Laseranwendungen für Acryl

Laserbearbeitung von Acryl

Lesen Sie Tipps und Tricks zur Acrylbearbeitung

Acryl lässt sich mit einem CO2 Laser hervorragend laserschneiden und lasergravieren. Es bietet optimale Voraussetzungen zur Herstellung von Leuchtreklamen, Displays, Deko-Objekten, Spielzeug und mehr. Erhalten Sie hier Informationen zur richtigen Materialauswahl und Lasereinstellungen für perfekte Ergebnisse.


Unterschied: gegossenes und extrudiertes Acryl

Acryl wird in zwei unterschiedlichen Verfahren hergestellt, gegossen (GS) und extrudiert (XT). Die Herstellung bedingt unterschiedliche Materialeigenschaften.
Grundsätzlich können beide Varianten hervorragend bearbeitet werden, jedoch verhalten sich die beiden Materialarten bei der Bearbeitung mit dem Laser unterschiedlich. Grundlegende Kenntnisse über die Unterschiede sind daher sehr nützlich, wenn es darum geht, das passende Acryl-Material für Ihre Anwendung zu wählen.

Gegossenes Acryl (GS)

Gegossenes Acryl wird als flüssige Masse zwischen zwei Glasplatten gegossen. Es entsteht ein homogenes, spannungsfreies Material mit gleichen mechanischen Eigenschaften in x- und y-Richtung. Durch dieses Herstellungsverfahren ist jedoch die Dickentoleranz deutlich höher und liegt bei ca. ±15%, was bei Anwendungen mit Steckverbindungen unbedingt beachtet werden muss. Das Herstellungsverfahren von gegossenem Acryl ist aufwändiger, daher ist es auch preislich teurer als extrudiertes Acryl.
Das Laserschneiden von gegossenem Acryl erzeugt beidseitig gratfreie Schnitte. Auch die Lasergravur erzeugt ein besseres Ergebnis als bei extrudiertem Acryl - es entsteht ein perfektes weißes Gravurbild.
Im Trotec Material-Sortiment finden Sie aktuell nur gegossene Acrylplatten.

Extrudiertes Acryl (XT)

Extrudiertes Acryl wird durch Extrudieren hergestellt, wobei die Acrylmasse durch eine Düse in der gewünschten Dicke herausgepresst wird. Durch dieses Herstellungsverfahren weist das extrudierte Acryl unterschiedliche mechanische Eigenschaften in x- und y-Richtung auf. Es besitzt zudem eine geringe Dickentoleranz von ±5% und ist somit für Anwendungen mit Steckverbindungen sehr gut geeignet. Wird extrudiertes Acryl mit dem Laser geschnitten, ergibt dies eine flammpolierte Schnittkante, die auf einer Seite jedoch ein wenig scharfkantig ist. Extrudiertes Acryl ist u.a. bedingt durch seine Herstellungsform günstiger zu beziehen, sodass es in der Serienfertigung wirtschaftlicher ist. In der Regel wird für extrudiertes Acryl weniger Laserleistung benötigt als für gegossenes Acryl in der gleichen Plattenstärke. Lasergravieren von extrudiertem Acryl ist nicht empfehlenswert, da dies lediglich zu einem mattgrauen Ergebnis führt.


Maschinen-Setup zur Acrylbearbeitung

Grundsätzlich sind alle CO2-Lasermaschinen von Trotec zur Bearbeitung von Acryl geeignet. So kann ein Speedy 100 genauso Acryl schneiden und gravieren wie ein SP3000. Die Unterschiede werden erst hinsichtlich der Bearbeitungsgeschwindigkeit und der Qualität des Ergebnisses sichtbar.

Laserleistung

Die benötigte Laserleistung für das Acrylschneiden hängt von der Dicke der Acrylplatte und der gewünschten Produktivität ab. Für eine produktive Arbeitsweise empfehlen wir eine Laserleistung von 60 Watt oder mehr.

Als Faustregel gilt: 10 Watt Laserleistung pro 1 mm Plattenstärke für eine hohe Schnittqualität (bis zu einer Dicke von 20-25 mm).

Auswahl der richtigen Linse

Die Wahl der richtigen Linse spielt beim Schneiden von Acryl eine entscheidende Rolle. Je dicker das Material desto länger sollte die Brennweite der eingesetzten Linse sein. 

 Materialdicke Speedy Serie SP Serie
dünne Acrylplatten
< 5 mm
2" Linse 2,5" Linse
dicke Acrylplatten
> 5 mm
2,5" Linse 5" Linse


Fokuspunkt in das Materialinnere verlagern

Wir empfehlen ab 6 mm Stärke den Fokuspunkt in das Materialinnere zu verlegen, um einen gleichmäßig homogenen Schnitt zu erreichen.

Als Richtwert gilt: Fokusverlagerung um ca. 1/3 der Materialstärke.
Bei 6 mm Acryl wäre das demnach ein z-Wert von -2 mm.

Auswahl der Düse und Einstellung der Zublasung

Zum Schneiden von Acryl verwenden Sie unbedingt die Düse mit dem großen Durchmesser und – sofern regelbar – wenig Zublasung von max. 0,2 bar. Dadurch hat das Material genügend Zeit um wieder abzukühlen - es entstehen glasklare Kanten. Im Gegensatz dazu entstehen bei Verwendung der Düse mit dem kleinen Durchmesser oder bei zu viel Druckluft trübe, milchige Schnittkanten, weil das Material zu schnell abgekühlt wurde.

Auswahl des richtigen Tisches

Die Auswahl des richtigen Schneidtisches ist ein ebenso wichtiges Kriterium, um perfekte Ergebnisse in Acryl zu erreichen. Es gibt hierbei mehrere Varianten, abhängig von der Größe Ihrer Applikation. Wir empfehlen je nach Applikationsgröße entweder den Acryl-Lamellenschneidtisch oder den Acrylgittertisch.

Der Acryl-Lamellenschneidtisch verhindert Rückreflexionen beim Schneiden und eignet sich daher besonders zum Schneiden von dickeren Acrylplatten (ab 6 mm Dicke) und für Teile die geschnitten größer als 100 mm sind. Kleinere Teile können verkanten und sind somit nicht geeignet für dieses Tischkonzept.

Für Teile kleiner als 100 mm bietet sich der Acrylgittertisch bzw. die Acrylgitterauflage auf dem Vakuumtisch an, da die Teile nach dem Schneiden flach in Position bleiben. Jedoch ist diese Bearbeitungsfläche nur für Acryl bis ca. 8 mm empfehlenswert. Für dickeres Acryl sollten Sie stets auf die andere Variante zurückgreifen.

Schneidtisch Materialdicke Teilegröße
Acryl-Lamellenschneidtisch Acrylplatten > 6 mm Dicke Teile, die geschnitten größer als 100 mm sind
Acrylgittertisch Acrylplatten < 8 mm Dicke Teile, die geschnitten kleiner als 100 mm sind

Einsatz einer Absauganlage

Wie bei jeder Laseranwendung ist auch beim Acrylschneiden der Einsatz einer passenden Absauganlage unerlässlich, damit die beim Schneiden entstandenen Dämpfe vom Maschineninnenraum abgesaugt werden. Ausreichende Absaugung ist absolut notwendig um eine hohe Qualität der Schnitte zu erreichen. Mangelhafte Absaugung kann zum Entflammen der Dämpfe und in Folge zu einem Brand führen. Aus diesem Grund darf die Lasermaschine niemals unbeaufsichtigt betrieben werden.


Parameter für das Laserschneiden von Acryl

Der Werkstoff Acryl verlangt beim Laser-Schneidprozess eine höhere Frequenz als beispielsweise Holz. Durch die hohe Frequenz wird die Energie gleichmäßig in das Material eingebracht. Dies bewirkt ein gleichmäßiges Schmelzen der Schneidkanten und führt somit zu einer glasklaren, flammpolierten Kante.

  • Für GS-Material empfehlen wir eine Frequenz von 5.000-20.000 Hz
  • Beim Schneiden von XT-Material eine Frequenz bis max. 5.000 Hz.

Ist die Frequenz zu niedrig, können feine Rillen, sogenannte Rattermarken, an den Schneidkanten sichtbar werden. Erhöhen Sie die Frequenz oder verringern Sie die Schneidgeschwindigkeit, um dem entgegenzuwirken. Ist die Schneidgeschwindigkeit jedoch zu niedrig, kann das zu einer nach unten aufgeweiteten Schnittfuge führen - die Brandgefahr steigt.
Das sorgsame Herantasten an den perfekten Parameter ist beim Arbeiten mit Acryl also sehr wichtig, um sicher und effizient zu arbeiten.


Parameter für das Lasergravieren von Acryl

Beim Gravieren von Acryl gilt der Grundsatz: weniger ist mehr! 
Die besten Ergebnisse erzielt man, indem man nur die Oberfläche des Acryls anritzt. So entsteht ein weißes Gravurbild. Wird zu viel Leistung verwendet, so wird das Gravurergebnis zwar tief, jedoch nicht mehr weiß.

Tipp - Rückseitiges Gravieren:

Graviert man das Acryl auf der Rückseite, wirkt das Endergebnis hochwertiger und die Gravur ist durch äußere Einflüsse besser geschützt. Auch bei bedrucktem Acryl wirkt das Produkt hochwertiger, wenn der Druck auf der Rückseite erfolgt.

Achtung: Vergessen Sie nicht den Job zu spiegeln!
Dies machen Sie entweder in Ihrem Grafikprogramm oder einfach direkt in den Druckeinstellungen, wenn Sie den Job an den Laser schicken.


Grafik- und Softwareeinstellungen zur Acrylbearbeitung

Minimale Anzahl von Knotenpunkten

Die sorgsame Aufbereitung der Grafik kann bei der Acrylbearbeitung zusätzlich noch einige wesentliche Qualitätsverbesserungen bringen. Zuerst sollte die Anzahl der Knotenpunkte in der Schneidkontur auf ein Minimum reduziert werden. Das ermöglicht ein homogenes Verfahren des Lasers ohne unnötige Stopps.

Optimale Wahl des Schneid-Startpunktes

Wesentlich ist auch die Definition des Schneid-Startpunktes. Der Einstich des Lasers in das Material ist an dieser Stelle sichtbar und lässt sich nicht vermeiden. Besonders auffällig sind Startpunkte, die auf einer Geraden oder mitten in einer Kurve liegen. Daher sollte der Startpunkt immer in einer unauffälligen Ecke platziert werden.

Je dicker das verwendete Acryl ist, umso besser ist es, den Startpunkt außerhalb der eigentlichen Grafik zu definieren. Dabei spricht man von sogenannten Anfahrfahnen bzw. Lead-Ins. Der Einstich sollte ca. 3-8 mm außerhalb der fertigen Kontur erfolgen und geht dann über eine Gerade in die eigentliche Kontur über. Sie können diese Lead-Ins ganz einfach selbst im Grafikprogramm zeichnen oder mit unserem Softwarepaket TroCAM im Zuge der Arbeitsvorbereitung ergänzen.

Schneidreihenfolge festlegen

Die Schneidreihenfolge von Einzelobjekten kann bei einer größeren Stückzahl ebenfalls einen Einfluss auf die Qualität haben. Werden viele kleine Objekte im gleichen Umkreis geschnitten, erwärmt sich das Material an dieser Stelle verhältnismäßig stark und die Brandgefahr erhöht sich in diesem Umfeld. Wollen Sie also viele kleine Grafiken aus einer großen Platte ausschneiden, ist es empfehlenswert, die Anordnung der Einzelteile so vorzunehmen, dass das Material zwischendurch wieder abkühlen kann. Die Reihenfolge ist im Grafikprogramm (CorelDraw, Adobe Illustrator) im Ebenenfenster ersichtlich und wird immer von unten nach oben abgearbeitet.


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Unsere Laserexperten helfen Ihnen gerne weiter.

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Trotec Acryl-Sortiment: TroGlass

Das Trotec Acryl-Sortiment bietet eine vielfältige Auswahl. Die Palette reicht von glasklarem Acryl in 3, 4, 5, 6, 8, 10, 15 und 20 mm Dicke bis hin zu farbigen Acrylplatten mit unterschiedlichen Oberflächenausführungen (glänzend, satiniert, frosted, matt/glänzend kombiniert…). Ihrer Kreativität sind somit keine Grenzen gesetzt.

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