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Hochwertige Zierblende mit der Laseranlage BARRACUDA veredeln

Der Anlagenhersteller ACSYS Lasertechnik GmbH (Kornwestheim) liefert dafür zwei Lasersysteme und begleitet KTB in der Technologieentwicklung.Abbildung 2: Vorbehandelte Bauteile in der Laseraufnahme

Verchromte Zierblenden mit 3D-Schriftzug in zwei verschiedenen Matttönen, die nachts auch noch in verschiedenen Farben leuchten, sind im Autointerieur eines deutschen OEMs erst seit ein paar Wochen in der Serienproduktion. Dr. Carsten Brockmann, Geschäftsführer der KTB GmbH, weiß: „Das erhöht die Wertigkeit des Innenraumdesigns erheblich. Zudem ist durch dieses Tag-Nacht-Design eine weitere Individualisierung im Innenraum des Autos möglich.“

Das unterschiedliche Tag-Nacht-Design – am Tag die Haptik über den 3D-Schriftzug, in der Nacht die vom Autofahrer ausgewählte Leuchtfarbe – bewirkt ein Aha-Erlebnis. Das Thema individualisierbares Innenraum-Ambiente ist zurzeit Trend bei OEMs. Dr. Carsten Brockmann ist begeistert: „Mit der Flächen- und Konturbeleuchtung der Zierblende haben wir ein neues Designelement entwickelt, dass die Sinne anspricht.“
Bei KTB werden mit dem Mehrkomponenten-Spritzgieß-Verfahren Bauteile aus Polycarbonat (PC) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) hergestellt und in der hauseigenen Galvanik veredelt. Das Polycarbonat befindet sich auf der Rückseite des Bauteils und ist nicht galvanisierbar. Somit bleibt das Bauteil an diesen Stellen chromfrei. Im Gegensatz dazu wird in der Galvanik der ABS-Bereich mit einer metallischen Beschichtung überzogen. Danach erfolgt die Laserbearbeitung in einem Teilbereich auf der Vorderseite, um diesen lokal für Licht durchscheinend zu machen. Nach der Laserbearbeitung erhalten die Blenden eine finale Außenbeschichtung und werden in einer Sichtprüfung kontrolliert.

KTB verfügt über langjährige Erfahrungen und umfangreiche Kompetenzen in der Kunststoffherstellung, im Werkzeugbau für Spritzgussformen und im Abbildung 3: Blick durch das Kontrollfenster während des Laser–prozessesGalvanisieren für Innen- wie für Außenanwendungen mit verschiedenen Oberflächenqualitäten. Für die Laserstrukturierung der Kunststoffteile hat sich KTB für die Lösung von ACSYS entschieden. Dr. Carsten Brockmann erinnert sich an den Beginn der Zusammenarbeit zwischen den KTB-Entwicklern und den Spezialisten aus dem Technikum von ACSYS: „Wir hatten verschiedene mögliche Lieferanten mit Strukturierungsversuchen eines Prototypenbauteils beauftragt. Erst die Versuche von ACSYS sind unserer Vorstellung sehr nahegekommen. Von der Genauigkeit der Laseranlage waren wir von Anfang an begeistert.“ Die Lösung wurde im Folgenden durch aufwendige Tests im ACSYS-Labor erarbeitet. „Wir agieren proaktiv als Ideengeber mit hoher Entwicklungs-, Anwendungs- und Servicekompetenz bei jedem Kundenauftrag neu“, schaut Gerhard Kimmel, Geschäftsführer der ACSYS Lasertechnik GmbH, auf die Projektumsetzung zurück. „Dieses Teamwissen spürt der Kunde, wenn er mit einer Aufgabenstellung zu uns kommt.“
Für die Laserbearbeitung bei KTB kommt die Anlage BARRACUDA zum Einsatz. Der BARRACUDA ist mit einem großzügigen, sehr gut zugänglichen Arbeitsraum ein Allrounder. Für die Laseranwendung bei KTB steht das Multitalent aus hochfestem Stahl vibrationsfrei auf einem Maschinenunterbau aus temperaturstabilem Granit. Der Laserprozess läuft in mehreren Schritten ab, in denen jeweils ein Teilbereich der Zierblende mit feinen Rauten von 200 x 200 µm Größe strukturiert wird. Dazu wird der langgezogene Blendenbereich in Sektionen unterteilt. „Seit einem Jahr testen wir die Anlage, und sie läuft stabil und hochpräzise. Es treten keine Ansätze zwischen den Bearbeitungssektionen auf, die zum Beispiel durch Verfahrwegtoleranzen entstehen könnten“, so Dr. Carsten Brockmann.

Die Laseranlage wurde auch mit der Zwei-Kamera-Lösung Live Adjust System (LAS) ausgerüstet. Die erste Kamera zeigt den Bearbeitungsbereich im Überblick, Abbildung 4: Beide KTB Anlagen in der Produktionsumgebungwährend die zweite Kamera direkt durch den Strahlengang des Lasers den Bearbeitungsbereich „erfasst“, was eine partielle, hochauflösende Wiedergabe der zu bearbeitenden Sektion ermöglicht.
„In den letzten zwei Jahre haben wir gemeinsam die Bearbeitungstechnologie entwickelt und sind sehr zufrieden mit der Qualität der Teile“, blickt Dr. Carsten Brockmann zurück. „Vor Kurzem haben wir eine zweite Laseranlage gleichen Typs gekauft, um das geplante Jahresvolumen von 200.000 Stück abzusichern.“ Die Serienproduktion startete Ende des zweiten Halbjahres 2017. „Seit unserem Lieferstart der Zierblenden für Autos der Luxusklasse eines deutschen OEMs bekommen wir durchgehend positive Rückmeldungen“, bescheinigt Dr. Carsten Brockmann die hohe Qualität der Kunststoffprodukte. „Wir sind mit dem Lasersystem sehr zufrieden.“

Technische Daten
BARRACUDA® Multi
Verfahrwege xyz: 750 x 350 x 370 mm
Maschinenunterbau aus Granit
LAS HD Pro
 – Live Adjust System
Geschliffene Stahl-T-Nutenplatte
Flexibles Bedienpult auf Rollen

Laserklasse 1
Gehäuse: Maße B/H/T 1320 x 1890 x 1.880 mm
Gewicht ca. 1.100 kg
max. Werkstückgewicht 120 kg
Innenfläche 1.150 x 580 mm
Achspositioniergenauigkeit auf 300 mm: X x Y: ±25
 µm

Beteiligte Unternehmen
Kunststofftechnik Bernt GmbH
Dr.-Herbert-Kittel-Straße 10; D-87600 Kaufbeuren

Chrome-plated decorative trims with 3D lettering in two different matt shades, which also glow in different colours at night, have only been in series production in the car interior of a German OEM for a few weeks. Dr. Carsten Brockmann, Managing Director of KTB GmbH, knows: “This considerably increases the value of interior design. In addition, this day-night design makes it possible to further individualise the interior of the car.

The different day-night design – the feel of the 3D lettering during the day and the luminous colour chosen by the driver during the night – creates an “aha” experience. The topic of customizable interior ambience is currently a trend among OEMs. Dr. Carsten Brockmann is enthusiastic: “With the surface and contour lighting of the decorative trim, we have developed a new design element that appeals to the senses.
At KTB, components made of polycarbonate (PC) and acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) are produced using the multi-component injection moulding process and finished in our in-house electroplating shop. The polycarbonate is located on the back of the component and cannot be electroplated. This means that the component remains chrome-free at these points. In contrast, in electroplating, the ABS area is coated with a metallic coating. Then the laser processing takes place in a partial area on the front side to make it locally translucent for light. After laser processing, the panels receive a final external coating and are visually inspected.

KTB has many years of experience and extensive expertise in plastics production, in tool making for injection moulds and in electroplating for indoor and outdoor applications with various surface qualities. For the laser structuring of the plastic parts, KTB has opted for the solution from ACSYS. Dr. Carsten Brockmann recalls the beginning of the cooperation between the KTB developers and the specialists from the ACSYS pilot plant: “We had commissioned various possible suppliers with structuring tests on a prototype component. Only the experiments of ACSYS came very close to our idea. “We were thrilled with the accuracy of the laser system right from the start.” The solution was subsequently developed through extensive tests in the ACSYS laboratory. “We proactively act as a provider of ideas with high development, application and service competence for every customer order”, Gerhard Kimmel, Managing Director of ACSYS Lasertechnik GmbH, looks back on the project implementation. “The customer feels this team knowledge when he comes to us with a task.”
For laser processing at KTB, the BARRACUDA system is used. The BARRACUDA is an all-rounder with a generous, very easily accessible work area. For laser applications at KTB, the all-rounder made of high-strength steel stands vibration-free on a machine base made of temperature-stable granite. The laser process takes place in several steps, in each of which a partial area of the decorative aperture is structured with fine diamonds of 200 x 200 µm in size. For this purpose, the elongated aperture area is divided into sections. “We’ve been testing the system for a year and it’s running stable and highly accurate. There are no approaches between the machining sections that could arise, for example, due to travel tolerances,” says Dr. Carsten Brockmann.

The laser system was also equipped with the two-camera Live Adjust System (LAS). The first camera shows an overview of the processing area, while the second camera “captures” the processing area directly through the laser beam path, which enables partial, high-resolution reproduction of the section to be processed.
“In the last two years we have jointly developed the machining technology and are very satisfied with the quality of the parts,” Dr. Carsten Brockmann looks back. “We recently purchased a second laser system of the same type to secure the planned annual volume of 200,000 units. Series production started at the end of the second half of 2017: “Since we started supplying the decorative trims for luxury cars of a German OEM, we have received positive feedback throughout,” says Dr. Carsten Brockmann, attesting to the high quality of the plastic products. “We are very satisfied with the laser system.”

Technical Specifications
BARRACUDA® Multi
Travel xyz: 750 x 350 x 370 mm
Granite machine base
LAS HD Pro – Live Adjust System
Ground steel T-slot plate
Flexible control panel on castors

Laser class 1
Housing: Dimensions W/H/D 1320 x 1890 x 1,880 mm
Weight approx. 1,100 kg
max. workpiece weight 120 kg
Inside surface 1.150 x 580 mm
Axis positioning accuracy to 300 mm: X x Y: ±25 µm

Participating companies
Kunststofftechnik Bernt GmbH
Dr.-Herbert-Kittel-Straße 10; D-87600 Kaufbeuren
Tel.: +49 8341 966128-382; Fax: +49 8341 966128-360
E-Mail: c.brockmann@ktbernt.de
ACSYS Lasertechnik GmbH
Leibnizstraße 9; 70806 Kornwestheim
Tel +49 7154 80875-0; Fax +49 7154 80875-19
E-Mail: info@acsys.de
Contact for the press: Thilo von Grafenstein
Tel +49-7154-808-75-13; ACSYS Lasertechnik GmbH

Press photos for download can be found under
www.acsys.de/transfer/180726_ACSYS_KT_Bernt.zip