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Bearbeiten von 3M® Schutzfolien mit DLMP®

Verwandte Bezeichnungen:

Matte, nichtleitende Antireflexions-Schutzfolie (ARMR220 NC), Glänzende LR- Schutzfolie GLR320, Glänzende Schutzfolie GLS100

Chemische Bezeichnungen:

Hersteller:

3M®

Wie die Bezeichnung nahelegt, schützen 3M®-Schutzfolien empfindliche Displays vor Beschädigungen, die bei der täglichen Nutzung vorkommen können. Diese Produkte basieren auf Polyesterfolie (d. h. PET-Folie) und enthalten zum einfachen Aufbringen und Ablösen ein Klebemittel mit geringer Haftkraft. Die Trägerfolie ist mit weiteren Schichten und Beschichtungen angereichert, um spezialisierte Produkte für eine Vielzahl von Anwendungen zu schaffen.

Nichtleitende matte Antireflex-Schutzfolie (ARMR220 NC)
ARMR220 NC nutzt ein nichtleitendes Beschichtungssystem mit einer Antireflex-Oberflächenbehandlung mit nahezu neutraler Farbe sowie eine Blendschutzbeschichtung, um die Blendwirkung und das Gesamtreflexlicht zu verringern.

Glänzende LR-Schutzfolie GLR320
GLR320 ist eine weiche, optisch klare Schutzfolie mit einer Antireflex-Beschichtung. Dies bietet bis zu 93 % Lichtdurchlässigkeit ohne Farbverfälschung.

Glänzende Schutzfolie GLS100
Die glänzende Schutzfolie GLS100 bietet Schutz für glatte Displays oder kann zur Transformation matter Anzeigestrukturen in Hochglanz verwendet werden. Sie ist optisch klar und bietet eine über 93-prozentige Lichtdurchlässigkeit.

3M Schutzfolien sind außerdem auch ohne selbstklebende Rückseite erhältlich. Die normale Materialstärke beträgt bei allen Folien (einschließlich Klebeschicht) 0,006 Zoll (0,155 mm).

3M-Schutzfolien und DLMP®-Technologie

Die dünne Ausführung der thermoplastischen Folie macht 3M Schutzfolien für DLMP®-Technologie (Digital Laser Material Processing, digitale Laser-Materialbearbeitung) äußerst geeignet.  Im Unterschied zu Duroplast, das oxidieren und verkohlen kann, unterliegt dieses Material rascher Zersetzung und Verdampfung. Der Einfluss, den diese Eigenschaften auf die Ergebnisse der DLMP-Technologie haben, wird detailliert in den folgenden Abschnitten besprochen.

Die nützlichsten Auswirkungen der Laserenergie mit 3M Schutzfolien bestehen im Materialabtrag und der Materialveränderung. Jedes dieser Verfahren wird nachstehend in dessen jeweiligem Abschnitt besprochen.

Weitere Informationen finden Sie in unserem Whitepaper zur Laser-Materialbearbeitung.

Abtrag von Material

Materialabtrag ist ein physikalischer Prozess, wobei Material vollständig von oben zur Unterseite oder teilweise von der Oberseite des Materials bis hinunter zu einer angegebenen Tiefe abgetragen wird.

Organische Polymere, wie jene in den verschiedenen Schichten, aus denen die 3M Schutzfolien bestehen, sind hervorragende Absorber von CO2-Laserenergie. Wenn das Polymer die Laserenergie absorbiert, wandelt es rasch Lichtenergie in Molekülschwingungen um, was zu einem raschen chemischen Abbau führt. Material, das sich direkt auf dem Laserstrahlpfad befindet, wird abgetragen und als Dampf abgeführt. Das Material, das sich gerade leicht außerhalb des Laserbrennpunkts oder dersLaserpfads befindet, leitet etwas Wärme, jedoch nicht genügend für eine vollständige und gründliche Verbrennung und Abtragung. Dieser Bereich der thermischen Beeinflussung wird häufig als die Wärmeeinflusszone oder WEZ bezeichnet. Die WEZ für 3M Schutzfolien ist, bedingt durch die zur Bearbeitung des dünnen Materials benötigte geringe Leistung, sehr klein. Die durch Laserabtrag erzeugten Dämpfe können sich auf benachbarten Bereiche der Folie ablagern. Verschiedene Techniken und Verfahren können eingesetzt werden, um diese Ablagerung zu bekämpfen.

CO2-Laser sind allgemein mit zwei Wellenlängen erhältlich, 10,6 μm und 9,3 μm. CO2-Laser mit 10,6 μm sind die bei weitem Gebräuchlichsten, jedoch ist die PET-Bearbeitung ein Beispiel für einen Bereich, in dem Laser mit 9,3 μm einen deutlichen Vorteil aufweisen. PET weist bei 9,3 μm eine höhere Absorptionsfähigkeit auf. Dies bedeutet, dass Laserenergie umfassender und wirkungsvoller in Wärme umgewandelt wird. Die Unterschiede zwischen diesen beiden Laser-Wellenlängen werden in den einzelnen Abschnitten weiter untersucht.

Veränderung von Material

Wenn DLMP-Technologie zum Schneiden von Material eingesetzt wird, wird genügend Energie aufgewendet, um sämtliches direkt im Laserstrahlpfad befindliches Material zu verdampfen. Die Laserleistung lässt sich auch präzise steuern, um die Oberfläche der Folie nur geringfügig zu schmelzen. Diese erstarrt dann rasch. Dadurch verändert sich die Oberflächenstruktur und verleiht der Folie ein mattiertes Erscheinungsbild.


Lasermarkieren

Beide Wellenlängen des CO2-Lasers sind in der Lage, Polyesterfolien zu markieren und zu schneiden. Der 9,3 µm Laser bringt jedoch beim Markieren aufgrund seiner höheren Absorptionsfähigkeit einen größeren Kontrast hervor. Das obere Beispiel zeigt die Unterschiede zwischen 9,3 µm (links) und 10,6 µm Lasermarkierungen (rechts). Rasterlinien sind bei 9,3 µm Markierungen klar und eindeutig, während Rasterlinien bei 10,6 μm etwas durcheinander erscheinen. Wenn Laserenergie zum Erstellen einer menschen- und/oder maschinenlesbaren Identifikation oder Information auf einem Material verwendet wird, beispielsweise für einen Barcode, ein Datum, eine Chargen-, Serien- oder Teilenummer, wird das Bearbeitungsverfahren als Lasermarkieren angesehen. Das Lasermarkieren von 3M Schutzfolie bringt eine mattierte Struktur hervor. Das untere Bild zeigt eine Teilenummer, markiert auf 3M Glossy LR Protection Film GLR320.


Mit 9,3 μm und 10,6 μm Laser markiertes PET im Vergleich

Lasermarkierte Teile-Identifikationsnummer auf 3M GLR320-Schutzfolie

Kombinierte Bearbeitungsverfahren

Mit 3M Schutzfolien können verschiedene Bearbeitungsverfahren durchgeführt werden, ohne das Material verlagern oder neu befestigen zu müssen. Das Beispiel demonstriert wie Bearbeitungsverfahren der DLMP-Technologie miteinander kombiniert werden können, um aus 3M Glossy LR Protection Film GLR320 quadratische und runde Formen zu schneiden also auch dieses zu markieren/gravieren.

Erwägungen zu Umwelt, Gesundheit und Sicherheit

Laser-Materialinteraktionen erzeugen fast immer Gase und/oder Partikel. Das Bearbeiten von 3M Glossy LR Protection Film GLR320 mit einem CO2-Laser erzeugt Dämpfe, die hauptsächlich Kohlenmonoxid, Aceton, Methyl-Isobutyrat, Methylacetat, Benzen und Dihydroxydimethylsilan enthalten. Die Ableitungen bzw. Abströmungen von 3M Schutzfolien sollten in die äußere Umgebung abgeführt werden. Alternativ können sie zuerst in einer Filtersystem behandelt und dann in die äußere Umgebung abgeführt werden. Dämpfe von der Laserbearbeitung polyesterbasierter Produkte sind entflammbar. Die Laserbearbeitung von 3M Schutzfolien sollte stets unter Aufsicht erfolgen.