mit Formgedächtnis und erlangt seine ursprüngliche Größe wieder wenn es zuvor gedehnt wurde. Die Haftfähigkeit wird durch Dehnen gemindert und der Schutzfilm ist weniger resistent gegenüber dem Gasdruck und führt daher zu einer erhöhten Gefahr für Blasenbildung.

Ein schneller Test kann zur Überprüfung der Filmaufbringung durchgeführt werden:

• Entfernen Sie einen Schutzfilmstreifen vom Blech,
• Warten Sie eine Minute,
• Vergleichen Sie die Länge des entfernten Films mit der Länge der Stelle, auf der er geklebt war. Der Unterschied darf nicht mehr als 1% betragen.

Einige visuelle Hinweise können ebenfalls alarmieren, wie beispielsweise kleine Aufbringungsfehler: Blasenbildung, Ablösungstunnel usw.

? In den 48 Stunden nach dem Aufbringen des Films darf das Blech nicht geschnitten werden.
 

Einige visuelle Hinweise ermöglichen ein Problem hinsichtlich des Films aufzudecken oder Einstellungen der Maschine, die Auswirkungen auf die Qualität haben, zu erkennen:

• Blasenbildung des Films,
• Schwarze Ränder beim Schneiden oder Grate,
• Das Ablösen in Verbindung mit dem Schnitt muss reduziert sein, damit das Blech/ Werkstück bestmöglich geschützt bleibt,
• Ablagerungen wenn der Film abgelöst wird.

Kleinere „Nachforschungen“ mit veränderten Einstellungen der Maschine ermöglichen es, die Ursachen zu erkennen oder zumindest die Probleme in Verbindung mit der Maschine, der Laminierung des Films, dem Blech oder auch der Qualität des Schutzfilms zu identifizieren. Aus diesem Grund optimieren diese durchgeführten Änderungen Schritt für Schritt und unter der Kontrolle des Maschinenbedieners die Einstellungen und verhindern Blasenbildung:

• Bohrungszeit (nahe an 0 Sekunden).
• Düsendurchmesser (den Durchmesser erhöhen),
• Gasdruck (den Gasdruck verringern – minimum 5 bar)
• Bohrmodus (CW anstelle im gepulsten Modus)
• Verringerung der Leistung beim Bohren

Wenn alle Einstellungen überprüft wurden und die Fehler weiterhin auftreten, ist es möglich, dass sich die Ursache dafür in der Laminierung des Materials, der Wahl des Schutzfilms oder seiner richtigen Anwendung findet. In dieser Phase können die Schutzfilmhersteller Unterstützung bieten, um die Schwierigkeiten zu identifizieren und die passenden technischen Lösungen zu finden.


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