Tipps & Tricks für die Laserbearbeitung von Acryl.

Wie kann man Acryl am besten mit dem Laser schneiden und gravieren?

Materialien aus Acryl können mit einem CO2 Laser hervorragend lasergeschnitten oder graviert werden. Es bietet optimale Voraussetzungen zur Produktion von Leuchtreklamen, Displays, Deko-Artikeln, Spielzeug und vielem mehr. Hier informieren wir Sie zur richtigen Materialauswahl und über Lasereinstellungen für perfekte Laser-Ergebnisse mit Acryl.

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 Acrylglas zum Laserschneiden auszuwählen.

Gegossenes Acryl (GS)

Gegossenes Acryl wird als flüssige Masse zwischen zwei Glasplatten gegossen. Dadurch entsteht ein homogenes, spannungsfreies Material mit gleichen mechanischen Eigenschaften in x- und y-Richtung. Durch diesen Herstellungsprozess ist jedoch die Dickentoleranz deutlich höher und liegt bei ca. ±15%, was bei machen Anwendungen (z.B. mit Steckverbindungen) unbedingt zu beachten ist! Das Herstellungsverfahren von gegossenem Acryl ist aufwändiger als bei extrudiertem Acryl, daher ist es auch preislich teurer.
Das Laserschneiden von gegossenem Acryl erzeugt beidseitig saubere Kanten und gratfreie Schnitte. Auch die Lasergravur erzeugt ein besseres Ergebnis als bei extrudiertem Acryl - durch die Gravur entsteht ein perfektes weißes Gravurbild.

Im Trotec Material-Sortiment finden Sie aktuell eine Vielzahl an gegossenen Acrylplatten.

Extrudiertes Acryl (XT)

Extrudiertes Acryl wird durch Extrudieren hergestellt, wobei die Acrylmasse durch eine Düse in der gewünschten Dicke herausgepresst wird. Dadurch weist das extrudierte Acryl unterschiedliche mechanische Eigenschaften in x- und y-Richtung auf. Es besitzt zudem eine geringe Dickentoleranz von ±5%. Extrudiertes Acryl ist dadurch für Anwendungen mit Steckverbindungen perfekt geeignet. Wird extrudiertes Acryl mit dem Laser Cutter geschnitten, ergibt dies eine flammpolierte Schnittkante, die auf einer Seite jedoch ein wenig scharfkantig ist. Aufgrund seines einfacheren Herstellungsverfahrens ist extrudiertes Acryl meist günstiger zu beziehen als gegossenes Acryl, 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 ebenso möglich, führt jedoch nur zu einem mattgrauen End-Ergebnis.

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 Laserschneiden von Acryl hängt jeweils von der Dicke der Acrylplatte sowie der gewünschten Produktivität ab. Für eine produktive Arbeitsweise empfehlen wir eine Laserleistung von mindestens 60 Watt.

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 Laserschneiden von Acryl ebenso eine wichtige Rolle. Je dicker das Material desto länger sollte die Brennweite der eingesetzten Fokuslinse 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

Ab einer Stärke von 6 mm empfehlen wir Ihnen, den Fokuspunkt in das Materialinnere zu verlegen. So erreichen Sie einen gleichmäßig homogenen Schnitt.

Als Richtwert gilt: Fokusverlagerung um ca. 1/3 der Materialstärke.
Bei 6 mm Acryl wäre das also 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 Bearbeitungstisches

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

Der Acryl-Lamellenschneidtisch verhindert Rückreflexionen auf das Material und eignet sich daher besonders zum Laserschneiden von dickeren Acrylplatten (ab 6 mm Dicke) und für Teile die geschnitten größer als 100 mm sind. Kleinere Acryl-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 mit einer Stärke von max. 8 mm empfehlenswert. Für dickere Acrylplatten sollten Sie 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.

Laserparameter zum Schneiden von Acryl

Acryl verlangt beim Schneidprozess mit dem Laser Cutter eine höhere Frequenz als beispielsweise Holz. Durch die hohe Frequenz wirkt die Energie gleichmäßig in das Material ein. Das führt zu einem gleichmäßigen Schmelzen der Schneidkanten und zu einer glasklaren, flammpolierten Kante.

Für Materialien aus gegossenem Acryl empfehlen wir eine Frequenz von 5.000-20.000 Hz
Beim Schneiden von Materialien aus extrudiertem Acryl empfehlen wie 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 Geschwindigkeit, um dem entgegenzuwirken. Ist die Schneidgeschwindigkeit jedoch zu niedrig, kann das zu einer nach unten aufgeweiteten Schnittfuge führen und die Brandgefahr steigt.
Das sorgsame Herantasten an den perfekten Parameter ist bei der Laserbearbeitung von Acryl also besonders 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.

graphic-laser-settings-acrylic-processing

Grafik- und Softwareeinstellungen zur Laserbearbeitung von Acryl

Minimale Anzahl von Knotenpunkten

Die sorgsame Aufbereitung der Grafik kann bei der Acrylbearbeitung einige wesentliche Qualitätsverbesserungen bringen. Zuerst sollte die Anzahl der Knotenpunkte in der Schneidkontur minimiert werden. Das ermöglicht ein homogenes Verfahren des Laserskopfes 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.

Reihenfolge der Schnitte 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, wird das Acryl punktuell verhältnismäßig stark erwärmt und die Brandgefahr erhöht sich dadurch. Wollen Sie also viele kleine Grafiken aus einer großen Platte ausschneiden, empfehlen wir daher, 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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Das Trotec Acrylglas Sortiment bietet Ihnen eine bunte Auswahl: Die Palette reicht von glasklarem Acryl in 3, 4, 5, 6, 8, 10, 15 und 20 mm Dicke bis hin zu farbigen Platten mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen oder -ausführungen (z.B. glänzend, satiniert, glitzernd, usw.) Ihrer Kreativität sind somit keine Grenzen gesetzt.

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