CN113085159A - 一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备及方法，所述表面处理设备包括可X向和/或Y向位移的安装部、火焰表面处理设备和超声冲击设备以及用于放置内板和/或外板的支架，所述火焰表面处理设备和所述超声冲击设备分别上下排列设置在所述安装部上，并且所述火焰表面处理设备的喷火头和所述超声冲击设备的冲击头分别上下相对设置，所述支架设置在所述喷火头与所述冲击头之间，并且所述支架的上下两端分别与所述喷火头和冲击头设有间隙，所述喷火头被配置为用于对所述支架上的内板和/或外板的上表面喷火处理，所述冲击头被配置为用于对所述支架上的内板和/或外板的下表面冲击处理，从而实现提升表面粘胶的粘结强度的效果。

Description

一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备及方法
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，特别是涉及一种用于增强尾门内外板连接强度的表面处理设备。
本发明还涉及采用上述表面处理设备的处理方法。
背景技术
玻璃纤维增强聚丙烯基复合材料或玻璃纤维增强环氧树脂基复合材的尾门内板和聚丙烯基复合材料的尾门外板在粘胶的过程中由于材料的表面活性低，为了增加材料的表面活性及粘胶强度，现有的处理材料方式为经过火焰或等离子对表面处理，或是胶本身增加底涂来解决以上问题，现有的表面处理方式存在以下问题：1、存在粘结强度低的问题；2、存在表面活性处理不均，胶和基材剥离问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于增强尾门内外板连接强度的表面处理设备，其优点是：经过本发明的表面处理设备处理后高分子基复合材料的内板和外板，增加了粘接表面低活性高分子材料的表面活性，从而实现进一步提升粘接表面粘胶的粘结强度的效果。
本发明的一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备，包括可X向和/或Y向位移的安装部、火焰表面处理设备和超声冲击设备以及用于放置内板和/或外板的支架，所述火焰表面处理设备和所述超声冲击设备分别上下排列设置在所述安装部上，并且所述火焰表面处理设备的喷火头和所述超声冲击设备的冲击头分别上下相对设置，所述支架设置在所述喷火头与所述冲击头之间，并且所述支架的上下两端分别与所述喷火头和冲击头设有间隙，所述喷火头被配置为用于对所述支架上的内板和/或外板的上表面喷火处理，所述冲击头被配置为用于对所述支架上的内板和/或外板的下表面冲击处理。
本发明的一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备还可以是：
所述安装部为可受控制器控制的机器人，所述火焰表面处理设备的喷火头和所述超声冲击设备的冲击头分别上下相对设置在所述机器人的机械臂上。
所述机器人的机械臂上设有U形架，所述U形架的一端与所述机械臂可拆卸式连接，所述火焰表面处理设备设置在所述U形架的上支臂上，所述超声冲击设备设置在所述U形架的下支臂上。
本发明的一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备，相对于现有技术而言具有的优点是：由于安装部、火焰表面处理设备和超声冲击设备以及用于放置内板和/或外板的支架，安装部可X向和/或Y向位移，这样，安装部带动火焰表面处理设备和超声冲击设备对支架上的内板和外板的粘接面全面积处理的效果。由于所述火焰表面处理设备和所述超声冲击设备分别上下排列设置在所述安装部上，并且所述火焰表面处理设备的喷火头和所述超声冲击设备的冲击头分别上下相对设置，所述支架设置在所述喷火头与所述冲击头之间，并且所述支架的上下两端分别与所述喷火头和冲击头设有间隙，所述喷火头被配置为用于对所述支架上的内板和/或外板的上表面喷火处理。这样，实现对内板和外板的粘接表面进行部分氧化以提升其表面的极性，从而提高表面能，达到提升表面附着力性能的效果。由于所述冲击头被配置为用于对所述支架上的内板和/或外板的下表面冲击处理。这样，增加粘接表面低活性高分子材料的表面活性，从而实现进一步提升粘接表面粘胶的粘结强度的效果，从而实现经过本发明的表面处理设备处理后的内板和外板胶粘接强度高的效果。
本发明的目的还提供一种尾门内外板表面的处理方法，其优点是：经过本发明的处理方法处理后的内板和外板具有胶粘接强度高的效果。
本发明的一种尾门内外板表面的处理方法，采用上述所述的用于增强尾门内外板连接强度的表面处理设备，包括以下步骤：
将玻璃纤维增强聚丙烯基复合材质或玻璃纤维增强环氧树脂基复合材质的内板和聚丙烯基复合材质的外板均超声清洗5-50分钟；
将清洗完成并晾干的所述内板和/或所述外板水平放置在所述支架上，并且上端的粘接面朝向所述喷火头；
开启所述火焰表面处理设备和所述超声冲击设备，所述火焰表面处理设备的喷火头对粘接面喷火处理，所述超声冲击设备的冲击头对与所述粘接面相对的下表面进行超声冲击；同时，所述安装部带动所述火焰表面处理设备和所述超声冲击设备相对所述内板和/或所述外板按预设的路径水平匀速位移，直至完成设定的处理面后取下所述内板和/或所述外板。
本发明的一种尾门内外板表面的处理方法还可以是：
将所述内板和所外板均采用酒精超声清洗5-50分钟后晾干或烘干。
将所述内板和所外板均采用酒精超声清洗15分钟后晾干或烘干。
将所述内板和所外板均采用酒精超声清洗15分钟后，再将所述内板和所外板均采用蒸馏水清洗15分钟后晾干或烘干。
所述安装部为可受控制器控制的机器人，所述机器人、所述火焰表面处理设备和所述超声冲击设备均与控制器连接，所述机器人带动所述火焰表面处理设备和所述超声冲击设备的位移速度设定为40米/分钟。
所述超声冲击设备的频率设定为25KHz。
所述冲击头距离所述内板或所述外板的表面3毫米。
本发明的一种尾门内外板表面的处理方法，相对于现有技术而言具有的优点是：本发明的处理方法，由于火焰处理和超声冲击处理同时进行，即对内板和外板的上表的粘接面进行将火焰处理，以对内板和外板的粘接表面进行部分氧化以提升其表面的极性，从而提高表面能，达到提升表面附着力性能的目的，同时，对内板和外板的下表面进行超声冲击处理，以增加粘接表面低活性高分子材料的表面活性，从而实现进一步提升粘接表面粘胶的粘结强度的效果，经过本发明的处理方法处理后的内板和外板，通过接触角测试仪测量，具有接触角小于60度，亲水性接触角，表面润湿性能优的效果，从而实现了胶粘接强度高的效果。
附图说明
图1本发明的一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备的侧视结构示意图。
图2本发明的一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备的俯视结构示意图。
图号说明
1、安装部；2、火焰表面处理设备；21、喷火头；3、超声冲击设备；31、冲击头；4、支架；5、内板；6、外板。
具体实施方式
下面结合附图的图1和图2对本发明的一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备及方法作进一步详细说明。
本发明的一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备，请参考图1和图2，包括安装部1、火焰表面处理设备2、超声冲击设备3和支架4。安装部1可水平位移，优选可X向和Y向位移的安装部1。
火焰表面处理设备2和超声冲击设备3分别上下排列设置在安装部1上，并且火焰表面处理设备2的喷火头21和超声冲击设备3的冲击头31分别上下相对设置，喷火头21与冲击头31之间具有间距。
支架4用于放置内板或外板，优选能够同时放置内板和外板的支架4。支架4设置在喷火头21与冲击头31之间，并且支架4的上下两端分别与喷火头21和冲击头31设有间隙。支架4为框架式支架，例如，支架4为矩形框架式支架，支架4的前后两端的四个角部设有用于放置在地面上的支柱，支柱用于水平支撑支架4。
火焰表面处理设备2的喷火头21被配置为用于对支架4上的内板和外板的上表面的粘接面喷火处理，以对内板和外板的粘接表面进行部分氧化以提升其表面的极性，从而提高表面能，达到提升表面附着力性能的目的。
冲击头31被配置为用于对支架4上的内板和外板的下表面超声冲击处理，以增加粘接表面低活性高分子材料的表面活性，从而实现进一步提升粘接表面粘胶的粘结强度的效果，从而实现经过本发明的表面处理设备处理后的内板和外板胶粘接强度高的效果。
由于安装部1可水平X向和Y向位移，从而实现安装部1带动火焰表面处理设备2和超声冲击设备3对支架4上的内板和外板的粘接面全面积处理的效果。
本发明的一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备，请参考图1和图2相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：安装部1为可受控制器控制的机器人，火焰表面处理设备2的喷火头21和超声冲击设备3的冲击头31分别上下相对设置在机器人的机械臂上，实际使用前，将机器人、火焰表面处理设备2和超声冲击设备3均与控制器连接。使用时，先在操作界面设置机械臂的运动路径以及火焰表面处理设备2和超声冲击设备3的功率参数，然后启动机器人、火焰表面处理设备2和超声冲击设备3运行，在对粘接面全面积处理完毕后，控制器控制机器人的机械臂复位并关闭运行，从而实现自动化和精确化对粘接面处理的效果。安装部1不限于机器人，也可以为丝杠机构或同步带驱动的滑移台，本领域技术人员可根据实际需要选择驱动方式。
本发明的一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备，请参考图1和图2相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：机器人的机械臂上设有U形架，U形架的一端与机器人的机械臂可拆卸式连接，火焰表面处理设备2设置在U形架的上支臂上，超声冲击设备3设置在U形架的下支臂上。当然，火焰表面处理设备2和超声冲击设备3的安装不限于上述实施方式，例如，还可以通过夹具夹持在机械臂上，本领域技术人员可根据实际需要选择火焰表面处理设备2和超声冲击设备3的安装方式。
本发明还提供一种尾门内外板表面的处理方法，采用上述所述的增强尾门内外板连接强度的表面处理设备，包括以下步骤：
将内板5和聚丙烯基复合材质的外板6均通过超声清洗设备清洗5-50分钟，内板5为30％体积比的玻璃纤维增强聚丙烯基复合材质，其厚度为1-10mm；或内板5为30％体积比的玻璃纤维增强环氧树脂基复合材质，其厚度为1-10mm。
超声波由于频率高、波长短，因而传播的方向性好、穿透能力强，超声清洗利用超声波在液体中的空化作用、加速作用及直进流作用对液体和污物直接、间接作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。
将清洗完成并晾干的内板5和外板6并排水平放置在支架4上，并且上端的粘接面朝向喷火头21。当然，不限于并排水平放置内板5和外板6，也可以对内板5或外板6单独处理，本领域技术人员可根据实际情况选择处理方式。
开启火焰表面处理设备2和超声冲击设备3，火焰表面处理设备2的喷火头21对粘接面喷火处理，以对内板5和外板6的粘接表面进行部分氧化以提升其表面的极性，从而提高表面能，达到提升表面附着力性能的目的。
同时，超声冲击设备3的冲击头31对与粘接面相对的下表面进行超声冲击，以增加粘接表面低活性高分子材料的表面活性，从而实现进一步提升粘接表面粘胶的粘结强度的效果。
同时，安装部1带动火焰表面处理设备2和超声冲击设备3相对内板5和外板6按预设的路径水平匀速位移，直至完成设定的处理面后取下内板5和外板6。预设的路径可根据表面走势相适配设定，例如可以为直线路径、Z字形路径、环形路径中的任意一种。
对粘接面处理完后，取下内板5和外板6，完成处理。
经过本发明的表面处理设备和方法处理后的内板5和外板6，通过接触角测试仪测量，具有接触角小于60度，亲水性接触角，表面润湿性能优的效果，从而实现了胶粘接强度高的效果。
本发明的一种尾门内外板表面的处理方法，请参考图1和图2相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：将内板5和外板6均采用酒精超声清洗5-50分钟后晾干或烘干。采用酒精超声清洗其特点是去污效果强、易挥发，采用酒精超声清洗不仅能有效去除表面的各种污迹，而且又不影响对板件的使用性能。
本发明的一种尾门内外板表面的处理方法，请参考图1和图2相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：将内板5和所外板6均采用酒精超声清洗15分钟后晾干或烘干，采用酒精超声清洗15分钟，具有确保清洗洁净情况下不影响效率的效果。
本发明的一种尾门内外板表面的处理方法，请参考图1和图2相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：将内板5和所外板6均采用酒精超声清洗15分钟后，再将内板5和所外板6均采用无杂质的蒸馏水清洗15分钟后晾干或烘干，从而进一步去除杂质，实现最佳的清洗效果。
本发明的一种尾门内外板表面的处理方法，请参考图1和图2相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：安装部1为可受控制器控制的机器人，机器人、火焰表面处理设备2和超声冲击设备3均与控制器连接，机器人带动火焰表面处理设备2和超声冲击设备3的位移速度设定为40米/分钟，实际运行处理过程中，在火焰表面处理设备2和超声冲击设备3的位移速度为40米/分钟时，具有较好润湿性。
本发明的一种尾门内外板表面的处理方法，请参考图1和图2相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：超声冲击设备3的频率设定为25KHz，实际运行处理过程中，在火焰表面处理设备2和超声冲击设备3的位移速度为40米/分钟，超声冲击设备3的频率为25KHz时，具有很好的润湿性。
本发明的一种尾门内外板表面的处理方法，请参考图1和图2相关各图，在前面技术方案的基础上还可以是：冲击头31距离内板5或外板6的表面3毫米，实际运行处理过程中，在火焰表面处理设备2和超声冲击设备3的位移速度为40米/分钟，超声冲击设备3的频率为25KHz，冲击头31距离内板5或外板6的表面为3毫米时，具有最佳的润湿性。
上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备，其特征在于，包括可X向和/或Y向位移的安装部(1)、火焰表面处理设备(2)和超声冲击设备(3)以及用于放置内板和/或外板的支架(4)，所述火焰表面处理设备(2)和所述超声冲击设备(3)分别上下排列设置在所述安装部(1)上，并且所述火焰表面处理设备(2)的喷火头(21)和所述超声冲击设备(3)的冲击头(31)分别上下相对设置，所述支架(4)设置在所述喷火头(21)与所述冲击头(31)之间，并且所述支架(4)的上下两端分别与所述喷火头(21)和冲击头(31)设有间隙，所述喷火头(21)被配置为用于对所述支架(4)上的内板和/或外板的上表面喷火处理，所述冲击头(31)被配置为用于对所述支架(4)上的内板和/或外板的下表面冲击处理。
2.根据权利要求1所述的一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备，其特征在于，所述安装部(1)为可受控制器控制的机器人，所述火焰表面处理设备(2)的喷火头(21)和所述超声冲击设备(3)的冲击头(31)分别上下相对设置在所述机器人的机械臂上。
3.根据权利要求2所述的一种增强尾门内外板连接强度的表面处理设备，其特征在于，所述机器人的机械臂上设有U形架，所述U形架的一端与所述机械臂可拆卸式连接，所述火焰表面处理设备(2)设置在所述U形架的上支臂上，所述超声冲击设备(3)设置在所述U形架的下支臂上。
4.一种尾门内外板表面的处理方法，其特征在于，采用权利要求1-3任意一项权利要求所述的增强尾门内外板连接强度的表面处理设备，包括以下步骤：
将玻璃纤维增强聚丙烯基复合材质或玻璃纤维增强环氧树脂基复合材质的内板(5)和聚丙烯基复合材质的外板(6)均超声清洗5-50分钟；
将清洗完成并晾干的所述内板(5)和/或所述外板(6)水平放置在所述支架(4)上，并且上端的粘接面朝向所述喷火头(21)；
开启所述火焰表面处理设备(2)和所述超声冲击设备(3)，所述火焰表面处理设备(2)的喷火头(21)对粘接面喷火处理，所述超声冲击设备(3)的冲击头(31)对与所述粘接面相对的下表面进行超声冲击；同时，通过人工或驱动装置驱动所述安装部(1)并带动所述火焰表面处理设备(2)和所述超声冲击设备(3)相对所述内板(5)和/或所述外板(6)按预设的路径水平匀速位移，直至完成设定的处理面后取下所述内板(5)和/或所述外板(6)。
5.根据权利要求4所述的一种尾门内外板表面的处理方法，其特征在于，将所述内板(5)和所外板(6)均采用酒精超声清洗5-50分钟后晾干或烘干。
6.根据权利要求5所述的一种尾门内外板表面的处理方法，其特征在于，将所述内板(5)和所外板(6)均采用酒精超声清洗15分钟后晾干或烘干。
7.根据权利要求6所述的一种尾门内外板表面的处理方法，其特征在于，将所述内板(5)和所外板(6)均采用酒精超声清洗15分钟后，再将所述内板(5)和所外板(6)均采用蒸馏水清洗15分钟后晾干或烘干。
8.根据权利要求4所述的一种尾门内外板表面的处理方法，其特征在于，所述安装部(1)带动所述火焰表面处理设备(2)和所述超声冲击设备(3)的位移速度为40米/分钟。
9.根据权利要求8所述的一种尾门内外板表面的处理方法，其特征在于，所述超声冲击设备(3)的频率为25KHz。
10.根据权利要求9所述的一种尾门内外板表面的处理方法，其特征在于，所述冲击头(31)距离所述内板(5)或所述外板(6)的表面3毫米。
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