Inhalt

Titelei

Impressum

Inhalt

Vorwort zur 2. Auflage

Vorwort zur 1. Auflage

Die Autoren

Kurzzeichen von Kunststoffen

1 Einleitung und Einführung in die Oberflächentechnik

2 Reinigung und Aktivierung

2.1 Einleitung

2.2 Grundlagen zu Benetzung und Oberflächenenergie

2.3 Reinigungsverfahren

2.3.1 Manuelle Reinigung

2.3.2 Mechanische Reinigung

2.3.3 Schwertbürstenreinigung

2.3.4 Ionisation

2.3.5 Trockeneisreinigung

2.3.6 Laserreinigung

2.3.7 Nasschemische Reinigung

2.4 Aktivierungsverfahren

2.4.1 Beflammung

2.4.2 Corona-Behandlung

2.4.3 VUV-Vorbehandlung

2.4.4 Plasmatechnologie

2.4.5 Fluorierung

2.5 Schlussbetrachtung

3 Beschichtungstechnik

3.1 Einleitung

3.2 Galvanisieren von Kunststoffen

3.2.1 Verfahrensschritte

3.2.2 Spezielle Aspekte

3.2.3 Prüftechnik

3.2.4 Verarbeitbare Kunststoffe

3.2.5 Anwendungsgebiete und Praxisbeispiele

3.3 Physikalische Dampfphasenabscheidung (Physical-Vapor-Deposition)

3.3.1 Verhalten der Kunststoffe im Vakuum

3.3.2 Reinigung und Vorbehandlung

3.3.3 Thermisches Verdampfen

3.3.4 Elektronenstrahlverdampfen

3.3.5 Hochleistungs-Kathodenzerstäuben

3.3.6 Anlagentechnik und Bauteilbestückung

3.3.7 Anwendungsbeispiele

3.4 Thermisches Spritzen

3.4.1 Flamecon-Verfahren

3.5 Lackiertechnik

3.5.1 Lacksysteme

3.5.2 Applikationstechnik

3.5.3 Anwendungen

3.5.4 Gründe für die Lackierung von Kunststoffen

3.5.5 Lackeigenschaften

3.5.6 Lackentwicklung

3.5.7 Spezifikationen, Fehlersuche, Fehleranalyse und Fehlerbilder

4 Drucktechnik

4.1 Einleitung

4.2 Siebdruck

4.2.1 Verfahren

4.2.2 Siebdruckform

4.2.3 Druckvorgang

4.2.4 Trocknung

4.2.5 Ausblick

4.3 Flexodruck

4.3.1 Bauweisen von Flexodruckmaschinen

4.3.2 Aufbau und Herstellung von Flexodruckformen

4.3.3 Druckbildlängenänderung und die erforderliche Verkürzung

4.3.4 Handling und Vorbereitung für die Montage und den Druck

4.3.5 Besonderheiten beim Rüsten der Druckmaschine

4.3.6 Einsatz von Flexodruckmaschinen in der Druckindustrie

4.4 Offsetdruck

4.4.1 Offsetdruckform und Herstellungsprozess

4.4.2 Maschinenbauweisen

4.4.3 Anwendung des Offsetdrucks

4.5 Tiefdruck

4.5.1 Einsatzgebiete

4.5.2 Aufbau der Tiefdruckform

4.5.3 Herstellung der Tiefdruckform

4.5.4 Tiefdruckfarbe

4.5.5 Tiefdruckmaschinen

4.6 Digitaldruck

4.6.1 Kategorien des Digitaldrucks

4.6.2 Einsatzgebiete

4.6.3 Datenaufbereitung für den Digitaldruck

4.6.4 Elektrofotografie

4.6.5 Magnetografie

4.6.6 Thermografie

4.6.7 InkJet

4.7 Tampondruck

4.7.1 Druckform

4.7.2 Rasterung im Tampondruck

4.7.3 Stanzung und Lochung

4.7.4 Klischeetiefe

4.7.5 Tampon

4.7.6 Druckvorgang

4.7.7 Druckfarben

4.7.8 Maschinentechnik

4.7.9 Rotationsdruck

4.8 Vergleich der Druckverfahren und deren Bewertung

4.8.1 Offsetdruck

4.8.2 Flexodruck

4.8.3 Tiefdruck

4.8.4 Tampondruck

4.8.5 Siebdruck

4.8.6 Non-Impact-Printing

4.8.7 Zusammenfassung

5 Laserstrahlbeschriftung

5.1 Einführung

5.2 Warum Laserbeschriftung?

5.3 Lasertypen für das Beschriften

5.3.1 Sealed-off CO2-Laser

5.3.2 Excimerlaser

5.3.3 Diodengepumpte Q-switch Festkörperlaser

5.3.4 Faserlaser

5.3.5 Diodenlaser

5.4 Laserbeschriftungstechniken

5.4.1 Prinzip der Vektorbeschriftung

5.4.2 Prinzip des Maskenprojektionsverfahrens

5.4.3 Prinzip des Rasterverfahrens

5.4.4 Verfahren im Vergleich

5.5 Strahlqualität

5.6 Effekte bei der Laserbeschriftung

5.6.1 Kunststoffe

5.6.2 Metalle

5.6.3 Tiefengravur

5.7 Rückverfolgbarkeit in der Industrie

5.7.1 Codierungen (DataMatrix-Code, Barcode)

5.7.2 Aufbau des DataMatrix-Code

5.7.3 Herstellungsmöglichkeiten von DataMatrix-Codes

5.7.4 Auslesen der Codes

5.8 Tag-Nacht-Design

5.9 Laserbeschriftungsfolien

5.10 Leiterplattenbeschriftung

5.11 Weitere Anwendungsbeispiele

5.12 Handlingsysteme

5.12.1 Doppelkopfsystem

5.12.2 Marking-on-the-Fly

5.12.3 Kostenaspekte

5.12.4 Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit

5.13 Bewertung und Fehlermöglichkeiten

5.14 Zusammenfassung

6 Etikettieren

6.1 Kaltleim-Etikettierung

6.2 Heißleim-Etikettierung

6.3 Sleeve-Etikettierung

6.4 Haftetikettierung

7 Beflocken von Kunststoffen

7.1 Einführung

7.2 Technische Grundlagen der Beflockung

7.3 Verfahrensablauf

7.3.1 Vorbehandlung

7.3.2 Klebstoffauftrag

7.3.3 Beflockung

7.3.4 Trocknung

7.3.5 Endreinigung

7.4 Flockklebstoffe

7.5 Flockfasern

7.6 Flockgeräte und Flockanlagen

7.7 Prüfgeräte und Prüfverfahren

7.7.1 Bestimmung des elektrischen Widerstandes von Flock

7.7.2 Springprüfung

7.7.3 Trennfähigkeitsprüfung

7.7.4 Bestimmung der Flockdimensionen und Geometrienanalyse

7.7.5 Restflockmessung

7.7.6 Hochspannungsprüfung

7.7.7 Abriebprüfung

7.7.8 Ausreißprüfung

7.8 Eigenschaften beflockter Oberflächen und Anwendungsbeispiele

8 Oberflächenstrukturierung

8.1 Einleitung

8.2 Funkenerosion

8.3 Photoätztechnik

8.4 Strahlverfahren

8.5 Laserstrukturieren

8.6 Course4®-Technologie

8.7 Sprengprägen

8.8 Cera-Shibo-Technologie

9 Folienhinterspritzen

9.1 Einleitung

9.2 Inmold-Decoration (IMD-Verfahren)

9.2.1 IMD-Prozess

9.2.2 IMD-Folien

9.2.3 IMD-Werkzeug

9.2.4 IMD-Vorschubgerät

9.2.5 Spezielle Aspekte

9.2.6 Prüftechnik

9.2.7 Verwendbare Kunststoffe

9.2.8 Anwendungsgebiete und Praxisbeispiele

9.3 Klassisches Folienhinterspritzen

9.3.1 FIM-Prozess

9.3.2 Bedrucken von Folien

9.3.3 Verformen von Folien

9.3.4 Beschneiden von Folien

9.3.5 Fixierung im Werkzeug

9.3.6 Werkzeugtechnik

9.3.7 Spezielle Aspekte

9.3.8 Prüftechnik

9.3.9 Verwendbare Kunststoffe

9.3.10 Anwendungsgebiete und Praxisbeispiele

10 Prüftechnik

10.1 Einleitung

10.2 Glanz und Glanzmessung

10.2.1 Einstrahlungswinkel

10.2.2 Bild-Aperturwinkel

10.2.3 Blenden-Aperturwinkel

10.2.4 Reflektometerwert

10.3 Farbwahrnehmung und Farbmessung

10.4 Rauigkeits- und Topographiemessung

10.5 Kratzbeständigkeitsprüfungen und Abrieb

10.5.1 Erichsen-Härteprüfung

10.6 Beständigkeitsprüfungen gegen Temperatur, Witterung und Alterung

10.7 Haftung

Copyright 2010, 2012, 2014 Adobe Systems Incorporated (http://www.adobe.com/), with Reserved Font Name 'Source'. All Rights Reserved. Source is a trademark of Adobe Systems Incorporated in the United States and/or other countries. This Font Software is licensed under the SIL Open Font License, Version 1.1. This license is copied below, and is also available with a FAQ at: http://scripts.sil.org/OFL ----------------------------------------------------------- SIL OPEN FONT LICENSE Version 1.1 - 26 February 2007 ----------------------------------------------------------- PREAMBLE The goals of the Open Font License (OFL) are to stimulate worldwide development of collaborative font projects, to support the font creation efforts of academic and linguistic communities, and to provide a free and open framework in which fonts may be shared and improved in partnership with others. The OFL allows the licensed fonts to be used, studied, modified and redistributed freely as long as they are not sold by themselves. The fonts, including any derivative works, can be bundled, embedded, redistributed and/or sold with any software provided that any reserved names are not used by derivative works. The fonts and derivatives, however, cannot be released under any other type of license. The requirement for fonts to remain under this license does not apply to any document created using the fonts or their derivatives. DEFINITIONS "Font Software" refers to the set of files released by the Copyright Holder(s) under this license and clearly marked as such. This may include source files, build scripts and documentation. "Reserved Font Name" refers to any names specified as such after the copyright statement(s). "Original Version" refers to the collection of Font Software components as distributed by the Copyright Holder(s). "Modified Version" refers to any derivative made by adding to, deleting, or substituting -- in part or in whole -- any of the components of the Original Version, by changing formats or by porting the Font Software to a new environment. "Author" refers to any designer, engineer, programmer, technical writer or other person who contributed to the Font Software. PERMISSION & CONDITIONS Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of the Font Software, to use, study, copy, merge, embed, modify, redistribute, and sell modified and unmodified copies of the Font Software, subject to the following conditions: 1) Neither the Font Software nor any of its individual components, in Original or Modified Versions, may be sold by itself. 2) Original or Modified Versions of the Font Software may be bundled, redistributed and/or sold with any software, provided that each copy contains the above copyright notice and this license. These can be included either as stand-alone text files, human-readable headers or in the appropriate machine-readable metadata fields within text or binary files as long as those fields can be easily viewed by the user. 3) No Modified Version of the Font Software may use the Reserved Font Name(s) unless explicit written permission is granted by the corresponding Copyright Holder. This restriction only applies to the primary font name as presented to the users. 4) The name(s) of the Copyright Holder(s) or the Author(s) of the Font Software shall not be used to promote, endorse or advertise any Modified Version, except to acknowledge the contribution(s) of the Copyright Holder(s) and the Author(s) or with their explicit written permission. 5) The Font Software, modified or unmodified, in part or in whole, must be distributed entirely under this license, and must not be distributed under any other license. The requirement for fonts to remain under this license does not apply to any document created using the Font Software. TERMINATION This license becomes null and void if any of the above conditions are not met. DISCLAIMER THE FONT SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT OF COPYRIGHT, PATENT, TRADEMARK, OR OTHER RIGHT. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, INCLUDING ANY GENERAL, SPECIAL, INDIRECT, INCIDENTAL, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF THE USE OR INABILITY TO USE THE FONT SOFTWARE OR FROM OTHER DEALINGS IN THE FONT SOFTWARE.

Der Herausgeber

Prof. Dr.-Ing. Markus K. Lake studierte zunächst an der RWTH Aachen Maschinenbau mit der Fachrichtung Fertigungstechnik. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehr- und Forschungsgebiet Werkstoffwissenschaften an der RWTH Aachen, heute Institut für Oberflächentechnik, beschäftigte sich Herr Lake intensiv mit der PVD-Dünnschichttechnologie und der Schichtanalytik. Er promoviert auf dem Gebiet der Lotwerkstoffapplikation für mikrosystemtechnische Anwendungen. Im Rahmen seiner weiteren beruflichen Tätigkeiten war Herr Lake in unterschiedlichen leitenden Positionen tätig.

2011 wurde er an die Hochschule Niederrhein berufen und verantwortet dort das Lehr- und Forschungsgebiet „Produktionstechnik und Beschichtungsverfahren“. Als Mitglied im hochschuleigenen Kompetenzzentrum Surface Technology Applied Research (STAR) ist er stark in die Forschung und Entwicklung sowie in die praxisnahe Ausbildung von Bachelor- und Masterstudierenden und in die Betreuung von Promovenden eingebunden.

An der Bearbeitung dieses Buches haben mitgewirkt:

Kapitel 2	Dipl.-Ing. Simone Fischer	Ingenieurbüro Fischer D-36341 Lauterbach
Abschnitt 3.2 Kapitel 9	Dipl.-Ing. Jörg Günther	Kunststoff-Institut Lüdenscheid D-58507 Lüdenscheid
Abschnitt 3.3	Dr. Dieter Gwinner	GFO Gesellschaft für Oberflächentechnik AG D-73529 Schwäbisch Gmünd
Abschnitt 3.5	Dipl.-Ing. Michael Boes Dr. Alexander Gissel Dipl.-Ing. Peter Schüller	KARL WÖRWAG Lack- und Farbenfabrik GmbH & Co. KG D-70435 Stuttgart
Abschnitt 4.1 Abschnitt 4.2 Abschnitt 4.8	Dipl.-Ing. Michael Wendler	ELMERIC GmbH 72414 Rangendingen
Abschnitt 4.3 Abschnitt 4.4	Dipl.-Ing. Dennis Grotian	DFTA-TZ D-70569 Stuttgart
Abschnitt 4.5	Dipl.-Ing. Matthias Galus	Hochschule der Medien Fakultät Druck und Medien D-70569 Stuttgart
Abschnitt 4.6 Abschnitt 4.7	Dipl.-Ing. Dietmar Schweinbenz	TAMPOPRINT AG D-70825 Korntal-Münchingen
Kapitel 5	Dr.-Ing. Birgit Faißt	Trumpf Laser- u. Systemtechnik GmbH D-71254 Ditzingen
Kapitel 7	Dipl.-Ing. Ulrich Büttel	Maag Flockmaschinen GmbH D-72127 Kusterdingen
Kapitel 8 Kapitel 10	Dipl.-Ing. Thomas Eulenstein	Kunststoff-Institut Lüdenscheid D-58507 Lüdenscheid

Kunststoffprodukte sind aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken, sie begleiten uns durch den ganzen Tag und meist ein Leben lang. Neben der sicheren Funktion und der Gebrauchseigenschaft spielt bei Kunststoffprodukten das Design, die Optik und die Haptik eine wesentliche Rolle. Die Oberflächentechnik stellt Verfahren und Prozesse bereit, um Kunststoffbauteile in ihren Oberflächeneigenschaften definiert zu verändern. Beispiele hierfür sind das Lackieren von Komponenten im Fahrzeugbau, das Bedrucken und Etikettieren von Verpackungen, das Laserbeschriften von Computertastaturen und Funktionsbauteilen, die Beschichtungstechnik für das Aufbringen von Verschleißschutz-, Funktions- und Barriereschichten bis hin zum Beflocken von Bauteilen zur Einstellung der Reib- und Kontakteigenschaften. Bei der Oberflächentechnik handelt es sich um ein interdisziplinäres Arbeitsgebiet, da häufig viele Prozessschritte aus unterschiedlichen technologischen Bereichen, z. B. der Vorbehandlungs- und Beschichtungstechnik, kombiniert werden müssen, um die gewünschten Oberflächeneigenschaften zu realisieren.

Das vorliegende Fachbuch soll dem Anwender als Auswahl- und Entscheidungsgrundlage dienen, um aus den zahlreichen Varianten der Vorbehandlungs- und Beschichtungsverfahren das für seine Anwendung und sein Kunststoffprodukt am geeignetste Verfahren auszuwählen. Bild 1.1 soll die Komplexität bei der Auswahl des anwendungsgerechten Vorbehandlungs- und Beschichtungsverfahrens verdeutlichen. Ausgehend von dem Einsatzgebiet des Kunststoffproduktes, z. B. in der Automobil, Medizin- oder Verpackungstechnik, müssen definierte Eigenschaften, z. B. Farbe und Dekor, Reib- und Gleiteigenschaften oder elektrische Leitfähigkeit bis hin zur Diffusionssperrwirkung, realisiert werden. In Abhängigkeit von dem verwendeten Kunststoff und dem späteren Anwendungszweck werden die Prozesse der Oberflächentechnik ausgewählt und angewendet. Die kunststoffspezifischen Vorbehandlungsschritte zielen darauf ab, eine für die nachfolgende Beschichtung oder Behandlung vorkonditionierte Oberfläche bereitzustellen. Im Anschluss hieran erfolgt die eigentliche Beschichtung oder die Funktionalisierung der Oberfläche. Im letzten Schritt werden die qualitätsrelevanten Merkmale der Oberfläche bewertet und mit geeigneten Prüftechniken untersucht. Die Auswahl der Prozesstechniken und Prozessschritte erfolgt immer unter Berücksichtigung der zu erzielenden Oberflächeneigenschaften, der zu bearbeitenden Stückzahlen und der Reproduzierbarkeit, sodass eine hohe Produktivität unter ökonomischen Gesichtspunkten realisiert werden kann.

Bild 1.1 Spannungsfeld Oberflächentechnik