Ultrakurzpuls-Laser erzeugt scanbaren QR-Code in Kunststoff

In Kunststoff gespritzter QR-Code

Der Firma Hailtec ist es gelungen, einen scanbaren, in Kunststoff gespritzten QR-Code zu erzeugen. Möglich wird dies durch die Mikrostrukturierung der Oberfläche mit einem Ultrakurzpuls-Laser und Femto-Laserstrahlen. Der Auftraggeber, Keppler Feinmechanik, zeigt am Beispiel eines Münzchips die erfolgreiche Umsetzung. Die Entwickler sehen breite Einsatzmöglichkeiten für QR-Codes auf Kunststoff.

Bild des Münzchips mit QR-Code in Kunststoff, gefertigt bei Keppler Feinmechanik: Der QR-Code ist sogar vom Foto lesbar.

„Wir benötigen einen Formeinsatz, mit dem wir QR-Codes aus Kunststoff spritzen können – und die mit Smartphones oder anderen Geräten lesbar sind.“ Mit dieser Anfrage kam Jochen Keppler von Keppler Feinmechanik aus Engelsbrand auf Hailtec-Geschäftsführer Alexander Renz zu. Das klang zunächst unmöglich, weil ein QR-Code normalerweise nur als Schwarz-Weiß-Kontrast funktioniert.

Reflektion statt Schwarz-Weiß-Kontrast?

Doch Jochen Keppler war überzeugt, dass die Idee mithilfe von Reflektion an der Oberfläche realisierbar – obwohl ihm ein namhafter Spritzgießmaschinen-Hersteller versicherte, das Vorhaben sei „nicht machbar“. Renz und sein Team nahmen die Herausforderung an. Nach einem Anruf in Lübeck war auch die Designerin und Bildhauerin Sylvia Goldbach von der Taktilesdesign GmbH mit im Boot. Bei der Entwicklung funktioneller Oberflächenstrukturen kooperieren die Experten für Texturentwicklung und Hailtec seit Jahren eng miteinander – so auch bei diesem Projekt.

„Während des Projekts hatte ich manchmal das Gefühl, als versuchten wir das Unmögliche möglich zu machen. Doch Aufgeben kam nicht infrage. So haben uns wir uns immer tiefer in das Thema verbissen – und sind heute wahnsinnig stolz, es geschafft zu haben“, erzählt Renz. Mithilfe des Ultrakurzpuls-Lasers bei Hailtec, der 3D-Mikrostrukturen mit deutlich feinerer Auflösung als die herkömmliche Nanolaser-Technologie erzeugt, entstand die geometrisch optimierte Mikrostruktur eines in Kunststoff gespritzten QR-Codes.

Das Material sublimiert direkt, ohne Wärmeeinwirkung und Schlackebildung – deshalb beschränkt sich auch die Nacharbeit auf ein Minimum. Dank gezielter Lichtbrechung, digital entwickelt durch die Taktilesdesign GmbH, erzeugt die so erzeugte Mikrostrukturierung der Oberfläche einen tiefschwarzen Effekt und kann damit von Smartphones gescannt werden. Das funktioniert sogar mit einem Foto des Münzchips.

Magnetischer Kunststoff dank Wolfram

Als Anwendungsbeispiel fertigte Keppler Münzchips, wie sie als Pfand für Einkaufswagen verwendet werden.Eingesetzt wird ein Kunststoff der Firma Polyone auf Polyamid-Basis, gefüllt mit 80 Prozent Wolfram. Dank der hohen Dichte von 11 g/cm³ erhält er eine sehr hohe Wertigkeit und ist sogar magnetisch. Die Entwicklung des in Kunststoff gespritzten QR-Codes sollte auf den Technologie-Tagen des Spritzgieß-Maschinenherstellers Arburg vorgestellt werden, doch die Corona-Pandemie vereitelte das Vorhaben.

Die Einsatzmöglichkeiten für QR-Codes auf Kunststoff sind vielfältig. Scanbare QR-Codes sind auf Kunststoffprodukten wie Autoreifen und sonstigen Konsumgütern denkbar. Schließlich lassen sich auf einem kleinen QR-Code Unmengen an Informationen hinterlegen. Die Technik hat Potenzial für Werkzeug- und Formenbauer, Spritztechnologen und viele andere.

Hailtec setzt das breite Leistungsspektrum des Lasers ein, um Bauteilen funktionelle Oberflächenstrukturen zu verleihen, z.B. tribologische, antibakterielle, hydrophobe oder hydrophile Strukturen. Als Zulieferer und Jobshop bietet Renz diese Hochtechnologie „on Demand“.

Die Taktilesdesign GmbH, Pansdorf, hat sich der Aufwertung von Oberflächen in vielfältiger Ausprägung verschrieben. Das Portfolio reicht von der Kreation und materialabhängigen Machbarkeitsanalyse bis zur Bereitstellung von Daten für den finalen Produktionsprozess bei Anwendern und Produktdesignern. Funktionale und skalierbare Texturen werden für die additive Fertigung oder Lasergravur sowie als 3D-Rendering auf die Produktoberfläche projiziert. Im sogenannten Mapping-Prozess werden Verzüge an Radien und auf Freiformflächen minimiert.

Relevant ist dieses Angebot für unterschiedlichste Branchen und Unternehmen. Das Kunden- und Partnernetz von Taktilesdesign liegt zu großen Teilen im Werkzeug- und Formenbau, der industriellen Fertigung von Automotive- & Möbelfolien sowie EPP-Produkten, Zierteilen und im Kunststoffspritzguss.

Bildquelle: Hailtech GmbH / Taktilesdesign GmbH

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