Zwei der wichtigsten Technologien sind das In Mold Labelling (IML) und das In Mold Decoration (IMD). Beide Verfahren integrieren Dekore bereits während des Spritzgießprozesses in das Kunststoffbauteil, unterscheiden sie sich aber hinsichtlich ihrer Materialien, Anwendungsbereiche und technischen Möglichkeiten.
In Mold Labelling (IML) - Funktionsprinzip
Beim In Mold Labelling wird ein (bedruckter, gemäß der Teilegeometrie geformter und ausgestanzter) Folienrohling vor dem Spritzgießen in das geöffnete Werkzeug eingelegt und meist durch Vakuum oder elektrostatische Aufladung an der Werkzeugwand fixiert. Anschließend spritzt man die Kunststoffschmelze unter hohem Druck in die Form ein.
Während des Einspritzens verbindet sich die Folie dauerhaft mit dem geschmolzenen Kunststoff. Nach dem Abkühlen wird das fertige Bauteil zusammen mit dem fest integrierten Dekor ausgeworfen. Es gibt zwei Varianten, was die Anordnung der einzelnen Bauteilschichten angeht.
Variante 1 - Hinterspritzen
- Folie: 0,2 - 0,375 mm
- Farbe: 0,025 mm
- Thermoplast: min. 0,1 mm
Variante 2 - Vorderspritzen (Glaseffekt)
- Thermoplast: min. 2,5 mm transparent
- Folie: 0,2 - 0,375 mm
- Farbe: min. 0,025 mm
Beim Hinterspritzen ist das Dekor zwischen Bauteilkörper und Foliendeckschicht eingeschlossen und somit geschützt. Variante 2 (Vorderspritzen) erzeigt Bauteile mit einem spannenden Tiefeneffekt. Das Dekor liegt unter einer glasähnlichen Schicht von mehreren Millimetern. Beim Einbau der Komponenten muss darauf geachtet werden, es nicht zu beschädigen.
Vorteile des In Mold Labelling
- Hohe Qualität der Oberflächen, perfekte Druckbilder mit brillanten Farben und ggf. fotorealistischen Motiven
- Optische Effekte wie Black Panel (Verschwindeeffekt), Tag/Nacht-Design, Chromoptik
- Mögliche Integration von Elektronik ins Bauteil, kapazitive Bedienung (durch Druck von leitfähigen Schichten auf die Folie)
- Bedruckte Folie verbindet sich vollständig mit dem Kunststoff, keine ablösbaren Kanten
- Dekoration ist widerstandsfähig gegenüber Feuchtigkeit, Chemikalien, Abrieb und UV-Strahlung
- Wirtschaftliche Produktion: Keine zusätzlichen Produktionsschritte wie Lackierung oder Bedruckung nötig
Ablauf des IML-Prozesses
Der Herstellungsprozess gliedert sich in mehrere Schritte:
- Dekorierung der Folie im Siebdruck.
- 3D-Formen und Ausstanzen des Folienrohlings.
- Einlegen des Rohlings in das Spritzgießwerkzeug.
- Fixierung per Vakuum oder statischer Aufladung.
- Einspritzen der Kunststoffschmelze.
- Verbindung von Rohling und Kunststoff.
- Abkühlen und Entformen des fertigen Bauteils.
In modernen Produktionsanlagen erfolgt der Rohlinge meist vollautomatisch durch Roboter. Dadurch werden hohe Stückzahlen bei gleichbleibender Qualität erreicht.
Er ist die Basis: Der klassische Siebdruck auf Polycarbonatfolie oder Aluminium. Kaum ein anderes Verfahren bietet eine ähnlich hohe Gestaltungsfreiheit. Bei geringen Stückzahlen verwenden wir auch modernste Digitaldruckanlagen. So können Artikel ohne großen Aufwand individualisiert werden.
- Größe: max. 400 x 160 mm bzw. 360 x 245 mm
- Stärke: bis 0,75 mm, Aluminium bis 0,4 mm
- Material: Polycarbonat oder Aluminium
- Oberfläche: UV-stabil, reinigungsmittelresistent, auf Wunsch gehärtet und damit kratzfest
- Aufbringung von Leiterbahnen möglich
Die Verformung der bedruckten Folien erfolgt auf verschiedenen halb- und vollautomatischen Anlagen, die von KH selbst entwickelt und perfektioniert wurden. Der Fokus lag dabei auf höchster Präzision und maximaler Prozessgeschwindigkeit.
Die dafür nötigen Werkzeuge entstehen bei uns im Haus. Es sind Verformhöhen bei Polycarbonatfolien von bis zu 25 mm, bei Aluminium von bis zu 8 mm möglich.
Je nach Anforderung: Flache Folien lassen sich gut mit einem CNC-gesteuerten Cutter schneiden. Bei 3D geformten Folien wird die Teilegeometrie mit einem Stanzwerkzeug vom überstehenden Folienrest getrennt.
Sowohl die Entwicklung als auch die Fertigung der Werkzeuge erfolgen bei KH. So haben wir die Stanztechnik auch an Folien mit kratzfester Beschichtung angepasst.
Wir bieten die gesamte Bandbreite: IML-Dekorierung plus 1K, 2K oder 3K- Spritzgießen. Das Einlegen der Folie erfolgt automatisiert, wobei Kamerasysteme bei Bedarf die Position und Qualität der Folien überwachen.
Es ist sowohl das Hinterspritzen der Folie wie auch das Vorderspritzen möglich. Letzteres bietet sich immer dann an, wenn ein Tiefeneffekt gewünscht wird.
Bei der IML-dekorierten Bedienblende des Alfa Stelvio werden für die spätere Befestigung vier Metallklammern vollautomatisch angebracht und der korrekte Sitz im Anschluss ebenfalls vollautomatisch geprüft. Zusätzlich erhält das große Displayfenster einen Schutzfolie, die blasenfrei aufgebracht werden muss.
„Normale“ Montagen nehmen wir händisch oder automatisiert vor, wobei Ultraschall-Schweißen und Heißverstemmen zum Repertoire zählen.
Materialien
Für das IML-Verfahren werden überwiegend Folien aus Thermoplasten verwendet. Die Wahl des Materials richtet sich nach dem Werkstoff des Spritzgussteils. Beide sollten möglichst ähnliche Eigenschaften besitzen, damit sie sich während des Spritzgießprozesses optimal miteinander verbinden.
Einsatzgebiete
In Mold Labelling wird bei Technischen Teilen überall dort eingesetzt, wo hochwertige Oberflächen gepaart mit einer bestimmten Funktionalität gefragt sind. Typische Produkte sind:
- Bedienelemente im Autoinnenraum
- Blenden von elektrischen Haushaltsgeräten
- Weiße Ware
- Medizinische Geräte
In Mold Decoration (IMD) - Grundprinzip
Das In Mold Decoration-Verfahren verfolgt ebenfalls das Ziel, Dekore während des Spritzgießens dauerhaft in das Kunststoffbauteil einzubringen. Im Gegensatz zum IML findet hier jedoch ein Transfer der Druckschichten von der Folie auf das Bauteil statt. Die Folie selbst verbindet sich nicht mit der Oberfläche.
Folienpositionierung
Spritzen
Entformen
Die dekorierte Trägerfolie durchläuft das Spritzgießwerkzeug. Durch Wärme und Druck wird das aufgebrachte Farbpaket auf die Bauteiloberfläche übertragen und verbindet sich dauerhaft mit dem Kunststoff. Nach dem Öffnen des Werkzeugs wird das fertige Bauteil entnommen.
Neben farbigen Motiven können auch Funktionsschichten übertragen werden:
- Metallic-Oberflächen
- Holzdekore
- Carbonoptik
- Hochglanzoberflächen
- Mattstrukturen
- leitfähige Schichten
Dadurch lassen sich deutlich komplexere und hochwertigere Oberflächen herstellen.
Materialien
Die verwendeten Dekorfolien bestehen häufig aus:
- Polycarbonat (PC)
- Polyester (PET)
- Polycarbonat-Blend
- PMMA (Acryl)
Zusätzlich besitzen sie mehrere Funktionsschichten:
- Schutzlack
- Farbschicht
- Dekorschicht
- Klebeschicht
- Trägerfolie
Dadurch entstehen besonders hochwertige und widerstandsfähige Oberflächen.
Vorteile des IMD-Verfahrens
Ein großer Vorteil liegt in den nahezu unbegrenzten Gestaltungsmöglichkeiten. Es können hochglänzende, matte, strukturierte oder metallische Oberflächen erzeugt werden.
Die Dekoration ist dauerhaft geschützt, da sie unter einer transparenten Schutzschicht liegt. Kratzer, Reinigungsmittel oder UV-Strahlung beeinträchtigen das Dekor kaum.
Zusätzlich können mehrere Funktionen in einer einzigen Folie kombiniert werden. Moderne IMD-Folien ermöglichen beispielsweise beleuchtete Bedienelemente, kapazitive Touchsensoren oder integrierte Schaltflächen.
Da Dekoration und Formgebung gleichzeitig erfolgen, entfällt auch hier eine nachträgliche Lackierung oder Bedruckung.
Anwendungsgebiete
Das Verfahren wird vor allem bei hochwertigen Produkten eingesetzt:
- Armaturenbretter im Automobilbau
- Bedienblenden
- Haushaltsgeräte
- Smartphones
- Tablets
- medizinische Geräte
- Unterhaltungselektronik
Insbesondere überall dort, wo Design und Funktion miteinander kombiniert werden sollen, bietet IMD große Vorteile.
Vergleich von IML und IMD
Je nach Teilegeometrie, Einsatzzweck und benötigter Stückzahl bietet sich eher das eine oder das andere Verfahren an. Manchmal ist sogar eine Kombination aus beidem die richtige Wahl. Wir beraten Sie gerne zu den Möglichkeiten.
Bedeutung für die moderne Kunststofftechnik
Die steigenden Anforderungen an Design, Nachhaltigkeit und Funktionalität führen dazu, dass sowohl IML als auch IMD immer stärker an Bedeutung gewinnen. Beide Verfahren reduzieren den Produktionsaufwand, da mehrere Fertigungsschritte in einem einzigen Prozess zusammengefasst werden.
Zudem entstehen langlebige Produkte mit hochwertigen Oberflächen, die sich nicht ablösen oder abnutzen. Gleichzeitig lassen sich Materialverbrauch und Produktionskosten senken.
Ein weiterer Vorteil besteht in der verbesserten Recyclingfähigkeit. Beim IML können Etikett und Verpackung häufig aus demselben Kunststoff bestehen. Dadurch entfällt eine aufwendige Trennung verschiedener Materialien.
Auch im Bereich der sogenannten Smart Surfaces entwickeln sich Folienverfahren kontinuierlich weiter. So lassen sich Sensoren, Beleuchtung oder berührungsempfindliche Bedienelemente integrieren und eröffnen dadurch völlig neue Möglichkeiten für zukünftige Produkte.
Fazit
In Mold Labelling und In Mold Decoration gehören heute zu den wichtigsten Verfahren der Kunststoffverarbeitung zur Herstellung hochwertiger Oberflächen. Beide Technologien verbinden Dekoration und Spritzgießprozess in einem einzigen Arbeitsschritt und ermöglichen dadurch eine dauerhafte, robuste und optisch ansprechende Gestaltung von Kunststoffbauteilen.