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Folien unter digitalem Druck und Hochdruck

Verfahrenskombination ermöglicht neue Oberflächendekore für Blenden im Fahrzeuginterieur
Folien unter digitalem Druck und Hochdruck

In-Mould-Labeling (IML) ermöglicht dekorierte Anzeige- und Bedienoberflächen für Fahrzeuge, die hinsichtlich Reinigungseigenschaften und Oberflächenbeständigkeit hohen Ansprüchen genügen. Durch die Kombination mit dem Digitaldruck lassen sich auch kleinere Serien kostengünstig produzieren.

Eine typisches IML-Bauteil besteht aus drei Materiallagen: Die erste Lage bildet eine geschlossene, hochtransparente Folie. Diese ist je nach Kundenwunsch rück- und/oder vorderseitig mit beliebigem Dekor bedruckt. Die rückseitigen Druckschichten werden als zweite Lage bezeichnen. Die Bauteilestabilität sowie die Verbaubarkeit werden letztlich durch den hinterspritzten Kunststoff, welcher die dritte Lage bildet, gewährleistet.

Und so sieht die Produktion aus: Zunächst wird eine transparente, zu diesem Zeitpunkt noch plane Trägerfolie sowohl im Digitaldruckverfahren als auch im Siebdruckverfahren bedruckt. So können die Vorteile beider Verfahren genutzt werden. Der Digitaldruck punktet mit einer sehr hohen Detailtreue bei Bildern und Rasterverläufen; der Siebdruck hingegen mit brillanten, deckenden Farbschichten für Hintergrund, Schrift sowie Symbole, die wahlweise auch nur in aktiviertem, beleuchtetem Zustand zu sehen sind.
Nach dem Zuschnitt wird die bedruckte Folie auf die exakte Geometrie des Bauteils im Hochdruckverfahren verformt. Hierbei dient die geschlossene Folie gewissermaßen als Membrane. Sie wird im Vorheizbereich erwärmt und mit hohem Luftdruck auf die Werkzeuggeometrie gepresst. Plane oder nur gering gewölbte Geometrien benötigen diesen Arbeitsgang nicht.
Es schließt sich das 3D-Stanzen an: Hier findet der exakte 3D-Zuschnitt statt. Die Folie steht nun für den letzten Arbeitsgang, das Hinterspritzen, bereit. Dazu wird sie in die Kavität des Spritzgusswerkzeugs eingelegt. Hinterspritzt wird meist mit einem glasklaren Granulat. Dadurch entsteht eine fertig dekorierte, direkt verbaubare IML-Blende. Auch unterschiedlich dekorierte Folien können bei wechselnden Designs äußerst wirtschaftlich hinterspritzt werden, da diese in Folge in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden.
New Albea hat den Gesamtprozess mit dem Digitaldruck zur Serientauglichkeit weiterentwickelt. Die wichtigsten Basistests wie Klimawechsel sowie Gitterschnitt wurden bestanden. Die größte Herausforderung stellt dabei neben dem starken Verbund zur Folie der extreme Verzug beziehungsweise die Dehnung beim Prozess der dreidimensionalen Verformung dar. Hierbei wird die bedruckte Folie je nach Blendengeometrie extrem gestreckt. Die Farbschicht darf hierbei nicht aufreißen und muss sich homogen mitdehnen. In der Vergangenheit versagten vor allem UV-basierende Digitaldruckfarben bei diesem Prozessschritt.
Bei dem nachfolgenden Hinterspritzprozess wird die Farbschicht noch extremeren Verhältnissen ausgesetzt. Heißes Granulat strömt mit sehr hohem Druck, Geschwindigkeit und Scherung über die Farbschicht. Vor allem am Angussbereich ergaben sich hier bei herkömmlichen Tinten Verwaschungen, die dünne Farbschicht wurde regelrecht weggespült. Bisherige Tinten konnten den hohen Anforderungen nicht gerecht werden und fielen aus. Das Unternehmen hat daher anhand einer Entwicklungsstudie IML-geeignete Digitaldrucktinten ermittelt.
Die Vorteile der Verfahrenskombination liegen vor allem in der großen Designfreiheit und der Oberflächengüte: Die Teileoberfläche auf der Sicht- beziehungsweise Bedienseite wird durch die rückseitig dekorierte Folie gebildet. Diese kann je nach gewünschten Anforderungen mit einer transparenten Schutzschicht gegen Verkratzung und chemischen Angriff etwa durch Cremes oder Reinigungsmitteln ausgestattet sein.
Eine hochglänzende Oberfläche lässt sich ganz nach Design-wunsch mit vorderseitig aufgedruckten matten Bereichen ausstatten. Tastenbereiche werden dadurch optisch sowie haptisch hervorgehoben. Die Oberflächenreflexion wird vermindert, die Ablesbarkeit von Anzeigefeldern verbessert. Auch antibakteriell ausgestattete Oberflächen können zum Einsatz kommen.
Der Digitaldruck hat für das Design im Wesentlichen zwei Vorteile: Zum Einen ist die hohe Auflösung von bis zu 2880 dpi für beliebige Bebilderungen sowie feine Rasterverläufe zu nennen. Zum Anderen ergeben sich ganz neue Möglichkeiten der wirtschaftlichen Produktion von kleinen Stückzahlen bis hin zur Realisierung fortlaufender Artikelbezeichnung, kundenbezogener Einzelbebilderung, Strich- oder Barcodes. Dies sorgt für eine sichere, nicht zu manipulierende Geräteidentifizierung. So wird beispielsweise ein Schutz vor Plagiaten ermöglicht und Produktpiraterie wirkungsvoll verhindert.
Auf einer Blende können außerdem unterschiedliche grafische sowie technische Funktionen vereint werden. Die Folie überdeckt das Bauteil ganzflächig spaltfrei bis zur Teilekante. Somit sind geschlossene und gut zu reinigende hochwertige Design-oberflächen möglich. Neben geschlossenen Display- und Anzeigefenstern lassen sich auch kapazitive-, Infrarot- oder Folientastenbereiche in die Blende integrieren.
Doch auch das Siebdruckverfahren hat weiter seine Berechtigung bei innovativen Anwendungen im Fahrzeug: Denn hier können auch metallische Farben sowie hochglänzende Chromfarben zum Einsatz kommen. Außerdem eignet sich das Siebdruckverfahren für die Bedruckung leitfähiger deckender oder transparenter technischer Schichtaufbauten. So können kapazitive Tastenfelder verborgen, da rückseitig bedruckt, in der Blende integriert werden.
David Frattini New Albea, Seelbach
Industrieanzeiger
Titelbild Industrieanzeiger 20
Ausgabe
20.2021
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