Lasergeschnittener Kunststoff | Materialien, Tipps & Services

Das Laserschneiden von Kunststoff ist nur dann einfach, wenn Kunststoff, Laser und Hitze optimal aufeinander abgestimmt sind. Bei Yonglihao Machinery sind wir ein Prototypenfertigungsdienstleistungsunternehmen. Wir bieten hauptsächlich Laserschneiden für Kunststoffteile an.

Bei der realen Prototypenentwicklung geht es nicht nur darum, ob das Gerät schneiden kann. Es geht vielmehr darum, ob es sauber, sicher und wiederholt schneiden kann. Dieser Leitfaden behandelt die Materialauswahl, den Lasertyp, die Einstellungen, die Dateivorbereitung, Sicherheitsaspekte und die Fehlerbehebung.

Was ist lasergeschnittener Kunststoff?

Beim Laserschneiden durchtrennt der Laserstrahl das Material vollständig entlang einer vorgegebenen Bahn. Beim Lasergravieren wird hingegen nur eine dünne Oberflächenschicht abgetragen. Dadurch entstehen Kontraste oder Texturen.

Beim Schneiden spielen Schnittfuge, Wärmeverteilung und Kantenqualität eine entscheidende Rolle. Beim Gravieren hingegen Markierungskontrast, Oberflächenschmelze und Lesbarkeit.

Wenn Sie Einpressschlitze benötigen, ist das Zuschneiden die größte Herausforderung. Wenn Sie klare Markierungen benötigen, ist das Gravieren die größte Herausforderung.

Welcher Lasertyp eignet sich am besten für Kunststoffe?

Für die meisten Kunststoffe ist ein CO₂-Laser die zuverlässigste Option zum Schneiden. Viele Kunststoffe absorbieren CO₂-Laserwellenlängen gut, sodass die Energie schnell übertragen wird.

Diodenlaser können einige dünne, dunkle Kunststoffe schneiden. Die Ergebnisse variieren jedoch je nach Farbe und Dicke. Transparente Kunststoffe sind oft schwierig zu bearbeiten, da sie blaue Wellenlängen durchlassen.

Faser-/IR-Laser (um 1064 nm) eignen sich in der Regel besser zum Gravieren von Kunststoffen als zum Schneiden. Beim Schneiden verursachen sie oft Schmelzen statt eines sauberen Schnitts.

Hier ist eine Regel, die wir bei Angeboten anwenden: Wenn ein Kunde saubere Kanten und hohe Geschwindigkeit wünscht, beginnen wir mit CO₂-Laser. Wenn der Kunde hauptsächlich eine Markierung wünscht, ziehen wir einen Faser-/IR-Laser in Betracht.

Hauptkunststoffe für das Laserschneiden

Der beste Kunststoff für Laserschnitte zeichnet sich durch saubere Schnitte und die Entstehung unbedenklicher Dämpfe aus. Im Folgenden stellen wir die gängigsten Kunststoffe vor und erläutern ihre Stärken und Schwächen.

Acryl (PMMA)

Acrylglas (PMMA) ist der am häufigsten verwendete Kunststoff für Laserschnitte. Es zeichnet sich durch saubere Kanten aus und eignet sich hervorragend für sichtbare Elemente. Es wird für Schilder, Displaytafeln, Abdeckungen, Lichtleiter und Dekorationsartikel verwendet.

Acrylglas kann zu Stichflammen führen. Dies tritt häufiger bei dickeren Platten oder langsamen Schnitten auf. Eine starke Luftunterstützung, ein stabiler Fokus und sorgfältige Überwachung können dieses Risiko verringern.

Wenn Ihr Bauteil saubere Kanten mit geringem Nachbearbeitungsaufwand benötigt, ist PMMA in der Regel die erste Wahl. Wenn Ihr Bauteil jedoch eine hohe Schlagfestigkeit erfordert, ist PMMA möglicherweise nicht die beste Option.

Gegossenes vs. extrudiertes Acryl

Gegossenes Acrylglas graviert mit einem mattierten, weißen Aussehen. Es ist eine gute Wahl, wenn ein guter Gravurkontrast erforderlich ist.

Extrudiertes Acrylglas lässt sich oft sauberer schneiden. Seine Kante kann Glas sehr ähnlich sehen. Es ist oft günstiger, aber die verfügbaren Stärken und Farben können variieren.

Hier ein praktischer Tipp: Für Gravuren empfiehlt sich gegossenes Material, für scharfe Kanten extrudiertes. Falls beides wichtig ist, testen Sie beide Varianten mit Ihrem Design.

PET / PETG

PET und PETG werden häufig für transparente Schutzfolien und leichte Paneele verwendet. Sie lassen sich gut zuschneiden. Durch Hitzeentwicklung kann es jedoch zu Trübungen oder geschmolzenen Kanten kommen.

PETG erfordert oft ein schnelles, sauberes Verfahren in einem Arbeitsgang. Dichte, komplexe Strukturen können Wärme aufnehmen und Details verlieren.

Polypropylen (PP)

PP ist chemikalienbeständig. Es eignet sich gut für Beschläge und einfache Platten. Es lässt sich sauber schneiden, kann aber einen leicht erhabenen Rand oder Grat hinterlassen.

PP eignet sich gut für funktionale Teile, bei denen die Klarheit nicht im Vordergrund steht. Für winzige Details oder fein abgegrenzte Merkmale ist es weniger geeignet.

Polyethylen (PE / HDPE)

PE und HDPE sind weich und wachsartig, daher neigen sie zum Schmelzen und Wiederverfließen. Sie lassen sich zwar schneiden, aber die Detailgenauigkeit ist begrenzt.

Verwenden Sie höhere Drehzahl und starke Luftunterstützung, um Kantenschmierung zu reduzieren. Vermeiden Sie eng beieinander liegende Parallelschnitte. Diese führen zu Hitzestau und vergrößern die Schnittfuge.

Nylon

Nylongewebe wird mit einer leicht verschweißten Kante zugeschnitten. Diese Kante verhindert das Ausfransen des Stoffes. Dies eignet sich gut für Textilien, Filter und Netzgewebe.

Dickere Nylonplatten weisen je nach Güteklasse und Füllmaterial große Unterschiede auf. Testen Sie sie daher immer zuerst, insbesondere wenn enge Toleranzen erforderlich sind.

Polyimid (Kapton)

Polyimidfolie (Kapton) lässt sich sauber in dünne Platten für Elektronikstrukturen schneiden. Sie ermöglicht präzise Strukturen mit einer kleinen Wärmeeinflusszone.

Bei manchen Folien ist am Rand eine leichte Kohlenstoffablagerung zu erkennen. Diese lässt sich in der Regel durch ordnungsgemäße Reinigung und Belüftung problemlos beheben.

Mylar (Polyesterfolie)

Mylar eignet sich gut für Schablonen und dünne Vorlagen. Es kann feine Details wiedergeben. Je nach Dicke kann es einen kleinen Grat aufweisen.

Um ein Zurückschrumpfen des Materials zu verhindern, sollte die Verweilzeit in den Ecken kurz gehalten werden. Ein stabiler Fokus und ein sauberer Maschinentisch verbessern die Ergebnisse.

ABS

ABS lässt sich gut gravieren. Beim Schneiden können jedoch starke Dämpfe entstehen und es kann zu Verformungen kommen. Feine Details neigen dazu, sich zu verwischen und ihre Form zu verlieren.

Wenn Sie ABS schneiden müssen, sorgen Sie für gute Belüftung und ein einfaches Design. Für viele Anwendungen ist das Gravieren von ABS das sicherere und lohnendere Verfahren.

Polycarbonat

Polycarbonat ist zwar robust, neigt aber an den Schnittkanten zu Verkohlung oder Verfärbung. Dies lässt sich mit einem typischen CO₂-Laser nur schwer vollständig verhindern.

Wenn die Kantenoptik wichtig ist, sollten Sie PETG oder PMMA in Betracht ziehen. Wenn Festigkeit wichtiger ist als die Optik, könnte Polycarbonat (PC) dennoch eine gute Wahl sein.

Zu vermeidende Kunststoffe

PVC oder vinylbasierte Materialien dürfen niemals lasergeschnitten werden.. Sie können korrosive Gase freisetzen, die Maschinen verunreinigen.

Schaumstoffe und unbekannte Kunststoffe können Feuer fangen oder gefährlichen Rauch erzeugen. Wenn ein Material unbekannt ist, identifizieren Sie es vorher oder verwenden Sie es nicht.

Weiterführende Literatur: Die 7 besten Materialien zum Laserschneiden

Wichtige Parameter für saubere Kanten

Saubere Schnittkanten entstehen durch präzise Wärmekontrolle pro Millimeter. Maximale Leistung ist nicht das Ziel. Vielmehr sollte ein vollständiger Schnitt mit minimaler Wärmeverteilung erreicht werden.

Betrachten Sie Ihre Einstellungen als ein “Parameterfenster”. Leistung, Geschwindigkeit, PPI/Frequenz, Fokus und Luftunterstützung müssen optimal aufeinander abgestimmt sein. Wenn Sie einen Parameter ändern, müssen Sie oft auch die anderen anpassen.

• Leistung Ob Sie schneiden, schmelzen oder verbrennen, hängt von der Leistung ab. Zu viel Energie führt zu einer geschmolzenen Kante, einem breiten Schnittfuge und verbrannten Ecken.
• Geschwindigkeit Legt fest, wie lange die Wärme an einem Punkt verbleibt. Langsamer ist nicht immer besser. Dies gilt insbesondere für PETG, PE und Dünnfolien.
• PPI/Frequenz Die Art der Erwärmung verändert sich. Eine höhere PPI-Zahl kann Kanten glätten, aber auch das Schmelzrisiko bei weichen Kunststoffen erhöhen.
• Fokus Legt die Schnittfugenform und die Wandstruktur fest. Eine schlechte Fokussierung führt zu schrägen Schnitten, rauen Wänden und unvollständigen Schnitten in Ecken.
• Luftunterstützung Es verhindert Rauchentwicklung und Stichflammen. Außerdem reduziert es die Rußbildung am Rand, insbesondere bei Acrylglas.

In unserer Werkstatt führen wir zunächst einen kleinen Testlauf durch. Dabei variieren wir Geschwindigkeit und Leistung und überprüfen anschließend Schnittkante, Schnittfuge und Rauchspuren.

Eine einfache Einstellreihenfolge ist oft der Schlüssel zum Erfolg. Beginnen Sie mit hoher Geschwindigkeit und erhöhen Sie dann die Leistung, bis die Schneide durchdringt. Passen Sie anschließend PPI und Luftunterstützung für eine saubere und gleichmäßige Kante an.

Checkliste für Design, Einrichtung und Sicherheit

Dateiqualität und Sicherheitseinstellungen bestimmen das Ergebnis bereits vor dem ersten Schnitt. Eine gute Konstruktion reduziert Wärmestau und Nachbearbeitungsbedarf.

Design und Dateivorbereitung

• Verwenden Sie Vektorpfade zum Schneiden. Halten Sie Ihre Designknoten übersichtlich.
• Vermeiden Sie zu geringe Abstände zwischen den Schnittlinien. Dadurch entsteht Hitze, die zu Verformungen der Teile führen kann.
• Berücksichtigen Sie den Schnittspalt, wenn die Passgenauigkeit der Teile wichtig ist. Schlitze und Laschen benötigen zusätzlichen Platz.
• Achten Sie darauf, dass winzige Löcher realistisch wirken. Sehr kleine Details können sich durch Schmelzen wieder schließen.

Gängige Formate, die wir verarbeiten können

• DXF, AI und SVG sind typische Formate für Vektorgrafiken.
• Wenn Sie CAD verwenden, exportieren Sie saubere Konturen im Maßstab 1:1.

Bett und Maskierung

• Ein flaches Blech schneidet sauberer als ein gewölbtes. Die Planheit beeinflusst die Fokussierung des Lasers.
• Verwenden Sie lasersicheres Transferband, wenn Sie Rauchspuren vermeiden möchten.
• Verwenden Sie keine Vinylmasken oder unbekannte Klebstoffe.

Belüftung und Materialsicherheit

• Absaugung direkt an der Quelle anwenden. Kunststoffe können reizende Dämpfe freisetzen.
• PVC oder Vinyl dürfen niemals verarbeitet werden. Ätzende Dämpfe können Menschen und Maschinen schädigen.
• Wenn Ihnen ein Material neu ist, führen Sie einen kleinen Test durch. Prüfen Sie, woraus es besteht.

Feuerleitanlage

• Acrylglas kann sich entzünden. Manche Schaumstoffe sind leicht entflammbar.
• Behalten Sie die Maschine genau im Auge und halten Sie einen klaren Brandbekämpfungsplan bereit.

Behebung häufiger Probleme

Die meisten Probleme entstehen durch Hitze, Luftzirkulation oder Fokussierung. Nutzen Sie diese Tabelle, um die erste Einstellung zu finden, und nehmen Sie dann kleine Änderungen vor.

Schmelzen und Verziehen deuten in der Regel darauf hin, dass der Strahl zu lange an einer Stelle verweilt hat. Erhöhen Sie die Geschwindigkeit, reduzieren Sie die Leistung und vergrößern Sie den Abstand zwischen den Strukturen in den Hotspots.

Rußablagerungen deuten oft auf schwachen Luftstrom oder mangelhafte Absaugung hin. Verbessern Sie die Luftzufuhr, reinigen Sie die Optik und verhindern Sie, dass Rauch zirkuliert.

Abgerundete Ecken entstehen oft dadurch, dass der Laser an den Ecken langsamer wird. Die Bahnstrategie ist wichtig, insbesondere bei detaillierten Acryl- und PETG-Teilen.

Maßabweichungen entstehen üblicherweise durch Schnittfugen- und Temperaturänderungen. Verwenden Sie eine Schnittfugenkompensation und halten Sie Ihre Prozesseinstellungen für jede Charge konstant.

Abschluss

Zuverlässige Laserschnitte aus Kunststoff erfordern einen strengen Prozess. Zuerst wird ein lasergeeigneter Kunststoff ausgewählt. Dann folgt die Wahl des passenden Lasertyps. Schließlich werden die Parameter auf einen stabilen Satz festgelegt. So gewährleisten wir bei Yonglihao Machinery die gleichbleibende Qualität unserer Prototypen.

Wenn Sie auf der Suche nach hoher Qualität sind Laserschneiddienstleistungen, Senden Sie uns bitte Ihre Kunststoffart, -stärke und Ihre Vektordatei für ein schnelles Angebot. Wir bestätigen Ihnen das sicherste Verfahren und informieren Sie über die zu erwartende Kantenqualität.

Häufig gestellte Fragen

Welcher Kunststoff eignet sich am besten als “Standard”-Material für lasergeschnittene Teile?

Acryl (PMMA) ist in der Regel der beste Ausgangspunkt. Es lässt sich sauber schneiden, sieht gut aus und ist leicht zu beschaffen.

Kann ein Diodenlaser durchsichtiges Acryl schneiden?

Meistens nicht gut. Klares Acrylglas lässt oft blaues Licht durch, daher ist das Schneiden nicht gleichmäßig.

Kann ein Faserlaser Kunststoff schneiden?

Faserlaser werden im Allgemeinen zum Gravieren, nicht zum Schneiden verwendet. Das Schneiden mit einem Faserlaser führt oft zu Schmelzen und ist instabil.

Warum kommt es manchmal zu Flammenbildung bei Acrylglasschnitten?

Stichflammen entstehen durch Hitzestau, unzureichende Luftzufuhr oder langsames Schneiden. Erhöhen Sie die Luftzufuhr, die Drehzahl und lassen Sie die Maschine niemals unbeaufsichtigt.

Welche Kunststoffe sollten niemals lasergeschnitten werden?

PVC und vinylbasierte Kunststoffe dürfen nicht mit dem Laser geschnitten werden. Auch unbekannte Kunststoffmischungen und viele Schaumstoffe sollten vermieden werden, es sei denn, ihre Lasersicherheit ist nachgewiesen.