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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen wenigstens einer Schwächung in ein flächiges Material mittels eines oder mehrerer Laserstrahlen sowie eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens.
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Stand der Technik
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Das Einbringen von partiellen Schwächungen in flächige Materialien, insbesondere für Verbundmaterialien, wie sie im Dekorbereich in Kraftfahrzeugen Verwendung finden, ist hinlänglich bekannt. Derartige Schwächungen werden vor allem dort in Dekormaterialien eingebracht, wo beispielsweise im Falle des Auslösens eines Airbags oder bei einem Crash eines Kraftfahrzeugs das Dekor entlang vorab definierter Linien aufreißen soll, um so Verletzungen des Kraftfahrzeug-Insassen zu vermeiden oder die freie und ungehinderte Entfaltung des Airbags zu gewährleisten.
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Als Dekormaterialien werden gerade im Kraftfahrzeug und hier beispielsweise im Bereich der Instrumententafel, von Türinnenverkleidungen, Mittelkonsolen oder dergleichen Materialverbunde aus einem im Wesentlichen formstabilen Dekorträger und einem darüber angeordneten Dekormaterial verwendet. Hierbei übliche Dekormaterialien sind beispielsweise jede Art von Kunststoff, vor allem in Folienform und -stärke, Leder oder lederähnliche Materialien, Holzfurniere oder dergleichen. Zwischen dem Dekorträger und dem Dekormaterial werden überdies zur Einstellung einer besonders vorteilhaften Haptik des Dekors eine oder mehrere Schichten mit einer größeren Weichheit angeordnet. Derartige die Haptik einstellende Schichten werden beispielsweise aus Schaumstoffen, Abstandsgewirken, Textilvliesen oder dergleichen hergestellt.
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Das Einbringen von Materialschwächungen in die als Dekor verwendeten flächigen Materialien erfolgt dabei üblicherweise nach dem Verkleben sämtlicher oben genannter Schichten miteinander und einer Einspannung zumindest der zu schwächenden Bereiche in einer dafür geeigneten Aufspannvorrichtung. Anschließend wird die Schwächung üblicherweise in einer Linienform mittels eines Fräswerkzeugs, eines Messers oder dergleichen in den Materialverbund eingebracht.
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Darüber hinaus gab es bereits Ansätze, die Schwächungen mittels eines oder mehrerer Laserstrahlen in den Materialverbund einzubringen, was insbesondere die Genauigkeit bei der Prozessführung und die Möglichkeiten bei der Gestaltung der Schwächungsgeometrien erhöhte. Hierbei besteht jedoch das Problem, dass durch den Energieeintrag mittels Lasers in den Materialverbund ein Abbrand auch von die Schwächung umgebenden Bereichen erfolgen kann, wodurch das Erscheinungsbild der Schwächungslinie und gegebenenfalls des gesamten Dekors unvorteilhaft in Mitleidenschaft gezogen wird.
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Die
DE 103 50 220 A1 beschreibt daher ein Verfahren zur Herstellung einer Sollbruchlinie einer Airbagabdeckung in einem Fahrzeug-Verkleidungsteil aus Kunststoff, bei dem die Sollbruchlinie von einer Seite in das Verkleidungsteil mittels eines Laserstrahls eingebracht wird und das Verkleidungsteil zur gleichen Zeit von der gegenüberliegenden Seite mit einem Kühlmediumstrom, der auf die Sichtseite des Verkleidungsteils. gerichtet ist, beaufschlagt wird. Hierdurch wird bei geeigneter Prozessführung gewährleistet, dass die Sichtseite zumindest während des Einbringens der Schwächung mittels Laser nicht beschädigt wird. Eine dauerhafte Vermeidung des Durchscheinens einer ungleichmäßigen Schwächung des Verkleidungsteils wird hiermit jedoch nicht sichergestellt. Darüber hinaus erfordert das Verfahren gemäß der
DE 103 50 220 A1 eine genau aufeinander abgestimmte Führung von Laserwerkzeug auf der einen Seite des Verkleidungsteils und Vorrichtung zur Beaufschlagung des Verkleidungsteils mittels eines Kühlmediumstroms auf der anderen Seite des Verkleidungsteils.
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Die
DE 40 13 163 A1 schlägt in diesem Zusammenhang die Bereitstellung eines Gases während der Bearbeitung der Oberfläche eines Kunststoffs mit Laserstrahlung vor, wobei dieses Gas eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Luft aufweisen soll. Besonders bevorzugt wird hier Heliumgas am Ort der Wechselwirkung zwischen der Laserstrahlung und dem Kunststoff bereitgestellt. Auch in diesem Fall aber wird die vom Laser in das Kunststoffmaterial eingetragene Wärme nur unzureichend außerhalb des Kunststoffmaterials abgeführt und Schädigungen gerade der Umgebungsbereiche der Verarbeitungsfläche können nicht sicher unterbunden werden.
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Die
DD 245 833 A1 beschreibt eine Vorrichtung für die Materialbearbeitung durch Laserstrahleinwirkung. Dieser Stand der Technik ist auch in Gebieten der Mikromaterialbearbeitung, der Modifizierung von Eigenschaften von Festkörperoberflächen und Schichten sowie die laserinduzierte Schichtabscheidung aus der Gasphase anwendbar.
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Die
DE 103 52 524 A1 beschreibt darüber hinaus ein Verfahren zum Einbringen einer Schwächelinie in ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil mit einer Dekorschicht aus Leder, wobei vor dem Einbringen einer Schwächelinie mittels Laser wenigstens entlang der gewünschten Schwächelinie und für die Dauer der Laserbearbeitung die Faserstruktur des Leders durch Unterkühlen oder ein Fixiermittel fixiert wird.
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Die
US 5883356 A beschreibt schließlich eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Präzisionsschneiden eines Werkstücks mit variabler Dicke und/oder Form.
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Keine dieser Druckschriften lehrt jedoch die Bearbeitung von flächigen Materialien insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, umfassend ein Dekor und zumindest einen Dekorträger.
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Aufgabe der Erfindung
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Es war daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit dem Dekorverbunde mittels Laser zumindest in Teilbereichen geschwächt werden können und gleichzeitig ein Abbrand von die Schwächungsbereiche umgebenden Bereichen in dem bearbeiteten flächigen Material sicher unterbunden werden können.
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Diese Aufgabe wird in erfindungsgemäßer Weise mittels eines Verfahrens gemäß Anspruch 1 sowie einer Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens gemäß Anspruch 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem durch Ablegen zumindest eines Teils des flächigen Materials in einem Hohlraum das anschließende Erhöhen oder Absenken der Temperatur des in dem Hohlraum aufgenommenen flächigen Materials und des abschließenden Einbringens wenigstens einer Schwächung in das erwärmte oder abgekühlte Material mittels eines oder mehrerer Laserstrahlen wenigstens eine Schwächung in ein flächiges Material eingebracht wird.
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Es hat sich dabei in überraschender Weise herausgestellt, dass durch die Veränderung der Temperatur vergleichsweise großer Bereiche eines mittels Lasers zu schwächenden flächigen Materials im Vergleich zu den tatsächlich mittels des Lasers bearbeiteten Materialbereichen eine Schwächung eingebracht werden kann, die zum einen in ihrer Geometrie und Ausdehnung vorab genau definiert werden kann und zum anderen bei gegenüber dem Stand der Technik deutlich vereinfachter Vorrichtung und Prozessführung ein dauerhaft gleich bleibendes Erscheinungsbild des bearbeiteten flächigen Materials gewährleistet.
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Hierdurch wird die Einbringung von Schwächungen von Dekormaterialien, wie sie insbesondere in Kraftfahrzeugen Anwendung finden, bei gleich bleibend gutem Resultat deutlich vereinfacht. Überdies sind die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung auf eine Vielzahl von Dekorverbund-Materialien oder -Materialverbunden sowie auf eine Vielzahl ganz unterschiedlicher Formen des flächigen Materials anwendbar.
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In erfindungsgemäßer Weise ist das flächige Material ein Dekor, das in einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung in einem Kraftfahrzeug verwendet wird. Dieses Dekor besteht dabei aus einem Holzdekor oder Kunststoffdekor, welches auf einem Dekorträger aufgebracht ist. Ganz besonders bevorzugt wird dabei ein Dekor, bei dem zwischen dem Dekorträger und dem Holz- oder Kunststoffdekor ein Abstandsgewirke und/oder eine Schaumstoffschicht und/oder ein Vlies angeordnet ist. Ebenso sind Ausgestaltungsformen mit mehr als einer Schicht eines Abstandsgewirks und/oder eines Schaumstoffs und/oder eines Vlieses oder Kombinationen hiervon vom Erfindungsgedanken umfasst.
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Als Kunststoffdekor werden hierbei besonders Planware-Materialien aus PVC, PU, TPO oder TPO-Schaum bevorzugt. Als Dekorträgermaterialien werden ABS oder ABS-Blends, PP GF oder LFI-Träger als besonders vorteilhaft angesehen. In jedem Fall wird zwischen den einzelnen Schichten aus Dekorträger, Dekor und gegebenenfalls den die Haptik verbessernden Zwischenschichten jeweils eine Schicht aus Klebstoff und/oder einem Haftvermittler vorgesehen sein, um einen dauerhaften, formstabilen und auch Scherkräften widerstehenden Dekormaterialverbund zu schaffen.
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Das Einbringen der Schwächungen mittels Lasers erfolgt dabei nicht zwangsläufig durch jede Schicht des Dekorverbunds hindurch. Ebenso sind Anordnungen von Schwächungslinien vom Erfindungsgedanken umfasst, die beispielsweise zueinander versetzt nur durch eine Teildicke des Dekorverbunds hindurch verlaufen. Zudem wird auch die Einbringung von Schwächungen mittels Lasers in sowohl die Sichtseite des Dekorverbunds als auch die der Sichtseite abgewandte Seite des Dekorverbunds bevorzugt. Dies kann in besonders bevorzugter Weise so erfolgen, dass sich gegenüberliegende Schwächungslinien in nahezu einer Ebene senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Materialverbunds befinden, wodurch sich ein sicheres Einreißen des Materialverbunds entlang der durch die Schwächung vorgegebenen Geometrien erreichen lässt.
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In einer alternativen und ebenso besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung können die Schwächungen in einer ersten Seite des Dekorverbunds versetzt zu denjenigen angeordnet sein, die in der gegenüberliegenden Seite des Dekorverbunds eingebracht sind. Darüber hinaus kann es vorteilhaft sein, wenn sich die Tiefe und/oder Breite der Schwächungen auf der ersten Seite des Materialverbunds von denen der Schwächungen auf der gegenüberliegenden Seite unterscheiden. Gleiches gilt ebenso für die mittels des Lasers eingebrachte Form der Schwächungen selbst, wobei es vorteilhaft sein kann, auf einer ersten Seite des Materialverbunds Schwächungen mit scharfen Kanten, beispielsweise mit spitz zulaufendem Winkel, einzubringen und gleichzeitig auf der anderen Seite Schwächungen mit deutlich davon abweichenden Querschnittsgeometrien einzubringen.
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Schließlich ist die Erfindung auch nicht auf Schwächungen beschränkt, die linienförmig mit einer Haupterstreckungsrichtung ausgebildet sind; die Erfindung umfasst ebenso in den Dekorverbund eingebrachte nahezu punktförmige Schwächungen, die zueinander ausgerichtet angeordnet sein können oder aber nahezu frei verteilt über einen definierten Teilbereich des flächigen Materials angeordnet sind.
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Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung gestellt, bei der ein flächiges Material, in das die Schwächung eingebracht werden soll, in einem Hohlraum aufgenommen wird und dieses flächige Material innerhalb des Hohlraums eine Temperaturerhöhung oder Temperaturabsenkung erfährt. In das abgekühlte oder erwärmte flächige Material wird dann die Schwächung mittels eines oder mehrerer Laserstrahlen eingebracht.
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Dabei wird die Erkenntnis genutzt, dass über ein gekühltes Formteil die beim Laserprozess entstehende Wärme verbessert abgeführt werden kann, wodurch es zu einem geringeren Materialabbrand und somit auch zu einer geringeren sichtbaren Abzeichnung an der sichtbaren Seite des geschwächten flächigen Materials kommt. In einer alternativen Weise wird mittels der Erwärmung das flächige Material „aufgeweicht”, so dass es mit einer geringeren Laserleistung als mit Aufbringung der Laserenergie in ein flächiges Material bei Raumtemperatur, und somit bei verringerter Wärmeeinbringung, geschwächt werden kann.
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In beiden oben genannten Fällen wird also durch eine Veränderung der Temperatur des zu schwächenden flächigen Materials die Materialeigenschaft in einem vergleichsweise großen Bereich vorteilhaft für den nachfolgenden Bearbeitungsschritt in einem vergleichsweise kleinen Bereich vorteilhaft verändert.
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Der Hohlraum zur Aufnahme des flächigen Materials weist bevorzugt eine Abdeckung auf, durch die das flächige Material vorzugsweise rutschfest in dem Hohlraum gehalten werden kann. In besonders bevorzugter Weise ist diese Abdeckung überdies so gasdicht mit der Vorrichtung verbunden, dass Gase wenn überhaupt nur noch in gewünschter Menge und an dafür gegebenenfalls vorgesehenen Orten in den Hohlraum und/oder das darin aufgenommene flächige Material hinein oder aus diesem heraus gelangen können.
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Hierdurch wird eine Vorrichtung geschaffen, die die Möglichkeiten bei der Prozessführung mit besonders einfachen Mitteln deutlich vergrößert. Darüber hinaus kann hierdurch auch das Entweichen von bei der Einbringung der Schwächungen mittels Laser entstehender Abgasen in die Umgebung sicher unterbunden werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform der Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist diese eine Abdeckung auf, die für den oder die Laserstrahlen transparent ist. Als transparent für die Laserstrahlen im erfindungsgemäßen Sinne wird dabei eine Ausgestaltungsform angesehen, bei der zumindest ein Großteil der Laserenergie durch die Abdeckung hindurch tritt und vom zu schwächenden flächigen Material innerhalb des Hohlraums absorbiert wird. Abhängig von der Wellenlänge des Lasers kann daher das Erscheinungsbild der Abdeckung durchaus von einer vollständig klaren farblosen Gestalt differieren. Wesentlich hierbei ist allein, dass bei einer derartigen Ausgestaltungsform der Vorrichtung die Laserstrahlen in bevorzugter Weise durch die Abdeckung hindurch und ohne die Notwendigkeit, in der Abdeckung und/oder der Vorrichtung Durchlassöffnungen für die Laserstrahlen vorzusehen, die Schwächung des flächigen Materials an den gewünschten Orten bewirken kann.
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Die Veränderung der Temperatur des flächigen Materials gegenüber der Umgebungstemperatur, sei es durch Erwärmen oder Abkühlen, kann auf jede dem Fachmann geläufige Art erfolgen. Nur beispielhaft werden hierfür die Aufbringung eines Wärme- oder Kältestroms auf das flächige Material, die Bestrahlung des flächigen Materials mittels Infrarotlampen oder dergleichen genannt.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung wird jedoch der Hohlraum zur Aufnahme des flächigen Materials von einer erwärmbaren oder abkühlbaren Aufnahmevorrichtung definiert. In wenigstens einer der Seitenwände dieser Vorrichtung kann in einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung eine Vielzahl von Kanälen zur Durchleitung eines Wärme- oder Kühlmediums angeordnet sein, wobei durch den Durchfluss des Wärme- oder Kühlmediums die Aufnahmevorrichtung selbst erwärmt oder abgekühlt wird und die sich somit veränderte Temperatur innerhalb des von der Aufnahmevorrichtung definierten Hohlraums entweder durch direkten Kontakt oder über ein Zwischenmedium indirekt auf das flächige Material innerhalb des Hohlraums überträgt.
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Besonders vorteilhaft ist hierbei selbstverständlich der direkte Kontakt des flächigen Materials mit einer oder mehreren Wänden der Aufnahmevorrichtung, um so einen besonders guten Wärmeübergang zu gewährleisten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform der Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist diese zudem ein Mittel zum Zuführen und Abführen eines Gases in den Hohlraum auf. In ganz besonders bevorzugter Weise ist dieses Mittel zum Zuführen und Abführen eines Gases in wenigstens einer der Wände der Aufnahmevorrichtung angeordnet. Das Gas wirkt hierbei in überaus bevorzugter Weise verbrennungshemmend und ist in einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ein Inertgas, beispielsweise CO2, N2 oder jede Mischung hiervon.
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Hierdurch wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, bei der die Abkühlung oder Erwärmung des flächigen Materials innerhalb des Hohlraums durch Einleiten eines vortemperierten Gases zumindest vorteilhaft unterstützt werden kann, wenn nicht sogar vollständig hierdurch bewirkt werden kann. Darüber hinaus bietet das Einleiten eines Gases in den Hohlraum und gegebenenfalls das Herausziehen des Gases aus dem Hohlraum heraus, ganz besonders bevorzugt das Durchleiten eines Gases durch den Hohlraum und insbesondere durch das darin aufgenommene flächige Material hindurch die Möglichkeit, bei der Verbrennung entstehende Abgase sicher und kontrolliert abzuführen und bei Auswahl von geeigneten Gasen, hier insbesondere den oben genannten Inertgasen, eine Verbrennung von Teilen des flächigen Materials neben den Schwächungsmaterialien mit besonders einfachen Mitteln und besonders wirkungsvoll zu hemmen.
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Eine derartige Gasdurchleitung wird insbesondere bei Bereitstellung einer gasdichten Abdeckung für den Hohlraum und/oder bei Bearbeitung eines flächigen Materials mit wenigstens einer gasdichten Deckschicht vorteilhaft unterstützt. Im Falle einer gasdichten Deckschicht des flächigen Materials so wie einer Kunststoffplanware als Dekormaterial eines Dekorverbunds kann dann das Gas in besonders bevorzugter Weise durch die die Haptik verbessernde Schicht, die beispielsweise aus einem Abstandsgewirke oder textilen Vlies besteht, hindurch geleitet werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform der Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Vorrichtung darüber hinaus eine oder mehrere Durchlassöffnungen für den oder die Laserstrahlen auf. Hierdurch wird eine Vorrichtung geschaffen, durch die sicher gewährleistet wird, dass die Schwächungslinien nur an genau definierten Orten in das flächige Material eingebracht werden können. Insbesondere bei Verwendung eines CO2-Lasers, besonders bevorzugt mit einer Leistung von ≤ 2000 Watt, wie er üblicherweise bei der Bearbeitung von Kunststoffen verwendet wird, wird gerade in Kombination mit den oben beschriebenen Durchlassöffnungen ein fehlerhaftes Einbringen von Schwächungslinien oder -bereichen sicher unterbunden, da derartige Laser die üblicherweise für derartige Aufnahmevorrichtungen verwendeten Metallmaterialien nicht durchdringen.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Einbringen wenigstens einer Schwächung in ein flächiges Material mittels eines oder mehrerer Laserstrahlen zur Verfügung gestellt, wobei in einer bevorzugten Ausgestaltungsform dieses Verfahrens das flächige Material auf eine Temperatur im Bereich von –40°C bis 0°C vorzugsweise –40°C bis –30°C abgekühlt wird.
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Hierbei wird ausgenutzt, dass die bei Dekorverbunden zur Verwendung in Kraftfahrzeugen gestellten Anforderungen in Bezug auf die Beständigkeit bei Temperaturwechselbeanspruchungen regelmäßig Temperaturen von bis zu –40°C erfordern. Dabei muss beispielsweise ein Airbagschuss in einem Temperaturfenster von –40°C bis +85°C sicher und nahezu unabhängig von der Temperatur gewährleistet sein.
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Bei der bevorzugten Temperatur von –40°C bis 0°C und besonders bevorzugt von –40°C bis –30°C wird darüber hinaus in jedem Fall gewährleistet, dass die beim Laserprozess entstehende Wärme gegenüber flächigen Materialien bei Raumtemperatur verbessert abgeführt werden kann. Darüber hinaus kommt es in dem vorteilhaften Temperaturbereich zu einem geringeren Materialabbrand und somit zu einer geringeren Abzeichnung der Schwächung an der Dekorseite.
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In einer alternativen und ebenso bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das flächige Material jedoch auf eine Temperatur im Bereich von +50°C bis +120°C, besonders bevorzugt von bis +80°C bis +120°C erwärmt. Wiederum ist hierbei von Vorteil, dass die in Kraftfahrzeugen als Dekormaterialien verwendeten Materialverbunde regelmäßig Temperaturen von bis zu +120°C widerstehen müssen, wobei in Klimawechseltests von Automobilfirmen eine nicht sichtbare Schädigung des Dekors im Temperaturbereich von –35°C bis +120°C erwartet wird.
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In dem besonders bevorzugten Bereich von +50°C bis +120°C und insbesondere +80°C bis +120°C wird jedoch in jedem Fall sichergestellt, dass das Bauteil seine Materialeigenschaften derart ändert, dass es ausreichend „weich” für die Laserbearbeitung ist, so dass die Schwächung bei deutlich verringerter Laserleistung und somit auch verringertem Energieeintrag verwirklicht werden kann. Hierdurch wird zudem ein deutlich reduzierter lokaler Materialabbrand in der direkten Nachbarschaft zum geschwächten Bereich bewirkt, was schließlich zu einer geringeren sichtbaren Abzeichnung der Schwächung einer Dekorseite führt.
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In Bezug auf die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Ausrichtung der Laserstrahlen durch eine oder mehrere Durchlassöffnungen in einer den Hohlraum definierenden Aufnahmevorrichtung hindurch auf zumindest einen Teilbereich des flächigen Materials oder in Bezug auf den Wärmeübergang von der Aufnahmevorrichtung auf das flächige Material über den Kontakt des flächigen Materials mit wenigstens einer der Wände der Aufnahmevorrichtung wird auf die Diskussion im Zusammenhang mit der Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
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Gleiches gilt für die Schwächung des flächigen Materials mit Laserstrahlen, die durch eine transparente Abdeckung des Hohlraums bewirkt werden kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird darüber hinaus ein Gas in den Hohlraum vor dem Einbringen wenigstens einer Schwächung in zumindest Teilbereiche des in dem Hohlraum aufgenommenen flächigen Materials eingeführt oder besonders bevorzugt durch diesen hindurch geleitet. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Gas durch zumindest eine Schicht des flächigen Materials hindurch geleitet.
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Bei der überaus bevorzugten Anwendung des Verfahrens auf einen Dekorverbund, der in einem Kraftfahrzeug beispielsweise im Bereich der Instrumententafel verwendet wird und der zwischen dem Dekormaterial und dem Dekorträger zumindest ein Abstandsgwirke umfasst, wird das Gas durch die Schicht aus Abstandsgewirke hindurch geleitet. Hierdurch kann zum einen die Einstellung der Temperatur des flächigen Materials durch eine Vortemperierung des Gases zumindest unterstützt werden, wenn nicht sogar vollständig bewirkt werden. Zum anderen kann bei der Wahl eines geeigneten durch das flächige Material hindurch geleiteten Gases einerseits die Verbrennung des die Schwächungen umgebenden Materials aufgrund der durch den oder die Laserstrahlen eingebrachten Energie besonders wirkungsvoll gehemmt werden, andererseits aber auch jegliches Entstehen der Abgase sicher abgeführt werden. Insbesondere bei der Entstehung giftiger Abgase kann hierdurch eine Verschmutzung der Umgebung unterbunden werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung wird das flächige Material vor dem Einbringen der Schwächung in einer geeigneten Vorrichtung eingespannt. Dies kann besonders vorteilhaft durch Einlegen des flächigen Materials in den dafür vorgesehenen Hohlraum der erfindungsgemäßen Vorrichtung und gegebenenfalls das Aufsetzen einer Abdeckung auf den Hohlraum erreicht werden. Ebenso ist jedoch eine Vorrichtung vom erfindungsgemäßen Gedanken umfasst, bei der eine derartige Einspannvorrichtung außerhalb des Hohlraums und beabstandet zum Laser angeordnet ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von beispielhaften Ausführungsformen erläutert, wie sie in den beiliegenden 1 und 2 dargestellt sind. Die beispielhaften Darstellungen aus den Figuren sind jedoch in keiner Weise dazu geeignet, den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den anhängenden Ansprüchen definiert ist zu beschränken.
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In den Figuren zeigt:
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1 eine schematische Querschnittsansicht eines in einem Hohlraum aufgenommenen flächigen Materials, und
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2 eine schematische Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines flächigen Materials.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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In 1 wird eine Querschnittsansicht eines Teils einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, die im Wesentlichen aus einer Aufnahmevorrichtung 7, die einen Hohlraum 4 definiert, sowie einer Abdeckung 6 besteht, die auf der Aufnahmevorrichtung 7 aufliegt. Innerhalb des Hohlraums 4 ist ein flächiges Material 2 so aufgenommen, dass es mit den Seitenwänden 7a, 7b und der Bodenwand 7c der Aufnahmevorrichtung 7 in Kontakt steht. Überdies liegt das flächige Material 2 auch an der Unterseite der Abdeckung 6 vollständig an. Die Abdeckung 6 ist hierbei aus einem transparenten klaren Kunststoff gefertigt, so dass Laserstrahlen nahezu jeder Wellenlänge im Wesentlichen ungehindert hindurchtreten können, ohne einen wesentlichen Teil ihrer Energie bereits in der Abdeckung zu verlieren. Zwischen der Aufnahmevorrichtung 7 und der Abdeckung 6 ist überdies eine umlaufende Dichtung 14 angeordnet, durch die ein gasdichter Hohlraum 4 ausgebildet wird. In der Bodenwand 7c der Aufnahmevorrichtung 7 sind ein Gaseinlass 8a sowie ein Gasauslass 8b angeordnet, über die ein Inertgas, hier Stickstoff, zumindest während der Einbringung der (nicht gezeigten) Schwächungen in das flächige Material 2 hindurch geleitet wird. Die Aufnahmevorrichtung 7 besteht im Wesentlichen aus einem Vollmetallkörper, durch den jedoch eine Vielzahl von Kanälen 13 hindurch verlaufen, durch die ein Fluid als Erwärmungsmedium hindurchströmen kann. Durch das Hindurchströmen des Erwärmungsmediums durch die Kanäle 13 wird die Aufnahmevorrichtung 7 vollständig und gleichmäßig erwärmt, wobei die Wärme der Aufnahmevorrichtung 7 über den Kontakt mit dem flächigen Material 2 an den Innenwänden der Aufnahmevorrichtung 7 vollständig weitergegeben wird. Ein gleicher Aufbau ist selbstverständlich auch für die Durchleitung eines Kühlmediums durch die Kanäle 13 geeignet und in beiden oben dargestellten alternativen Ausgestaltungsformen kann durch die Durchleitung eines vortemperierten Gases die Temperaturveränderung des flächigen Materials 2 unterstützt werden.
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In 2 wird eine weitere Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäß bearbeiteten flächigen Materials 2 dargestellt, das hier in der Form eines Dekorverbunds 2 vorliegt, wie er zur Abdeckung der Instrumententafel in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet. Der Dekorverbund 2 besteht hierbei aus einem Dekorträger 2b, einem darüber angeordneten Abstandsgewirke 2c und einem den Dekorverbund 2 zur Sichtseite hin abschließenden Kunststoffdekor 2a''. Dieses Kunststoffsdekor 2a'' ist vollständig gasdicht und erlaubt keinen Durchtritt eines in dem Abstandsgewirke 2c vorliegenden oder hindurchtretenden Gases. Im Dekorträger 2b sind überdies ein Gaseinlass 8a und ein Gasauslass 8b angeordnet, über die ein Gas durch den Dekorverbund innerhalb des Abstandsgewirks 2c hindurch geleitet werden kann. Bei der Verbrennung von zumindest Teilen des Dekorverbunds durch die Absorption der Energie eines (nicht gezeigten) Laserstrahls zur Einbringung von (nicht gezeigten) Schwächungen in den Dekorverbund 2 könnten hierdurch entstehende Abgase und/oder Abbrände schnell durch den Gasauslass 8b nach außen abgeführt werden.
