Oberflächentechnik in der Kunststoffverarbeitung

Vorwort zur?2.?Auflage

Vorwort zur?1.?Auflage

Inhaltsverzeichnis

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

2.4.2.1? Direkte Coronaentladung

2.4.2.2? Indirekte Coronaentladung

2.4.3? VUV-Vorbehandlung

2.4.4? Plasmatechnologie

2.4.4.1? Atmosphärendruckplasma (AD-Plasma)

2.4.4.2? Niederdruckplasma (ND-Plasma)

2.4.4.2.1? Plasmamodifizierung/-aktivierung

2.4.4.2.2? Plasmareinigung

2.4.4.2.3? Beschichtung im Niederdruckplasma (Plasmapolymerisation)

2.4.4.2.4? Plasmaätzen

2.4.5? Fluorierung

2.5? Schlussbetrachtung

Literatur zu Kapitel?2

3 Beschichtungs­technik

3.1? Einleitung

3.2? Galvanisieren von Kunststoffen

3.2.1? Verfahrensschritte

3.2.1.1? Beizen

3.2.1.2? Reduzieren

3.2.1.3? Aktivieren und Beschleunigen

3.2.1.4? Chemische Metallisierung

3.2.1.5? Elektrolytische Galvanisierung

3.2.1.5.1? Vornickel

3.2.1.5.2? Kupfer

3.2.1.5.3? Nickel

3.2.1.5.4? Chrom

3.2.2? Spezielle Aspekte

3.2.2.1? Partielle Galvanisierung

3.2.2.2? Ausschussproblematik

3.2.2.3? Kunststoff- und galvanisiergerechte Konstruktion

3.2.2.3.1? Scharfe Ecken und Kanten

3.2.2.3.2? Gestellaufnahme und Kontaktierungsstellen

3.2.2.3.3? Sacklöcher und Hinterschneidungen

3.2.2.3.4? Nuten, Schlitze und Bohrungen

3.2.2.3.5? Große und ebene Flächen

3.2.2.3.6? Anschnittposition

3.2.2.3.7? Vorteile

3.2.2.3.8? Nachteile

3.2.3? Prüftechnik

3.2.4? Verarbeitbare Kunststoffe

3.2.4.1? Acrylnitril-Butadien-Styrol

3.2.4.2? Polyamid

3.2.4.3? Polypropylen

3.2.4.4? Weitere 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

3.3.3.1? Direkte Widerstandsbeheizung

3.3.3.2? Indirekt beheizte Quellen

3.3.4? Elektronenstrahlverdampfen

3.3.5? Hochleistungs-Kathodenzerstäuben

3.3.6? Anlagentechnik und Bauteilbestückung

3.3.7? Anwendungsbeispiele

3.3.7.1? Bedampfung von Bahnware

3.3.7.1.1? Anwendungen auf Kunststofffolien

3.3.7.1.1.1? Antistatische Verpackungen

3.3.7.1.1.2? Kondensatorfolien

3.3.7.1.1.3? Lebensmittelverpackung

3.3.7.2? Optische und dekorative Schichten

3.3.7.3? Schichten für Elektronik und Elektrotechnik

3.3.7.3.1? Abschirmschichten

3.3.7.3.2? Aluminium-Abschirmschichten

3.3.7.3.3? Kupfer-Abschirmschichten

3.3.7.3.4? Ableitung von Ladungen

3.4? Thermisches Spritzen

3.4.1? Flamecon-Verfahren

3.5? Lackiertechnik

3.5.1? Lacksysteme

3.5.1.1? Klassifizierung und Aufgaben der Lacksysteme

3.5.1.1.1? Grundlack

3.5.1.1.2? Zwischenlack

3.5.1.1.3? Decklack

3.5.1.2? Einteilung nach Farbe und Effekt

3.5.1.3? Typische Lackaufbauten für die Kunststofflackierung

3.5.1.4? Zusammensetzung der Lacksysteme

3.5.1.4.1? Bindemittel

3.5.1.4.2? Lösemittel

3.5.1.4.3? Pigmente, Farbstoffe und Effektmittel

3.5.1.4.4? Additive

3.5.1.5? Filmbildungsprozess und Reaktionsmechanismen

3.5.1.5.1? Polyaddition

3.5.1.5.2? Polykondensation

3.5.1.6? Wirtschaftlichkeit von Lacksystemen

3.5.2? Applikationstechnik

3.5.2.1? Applikationsverfahren

3.5.2.1.1? Direkte Applikationsverfahren

3.5.2.1.1.1? Tauchen

3.5.2.1.1.2? Fluten

3.5.2.1.1.3? Rakeln

3.5.2.1.2? Indirekte Applikationsverfahren

3.5.2.1.2.1? Sprüh-/Spritzapplikation

3.5.2.1.2.2? Airlesszerstäuben

3.5.2.1.2.3? Pneumatisches Zerstäuben

3.5.2.1.2.4? Hochrotationszerstäubung

3.5.2.1.2.5? Hochrotationszerstäubung mit elektrostatischer Unterstützung

3.5.2.2? Charakteristik und Einflüsse des Spritz-/Sprühstrahls

3.5.2.2.1? Pneumatischer Spritz-/Sprühstrahl

3.5.2.2.2? Hochrotationszerstäubter Spritz-/Sprühstrahl

3.5.2.3? Weitere Einflussfaktoren auf das Lackierergebnis

3.5.2.4? Machbarkeitsanalyse von Oberflächenqualitäten

3.5.2.5? Methoden zur Optimierung der Oberflächenqualität

3.5.2.6? Entwicklungsarbeiten

3.5.3? Anwendungen

3.5.3.1? Automobilindustrie Pkw

3.5.3.1.1? Außenteile

3.5.3.1.2? Innenteile

3.5.3.1.3? Motorraumkomponenten und Aggregate

3.5.3.1.4? Karosseriebauteile (Thermoplastische Werkstoffe)

3.5.3.1.4.1? Karosseriebauteile, Heckdeckel, Kofferraumdeckel und Dachmodule (Duromere Werkstoffe)

3.5.3.1.5? Antennendachmodul (Thermoplast-Duromer-Kombination)

3.5.3.1.6? Carbonfaser-Sichtoptik

3.5.3.1.7? Glasersatz und Automotive-Glazing

3.5.3.2? Nutzfahrzeugindustrie

3.5.4? Gründe für die Lackierung von Kunststoffen

3.5.4.1? Schutzwirkung und Protektion

3.5.4.2? Aussehen, Optik und Dekoration

3.5.4.3? Besondere Funktionen und spezielle Eigenschaften

3.5.5? Lackeigenschaften

3.5.6? Lackentwicklung

3.5.6.1? Reduzierung der Zahl der Schichten

3.5.6.2? Niedrigere Schichtdicken der Einzelschichten

3.5.6.3? Schnellere Trocknung

3.5.6.4? Wirtschaftlichere Applikationen

3.5.6.5? Standardisierung zu Einheitsprodukten

3.5.6.6? Neue Produkttechnologien

3.5.6.7? Neue Applikationstechniken

3.5.7? Spezifikationen, Fehlersuche, Fehleranalyse und Fehlerbilder

3.5.7.1? Spezifikationen

3.5.7.2? Fehlersuche und Fehleranalyse

3.5.7.3? Kategorisierung von Fehlerbildern

3.5.7.3.1? Blasen

3.5.7.3.2? Fasereinschluss

3.5.7.3.3? Fremdpartikeleinschluss

3.5.7.3.4? Substratfehler

3.5.7.3.5? Krater

3.5.7.3.6? Rückstand auf Substrat

3.5.7.3.7? Härterhaut

3.5.7.3.8? Lackhaftfestigkeitsschaden nach HDW-Test DIN?55662

3.5.7.3.9? Fehlstellen nach Bewitterung

3.5.7.3.10? Pilzbefall

Literatur zu Kapitel?3

4 Drucktechnik

4.1? Einleitung

4.2? Siebdruck

4.2.1? Verfahren

4.2.1.1? Grafischer Siebdruck

4.2.1.2? Industriesiebdruck

4.2.1.3? Schaltungsdruck

4.2.1.4? Glasbedruckung und Beschichtungen

4.2.1.5? Bedruckung von Formteilen und Spezialdrucke

4.2.1.6? Textil-Siebdruck

4.2.2? Siebdruckform

4.2.2.1? Siebdruckrahmen

4.2.2.2? Schablonenträger

4.2.2.3? Kennzeichnung und Geometrie des Schablonenträgers

4.2.2.4? Bindeart

4.2.2.5? Gewebegeometrie

4.2.2.6? Spannen des Schablonenträgers

4.2.2.7? Schablonenherstellung

4.2.2.7.1? Gewebevorbehandlung

4.2.2.7.2? Schablonenherstellungsverfahren

4.2.2.7.3? Fotomechanische Verfahren

4.2.2.7.4? Direktschablonen

4.2.2.7.5? Direktfilm/Kapillarfilm

4.2.2.7.6? Indirektschablone

4.2.2.7.7? Galvanische- und Laserverfahren

4.2.2.8? Bebilderung der Siebdruckform

4.2.2.8.1? Kontaktkopie

4.2.2.8.2? Projektionsbelichtung

4.2.2.8.3? Filmlose Bebilderung Computer-to-Screen

4.2.3? Druckvorgang

4.2.3.1? Rakel

4.2.3.2? Hauptdruckprinzipien

4.2.3.2.1? Flachbett-Siebdruck

4.2.3.2.2? Flachform-Zylindersiebdruck

4.2.3.2.3? Rotationssiebdruck

4.2.3.2.4? Rund- und Körpersiebdruck

4.2.4? Trocknung

4.2.5? Ausblick

4.3? Flexodruck

4.3.1? Bauweisen von Flexodruckmaschinen

4.3.1.1? Zentralzylinderdruckmaschinen

4.3.1.2? Reihenflexodruckmaschinen

4.3.1.3? Bogenflexodruckmaschinen

4.3.2? Aufbau und Herstellung von Flexodruckformen

4.3.2.1? Fotopolymere Flexodruckformen

4.3.2.2? Direktgravur

4.3.3? Druckbildlängenänderung und die erforderliche Verkürzung

4.3.4? Handling und Vorbereitung für die Montage und den Druck

4.3.4.1? Druckwerk

4.3.4.2? Druckformsleeve und Druckformzylinder

4.3.4.3? Rasterwalzensleeve, Rasterwalze und Rakelsystem

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

4.4.1.1? Druckwerk – Komponenten Druckplatten-, Gummituch- und Gegendruckzylinder

4.4.1.2? Druckwerk – Komponente Farbwerk und unterschiedliche Varianten

4.4.1.3? Druckwerk – Komponente Feuchtwerk

4.4.2? Maschinenbauweisen

4.4.2.1? Bogenoffsetdruckmaschinen in Reihenbauweise

4.4.2.2? Bogenoffsetdruckmaschinen in Fünf-Zylinder- und Satellitenbauweise

4.4.2.3? Rollenoffsetdruckmaschinen

4.4.2.4? Heat-Set-Rollenoffsetdruck

4.4.2.5? Zeitungsrotationen (Coldset)

4.4.3? Anwendung des Offsetdrucks

4.5? Tiefdruck

4.5.1? Einsatzgebiete

4.5.2? Aufbau der Tiefdruckform

4.5.2.1? Dünnschichtverfahren

4.5.2.2? Ballardhautverfahren

4.5.2.3? Dickschichtverfahren

4.5.3? Herstellung der Tiefdruckform

4.5.3.1? Elektromechanische Gravur

4.5.3.2? Laser-Ätz-Verfahren

4.5.3.3? Lasergravur

4.5.4? Tiefdruckfarbe

4.5.5? Tiefdruckmaschinen

4.5.5.1? Trocknung

4.5.5.2? Schön- und Widerdruck

4.5.5.3? Automatischer Rollenwechsel

4.5.5.4? Elektrostatische Druckunterstützung (ESA)

4.6? Digitaldruck

4.6.1? Kategorien des Digitaldrucks

4.6.2? Einsatzgebiete

4.6.3? Datenaufbereitung für den Digitaldruck

4.6.3.1? Raster Image Processor

4.6.3.2? Raster

4.6.4? Elektrofotografie

4.6.4.1? Druckprozess

4.6.4.1.1? Aufladung

4.6.4.1.2? Belichtung

4.6.4.1.3? Entwicklung

4.6.4.1.4? Farbübertragung

4.6.4.1.5? Tonerfixierung

4.6.4.1.6? Reinigung

4.6.4.2? Systemkomponenten

4.6.4.2.1? Fotoleiter

4.6.4.2.2? Bebilderungseinheit

4.6.4.2.2.1? Aufladungseinheit

4.6.4.2.2.2? Zeichengenerator

4.6.4.2.3? Entwicklungseinheit und Toner

4.6.4.2.4? Tonerfixiereinheit

4.6.4.3? Maschinenkonzepte

4.6.4.4? Einsatzgebiete

4.6.5? Magnetografie

4.6.5.1? Druckprozess

4.6.5.1.1? Bebilderung

4.6.5.1.2? Entwicklung

4.6.5.1.3? Retouching

4.6.5.1.4? Farbübertragung

4.6.5.1.5? Fixierung

4.6.5.1.6? Reinigung

4.6.5.1.7? Löschen der Trommel

4.6.5.2? Maschinenkomponenten

4.6.5.2.1? Bebilderungstrommel

4.6.5.2.2? Bebilderungseinheit

4.6.5.2.3? Toner

4.6.5.2.4? Fixierungseinheit

4.6.6? Thermografie

4.6.6.1? Direkte Thermografie

4.6.6.2? Transferthermografie

4.6.6.2.1? Thermotransfer

4.6.6.2.2? Thermosublimation

4.6.6.3? Maschinenkomponenten

4.6.6.3.1? Farbträgerband

4.6.6.3.2? Bebilderungseinheit

4.6.6.4? Einsatzgebiete

4.6.7? InkJet

4.6.7.1? Continuous-InkJet-Technologie

4.6.7.1.1? Binary-Deflecting

4.6.7.1.2? Multi-Deflecting

4.6.7.2? Drop-on-Demand-Technologie

4.6.7.2.1? Thermoelektrische Tintendruckwerke (Bubble-Jet)

4.6.7.2.2? Piezo-InkJet

4.6.7.3? Verdruckstoffe

4.6.7.4? Maschinenkonzepte

4.6.7.4.1? InkJet-Arrays

4.6.7.4.2? Oszillierende oder stationäre Drucksysteme

4.6.7.5? Einsatzgebiete

4.7? Tampondruck

4.7.1? Druckform

4.7.1.1? Klischeetypen

4.7.1.2? Kunststoffklischee

4.7.1.3? Band- und Dünnstahlklischee

4.7.1.4? Stahlklischees

4.7.1.5? Keramikklischees

4.7.1.6? Laser-Klischee

4.7.2? Rasterung im Tampondruck

4.7.3? Stanzung und Lochung

4.7.4? Klischeetiefe

4.7.5? Tampon

4.7.5.1? Herstellung

4.7.5.2? Tamponeigenschaften

4.7.5.3? Tamponform

4.7.5.4? Tamponhärte

4.7.5.5? Tamponvolumen

4.7.6? Druckvorgang

4.7.7? Druckfarben

4.7.8? Maschinentechnik

4.7.8.1? Farbsystem

4.7.8.1.1? Offenes System

4.7.8.1.2? Geschlossene Systeme

4.7.8.2? Tamponbewegung

4.7.8.2.1? Vertikale Tamponbewegung

4.7.8.2.2? Vertikale und horizontale Tamponbewegung

4.7.8.2.3? Rotative Bewegung

4.7.8.3? Antriebstechniken

4.7.8.3.1? Elektro-mechanischer Antrieb

4.7.8.3.2? Pneumatischer Antrieb

4.7.8.3.3? Hydraulischer Antrieb

4.7.8.4? Druckformat

4.7.8.5? Anzahl der Druckfarben

4.7.8.6? Werkstückaufnahmen und Bedruckstoffzufuhr

4.7.8.6.1? Carreetisch

4.7.8.6.2? Rundschaltteller

4.7.8.6.3? Linearband

4.7.8.6.4? Taktvorschubgerät

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

Literatur zu Kapitel?4

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

5.6.1.1? Die Rolle der Laserwellenlänge

5.6.1.2? Effekte bei der Laserbeschriftung von Kunststoffen

5.6.1.3? Welche Kunststoffe sind beschriftbar?

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

5.7.4.1? Kernpunkte der AIM

5.7.4.1.1? Kontrast (Symbol Contrast)

5.7.4.1.2? Zellengröße (Print-Growth)

5.7.4.1.3? Achsiale Unförmigkeit (Axial-Nonuninformity)

5.7.4.1.4? Ungenutzte Fehlerkorrektur (Unused-Error-Correction)

5.7.4.1.5? Gesamtgüte (Overall-Grade)

5.7.4.2? Prozesssichere Lesbarkeit

5.7.4.3? Besonderheiten

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

Literatur zu Kapitel?5

6 Etikettieren

6.1? Kaltleim-Etikettierung

6.2? Heißleim-Etikettierung

6.3? Sleeve-Etikettierung

6.4? Haftetikettierung

Literatur zu Kapitel?6

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

Literatur zu Kapitel?7

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

Literatur zu Kapitel?8

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

Literatur zu Kapitel?9

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

Literatur zu Kapitel?10

Stichwortverzeichnis