CN113927170B - 去除产品表面漆层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种去除产品表面漆层的方法，其特征在于，包括以下步骤S10、控制激光器发射的激光光束作用在产品上的漆层的预去除区域，以使所述漆层受热并形成一个或多个鼓泡；S20、改变所述激光的参数，并控制所述激光器发射的激光光束作用在鼓泡周围的漆层上，以使预去除区域的所述漆层从产品上剥离。通过预先处理，即通过在漆层的预去除的区域形成鼓泡，从而降低整个预去除的区域的漆层与产品的结合强度，明显降低了后续在剥离时的难度，更容易使漆层能够轻易的去除，也使得漆层容易清除干净。

Description

去除产品表面漆层的方法

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种去除产品表面漆层的方法。

背景技术

常见的生活用品的表面通常会喷涂漆层，例如电吹风、移动电话、电脑滑鼠器、游戏机、化妆盒、望远镜等，其壳体采用ABS、PVC塑料或金属，然后会在壳体表面喷涂漆层。

橡胶漆又称皮革漆、手感漆或绒毛漆，是一种常见的用于喷涂在产品表面的漆，其呈哑光或半哑光状态，手感细腻、平滑，外观雅致、庄重，耐划性、耐候性、耐磨性优良。可以利用激光去除产品表面橡胶漆，露出底材，实现产品局部透明或者表面反光的效果。使产品效果更加高贵典雅，整洁大方，更显产品的价值。

然而现有的利用激光去除漆层的工艺难以将漆层去除干净，使产品的外观效果较差。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种去除产品表面漆层的方法。

一种去除产品表面漆层的方法，包括以下步骤：

S10、控制激光器发射的激光光束作用在产品上的漆层的预去除区域，以使所述漆层受热并形成一个或多个鼓泡；

S20、改变所述激光的参数，并控制所述激光器发射的激光光束作用在鼓泡周围的漆层上，以使预去除区域的所述漆层从产品上剥离。

在其中一个实施例中，所述S20中，还包括向漆层的预去除区域附近吹气以辅助分离所述漆层和产品的步骤。

在其中一个实施例中，所述漆层至少包括包覆层和位于所述包覆层与产品之间的作用层，所述激光光束用于透过所述包覆层作用到所述作用层并使所述作用层受热气化，以形成所述鼓泡。

在其中一个实施例中，所述激光器为紫外纳秒激光器，所述包覆层为UV膜。

在其中一个实施例中，改变激光参数的步骤包括增加激光的输出功率的步骤。

在其中一个实施例中，改变激光参数的步骤包括降低激光的加工速度的步骤。

在其中一个实施例中，改变激光参数的步骤包括：

降低激光的加工速度的同时增加激光的输出功率；或

既增加激光的输出功率又降低激光的加工速度。

在其中一个实施例中，在S10中，激光的加工速度为600mm/s～1500mm/s，激光的输出功率为30％～60％，激光的工作频率为50kHz～120kHz，激光的填充间距为0.005mm～0.03mm。

在其中一个实施例中，在S20中，激光的加工速度为50mm/s～400mm/s，激光的输出功率为50％～80％，激光的工作频率为10kHz～40kHz。

在其中一个实施例中，还包括以下步骤：

S30、通过激光器以多角度的扫描以清除所述预去除区域的残留的漆层，采用的激光的加工速度为600mm/s～1500mm/s，激光的输出功率为30％～60％，激光的工作频率为50kHz～120kHz，激光的填充间距为0.005mm～0.03mm。

上述的去除产品表面漆层的方法，首先通过激光光束作用在产品上的漆层的预去除区域上，预去除区域的漆层受到激光的照射后受热，形成鼓泡，对于漆层上形成鼓泡的部分已经与产品产生分离，对于整个预去除漆层的区域，整个区域的漆层与产品的结合强度已经明显降低，后续步骤中，控制激光器发射的激光光束切割该区域的边缘，可以将整个区域的漆层剥离。因此，通过预先处理，即通过在漆层的预去除的区域形成鼓泡，从而降低整个预去除的区域的漆层与产品的结合强度，明显降低了后续在剥离时的难度，更容易使漆层能够轻易的去除，也使得漆层容易清除干净。

附图说明

图1为本申请一个实施例中的去除产品表面漆层的方法的流程示意图；

图2为本申请另一个实施例中的去除产品表面漆层的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本申请的一个实施例提供了一种去除产品表面漆层的方法，所述的产品通常为日用品，例如电吹风、移动电话、电脑滑鼠器、游戏机、化妆盒、望远镜等，产品的壳体可以采用ABS、PVC塑料或金属制成，壳体表面会喷涂漆层。对于产品表面的漆层中的需要去除的部分，可以通过激光加工的方式，即通过激光光束作用在需要去除的漆层的部分，以去除漆层，根据产品本身材料的性质，使产品达到局部透明或者表面反光的效果。首先需要说明的是，本申请的去除产品表面漆层的方法即可以去除较厚的漆层，也可以去除较薄的漆层，但是对于漆层较厚的产品具有更明显的优势，其中，所述较厚的漆层通常是指产品表面的漆层的厚度大于或等于35um。应当理解的是，产品上的漆层的厚度并不构成对本申请的限制，但是对于漆层较厚时，本申请具有更好的去除效果。

如图1所示，图1为本申请一个实施例中的去除产品表面漆层的方法的流程示意图，其包括以下步骤：

S10、控制激光器发射的激光光束作用在产品上的漆层的预去除区域，以使漆层受热并形成一个或多个鼓泡；

S20、改变激光的参数，并控制所述激光器发射的激光光束作用在鼓泡周围的漆层上，以使预去除区域的所述漆层从产品上剥离。

上述的去除产品表面漆层的方法，首先通过激光光束作用在产品上的漆层上，漆层受到激光的照射后受热，形成鼓泡，对于漆层上形成鼓泡的部分已经与产品产生分离。例如，若要去除产品表面的一个矩形区域内的漆层，使该矩形区域内的漆层形成一个或多个鼓泡之后，漆层的形成鼓泡的部分已经与产品产生分离，虽然对于没有形成鼓泡的部分的漆层没有与产品产生分离，但是对于整个矩形区域的漆层而言，整个矩形区域的漆层与产品的结合强度已经明显降低。后续步骤中，改变激光的参数，并控制激光器发射的激光光束切割该矩形区域的边缘，并配合撕除的过程可以将整个矩形区域的漆层剥离。

其中，上述撕除的过程可以不是必要的过程，例如若要去除产品表面一个圆形区域内的漆层，通过激光光束作用在产品的圆形区域的漆层上，整个圆形区域形成了一个较大的鼓泡，即该鼓泡覆盖整个圆形区域时，也就是说，此时即使不配合撕除的过程，只需要通过激光器沿圆形区域外周切割，就可以将圆形区域的漆层进行剥离。

本申请实施例中的去除产品表面漆层的方法，能适应各种厚度漆层的去除工艺，特别是针对产品表面的漆层较厚的情况，具有更加明显的优点。由于漆层较厚，且各个位置的漆层可能还存在厚度不一致的情况，若采用普通的工艺直接通过激光去除整个漆层，需要以较高能量的激光作用在漆层上，由于激光能量较高，特别是针对厚度不均匀的漆层，不但激光的参数难以准确控制，激光能量低了就容易导致漆层去除的不干净，激光更亮高了就容易导致过度加工从而破坏漆层下面的产品的结构。而本申请的实施例中的去除产品表面漆层的方法，由于通过预先处理，即通过在漆层的预去除的区域形成鼓泡，从而降低整个预去除的区域的漆层与产品的结合强度，明显降低了后续在剥离时的难度，更容易使漆层能够轻易的去除，也使得漆层容易清除干净。

对于需要配合撕除的过程时，可以在S20中，配合吹气的步骤，从而利用气流辅助剥离预去除区域的漆层。例如，可以通过空压机提供压缩空气，将连接空压机的气管对准需要去除漆层的区域吹气，通过气流不但能够分离产品与漆层，还能够将已经分离的漆层从产品上吹走，起到清洁作用。应当理解的是，也可以通过气管朝漆层的预去除区域附近吹气，从而辅助分离漆层和产品。

具体地，在S10中，可以将产品放置在一个加工平台上，然后开启激光器，并调整激光光束的焦距，使焦点位于产品的待加工表面。其中，激光器可以采用紫外纳秒激光器、红外纳秒激光器、二氧化碳激光器等，但是优选地为紫外纳秒激光器。这是因为，红外纳秒激光器控制难度大，能量较大时容易损伤产品的漆层下方的底材，而能量较小时，又无法将漆层去除干净。而二氧化碳激光器加工后会形成一层胶水残留，难以去除干净；另外表面还会有粉尘堆积，需要用酒精等擦拭才能够露出较为光亮的表面。而紫外纳秒激光器的波长通常为355nm，相比于波长为1064nm的红外纳秒激光器和波长为532nm的绿光激光器，波长为355nm的紫外纳秒激光器具有更高的单光子能量，材料吸收率更高，产生的热影响更小，因此不但能够将漆层去除干净，且不会有胶水残留和粉尘堆积。

在S10中，漆层可以包括包覆层和位于包覆层与产品之间的作用层，其中包覆层基本上不与激光光束作用，激光光束穿过包覆层并作用到作用层，能够使作用层受热气化，由于作用层外包裹有包覆层，因此这些气体会形成鼓泡。例如，包覆层可以为UV膜，作用层可以为橡胶漆，即在产品的橡胶漆表面进行UV喷油，UV喷油是一种透明的喷涂加工涂料，喷涂在橡胶漆表面后经过UV灯照射使其由液态转化为固态，进而达到表面硬化，使产品具有耐刮耐划，且表面看起来光亮、美观、质感圆润的优点。由于UV膜吸收的紫外光比较少，因此紫外纳秒激光器穿过透明的UV膜后作用到UV膜下的橡胶漆，橡胶漆在激光光束的作用下发生气化，在UV膜的包覆下形成鼓泡。当然，在其他实施例中，包覆层还可以由其他材料制成，只要该材料能够使激光穿过且又不损失激光的输出功率即可，例如玻璃纤维等。

在S10中，激光光束穿过漆层的包覆层作用在作用层，在S20中，改变所述激光的参数，以将包覆层也切开。例如，可以采用更大的激光的输出功率，来增大包覆层对激光的吸收率，从而将包覆层切开。又如，可以采用更慢的激光的加工速度，增加激光光束对包覆层的作用时间，也能够将包覆层切开。具体地，可以根据漆层的材料选择不同的激光参数，例如，在一些实施例中，S20中，可以保持激光的功率不变，仅仅降低激光的加工速度，又如，在一些实施例中，S20中可以既增加激光的功率，又降低激光的加工速度。需要说明的是，包覆层并不构成对本申请的限制，也就是说，在S10中，即使原本的漆层不包括包覆层，也可以预先在作用层表面通过UV油或者玻璃纤维等制成的包覆层。

当然，包覆层可以防止作用层气化的气体散开从而更好的形成鼓泡，但是应当理解的是，包覆层并不构成对本申请的限制，也就是说，即使漆层不存在包覆层，只要调整合适的激光参数，使激光光束的焦点作用在漆层内，也可以使漆层中内部的漆层气化而外部的漆层还没有来得及气化从而形成鼓泡。即在S10中使作用层受热，从而使作用层局部产生鼓泡，然后在通过S20对漆层进行剥离。

在其中一个实施例中，在S10中，激光的加工速度为600mm/s～1500mm/s，激光的输出功率为30％～60％，激光的工作频率为50kHz～120kHz，激光的填充间距为0.005mm～0.03mm。

首先分别介绍激光的加工速度、激光的输出功率、激光的工作频率和激光的填充间距对材料加工的影响。

其中，激光器设置在机架上，激光的加工可以理解为通过激光器的振镜偏转以使激光光束移动，从而实现对产品的加工，即激光的加工速度是激光光束在产品上的移动速度。对于相同长度的激光加工路径，激光的加工速度高，则激光的加工时间短，材料与激光的接触时间短，材料被加工的不够充分；相反，激光的加工速度低，则激光的加工时间长，材料与激光的接触时间长，材料被加工的越充分。应当根据实际的加工需要合理选用激光的加工速度，例如，若激光的加工速度过快容易导致材料加工不充分，若激光的加工速度过慢容易导致材料被过度加工而导致不需要加工的部分也被击穿。

激光的输出功率表示激光的输出能量的大小，或表示激光光束在单位时间内融化材料的能力，通常可以通过控制激光电源的电流来控制激光的输出功率的大小，当激光电源的电流越大，激光的输出功率越大，当激光的电流越小，激光的输出功率也越小。通常，对于加工木材等深颜色的材料需要采用较大的输出功率，对于加工纸张等较软的材料需要采用较小的输出功率。应当根据实际的加工需要合理选用激光的输出功率，例如，若激光的输出功率过小容易导致材料加工不充分，若激光的输出功率过大容易导致材料被过度加工而导致不需要加工的部分也被击穿。因此，可以根据材料的加工要求，综合选择激光的加工速度和激光的输出功率。

激光的工作频率表示激光每秒释放的脉冲数量，激光的工作频率还与激光的峰值功率有关，激光的工作频率越大，单位时间内释放的脉冲数量就越多，对应地激光的峰值功率会变小。通常，高的工作频率能够使激光切割的切口处更加光滑。

激光的填充间距通常反应激光加工区域的激光路径的密度。具体地，激光的加工区域是由填充线组成的，这些填充线之间的距离即激光的填充间距。填充间距越小，说明填充线越密，激光的光斑重叠率会越高，同样的，激光对材料的作用能量也越大，体现出来的就是，材料变色、烧蚀、气化、剥离等。

在一个实施例中，在S20中，激光的加工速度为50mm/s～400mm/s，激光的输出功率为50％～80％，激光的工作频率为10kHz～40kHz。也就是说，S20比S10中的激光的加工速度更慢，从而使激光与材料的接触时间更长，进而使包覆层和作用层被充分的切断。虽然S10中，激光的输出功率为30％～60％，S20中，激光的输出功率为50％～80％，S10中可能存在激光的输出功率略大于S20的激光的输出功率，但是由于S20中激光的加工速度明显低于S10中激光的加工速度，使得整体上，S20中激光对漆层的加工强度更高，即可以在S10中使激光不完全破坏包覆层，而在S20中激光可以完全破坏包覆层。

在一个实施例中，在S20中，激光器可以发射一条激光光束以进行单线切割。在其他实施例中，为了提高加工效率，激光器也可以发射多条激光光束以进行多线切割。

如图2所示，图2为本申请另一个实施例中的去除产品表面漆层的方法的流程示意图，其在S10和S20之后还包括S30，S30为清扫残余色漆的步骤。在通过S10和S20加工后，若产品的预去除区域还残留有没有去除干净的漆层，可以采用S30对残留的漆层进行去除。具体地，S30中，可以采用与S10大致相同的激光参数，以小能量并配合多角度的清扫残余的漆层，所述的多角度是指激光束采用多个方向加工。

例如，在S30中，激光的加工速度为600mm/s～1500mm/s，激光的输出功率为30％～60％，激光的工作频率为50kHz～120kHz，激光的填充间距为0.005mm～0.03mm。经过S30加工之后，可以暴露出产品的底材，根据不同材料的产品，对应地实现产品局部透明或表面反光的效果。在S10和S30中，通常在上述限定的范围内选择激光的参数，相比于S20中激光的参数，S10和S30中的激光的输出的能量较小，特别是在S30中，由于S30是为了清除预去除区域的残留的漆层，因此在上述限定的范围内可以偏向于选择激光加工速度较快，激光的输出功率较小的值，而在S10中，相比于S30中选择的激光的参数，可以在上述限定的范围内选择激光加工速度较慢，激光的输出功率较大的值。而针对S20中，由于S20需要完成剥离漆层的目的，因此在上述限定的范围内，倾向于选择较慢的激光加工速度，较大的激光输出功率。

综上所述，上述的去除产品表面漆层的方法，首先通过激光光束作用在产品上的漆层上，漆层受到激光的照射后受热，形成鼓泡，对于漆层上形成鼓泡的部分已经与产品产生分离，对于整个预去除漆层的区域，整个区域的漆层与产品的结合强度已经明显降低，后续步骤中，控制激光器发射的激光光束切割该区域的边缘，可以将整个矩形区域的漆层剥离。因此，通过预先处理，即通过在漆层的预去除的区域形成鼓泡，从而降低整个预去除的区域的漆层与产品的结合强度，明显降低了后续在剥离时的难度，更容易使漆层能够轻易的去除，也使得漆层容易清除干净。对于预去除区域的残留的漆层，还可以采用较小能量的激光以多角度扫描以将残留的漆层去除干净。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种去除产品表面漆层的方法，其特征在于，所述漆层至少包括能够被激光光束所穿透的包覆层和位于所述包覆层与产品之间的作用层，所述包覆层为UV膜，所述去除产品表面漆层的方法包括以下步骤：

S10、控制激光器发射的激光光束作用在产品上的漆层的预去除区域，所述包覆层用于供所述激光光束透过以使所述激光光束作用到所述作用层，所述作用层能够在所述激光光束的作用下受热气化并在所述包覆层的包覆下形成一个或多个鼓泡；

S20、改变所述激光的参数，并控制所述激光器发射的激光光束作用在鼓泡周围的漆层上，以使预去除区域的所述漆层从产品上剥离。

2.根据权利要求1所述的去除产品表面漆层的方法，其特征在于，所述S20中，还包括向漆层的预去除区域附近吹气以辅助分离所述漆层和产品的步骤。

3.根据权利要求1所述的去除产品表面漆层的方法，其特征在于，所述作用层为橡胶漆。

4.根据权利要求3所述的去除产品表面漆层的方法，其特征在于，所述激光器为紫外纳秒激光器。

5.根据权利要求1所述的去除产品表面漆层的方法，其特征在于，改变激光参数的步骤包括增加激光的输出功率的步骤。

6.根据权利要求1所述的去除产品表面漆层的方法，其特征在于，改变激光参数的步骤包括降低激光的加工速度的步骤。

7.根据权利要求6所述的去除产品表面漆层的方法，其特征在于，改变激光参数的步骤包括：降低激光的加工速度的同时增加激光的输出功率。

8.根据权利要求1所述的去除产品表面漆层的方法，其特征在于，在S10中，激光的加工速度为600mm/s～1500mm/s，激光的工作频率为50kHz～120kHz，激光的填充间距为0.005mm～0.03mm。

9.根据权利要求1所述的去除产品表面漆层的方法，其特征在于，在S20中，激光的加工速度为50mm/s～400mm/s，激光的工作频率为10kHz～40kHz。

10.根据权利要求1所述的去除产品表面漆层的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S30、通过激光器以多角度的扫描以清除所述预去除区域的残留的漆层，采用的激光的加工速度为600mm/s～1500mm/s，激光的工作频率为50kHz～120kHz，激光的填充间距为0.005mm～0.03mm。