DE102005055330A1 - Engraving of patterns into a textile based coating for such as glass articles is made using a controlled laser beam - Google Patents

Engraving of patterns into a textile based coating for such as glass articles is made using a controlled laser beam Download PDF

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Abstract

The base material [1] can be glass, ceramic or similar and the textile based layer [2] is bonded to the surface using an adhesive layer [3] and a primer [4]. A glaze layer [5] is optional. The textile surface can have logos and/or words engraved by controlled removal of the textile using a laser beam.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum partiellen Abtragen einer oder mehrer, auf die Oberfläche eines Gegenstandes aufgebrachter Schichten durch Energieeintrag mittels Laserstrahl, insbesondere anwendbar in den Fällen, in denen die Materialeigenschaften aufeinander folgender Schichten und auch die Eigenschaften des Materials, aus dem der Gegenstand besteht, verschieden sind. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Gegenstand, auf dessen Oberfläche zumindest in Oberflächenbereichen eine Beschichtung aus Kunststoff- oder Textilteilchen aufgebracht ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung von Laserstrahlung zum partiellen Abtragen von Kunststoff- und Textilteilchen von der Oberfläche eines Gegenstandes.The The invention relates to a method for partial removal one or more layers applied to the surface of an article by energy input by means of a laser beam, in particular applicable in the cases in which the material properties of successive layers and also the properties of the material making up the object exists, are different. Furthermore, the invention relates on an object on its surface at least in surface areas applied a coating of plastic or textile particles is. Furthermore, the invention relates to the use of laser radiation for the partial removal of plastic and textile particles from the surface of an object.

In jüngster Zeit sind innovative Produkte aus der Porzellan- und Glasgebrauchsindustrie bekannt geworden, bei denen auf die Porzellan- oder Glasoberfläche Kunststoff- oder Textilfasern aufgebracht sind, um damit eine dekorative Oberfläche zu erzeugen.In recently, Time are innovative products from the porcelain and glass industry have become known in which on the porcelain or glass surface plastic or textile fibers are applied to create a decorative surface.

Die Beschichtung von Glas- oder Porzellanoberflächen mit Kunststoff- oder Textilteilchen bzw. -fasern ist verhältnismäßig aufwendig und erlaubt aufgrund des derzeitigen Standes der Technik auch nur die Darstellung verhältnismäßig einfacher Muster. Ein wesentlicher Grund liegt darin, daß zur Herstellung der Muster Schablonen verwendet werden, die für jeden produzierten Gegenstand nur einmal verwendbar sind. Die Flexibilität im Hinblick auf Designmöglichkeiten ist daher nur in sehr eingeschränktem Umfang gegeben.The Coating of glass or porcelain surfaces with plastic or textile particles or fibers is relatively expensive and due to the current state of the art, only the Presentation relatively easier Template. An essential reason is that for the production of the pattern Stencils are used for each produced item only usable once. The flexibility in terms of design options is therefore only to a very limited extent given.

Insofern besteht hier das Bedürfnis, Verfahren zu entwickeln, die zur weitestgehenden Automatisierung dieser bisher noch handwerklichen Fertigungsprozesse geeignet sind.insofar there is a need here, To develop methods that are as far as possible automation These previously crafted manufacturing processes are suitable.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit dem im vorgenannten Zusammenhang bei deutlich reduziertem Zeit- und Kostenaufwand eine höhere Flexibilität im Hinblick auf die Gestaltungsmöglichkeiten dekorativer Oberflächen gegeben ist.From that The invention is based on the object, a method to develop the type mentioned, with the aforementioned context With significantly reduced time and cost, greater flexibility in terms of the design options decorative surfaces given is.

Erfindungsgemäß ist bei einem solchen Verfahren vorgesehen, daß

  • – die Intensität des Laserstrahles und damit der Energieeintrag in Abhängigkeit von den jeweiligen Eigenschaften des Materials, aus denen die Schichten und der Gegenstand bestehen, vorgegeben werden, und
  • – Laserstrahl und Gegenstand relativ zueinander so bewegt werden, daß Schichtmaterial nur in vorgegebenen, geometrisch begrenzten Bereichen abgetragen wird.
According to the invention, it is provided in such a method that
  • - The intensity of the laser beam and thus the energy input depending on the respective properties of the material that make up the layers and the object are given, and
  • - Laser beam and object are moved relative to each other so that layer material is removed only in predetermined, geometrically limited areas.

Dabei können in einer bevorzugten Ausgestaltung die Intensität des Laserstrahles und damit der Energieeintrag so vorgegeben werden, daß jeweils nur Material einer oder mehrerer Schichten abgetragen, jedoch kein Material, aus dem der Gegenstand besteht, abgetragen oder beschädigt wird.there can In a preferred embodiment, the intensity of the laser beam and thus the Energy input are specified so that only one material or more layers removed, but no material from the the object exists, is worn or damaged.

Bevorzugt besteht der Gegenstand aus Glas, Glaskeramik oder Keramik, und auf die Oberfläche dieses Materials ist zumindest bereichsweise eine Schicht aus Kunststoff- oder Textilteilchen aufgebracht, die über mindestens eine Haftvermittlungsschicht mit dem Glas, der Glaskeramik oder der Keramik verbunden ist. Dabei können als Haftvermittlungsschichten eine Kleberschicht und eine Primerschicht vorhanden sein.Prefers the article is made of glass, glass ceramic or ceramic, and on the surface This material is at least partially a layer of plastic or textile particles upset over at least one bonding layer with the glass, the glass ceramic or the ceramic is connected. It can act as a bonding layer an adhesive layer and a primer layer may be present.

Der Schutzbereich der Erfindung erstreckt aber auch auf Ausgestaltungsvarianten, bei denen der Gegenstand aus Metall, Kunststoff oder einem Verbund aus verschiedenen Kunststoffen besteht und auf die Oberfläche dieses Materials zumindest bereichsweise eine Schicht aus Kunststoff- oder Textilteilchen aufgebracht und über mindestens eine Haftvermittlungsschicht mit dem Metall, dem Kunststoff oder dem Verbund aus Kunststoffen verbunden ist.Of the Protection scope of the invention also extends to design variants, where the object made of metal, plastic or a composite made of different plastics and on the surface of this Material at least partially a layer of plastic or Applied and over textile particles at least one bonding layer with the metal, the plastic or the composite of plastics is connected.

In einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Abtragen der Schichten bis zu einer vorgegebenen Tiefe vorgenommen, wobei die während des Abtragungsprozesses jeweils erreichte Tiefe anhand der optischen Eigenschaften des jeweiligen Schichtmaterials bzw. der optischen Eigenschaften des Materials bestimmt wird, aus dem der Gegenstand besteht. Dabei kann während des Abtragungsprozesses das Reflexionsvermögen der jeweils erreichten Schicht bzw. das Reflexionsvermögen des Materials bewertet werden, aus dem der Gegenstand besteht, um daraus Schlußfolgerungen auf die jeweils erreichte Tiefe zu ziehen.In a particular embodiment of the method according to the invention is the ablation the layers made to a predetermined depth, wherein the while the ablation process reached each depth based on the optical Properties of the respective layer material or the optical Properties of the material is determined from which the object consists. It can during during the ablation process the reflectivity of each achieved Layer or the reflectivity the material of which the object is made from this conclusions to draw to the respective depth reached.

Die Intensität der Laserstrahlung und damit der Energieeintrag sollten in Abhängigkeit von den Eigenschaften der jeweils während des Abtragungsprozesses erreichten Schicht erhöht oder verringert werden, um den Abtragungsprozeß effektiv gestalten zu können. Dabei ist es möglich, den Energieeintrag mittels kontinuierlich oder gepulst abgestrahlter Laserstrahlung vorzunehmen.The intensity The laser radiation and thus the energy input should depend on from the properties of each during the ablation process achieved layer increased or reduced in order to effectively design the ablation process. there Is it possible, the energy input by means of continuous or pulsed radiated Laser radiation.

Um mit einer geringen Querschnittsfläche des Laserstrahls Flächenbereiche abtragen zu können, die eine größere Ausdehnung haben als der Laserstrahlquerschnitt, wird entweder der Laserstrahl scannend über die Oberfläche des relativ dazu in Ruhe befindlichen Gegenstandes geführt oder der Gegenstand relativ zu dem in einer festen Richtung abgestrahlten Laserstrahl bewegt.In order to be able to remove with a small cross-sectional area of the laser beam surface areas which have a greater extent than the laser beam cross-section, either the laser beam is scanned over the surface of the relative thereto Resting object led or moved the object relative to the radiated in a fixed direction laser beam.

Hierbei wird die Geschwindigkeit und die Richtung der Relativbewegung zwischen Gegenstand und Laserstrahl in Abhängigkeit von der jeweiligen Intensität des Laserstrahls mittels eines Steuerprogramms vorgegeben, welches Steuerbefehle generiert, die an eine Scann- bzw. Bewegungseinrichtung ausgegeben werden. Die Steuerbefehle werden so generiert, daß bei einer vorgegebenen Intensität der Laserstrahlung Flächenbereiche in Form von Schriftzügen, Mustern, Graphiken, Strukturen, Symbolen u.ä. aus einer oder aus mehreren der Schichten abgetragen werden.in this connection is the speed and direction of relative movement between Subject and laser beam depending on the particular intensity of the laser beam predetermined by means of a control program, which Control commands generated to a scanning or moving device be issued. The control commands are generated so that at a given intensity of Laser radiation surface areas in the form of lettering, Patterns, graphics, structures, symbols and the like. from one or more the layers are removed.

Folgende Parameter für den Abtrag der Schichtfolge aus Textilteilchen, Kleberschicht und Primerschicht bis zur Glasuroberfläche beispielsweise einer Porzellantasse haben sich als vorteilhaft erwiesen:

  • – ein CO2-Laser als Laserquelle im cw-Betrieb,
  • – eine Laserscan-Einrichtung mit 180 mm Brennweite,
  • – Vorschubgeschwindigkeit des Laserstrahlquerschnitts auf der Oberfläche des Gegenstandes v = 300 mm/s bis 500 mm/s,
  • – Laserleistung P = 16 W bis 28 W.
The following parameters for the removal of the layer sequence from textile particles, adhesive layer and primer layer to the glaze surface, for example a porcelain cup, have proved to be advantageous:
  • A CO 2 laser as a laser source in cw operation,
  • A laser scanning device with 180 mm focal length,
  • Feed rate of the laser beam cross section on the surface of the object v = 300 mm / s to 500 mm / s,
  • - Laser power P = 16 W to 28 W.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch die Verwendung einer gepulsten Laserquelle bei entsprechend angepaßten übrigen Parametern.in the The invention also relates to the use of a pulsed laser source with correspondingly adapted other parameters.

Die Bearbeitungszeit ist je Anwendung abhängig von der Größe der Fläche, von der die Schichten abgetragen werden sollen und von der Tiefe, bis zu der die Abtragung erfolgen soll bzw. von der Menge des abzutragenden Materials.The Processing time depends on the size of the area, depending on the application the layers should be removed and from the depth, up to the erosion should take place or on the amount of the abzutragenden Material.

Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf einen Gegenstand aus Keramik, auf dessen Oberfläche, zumindest in Oberflächenbereichen, eine Beschichtung aus Kunststoff- oder Textilteilchen aufgebracht ist, und bei dem flächig aus der Beschichtung ausgesparte Bereiche in Form von Schriftzügen, Mustern, Graphiken, Strukturen, Symbolen u.ä. vorgesehen sind, wobei die Aussparung der Bereiche durch das Einbringen von Laserenergie erzielt worden ist.The Invention further relates to a ceramic article, on its surface, at least in surface areas, a coating of plastic or Textile particles is applied, and recessed in the flat from the coating Areas in the form of lettering, patterns, Graphics, structures, symbols and the like are provided, wherein the Recess of the areas achieved by the introduction of laser energy has been.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung von Laserstrahlung zum partiellen Abtragen einer Beschichtung aus Kunststoff- oder Textilteilchen, die auf die Oberfläche eines Gegenstandes aufgebracht sind, darunter bevorzugt auf die Verwendung von Laserstrahlung zum partiellen Abtragen einer Beschichtung aus Kunststoff- oder Textilteilchen von der Oberfläche eines Gegenstandes, wobei der Gegenstand bevorzugt aus Glas, Glaskeramik oder Keramik besteht, aber auch aus Metall, Kunststoff oder einem Verbund aus Kunststoffen bestehen kann, und die Beschichtung über mindestens eine Haftvermittlungsschicht mit dem jeweiligen Material verbunden ist.Farther The invention relates to the use of laser radiation for partial removal of a coating of plastic or Textile particles applied to the surface of an article are, among them preferably on the use of laser radiation for partial removal of a coating of plastic or textile particles from the surface an article, wherein the article is preferably made of glass, glass ceramic or ceramic, but also made of metal, plastic or a Composite may consist of plastics, and the coating over at least one Bonding layer is connected to the respective material.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigtThe Invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the associated Drawings shows

1 einen Gebrauchsgegenstand aus Porzellan mit einer Schicht aus Textilfasern, 1 a porcelain utensil with a layer of textile fibers,

2 einen Querschnitt durch die Wandung des Gebrauchsgegenstandes nach 1 mit der Schicht aus Textilfasern, die über Haftvermittlungsschichten auf die Oberfläche des Gebrauchsgegentandes aufgebracht sind, 2 a cross section through the wall of the commodity after 1 with the layer of textile fibers which are applied to the surface of the used article by means of adhesion-promoting layers,

3 den Gebrauchsgegenstand aus 1 mit einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch partielles Abtragen der Schicht aus Textilfasern und der Haftvermittlungsschichten eingebrachten Schriftzug, 3 the commodity 1 with a lettering introduced by the method according to the invention by partial removal of the layer of textile fibers and of the adhesion-promoting layers,

4 einen Querschnitt durch die Wandung des Gebrauchsgegenstandes nach 3 mit den partiell abgetragenen Schichten aus Textilfasern bzw. partiell abgetragenen Haftvermittlungsschichten, 4 a cross section through the wall of the commodity after 3 with the partially ablated layers of textile fibers or partially ablated adhesion-promoting layers,

5 zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Gerätebaugruppen und deren prinzipielle Verknüpfung miteinander. 5 for performing the method according to the invention suitable device assemblies and their principle linkage with each other.

1 zeigt einen Gebrauchsgegenstand aus Keramik, im gewählten Beispiel eine Porzellantasse, mit einer auf Teilbereiche der Außenfläche aufgebrachten Beschichtung aus Textilfasern. Der Oberflächenbereich der Porzellantasse, bei dem das Porzellan sichtbar ist, ist hell, die von den Textilfasern überdeckten Bereiche der Außenfläche sind dunkel dargestellt. 1 shows a ceramic utensil, in the example chosen, a porcelain cup, with an applied to portions of the outer surface coating of textile fibers. The surface area of the porcelain cup, where the porcelain is visible, is bright, the areas of the outer surface covered by the textile fibers are shown dark.

In 2 ist ein Querschnitt durch einen Teilbereich der Wandung des Gebrauchsgegenstandes nach 1 gezeichnet. Zu erkennen ist das Porzellan 1, aus dem der Gebrauchsgegenstand besteht, die Schicht 2 aus Textilfasern sowie die als Haftvermittlungsschichten wirkenden Kleberschicht 3 und Primerschicht 4, die eine dauerhafte Verbindung der Schicht 2 aus Textilfasern mit dem Porzellan 1 gewährleisten.In 2 is a cross section through a portion of the wall of the commodity after 1 drawn. The porcelain is recognizable 1 , from which the commodity consists, the layer 2 from textile fibers and the adhesive layer acting as bonding layers 3 and primer layer 4 Making a permanent connection of the layer 2 from textile fibers with the porcelain 1 guarantee.

In dem gewählten Beispiel sei auch eine Glasurschicht 5 vorhanden, die durch herkömmliche Herstellungsverfahren in der Porzellanindustrie die Außenfläche der Wandung aus Porzellan 1 bedeckt und sich demzufolge zwischen der Primerschicht 4 und dem Porzellan 1 befindet.In the example chosen is also a glaze layer 5 existing, by conventional manufacturing processes in the porcelain industry, the outer surface of the wall of porcelain 1 covered and therefore between the primer layer 4 and the porcelain 1 located.

3 zeigt den Gebrauchsgegenstand aus 1 mit einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch partielles Abtragen der Schicht 2 aus Textilfasern und der Haftvermittlungsschichten eingebrachten Schriftzug. Im Bereich des Schriftzuges ist die Porzellanoberfläche bzw. die Glasurschicht 5 freigelegt und aufgrund des optischen Kontrastes zu den Textilfasern für einen Betrachter aus Richtung R visuell deutlich wahrnehmbar. 3 shows the commodity 1 with a method according to the invention by partial removal of the layer 2 Text made from textile fibers and the adhesive layers. In the area of the lettering is the porcelain surface or the glaze layer 5 uncovered and due to the optical contrast to the textile fibers for a viewer from the direction R visually clearly perceptible.

In 4 ist ein Querschnitt durch eine Stelle in der Wandung des Gebrauchsgegenstandes nach 3 dargestellt, an welcher der Schriftzug eingebracht worden ist. Es ist zu erkennen, daß die Schicht 2 aus Textilfasern wie auch die Kleberschicht 3 und die Primerschicht 4 bis auf die Glasurschicht 5 abgetragen sind.In 4 is a cross section through a point in the wall of the commodity after 3 represented, on which the lettering has been introduced. It can be seen that the layer 2 from textile fibers as well as the adhesive layer 3 and the primer layer 4 except for the glaze layer 5 are worn off.

Wie in 4a beispielhaft dargestellt, kann die Abtragung der Schicht 2, der Kleberschicht 3 und der Primerschicht 4 über gleich große Flächenbereiche F hinweg vorgenommen werden, so daß sich der in 3 dargestellte Schriftzug optisch abhebt.As in 4a exemplified, the removal of the layer 2 , the glue layer 3 and the primer layer 4 Be made over the same size area areas F away, so that the in 3 illustrated lettering visually stands out.

Eine besondere Ausgestaltungsmöglichkeit bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dagegen zeigt 4b. Hier sind die Flächenbereiche, in denen die Schicht 2, die Kleberschicht 3 und die Primerschicht 4 abgetragen sind, verschieden groß, so daß, wie hier beispielhaft gezeigt, von der Kleberschicht 3 Flächenbereiche F3 und von der Primerschicht 4 Flächenbereiche F4 für den Betrachter aus Richtung R sichtbar sind. Damit können neben der Schicht 2 auch die Kleberschicht 3 und die Primerschicht 4 in die Design-Gestaltung einbezogen werden, was besonders dann vorteilhaft ist, wenn die Kleberschicht 3 und auch die Primerschicht 4 eine zur Farbe der Schicht 2 aus Textilfasern und zur Glasurschicht 5 bzw., sofern die Glasurschicht 5 nicht vorhanden ist, zum Porzellan 1 kontrastierende Färbung aufweisen.A particular embodiment of the application of the method according to the invention, however, shows 4b , Here are the surface areas in which the layer 2 , the adhesive layer 3 and the primer layer 4 are removed, different sizes, so that, as shown here by way of example, of the adhesive layer 3 Surface areas and F 3 of the primer layer 4 Surface areas F 4 are visible to the viewer from the direction R. Thus, in addition to the layer 2 also the adhesive layer 3 and the primer layer 4 be included in the design design, which is particularly advantageous when the adhesive layer 3 and also the primer layer 4 one to the color of the layer 2 from textile fibers and to the glaze layer 5 or, if the glaze layer 5 is not available, to the porcelain 1 have contrasting color.

Die Schicht 2 aus Textilfasern kann beispielsweise aus einem Faser-Flock-Material bestehen, das über einen die Kleberschicht 3 bildenden Zweikomponentenkleber sowie eine siliziumhaltige Primerschicht 4 mit der glasierten Oberfläche der Porzellantasse verbunden ist. Zum Abtragen der Schichten kann beispielsweise ein CO2-Laser im cw-Betrieb genutzt werden, wobei der Laserstrahl mit Hilfe eines auf eine Brennweite von 180 mm eingestellten Scanners über die Oberfläche der Porzellantasse geführt wird. Die Fokuslage kann dabei um 176,5 mm ± 10 mm variieren.The layer 2 from textile fibers may for example consist of a fiber-flock material, the one about the adhesive layer 3 forming two-component adhesive and a silicon-containing primer layer 4 connected to the glazed surface of the porcelain cup. To remove the layers, for example, a CO 2 laser can be used in cw mode, the laser beam being guided over the surface of the porcelain cup with the aid of a scanner set to a focal length of 180 mm. The focal position can vary by 176.5 mm ± 10 mm.

Für das Abtragen können in Abhängigkeit von einer jeweils erreichten Tiefe unterschiedliche Laserleistungen und Vorschubgeschwindigkeiten bei der Bewegung des Laserstrahlquerschnitts über die Oberfläche der Porzellantasse vorgegeben werden. So kann zunächst ein verhältnismäßig schneller Abtrag bis zu einer ersten Tiefe mit einer Laserleistung von P = 28 W, einer Vorschubgeschwindigkeit von v = 300 mm/s und einer Bewegungsrichtung des Laserstrahls unter einem Winkel α = 45° zur Mittenachse der Porzellantasse vorgenommen werden. Der Restabtrag bis auf die gewünschte Tiefe kann danach mit einer Laserleistung von P = 18 W, einer Vorschubgeschwindigkeit v = 300 mm/s und einer Bewegungsrichtung wiederum unter einem Winkel α = 135° erfolgen.For the removal can in dependence of each achieved depth different laser powers and feed rates in the movement of the laser beam cross section over the surface of the Porcelain cup be specified. So first, a relatively faster Ablation to a first depth with a laser power of P = 28 W, a feed rate of v = 300 mm / s and a direction of movement of the laser beam at an angle α = 45 ° to the center axis of the porcelain cup be made. The remainder to the desired depth can then with a laser power of P = 18 W, a feed rate v = 300 mm / s and a direction of movement again at an angle α = 135 °.

Bei Bedarf kann sich auch noch ein Reinigungsabtrag zur Entfernung von Primerrückständen von der Glasuroberfläche mit einer Laserleistung von P = 18 W, einer Vorschubgeschwindigkeit von v = 500 mm/s und einer Bewegungsrichtung von beispielsweise α = 135° anschließen. Des weiteren ist es möglich, optional die Umrißkontur um die abgetragene Fläche mit beispielsweise einer Laserleistung von P = 16 W und einer Vorschubgeschwindigkeit von v = 500 mm/s nachzuarbeiten.at Need can also be a cleaning removal to remove Primary residues of the glaze surface with a laser power of P = 18 W, a feed rate of v = 500 mm / s and a direction of movement of, for example, α = 135 °. Of further it is possible optionally the outline contour around the removed area with, for example, a laser power of P = 16 W and a feed rate to rework from v = 500 mm / s.

Zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Gerätebaugruppen und deren Verknüpfung untereinander sind in 5 gezeigt. Vorhanden sind hier eine Laserstrahlungsquelle 6, eine Optik 7 zur Strahlformung, ein Scanner 8 zur Strahlführung, der zu bearbeitende Gebrauchsgegenstand 9 (im gewählten Beispiel die Porzellantasse), eine Drehvorrichtung 10 zur Erzeugung einer Bewegung des Gegenstandes 9 relativ Laserstrahlungsquelle 6, eine Recheneinheit 11, die in Abhängigkeit von der Form und Größe der Fläche, von der die Schichten abgetragen werden sollen, pro grammierbar ist, und eine optische Beobachtungseinrichtung 12, bevorzugt eine CCD-Kamera, zur optischen Auswertung der bei der Abtragung erreichten Tiefe.For performing the method according to the invention suitable device assemblies and their interconnection are in 5 shown. There is a laser radiation source here 6 , an optic 7 for beam forming, a scanner 8th for beam guidance, the commodity to be processed 9 (in the example chosen, the porcelain cup), a rotating device 10 for generating a movement of the object 9 relatively laser radiation source 6 , a computing unit 11 which is programmable depending on the shape and size of the area from which the layers are to be removed, and an optical observer 12 , preferably a CCD camera, for optical evaluation of the depth achieved during the removal.

Mit diesen Gerätebaugruppen und den angegebenen Bearbeitungsparametern ist die Abtragung der Schichten unter Vermeidung von Spannungen und Rissen in der Glasurschicht bzw. im Porzellan möglich und bereits erfolgreich ausgeführt worden. In einer Ausgestaltungsvariante ist es jedoch möglich die Parameter so vorzugeben, daß auch die Glasurschicht 5 abgetragen wird.With these device assemblies and the specified processing parameters, the removal of the layers while avoiding tensions and cracks in the glaze layer or in porcelain is possible and has already been successfully carried out. In one embodiment, however, it is possible to specify the parameters so that the glaze layer 5 is removed.

Neben dem bisher beschriebenen Anwendungsbeispiel betreffen weitere Anwendungsbeispiele Gegenstände, die aus Glas, Glaskeramik, Metall, Kunststoff oder einem Verbund aus verschiedenen Kunststoffen bestehen, und bei denen auf der Oberfläche dieses Materials zumindest bereichsweise eine Schicht aus Kunststoff- oder Textilteilchen aufgebracht und über mindestens eine Haftvermittlungsschicht mit dem Glas, der Glaskeramik, dem Metall, dem Kunststoff oder dem Verbund aus Kunststoffen verbunden ist.Next the application example described so far relate to further examples of use objects made of glass, glass ceramic, metal, plastic or a composite made of different plastics, and where on the surface of this Material at least partially a layer of plastic or Applied and over textile particles at least one bonding layer with the glass, the glass ceramic, connected to the metal, the plastic or the composite of plastics is.

Derartige Anwendungen kommen beispielsweise in Betracht im Zusammenhang mit Auskleidungen von Innenräumen von Fahrzeugen oder Flugzeugen. Solche Auskleidungen können aus Gründen des Designs oder auch zur Schalldämmung mit Textilfasern beschichtet sein. Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft dazu geeignet, an ausgewählten Positionen personen- oder auch nutzungsbezogene Hinweise dauerhaft einzuarbeiten.such Applications may be considered, for example Linings of interiors of vehicles or aircraft. Such linings can off Reasons of Designs or for sound insulation be coated with textile fibers. The inventive method is advantageous for personalizing at selected locations. or permanently incorporate usage-related information.

11
Porzellanporcelain
22
Schicht aus Textilfasernlayer from textile fibers
33
Kleberschichtadhesive layer
44
Primerschichtprimer layer
55
Glasurschichtglaze layer
66
LaserstrahlungsquelleLaser radiation source
77
Optik zur Strahlformungoptics for beam shaping
88th
Scannerscanner
99
GebrauchsgegenstandCommodity
1010
Drehvorrichtungrotator
1111
Recheneinheitcomputer unit
1212
Beobachtungseinrichtungobserver
F, F3, F4 F, F 3 , F 4
Flächenbereichesurface areas
RR
Richtungdirection

Claims (16)

Verfahren zum partiellen Abtragen einer oder mehrerer auf die Oberfläche eines Gegenstandes aufgebrachten Schichten durch Energieeintrag mittels Laserstrahl, wobei – die Materialeigenschaften aufeinander folgender Schichten untereinander und auch bezogen auf die Eigenschaften des Material, aus dem der Gegenstand besteht, verschieden sind, und wobei – die Intensität des Laserstrahles und damit der Energieeintrag in Abhängigkeit von den jeweiligen Eigenschaften des Materials, aus denen die Schichten und der Gegenstand bestehen, vorgegeben werden, und – Laserstrahl und Gegenstand relativ zu einander so bewegt werden, daß Schichtmaterial nur in vorgegebenen, geometrisch begrenzten Bereichen abgetragen wird.Method for the partial removal of one or more on the surface of an object applied layers by energy input by means of laser beam, wherein - the material properties successive layers with each other and also based on the properties of the material making up the object, are different, and where - the intensity of the laser beam and thus the energy input depending on the respective Properties of the material that make up the layers and the object exist, be given, and - Laser beam and object be moved relative to each other so that layer material only in predetermined, geometrically limited areas is removed. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Gegenstand aus Glas, Glaskeramik oder Keramik besteht und auf die Oberfläche dieses Materials zumindest bereichsweise eine Schicht (2) aus Kunststoff- oder Textilteilchen aufgebracht und über mindestens eine Haftvermittlungsschicht mit dem Glas, der Glaskeramik oder der Keramik verbunden ist.The method of claim 1, wherein the article consists of glass, glass ceramic or ceramic and on the surface of this material at least partially a layer ( 2 ) is applied from plastic or textile particles and connected via at least one bonding layer with the glass, glass ceramic or ceramic. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Gegenstand aus Metall, Kunststoff oder einem Verbund aus verschiedenen Kunststoffen besteht und auf die Oberfläche dieses Materials zumindest bereichsweise eine Schicht (2) aus Kunststoff- oder Textilteilchen aufgebracht und über mindestens eine Haftvermittlungsschicht mit dem Metall, dem Kunststoff oder dem Verbund aus Kunststoffen verbunden ist.A method according to claim 1, wherein the article is made of metal, plastic or a composite of different plastics and on the surface of this material at least partially a layer ( 2 ) is applied from plastic or textile particles and is connected via at least one bonding layer with the metal, the plastic or the composite of plastics. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem als Haftvermittlungsschichten eine Kleberschicht (3) und eine Primerschicht (4) vorhanden sind.Process according to Claim 2 or 3, in which a layer of adhesive ( 3 ) and a primer layer ( 4 ) available. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem das Abtragen der Schichten bis zu einer vorgegebenen Tiefe vorgenommen wird, wobei die während des Abtragungsprozesses jeweils erreichte Tiefe anhand der optischen Eigenschaften des jeweiligen Schichtmaterials bzw. der optischen Eigenschaften des Materials bestimmt wird, aus dem der Gegenstand besteht.Method according to one of the preceding claims, in the removal of the layers made to a predetermined depth being, while the the ablation process reached each depth based on the optical Properties of the respective layer material or the optical properties of the material of which the object consists. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem während des Abtragungsprozesses das Reflexionsvermögen der jeweils erreichten Schicht bzw. das Reflexionsvermögen des Materials bewertet wird, aus dem der Gegenstand besteht, und daraus Schlußfolgerungen auf die erreichte Tiefe gezogen werden.Method according to claim 5, wherein during the Abtragungsprozesses the reflectivity of each achieved Layer or the reflectivity the material of which the object is made, and conclusions from this the depth reached will be drawn. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem die Intensität der Laserstrahlung und damit der Energieeintrag in Abhängigkeit von den Eigenschaften der jeweils während des Abtragungsprozesses erreichten Schicht erhöht oder verringert wird.Method according to one of the preceding claims, in the intensity the laser radiation and thus the energy input in dependence from the properties of each during the ablation process achieved layer increased or decreased. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieeintrag mittels kontinuierlich oder gepulst abgestrahlter Laserstrahlung erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that Energy input by means of continuous or pulsed radiated Laser radiation takes place. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem der Laserstrahl scannend über die Oberfläche des relativ dazu in Ruhe befindlichen Gegenstandes geführt oder der Gegenstand relativ zu dem in einer festen Richtung abgestrahlten Laserstrahl bewegt wird.Method according to one of the preceding claims, in the laser beam is scanned over the surface the relatively rested object or guided the article relative to the radiated in a fixed direction Laser beam is moved. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Geschwindigkeit und die Richtung der Relativbewegung zwischen Gegenstand und Laserstrahl in Abhängigkeit von der jeweiligen Intensität des Laserstrahls mittels eines Steuerprogramms vorgegeben wird, welches Steuerbefehle generiert, die an eine Scann- bzw. Bewegungseinrichtung ausgegeben werden.The method of claim 9, wherein the speed and the direction of the relative movement between the object and the laser beam dependent on of the respective intensity the laser beam is given by means of a control program, which generates control commands to a scanning or moving device be issued. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Steuerbefehle so generiert werden, daß bei einer vorgegebenen Intensität der Laserstrahlung Flächenbereiche in Form von Schriftzügen, Mustern, Graphiken, Strukturen, Symbolen u.ä. aus einer oder aus mehreren der Schichten abgetragen werden.The method of claim 10, wherein the control commands be generated so that at a given intensity the laser radiation surface areas in the form of lettering, Patterns, graphics, structures, symbols and the like. from one or more the layers are removed. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem ein CO2-Laser als Laserquelle im cw-Betrieb und eine Laserscan-Einrichtung mit 180 mm Brennweite genutzt und eine Vorschubgeschwindigkeit des Laserstrahlquerschnitt auf der Oberfläche des Gegenstandes von v = 300 mm/s bis 500 mm/s sowie eine Laserleistung P = 16 W bis 28 W vorgegeben werden.Method according to one of the preceding claims, in which a CO 2 laser as the laser source in Cw operation and a laser scanning device with 180 mm focal length used and a feed rate of the laser beam cross section on the surface of the article from v = 300 mm / s to 500 mm / s and a laser power P = 16 W to 28 W are specified. Gegenstand aus Glas, Glaskeramik, Keramik, Metall, Kunststoff oder einem Verbund aus verschiedenen Kunststoffen, auf dessen Oberfläche zumindest in Oberflächenbereichen eine Beschichtung aus Kunststoff- oder Textilteilchen aufgebracht ist, gekennzeichnet durch flächig aus der Beschichtung ausgesparte Bereiche in Form von Schriftzügen, Mustern, Graphiken, Strukturen, Symbolen u.ä.Glass, glass-ceramic, ceramic, metal, Plastic or a composite of different plastics, on its surface at least in surface areas applied a coating of plastic or textile particles is characterized by areal recessed areas in the form of lettering, patterns, Graphics, structures, symbols and the like Gegenstand nach Anspruch 13, bei dem die Aussparung der Bereiche durch das Einbringen von Laserenergie erfolgt ist.An article according to claim 13, wherein the recess the areas is done by the introduction of laser energy. Verwendung von Laserstrahlung zum partiellen Abtragen einer Beschichtung aus Kunststoff- oder Textilteilchen, die auf die Oberfläche eines Gegenstandes aufgebracht sind.Use of laser radiation for partial removal a coating of plastic or textile particles on the surface an object are applied. Verwendung von Laserstrahlung zum partiellen Abtragen einer Beschichtung aus Kunststoff- oder Textilteilchen nach Anspruch 15, wobei der Gegenstand aus Glas, Glaskeramik, Keramik, Metall, Kunststoff oder einem Verbund aus verschiedenen Kunststoffen besteht und die Beschichtung über mindestens eine Haftvermittlungsschicht mit diesem Material verbunden ist.Use of laser radiation for partial removal a coating of plastic or textile particles according to claim 15, wherein the article of glass, glass ceramic, ceramic, metal, plastic or a composite of different plastics and the Coating over at least one bonding layer is associated with this material is.
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