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14.09.2020

Scanbare QR-Codes in Kunststoff

Ultrakurzpulslaser bringt Mikrostruktur in den Formeinsatz

Hailtec ist es gelungen, einen scanbaren, in Kunststoff gespritzten QR-Code zu erzeugen. Möglich macht diese Art der Mikrostrukturierung ein Ultrakurzpulslaser mit Femto-Laserstrahlen. Der Auftraggeber zeigt am Beispiel eines Münzchips die erfolgreiche Umsetzung. Die Technik hat Potenzial für Werkzeug- und Formenbauer, Spritztechnologen und viele andere.

„Wir benötigen einen Formeinsatz, mit dem wir QR-Codes aus Kunststoff spritzen können – und die mittels Smartphone oder anderer Geräten lesbar sind, mit dieser Anfrage kam Jochen Keppler von Keppler Feinmechanik aus Engelsbrand auf die Hail-Tec GmbH aus Hohenstein-Meidelstetten zu. Das klang zunächst unmöglich, weil ein QR-Code normalerweise nur als schwarz-weiß Kontrast funktioniert.

Reflektion statt schwarz-weiß Kontrast?

Die Münzchips mit QR-Code in Kunststoff werden bei Keppler Feinmechanik gefertigt: Der QR-Code ist sogar vom Foto lesbar (© Hail-Tec)

Doch Jochen Keppler war überzeugt, dass die Idee mithilfe von Reflektion an der Oberfläche realisierbar und die Firma Hailtec der richtige Partner dafür wäre – auch wenn ihm ein namhafter Spritzgießmaschinen-Hersteller versicherte, das Vorhaben sei „nicht machbar“.

Alexander Renz und das Team bei Hailtec nahmen die Herausforderung an. Nach einem Anruf in Lübeck war auch Sylvia Goldbach von der Firma Taktilesdesign GmbH mit im Boot. Bei der Entwicklung funktioneller Oberflächenstrukturen kooperieren die Experten für Texturentwicklung bei Taktilesdesign und Hailtec seit Jahren eng miteinander – so auch bei diesem Projekt.

Unmögliches möglich machen

„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 Alexander Renz.

Mithilfe des Ultrakurzpulslaser bei Hailtec entstand die geometrisch optimierte Mikrostruktur eines in Kunststoff gespritzten QR-Codes. Dank gezielter Lichtbrechung erzeugt diese Mikrostrukturierung einen tiefschwarzen Effekt und kann damit von Smartphones gescannt werden. Das funktioniert sogar mit einem Foto des Münzchips.

Kunststoff mit Wolfram

Als Anwendungsbeispiel fertigte Keppler Münzchips für Einkaufswagen. Eingesetzt wird ein Kunststoff auf Polyamid-Basis gefüllt mit 80 % Wolfram(Hersteller: PolyOne). Dank der hohen Dichte von 11 g/cm³ erhält er eine sehr hohe Wertigkeit. 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.

Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

Die Einsatzmöglichkeiten für QR-Codes auf Kunststoff sind vielfältig. Scanbare QR-Codes auf Kunststoffprodukten wie Autoreifen und sonstigen Consumer Goods sind 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.

Hochtechnologie on Demand

Mit seinen Femto-Laserstrahlen erzielt der Ultrakurzpulslaser bei Hailtec 3DMikrostrukturen mit deutlich feinerer Auflösung als die herkömmliche Nanolasertechnologie. Das Material sublimiert direkt, ohne Wärmeeinwirkung und Schlackebildung – deshalb beschränkt sich auch die Nacharbeit auf ein Minimum. Hail-Tec setzt das enorm breite Leistungsspektrum des Lasers ein, um Bauteilen funktionelle Oberflächenstrukturen zu verleihen, z.B. tribologische, antibakterielle, hydrophobe oder hydrophile Strukturen. Als Zulieferer und Jobshop bietet Hailtec diese Hochtechnologie „on Demand“.

Taktilesdesign GmbH
Hail-Tec GmbH
Keppler - Feinmechanik

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