DE102008046124A1 - Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Bauteilen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Bauteilen (14, 14') mittels eines Lasersystems (16), über welche optische oder haptische Designelemente sowie funktionale Mikrostrukturen auf die Oberfläche (28, 52, 80, 84) aufgebracht werden können. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass eine Mehrzahl von zu behandelnden Bauteilen (14, 14') sequentiell in einem Bearbeitungsbereich (26) des Lasersystems (16) transportiert werden, wobei jedem Bauteil (14, 14') eine Steuertabelle zugeordnet ist, welche eine Serie von Steuerbefehlen für das Lasersystem (16) umfasst. Damit ist die Herstellung von individuell designten oder funktionalisierten Bauteilen (14, 14') auch im Rahmen einer Großserienproduktion ermöglicht. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung (10) zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Bauteilen, insbesondere von Kraftwagenbauteilen, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Bei der Herstellung von Kraftwagen stehen aufgrund der Bedingungen der Großserienproduktion keine oder nur eingeschränkte Möglichkeiten für eine Individualisierung von Designelementen oder funktionalen Oberflächenstrukturen zur Verfügung. Insbesondere bei Karosseriebauteilen steht dem Kunden lediglich eine Palette von Fahrzeugfarben zur Auswahl zur Verfügung. Eine weitergehende Individualisierung des Kraftwagendesigns ist nur in aufwendiger Einzelfertigung möglich. Alternativ kann eine Individualisierung durch Aufkleber oder dergleichen erzielt werden, was in der Regel aber nicht den gewünschten Qualitätsanforderungen für eine äußere Oberfläche eines Kraftwagens genügt.
  • Aus dem Stand der Technik sind Methoden bekannt, welche mit Hilfe von Laserbeschriftungssystemen Designelemente auf die Oberflächen von Bauteilen aufbringen können. So beschreibt die DE 41 06 151 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung metallischer Oberflächen durch Laserstrahlen. Durch das Aufbringen regelmäßiger Feinstrukturen auf die Oberfläche werden dabei insbesondere Interferenzgitter erzeugt, welche den Oberflächen eine regenbogenfarbige Anmutung verleihen können.
  • Die DE 10 2006 029 941 A1 umschreibt ein Verfahren zum indirekten Beschriften transparenter Materialien. Auch hier wird ein Laserstrahl durch eine Ablenkeinrichtung auf die zu bearbeitenden Stellen der Oberfläche fokussiert, wobei allerdings nicht die Oberfläche selbst verändert wird, sondern ein zur Verfügung gestelltes Substrat verdampft und auf gewünschte Stellen der Oberfläche kondensiert wird.
  • Die US5817243 offenbart eine Methode zur Applikation von Designelementen auf Automobil- und Motorradteile mit Hilfe eines Lasers. Die Designelemente werden dabei in Form von Computergrafiken vorgehalten und in Steuerbefehle für ein Lasersystem umgesetzt, welches mit Hilfe einer Strahlablenkeinrichtung die gewünschten Designs auf die Bauteile einschreibt.
  • Während derartige Verfahren eine Vielzahl von individualisierten Designelementen erzeugen können, eignen sie sich bislang noch nicht für den Einsatz in der Großserienfertigung. Der Einsatz beschränkt sich daher im Wesentlichen auf die Nachbehandlung vorgefertigter Bauteile, es handelt sich also noch immer um Einzelfertigungen außerhalb der Produktionslinie. Dies ist nachteiliger Weise mit hohen Kosten verbunden und steht einem breiten Einsatz derartiger Laserbehandlungen im Wege.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt also die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Bauteilen, insbesondere von Kraftwagenbauteilen, zur Verfügung zu stellen, welches das Aufbringen individualisierbarer Designelemente und Oberflächenstrukturen kostengünstig bereits im Rahmen der Großserienproduktion von Kraftwagen ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Bauteilen mit den Merkmalen von Patentanspruch 1, sowie durch eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Bauteilen mit den Merkmalen von Patentanspruch 11 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bedient sich eines Lasersystems, wobei von einer Laserquelle abgegebene Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse durch eine Scannereinheit auf vorgegebene Stellen des Bauteils abgelenkt werden. Unter Scannereinheit ist hierbei eine Vorrichtung zum Ablenken eines Laserstrahls in eine gewünschte Raumrichtung zu verstehen. Dabei handelt es sich in der Regel um Kombinationen von kardanisch aufgehängten oder galvanisch gesteuerten Spiegeln. Von einer Steuereinheit werden hierbei Steuerbefehle gemäß in einer Speichereinheit abgelegten Steuertabelle an die Laserquelle und die Scannereinheit übermittelt, so dass eine Folge von Laserstrahlimpulsen nacheinander auf eine Reihe vorbestimmter Stellen der Oberfläche des Bauteils gelenkt werden kann. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass eine Mehrzahl von zu behandelnden Bauteilen sequentiell in einen Bearbeitungsbereich des Lasersystems transportiert werden, wobei jedem Bauteil eine Steuertabelle in der Speichereinheit zugeordnet ist. Das Verfahren kann somit vorteilhafter Weise direkt an einer Fertigungslinie für die Großserienfertigung von Kraftwagenbauteilen angewendet werden. Das Lasersystem muss dabei nicht mehr für jedes Bauteil einzeln programmiert und vorbereitet werden, vielmehr ist in der Speichereinheit bereits festgelegt, welches die Fertigungslinie durchlaufendes Bauteil mit welchem Designelement oder mit welcher Oberflächenstruktur versehen wird.
  • Vorzugsweise wird dabei zunächst ein Identifikationsparameter des zu bearbeitenden Bauteils durch das Lasersystem erkannt. Dies kann beispielsweise über einen am Bauteil angeordneten Aufkleber mit einem Barcode in Kombination mit einer Kamera des Lasersystems oder auch durch einen RFID-Transponder in Kombination in einem entsprechenden Sender/Empfänger des Lasersystems oder ähnliche, an sich bekannte Verfahren, geschehen. Nach Positionierung des Bauteils im Bearbeitungsbereich des Lasersystems wird dann eine diesem Identifikationsparameter zugeordnete Steuertabelle aus der Speichereinheit ausgewählt und der Steuereinheit zur Verfügung gestellt. Die Zuordnung zwischen einzelnen Bauteilen und den Steuertabellen, welche ein aufzubringendes Designelement repräsentieren, geschieht also vorteilhafter Weise vollautomatisch, was die Produktionskosten solcher individualisierter Bauteile weiter senkt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird für einen aus einer Mehrzahl von Bauteilen zu fertigenden Kraftwagen zunächst ein Bearbeitungsparametersatz ausgewählt. Dieser Bearbeitungsparametersatz repräsentiert die Individualisierung des Gesamtdesigns des Kraftwagens, was sich in derartige individualisierte Designelemente in der Regel ja nicht auf ein einziges Bauteil beschränken werden, sondern den Kraftwagen in seiner Gesamtheit betreffen. Hierbei wird nun jedem gemäß dem Bearbeitungsparametersatz mit dem Lasersystem zu behandelnden Bauteil ein Identifikationsparameter zugeordnet, wobei jedem dieser Identifikationsparameter eine Steuertabelle für das Lasersystem zugeordnet wird. Identifikationsparameter, Steuertabellen und Zuordnung zwischen diesen werden dann an die Speichereinheit des Lasersystems übermittelt. So wird vorteilhaft sichergestellt, dass alle Bauteile des zu fertigenden Kraftwagens bei ihrer Fertigung durch das Lasersystem die gewünschten Teildesignelemente erhalten, so dass sich nach Fertigstellung des gesamten Kraftwagens in deren Zusammenspiel das gewünschte Gesamtdesign des Kraftwagens ergibt.
  • Die Auswahl dieses Bearbeitungsparametersatzes kann dabei räumlich und zeitlich getrennt von der eigentlichen Fertigung erfolgen. So ist es beispielsweise denkbar, dass diese Auswahl bereits beim Kraftwagenhändler durch den Kunden erfolgt. Die Übermittlung an das Lasersystem kann dann durch eine Vernetzung der zu diesem System gehörigen Computer erfolgen. Gegebenenfalls ist eine Datenbank zwischenzuschalten, die die Bestellungen und zugeordneten Designwünsche für georderte Kraftwagen zwischenspeichert und zum Fertigungszeitpunkt an das Lasersystem übermittelt.
  • Der Bearbeitungsparametersatz kann dabei in der einfachsten Variante aus einer Mehrzahl vorgegebener Bearbeitungsparametersätze ausgewählt werden. So kann einem Kunden eine Vielzahl von Designs zur Verfügung gestellt werden, die in ihrer Größenordnung weit über die heute zur Verfügung stehende Auswahl hinausgeht. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt jedoch in weiterer Ausgestaltung darüber hinaus eine viel weiter gehende Individualisierung, da ein solcher Bearbeitungsparametersatz auch auf Grundlage einer elektronisch erfassten Zeichnung, Grafik oder der gleichen erstellt werden kann.
  • Zur Erzielung bestimmter Oberflächeneffekte durch ein erfindungsgemäßes Verfahren steht eine Mehrzahl von technischen Möglichkeiten zur Verfügung. So kann in einer Ausführungsform der Erfindung durch das Auftreffen der Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse vorgegebene Stellen eines Bauteils eine Oberfläche des Bauteils an diesen Stellen bereichsweise abgetragen werden. Damit ist eine Vielzahl geometrischer Oberflächenstrukturen erzeugbar. Beispielsweise können durch reguläre Oberflächenstrukturen Interferenzeffekte erzielt werden, welche zu einem Regenbogeneffekt führen. Auch eine Mattierung oder auch eine Erhöhung der Reflektion ist möglich. Darüber hinaus können derart auch haptische Effekte erzielt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können durch das Auftreffen der Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse in vorgegebenen Stellen des Bauteils chemische Reaktionen in einer Oberflächenbeschichtung des Bauteils hervorgerufen werden. Damit kann beispielsweise ein Farbumschlag in einer Lackschicht erzeugt werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können durch das Auftreffen der Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse an vorgegebenen Stellen des Bauteils Mischungseffekte zwischen zumindest zwei Schichten einer Oberflächenbeschichtung erzielt werden. Auch damit sind Farbänderungen in mehrschichtigen Lackierungen erzielbar. Trübungseffekte und dergleichen können so ebenfalls erzeugt werden. Schließlich ist ein partielles Anschmelzen von Oberflächen oder Oberflächenschichten des Bauteils durch die Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse möglich. Damit können insbesondere irreguläre Oberflächenstrukturen erzeugt werden.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Bauteilen, insbesondere von Kraftwagenbauteilen. Die Vorrichtung umfasst dabei eine Laserquelle, eine Scannereinheit zum Ablenken der Laserstrahlen sowie eine Steuereinheit und eine Speichereinheit, welche in der eingangs beschriebenen Art zusammenwirken. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Transporteinrichtung zum Zuführen einer Mehrzahl von zu behandelnden Bauteilen zu einem Bearbeitungsbereich des Lasersystems installiert ist. Jedem Bauteil ist dabei eine Steuertabelle in der Speichereinheit zuordenbar, welche zur Behandlung des jeweiligen Bauteils an die Steuereinrichtung übermittelbar ist. Bei der Transporteinrichtung kann sich dabei um übliche in der Serienfertigung eingesetzte Fördereinrichtungen handeln. Die Vorrichtung ist damit vorteilhafter Weise in beliebige existierende Fertigungslinien integrierbar.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Identifikationseinrichtung vorgesehen, über welche ein Identifikationsparameter eines Bauteils ermittelbar ist, wobei die Identifikationseinrichtung dazu ausgelegt ist, ermittelte Identifikationsparameter an die Steuereinrichtung zu übertragen. Bei einer solchen Identifikationseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Kamera oder einen Laserscanner zum Erfassen eines Barcodeaufklebers oder um eine Sender/Empfängerkombination zum Auslesen der Informationen eines RFID-Transponders handeln.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Mehrzahl von Laserquellen zum Abgeben von Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulsen bei verschiedenen Wellenlängen vorgesehen. Durch eine Behandlung bei verschiedenen Wellenlängen können verschiedene Effekte erzielt werden. Derart ist es vorteilhafter Weise möglich, bei mehrschichtigen Oberflächenbeschichtungen spezifisch tiefer liegende Schichten zu behandeln, wenn die darüber liegenden Schichten für die jeweilige Wellenlänge transparent oder zumindest teiltransparent sind. Der gleiche Vorteil kann ebenfalls durch die Verwendung einer durchstimmbaren Laserquelle erzielt werden, die zum Abgeben von Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulsen bei verschiedenen Wellenlängen geeignet ist.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens
  • 2A bis D eine schematische Darstellung verschiedener Möglichkeiten zur Oberflächenbehandlung unlackierter Bauteile
  • 3A und B verschiedene Möglichkeiten der Oberflächenbehandlung mehrschichtig lackierter Bauteile.
  • Die in 1 gezeigte im Ganzen mit 10 bezeichnete Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Bauteilen nach einem erfindungsgemäßen Verfahren beruht auf der Behandlung der Oberflächen 12 eines Bauteiles 14 durch ein Lasersystem 16. Das Lasersystem 16 umfasst dabei eine Laserquelle 18, welche kontinuierliche oder gepulste Laserstrahlen abgeben kann, sowie eine Scannereinrichtung 20, durch welche die von der Laserquelle abgegebenen Laserstrahlen auf verschiedene Stellen 22, 22' der Oberfläche 12 des Bauteils 14 gelenkt werden können. Das Lasersystem 16 kann dabei weitere, hier nicht gezeigte Komponenten umfassen, wie beispielsweise Optiken zur Fokussierung des Laserstrahles der Laserquelle 18, Strahlformungsoptiken zur Aufprägung eines gewünschten Intensitätsprofils auf einen von der Laserquelle 18 abgegebenen Laserstrahlimpuls, Q-Schalter zum Einkoppeln von Ultraschallschwingungen zur Modulation der Laserstrahlen oder dergleichen, an sich bekannte Vorrichtungen zum Ändern bestimmter Eigenschaften eines Laserstrahls oder Laserstrahlimpulses.
  • Das Bauteil 14 wird dabei von einer Fördereinrichtung 24 in einem Bearbeitungsbereich 26 des Lasersystems 16 transportiert. Eine Identifikationseinrichtung 28 erkennt nach dem Transport des Bauteils 14 in den Bearbeitungsbereich 26 zunächst einen einzigartigen Identifikationsparameter des Bauteils 14. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Identifikationseinrichtung 28 um eine Sender-Empfänger-Kombination, welche einen Identifikationscode aus einem am Bauteil 14 angebrachten RFID-Transponder 30 auslesen kann. Die Identifikationseinrichtung 28 übermittelt nun diesen Identifikationscode an eine Steuereinheit 32, welche der Steuerung des Lasersystems 16 dient. In einer Speichereinheit 34 ist eine Mehrzahl von Zuordnungen zwischen Identifikationscodes und Steuertabellen für das Lasersystem 16 für eine Mehrzahl von sequentiell hintereinander zu bearbeitenden Bauteilen 14, 14' hinterlegt.
  • Auf Basis des von der Identifikationseinrichtung 28 ermittelten Identifikationscodes des Bauteils 14 lädt die Steuereinrichtung 32 die diesem Bauteil zugeordnete Steuertabelle aus der Speichereinheit 34. Die Steuertabelle legt dabei fest, welche Stellen des Bauteils 14 auf welche Art und Weise mit Laserpulsen behandelt werden müssen, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Auf Basis dieser Tabelle steuert die Steuereinheit 32 das Lasersystem 16, das heißt die Abgabe von Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulsen durch die Laserquelle 18, die Ablenkung dieser Strahlen durch die Scannereinheit 20 und gegebenenfalls weitere optische Systeme zur Veränderung charakteristischer Parameter der Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse.
  • Nachdem alle in der Steuertabelle angegebenen Stellen des Bauteiles 14 auf die gewünschte Art und Weise mit Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulsen bestrahlt wurden, wird das Bauteil 14 durch die Fördereinrichtung 24 aus dem Bearbeitungsbereich 26 des Lasersystems 16 abtransportiert und ein nachfolgendes Bauteil 14' gleichzeitig in den Bearbeitungsbereich 26 weiter transportiert. Das Bauteil 14' wird nun selbst dem Verfahren unterzogen, wobei dem Bauteil 14' ein eigener, vom Bauteil 14 verschiedener Identifikationscode und damit gegebenenfalls auch eine verschiedene Steuertabelle zur Ansteuerung des Lasersystems 16 zugeordnet ist.
  • Eine derartige Bearbeitung durch ein erfindungsgemäßes Verfahren kann sowohl für metallische Bauteile, als auch für Kunststoff- oder Glasbauteile durchgeführt wird werden. In den 2A bis 2D sind mehrere Möglichkeiten der Oberflächenbehandlung für ein gegebenenfalls verzinktes Stahlbauteil 36 dargestellt. 2A zeigt, wie durch die Behandlung einer Oberfläche 38 einer Zinkschicht 40 des Stahlbauteils 36 durch einen Laserstrahl 42 die Mikrogeometrie der Oberfläche 38 verändert werden kann, so dass sich ein unterschiedliches Reflektionsverhalten ergibt. In die Zinkschicht eingebrachte Vertiefungen 44 führen dazu, dass sich ein Winkel zwischen einem einfallenden Lichtstrahl 46 und einem reflektierten Lichtstrahl 48 gegenüber dem Winkel zwischen einfallendem und reflektiertem Lichtstrahl 46', 48' für eine unbehandelte Oberfläche verändern. Es kann beispielsweise ein Mattierungseffekt erzielt werden. Wird eine Vertiefung 50 derart tief eingebracht, dass sie die Zinkschicht 40 vollständig durchdringt und bis auf die innere Oberfläche 52 des Stahlbauteils 36 reicht, so kann eine komplette Absorption des einfallenden Lichtstrahls 46 erzielt werden, wie in 2B gezeigt. Dadurch ist eine Schwärzung des Bauteils möglich. Durch entsprechende Gestaltung der Vertiefung 52 kann weiterhin eine diffuse Streuung erzielt werden, was zu einer Schwächung der Reflektion, also einer bereichsweisen Mattierung des Bauteiles 36 führt. Durch das Einführen paralleler Rillen 54 in Form eines Brechungsgitters, wie in 2B ganz rechts zu erkennen, können weiterhin Interferenzeffekte (Regenbogeneffekt, Ölfilmeffekt) erzielt werden, welche der Oberfläche in diesem Bereich ein vielfarbig schimmerndes Aussehen verleihen. Wie in 2D gezeigt, kann die gleiche Behandlung auch direkt auf der Oberfläche 52 des Stahlbauteiles 36 in seinem unverzinkten Zustand durchgeführt werden.
  • 2C zeigt weitere Möglichkeiten eine Zinkschicht 40 eines verzinkten Metallbauteils 36 durch Laserstrahlen 42 zu behandeln. So kann, um das Reflektionsverhalten der Zinkschicht 40 weiter zu verändern, auch ein vollständiger Flächenbereich 56 der Zinkschicht abgeschmolzen werden. Auch ein teilweises Umschmelzen in den Flächenbereichen 58 ist möglich, mit welchen erhabene Oberflächenstrukturen 60 darstellbar sind. Damit ist auch die haptische Anmutung der Zinkschicht 40 des Stahlbauteils 36 durch ein erfindungsgemäßes Verfahren veränderbar. Es ist möglich, die in 2A bis D gezeigten Teile ohne eine Decklackierung weiter zu verwenden, indem sie lediglich mit einem transparenten Klarlack überzogen werden. Die Klarlackbehandlung kann dabei vor oder nach der erfindungsgemäßen Laserbehandlung erfolgen, sofern der Klarlack für die verwendeten Laserwellenlängen zumindest teiltransparent ist. Damit ergeben sich im Vergleich zum Stand der Technik völlig neuartige Designmöglichkeiten, die auf optischen Effekten einer fein strukturierten Metalloberfläche beruhen, ohne dass ein pigmentierter Decklack nötig ist. Neben den ästhetischen Ausgestaltungen die in den 2A bis D gezeigt wurden, ist es darüber hinaus möglich, durch gezielte Mikrostrukturierung einer Bauteiloberfläche 38 auch funktionale Effekte zu erzielen. Hierbei sei beispielhaft der Haifischhauteffekt genannt, bei welchem durch geeignete Mikrostrukturierung einer Oberfläche der Strömungswiderstand des Bauteiles herabgesetzt werden kann. Durch ähnliche Mikrostrukturen kann weiterhin der so genannte Lotuseffekt erzielt werden, wobei dir Mikrostrukturen hier das Anhaften von Wasser oder Schmutzpartikeln verhindern, wodurch gleichsam selbstreinigende Bauteile erzeugt werden können.
  • Die 3A und 3B zeigen weiterhin Einsatzmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Verfahrens für mehrfach beschichtete, beispielsweise lackierte Oberflächen eines Bauteils 36. Auf der inneren Oberfläche 52 des Stahlbauteils 36 ist zunächst eine Zinkschicht 40 aufgebracht. An diese schließt sich eine Füllerschicht 62, eine pigmentierte Lackschicht 64 sowie eine Klarlackschicht 66 an. Durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl 42, welcher eine Wellenlänge besitzt, für die die Decklackschicht 66 transparent ist, kann die pigmentierte Lackschicht 64 in einem Bereich 68 erwärmt werden, was bei geeigneten Lacken zu einem Farbumschlag führen kann, so dass auf diese Art andersfarbige Designelemente in die pigmentierte Lackschicht 64 eingebracht werden können.
  • Durch Laserstrahlen 42', welche von der Decklackschicht 66 absorbiert werden, können derartige Effekte auch in oberflächennahen Bereichen 70 oder auch tiefer gelegenen Bereichen 72 der Decklackschicht 66 erzeugt werden.
  • Ist die Decklackschicht 66 noch teiltransparent für den Laserstrahl 42', welcher auch durch die pigmentierte Lackschicht 64 absorbiert werden kann, so lässt sich eine teilweise Vermischung in einem Grenzbereich 74 zwischen der Decklackschicht 66 und der pigmentierten Lackschicht 64 erzeugen. Auch so können Farbänderungen erzielt werden. Weiterhin entsteht so eine Eintrübung der Decklackschicht in einem Bereich 74. Solche Eintrübungen sind auch in innerhalb der Decklackschicht gelegenen Bereichen 76 möglich.
  • 3A ganz rechts zeigt schließlich einen weiteren Laserstrahl 42''', der eine Wellenlänge aufweist, für die die Decklackschicht 66 transparent, die pigmentierte Lackschicht 64 teiltransparent und die Füllerschicht 62 absorbierend ist. So kann eine partielle Vermischung von Füllerschicht 62 mit der pigmentierten Lackschicht 64 in einem Grenzbereich 78 zwischen diesen Schichten erzielt werden.
  • Die Verwendung des Verfahrens bei mehrschichtig lackierten Bauteilen beschränkt sich jedoch nicht auf die in 3A gezeigten Materialveränderungen der Lackschichten. Auch für solche Bauteile sind die in den 2A bis D gezeigten Möglichkeiten der Oberflächenstrukturierung gegeben. So kann beispielsweise durch einen Laserstrahl 42', der von der Decklackschicht 66 absorbiert werden kann, ein Interferenzmuster 54' in die Oberfläche dieser Decklackschicht eingebracht werden. Ist die Decklackschicht 66 für den Laserstrahl 42 dagegen transparent, können solche Interferenzmuster 54'' auch an der Grenzfläche 80 zwischen der Decklackschicht 66 und der pigmentierten Lackschicht 64 erzeugt werden. Verdampfen oder zersetzen sich Bestandteile einer Lackschicht unter dem Einfluss eines Laserstrahls 42'', so können auch innere geometrische Strukturen 82 in einer Lackschicht erzeugt werden.
  • Selbstverständlich beschränkt sich die Behandlung der Oberfläche 84 der Klarlackschicht 66 nicht auf die gezeigten Interferenzmuster. Alle in den 2A bis 2D gezeigten Möglichkeiten sind auch hier möglich. Auch gröber strukturierte Änderungen einer Bauteiloberfläche, welche der Oberfläche gewünschte haptische Eigenschaften verleihen sollen, sind denkbar.
  • Weiterhin beschränkt sich die Erfindung nicht auf das Einführen von Designelementen oder funktionalen Oberflächenstrukturen. Beispielsweise ist weiterhin denkbar kodierte Diebstahlschutzelemente so in Bauteile einzubringen, dass sie beispielsweise nur noch durch Abschleifen oder Entlacken zu entfernen sind, was die spätere Identifizierung entwendeter Bauteile oder Kraftwagen wesentlich erleichtert. Auch ein Schutz vor Plagiaten ist auf diese Art möglich.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 4106151 A1 [0003]
    • - DE 102006029941 A1 [0004]
    • - US 5817243 [0005]

Claims (14)

  1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Bauteilen (14, 14'), insbesondere von Kraftwagenbauteilen, mittels eines Lasersystems (16), wobei von einer Laserquelle (18) abgegebene Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse (42, 42', 42'', 42''') durch eine Scannereinheit (20) auf vorgegebene Stellen des Bauteils (14, 14') abgelenkt werden, und wobei von einer Steuereinheit (32) Steuerbefehle gemäß einer in einer Speichereinheit (34) abgelegten Steuertabelle an die Laserquelle (18) und die Scannereinheit (20) übermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von zu behandelnden Bauteilen (14, 14') sequentiell in einen Bearbeitungsbereich (26) des Lasersystems (16) transportiert werden, wobei jedem Bauteil (14, 14') eine Steuertabelle in der Speichereinheit (34) zugeordnet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Identifikationsparameter eines zu bearbeitenden Bauteils (14, 14') durch das Lasersystem (16) erkannt wird und eine diesem Identifikationsparameter zugeordnete Steuertabelle aus der Speichereinheit (34) ausgewählt und der Steuereinheit (32) zur Verfügung gestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für einen bestimmten, aus einer Mehrzahl von Bauteilen (14, 14') zu fertigenden Kraftwagen zunächst ein Bearbeitungsparametersatz ausgewählt wird, wobei jedem gemäß dem Bearbeitungsparametersatz mit dem Lasersystem (16) zu behandelnden Bauteil (14, 14') ein Identifikationsparameter zugeordnet wird und gemäß dem Bearbeitungsparametersatz jedem Identifikationsparameter eine Steuertabelle für das Lasersystem (16) zugeordnet und diese Steuertabelle und die Zuordnung an die Speichereinheit (34) übermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsparametersatz aus einer Mehrzahl vorgegebener Bearbeitungsparametersätze ausgewählt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Zeichnung, Graphik oder dgl. erfasst wird und ein Bearbeitungsparametersatz auf Grundlage der erfassten Zeichnung, Graphik oder dgl. erstellt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Auftreffen der Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse (42, 42', 42'', 42''') auf vorgegebene Stellen (44, 50, 52, 56) des Bauteils (14, 14') eine Oberfläche (12, 52, 82) des Bauteils (14, 14') an diesen Stellen (44, 50, 52, 56) bereichsweise abgetragen wird.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Auftreffen der Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse (42, 42', 42'', 42''') auf vorgegebene Stellen (68, 70, 72) des Bauteils (14, 14') an diesen Stellen (68, 70, 72) eine chemische Reaktion in einer Oberflächenbeschichtung (64, 66) des Bauteils hervorgerufen wird, welche einen Farbumschlag hervorruft.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Auftreffen der Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse (42, 42', 42'', 42''') auf vorgegebene Stellen (74, 78) des Bauteils (14, 14') an diesen Stellen (74, 78) zumindest zwei Schichten (62, 64, 66) einer Oberflächenbeschichtung vermischt werden.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Auftreffen der Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse (42, 42', 42'', 42''') auf vorgegebene Stellen (54, 54', 54'', 82) des Bauteils (14, 14') eine vorgegebene Mikrostruktur auf einer Oberfläche (38, 52, 80, 84) des Bauteils (14, 14') erzeugt wird.
  10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Auftreffen der Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse (42, 42', 42'', 42''') auf vorgegebene Stellen (58) des Bauteils an diesen Stellen eine Oberfläche oder Oberflächenschicht (38) teilweise angeschmolzen wird.
  11. Vorrichtung (10) zur Oberflächenbehandlung von Bauteilen (14, 14'), insbesondere von Kraftwagenbauteilen, mit einem Lasersystem (16) mit einer Laserquelle (18) zum Abgeben von Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulsen (42, 42', 42'', 42'''), einer Scannereinheit (20) zum Ablenken der Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulse (42, 42', 42'', 42''') auf vorgegebene Stellen (22, 22') des Bauteils, wobei eine Steuereinheit (32) zum Abgeben von Steuerbefehlen mit der Laserquelle (18) und der Scannereinheit (20) koppelbar ist und eine Speichereinheit (34) vorgesehen ist, welche mit der Steuereinheit (32) verbindbar ist. dadurch gekennzeichnet, dass eine Transporteinrichtung (24) zum Zuführen einer Mehrzahl von zu behandelnden Bauteilen (14, 14') zu einem Bearbeitungsbereich (26) des Lasersystems (16) vorgesehen ist, wobei jedem Bauteil (14, 14') eine Steuertabelle in der Speichereinheit (34) zuordenbar ist, welche zur Behandlung des jeweiligen Bauteils (14, 14') an die Steuereinrichtung (32) übermittelbar ist.
  12. Vorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Identifikationseinrichtung (28) vorgesehen ist, über welche ein Identifikationsparameter eines Bauteils (14, 14') ermittelbar ist, wobei die Identifikationseinrichtung (28) dazu ausgelegt ist, ermittelte Identifikationsparameter an die Steuereinrichtung (32) zu übertragen.
  13. Vorrichtung (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Laserquellen (18) zum Abgeben von Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulsen (42, 42', 42'', 42''') bei verschiedenen Wellenlängen vorgesehen ist.
  14. Vorrichtung (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine durchstimmbare Laserquelle (18) zum Abgeben von Laserstrahlen oder Laserstrahlenpulsen (42, 42', 42'', 42''') bei verschiedenen Wellenlängen vorgesehen ist.
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