Laserbeschriftung von PC-ABS und ASA: Blends in Automobil- und Haushaltsgerätebauteilen

Laserbeschriftung von PC-ABS und ASA: Blends in Automobil- und Haushaltsgerätebauteilen

Das Wichtigste in Kürze

• Blends verhalten sich wie keines der Ausgangspolymere; das Mischungsverhältnis verändert das Beschriftungsverhalten erheblich.
• Beide lassen sich ohne Additiv gut beschriften, da beide aromatisch sind und gut verkohlen.
• ASA ersetzt die Butadienphase durch einen witterungsbeständigen Acrylatkautschuk, was das thermische Verhalten verändert.
• Der übliche Fehler ist die Überbeschriftung, nicht die Unterbeschriftung.

Nur ein geringer Teil der Kunststoffe in Automobilinnenräumen und Haushaltsgeräten besteht aus einem einzelnen Polymer. Blends aus Polycarbonat und ABS dominieren Instrumententafeln, Säulenverkleidungen, Gehäuse und Konsolen, weil sie die Zähigkeit und Wärmeformbeständigkeit von Polycarbonat mit der Verarbeitbarkeit und den geringeren Kosten von ABS verbinden. ASA kommt überall dort zum Einsatz, wo dieselbe Optik im Außenbereich gefordert ist. Beide lassen sich gut beschriften, und beide werden routinemäßig so qualifiziert, als wären sie ihre Ausgangsharze, und genau hier beginnen die Probleme.

Was das Mischungsverhältnis verändert

PC-ABS wird in einem weiten Bereich von Verhältnissen geliefert, üblicherweise von etwa 50:50 bis 70:30 zugunsten von Polycarbonat, und das Verhältnis ist auf Zeichnungen häufig nicht angegeben. Das sollte es sein, denn es verändert das Beschriftungsergebnis:

Zwei „PC-ABS“-Sorten verschiedener Lieferanten können daher spürbar unterschiedliche Rezepturen benötigen. Betrachten Sie die konkrete Sorte als Werkstoff, nicht die Blend-Familie.

ASA und warum es spezifiziert wird

ASA ist strukturell ABS, bei dem die Butadien-Kautschukphase durch einen Acrylatkautschuk ersetzt ist. Diese eine Substitution beseitigt die Schwäche, die ABS im Außenbereich begrenzt: Butadien ist anfällig für UV-Angriff, was Vergilbung, Auskreiden und Versprödung verursacht. ASA behält Farbe und Schlagzähigkeit bei Bewitterung, weshalb es an Außenspiegelgehäusen, Kühlergrills, Gartengeräten und Satellitenschüsseln zu finden ist.

Für die Beschriftung sind die praktischen Unterschiede gering, aber real:

• Ähnliches Kontrastverhalten wie ABS, da der aromatische Styrol- und Acrylnitrilanteil unverändert ist.
• Etwas bessere thermische Stabilität am Rand der Beschriftung, weil der Acrylatkautschuk sich weniger leicht zersetzt als Butadien.
• Die Bewitterung der Beschriftung ist wichtiger, weil ASA-Teile für den Außeneinsatz spezifiziert werden. Eine bei der Montage lesbare Beschriftung sollte nach UV-Belastung qualifiziert und nicht als dauerhaft vorausgesetzt werden.

Hinweise zur Beschriftung

• Niedrig beginnen. Beide Blends verkohlen leicht, das Risiko ist also die Überbeschriftung: ein brauner Hof, Oberflächenverformung oder eine geschädigte Kautschukphase um das Merkmal. Beginnen Sie unterhalb der erwarteten Einstellung und arbeiten Sie sich nach oben.
• Erhöhen Sie die Geschwindigkeit, statt die Leistung zu senken, wenn die Beschriftung zu aggressiv ist; das bewahrt die Konturschärfe bei geringerer Energie.
• Beschriftungen von Angüssen und Bindenähten fernhalten. Der Polycarbonatanteil bringt das Risiko von Spannungsrissen (Crazing) mit sich, und Crazing kann Stunden oder Tage nach der Beschriftung auftreten statt an der Maschine.
• Pro Farbe qualifizieren. Diese Blends werden in einem breiten Farbspektrum eingesetzt, und das Pigmentpaket verändert das Ergebnis ebenso stark wie das Mischungsverhältnis.
• Die flammhemmende Variante gesondert prüfen. FR-Sorten von PC-ABS sind in Haushaltsgeräten und Elektronik verbreitet, und das FR-Paket verändert sowohl die Absorption als auch das Verkohlungsverhalten.
• Bei der Qualifizierung nach 24 Stunden erneut prüfen, damit verzögertes Crazing vor der Freigabe entdeckt wird und nicht erst im Feld.

Häufige Probleme

Dekorieren und Kleben dieser Blends

Die Beschriftung ist selten der einzige nachgelagerte Arbeitsgang an einem Automobil- oder Haushaltsgerätebauteil, und auch hier verhalten sich die Blends anders als ihre Ausgangsharze:

• Die Oberflächenenergie ist mäßig statt niedrig; bei der Vorbehandlung geht es daher meist um Reinigung und Konsistenz und nicht darum, wie bei Polypropylen die Energie aus dem Nichts anzuheben. Prüfen Sie mit einem Kontaktwinkel oder einem dyne-Test, statt es vorauszusetzen.
• Die Lösemittelempfindlichkeit wird von beiden Ausgangsharzen geerbt. Reinigungsmittel und Haftvermittler sollten an verspannten Proben qualifiziert werden, da sowohl Polycarbonat als auch ABS unter Spannung bei Lösemittelkontakt Crazing zeigen.
• Lackieren ist üblich und in der Regel erfolgreich, weshalb diese Blends lackierte Innenverkleidungen dominieren; bei Sorten mit höherem ABS-Anteil werden dennoch häufig Haftvermittler spezifiziert.
• Galvanisieren ist bei Sorten mit höherem ABS-Anteil möglich, da sich die Butadienphase für die mechanische Verankerung anätzen lässt. Ein höherer Polycarbonatanteil verringert diese Fähigkeit.

Weiterführende Beiträge

• Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)
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• Laserbeschriftung von Polycarbonat
• Laserbeschriftung in der Automobilindustrie
• Karbonisierung

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Häufig gestellte Fragen

Benötigt PC-ABS ein Laseradditiv?

Normalerweise nicht. Beide Ausgangspolymere sind aromatisch und verkohlen leicht, sodass PC-ABS mit einem Faserlaser ohne Zusatz einen guten dunklen Kontrast liefert. Das technische Problem ist die Zurückhaltung, nicht die Absorption: Überbeschriftung erzeugt einen braunen Hof und stört den Oberflächenglanz; die Rezeptur wird daher meist von einem zu aggressiven Startpunkt aus nach unten entwickelt und nicht von null aus nach oben.

Warum lassen sich zwei PC-ABS-Sorten unterschiedlich beschriften?

Wegen des Mischungsverhältnisses, das auf Zeichnungen häufig nicht angegeben ist. Die Sorten reichen von etwa 50:50 bis 70:30 zugunsten von Polycarbonat; ein höherer Polycarbonatanteil ergibt eine höhere Verkohlungsausbeute und ein breiteres thermisches Prozessfenster, während ein höherer ABS-Anteil es verengt und die Vergilbung um die Beschriftung verstärkt. Qualifizieren Sie die konkrete Sorte, nicht die Blend-Familie.

Worin unterscheiden sich ABS und ASA bei der Beschriftung?

ASA ersetzt die Butadien-Kautschukphase durch einen Acrylatkautschuk, der deutlich witterungsbeständiger ist. Der Beschriftungskontrast ist ähnlich, da der aromatische Anteil unverändert ist, und die Randqualität ist etwas besser, weil sich Acrylatkautschuk weniger leicht zersetzt als Butadien. Der wichtige Unterschied liegt im Folgeeinsatz: ASA-Teile werden im Außenbereich verwendet, die Beschriftung sollte daher nach UV-Belastung qualifiziert werden.

Warum treten Risse um Beschriftungen einen Tag nach der Bearbeitung auf?

Spannungsrisse (Crazing) durch den Polycarbonatanteil, bei denen der thermische Eintrag der Beschriftung zur Eigenspannung aus dem Spritzgießen hinzukommt. Sie entwickeln sich mit der Zeit statt sofort; ein Teil kann an der Maschine die Prüfung bestehen und in der nächsten Schicht ausfallen. Halten Sie Beschriftungen von Angüssen und Bindenähten fern, verringern Sie die Energie pro Durchgang und planen Sie eine erneute Prüfung nach 24 Stunden in die Qualifizierung ein.

Lassen sich flammhemmende PC-ABS-Sorten genauso beschriften?

Nein. FR-Pakete sind in Haushaltsgeräten und Elektronik verbreitet und verändern sowohl die Absorption als auch das Verkohlungsverhalten, teils erheblich. Eine an Standard-PC-ABS entwickelte Rezeptur kann bei der FR-Version derselben Sorte deutlich anderen Kontrast liefern; qualifizieren Sie sie daher gesondert und behandeln Sie eine Änderung des FR-Pakets als Anlass zur Requalifizierung.

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