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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Bauteiles und/oder
eines Substrates mit einem fluiden Medium.
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Aus
der
EP 0 682 988 B1 ist
ein Verfahren zum akustischen Beschichten eines Substrates mit einer
Flüssigkeit bekannt. Dabei umfasst das Verfahren ein Bereitstellen
eines Behälters mit der Flüssigkeit und einer
freien Oberfläche; ein Erzeugen von Ultraschallwellen mit
wenigstens einem Ultraschallwandler, so dass die Ultraschallwellen
sich durch den Behälter mit Flüssigkeit ausbreiten;
ein Fokussieren der erzeugten Ultraschallwellen, so dass diese nahe der
freien Oberfläche eines Flüssigkeitsspeichers konvergieren,
um Flüssigkeitströpfchen mit Hilfe einer Mehrzahl
von akustischen Linsen, die in der Nähe des wenigstens
einen Ultraschallwandlers vorgesehen sind, auszustoßen;
und ein Ablagern der ausgestoßenen Flüssigkeitströpfchen
auf dem Substrat, um dieses zu beschichten. Dabei wird als Flüssigkeit
ein Polymer oder ein Abdecklack verwendet, der aushärtbar
ist, um eine Polymerbeschichtung oder eine Abdecklackbeschichtung
mit einer definierten Dicke auf dem Substrat zu bilden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
zum Beschichten eines Bauteils oder eines Substrates anzugeben,
anhand dessen Beschichtungseigenschaften verbessert bzw. optimiert
werden.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch
1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren betrifft ein Verfahren
zum Beschichten eines Bauteiles und/oder Substrates mit einem fluiden
Medium, beispielsweise einen Farblack. Unter Beschichten wird dabei
insbesondere ein Lackier-, ein Spritz-, ein Bedampfungs- und/oder
ein Tauchverfahren verstanden. Gleichfalls wird unter dem Begriff
Beschichten im Rahmen der Erfindung auch das Imprägnieren
subsumiert, d. h. also das Aufbringen entsprechender Substanzen
auf feste poröse Stoffe, um ihre Resistenz gegenüber Umwelteinflüssen
zu verbessern. Folglich sind Begriffe wie z. B. Beschichtungsverhalten
oder Beschichtungseigenschaften selbstverständlich auch auf
das Imprägnieren zu übertragen. Erfindungsgemäß werden
bzw. wird das Bauteil und/oder das Substrat und/oder das fluide
Medium während des Beschichtungsvorganges und/oder unmittelbar
nach dem Beschichtungsvorgang, insbesondere im Applikationsbereich,
mechanisch und/oder akustisch erregt, um in vorteilhafter Weise
Beschichtungseigenschaften zu beeinflussen bzw. zu optimieren.
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Dabei
wird anhand der mechanischen und/oder akustischen Erregung beispielsweise
die Penetration des Bauteiles und/oder Substrates durch ein fluides
Medium beeinflusst, insbesondere auch hinsichtlich einer entsprechend
vorhandenen Oberflächenstruktur bzw. einer Porosität
des zu beschichtenden Stoffes. Das bedeutet, dass mittels der mechanischen
und/oder akustischen Erregung eine Eindringtiefe des fluiden Mediums,
beispielsweise des Farblackes, in das Bauteil und/oder Substrat
bestimmt werden kann.
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Darüber
hinaus kann ein Haftverhalten zwischen fluiden Medium, dem Bauteil
und/oder dem Substrat verbessert werden, woraus eine Optimierung
von Oberflächeneigenschaften, insbesondere des beschichteten
Bauteiles und/oder Substrates resultiert.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 schematisch
eine Schnittdarstellung eines mit einem fluiden Medium beschichteten
Substrates und/oder Bauteiles, welches auf einer Vorrichtung zur
mechanischen und/oder akustischen Erregung angeordnet ist, und
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2 schematisch
eine Schnittdarstellung eines mit einem fluiden Medium beschichteten
Substrates und/oder Bauteiles nach einer Erregung.
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In 1 ist
eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Beschichtung eines Bauteiles und/oder eines Substrates 1 dargestellt.
Als Bauteil und/oder Substrat 1 können beispielsweise
Metalle, Glas, Keramiken und/oder Kunststoffe verwendet werden.
Dabei wird unter Beschichtung insbesondere verstanden, dass ein
fluides Medium 2, beispielsweise Farblack, als eine Schicht
auf das Bauteil und/oder das Substrat 1, z. B. in einem
Lackier-, Spritz-, Bedampfungs- und/oder Tauchverfahren, insbesondere
in einer vorgegeben Dicke, auf das Bauteil und/oder Substrat 1 aufgebracht
wird.
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Beispielsweise
kann auch nur ein Teilbereich einer Fläche des Bauteils
und/oder des Substrates 1 mit einer Schicht des fluiden
Mediums 2 versehen werden.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Bauteil und/oder
das Substrat 1 mit dem auf eine Oberfläche des
Bauteiles und/oder Substrates 1 aufgebrachten fluiden Medium 2,
insbesondere nach dem Beschichtungsvorgang, auf einer Vorrichtung zur
Schwingungserregung 3, beispielsweise ein so genannter
Schwingungserreger, angeordnet bzw. aufgelegt.
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Bevorzugt
wird das Bauteil und/oder das Substrat 1 auf bzw. an der
Vorrichtung zur Schwingungserregung 3 fixiert, was nicht
näher dargestellt ist.
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Dabei
wird das Bauteil und/oder das Substrat 1 mittels der Vorrichtung
zur Schwingungserregung 3 mechanisch erregt, d. h. dass
in dem Bauteil und/oder dem Substrat 1 sowie dem fluiden
Medium 2 mechanische Schwingungen erzeugt werden.
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In
einer alternativen Ausführungsform kann das Bauteil und/oder
das Substrat 1 und/oder das fluide Medium 2 auch
während des Beschichtungsvorganges mechanisch erregt werden.
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Die
Vorrichtung zur Schwingungserregung 3 ist in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ebenförmig ausgebildet, wobei
das Bauteil und/oder das Substrat 1 vollflächig
auf der Vorrichtung zur Schwingungserregung 3 aufliegt.
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Alternativ
dazu kann die Vorrichtung zur Schwingungserregung 3 in
Abhängigkeit einer Ausführung des Bauteiles und/oder
des Substrates 1 auch andere Formen bzw. Abmessungen aufweisen.
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Beispielsweise
wird die Vorrichtung zur Schwingungserregung 3 elektrisch
betrieben und versetzt das Bauteil und/oder das Substrat 1 sowie das
auf die Oberfläche aufgebrachte fluide Medium 2 in
mechanische Schwingungen, die eine bestimmte Frequenz oder zumindest
einen Frequenzbereich aufweisen. Dabei wird eine Abstimmung einer Schwingungseinkopplung
in das Bauteil und/oder das Substrat 1 sowie in das fluide
Medium 2 durch eine Einstellung von Frequenz und Amplitude
der Vorrichtung zur Schwingungserregung 3 realisiert.
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Insbesondere
werden anhand des erfindungemäßen Verfahrens Beschichtungseigenschaften bzw.
Wechselwirkungen zwischen dem Bauteil und/oder dem Substrat 1 verbessert
bzw. optimiert.
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Zum
einen resultiert aus der mechanischen Erregung des Bauteils und/oder
des Substrates 1 sowie des fluiden Mediums 2 insbesondere
eine Optimierung der Penetration des fluiden Mediums 2 in das
Bauteil und/oder das Substrat 1. Durch die mechanischen
Schwingungen wird das fluide Medium 2 derart bewegt, dass
dieses besonders vorteilhaft selbst in kleinste Unebeneinheiten
der Oberfläche bzw. der Porosität des Bauteils
und/oder des Substrates 1 eindringt. Dadurch wird insbesondere
eine Korrosionsanfälligkeit bei metallischen Bauteilen und/oder
Substraten 1 weitestgehend vermieden.
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Zum
anderen wird ein Haftverhalten zwischen dem fluiden Medium 2 und
dem Bauteil und/oder dem Substrat 1 ebenfalls aufgrund
der optimierten Penetration verbessert.
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Darüber
hinaus werden anhand der optimierten Penetration sowie des verbesserten
Haftverhaltens Oberflächeneigenschaften des Bauteiles und/oder
des Substrates 1 verbessert.
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Alternativ
zu der mechanischen Erregung des Bauteiles und/oder des Substrates 1 und/oder des
fluiden Mediums 2 kann die Erregung erfindungsgemäß auch
akustisch, insbesondere mit einer nicht näher dargestellten
Vorrichtung zur Erzeugung von Ultraschallwellen im für
Menschen nicht hörbaren Frequenzbereich durchgeführt
werden.
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2 zeigt
die Anordnung des Bauteiles und/oder des Substrates 1 mit
aufgebrachtem fluiden Medium 2 auf der Vorrichtung zur
Schwingungserregung 3 nach einem Stattfinden der mechanischen
Erregung. Dabei ist insbesondere die optimierte Penetration des
fluiden Mediums 2 in das Bauteil und/oder das Substrat 1 schematisch
dargestellt.
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Wie
bereits eingangs angeführt sind die zuvor beschriebenen
Vorteile, Verfahrensschritte und Darstellungen beim Beschichten
in analoger und zweckmäßiger Weise auch auf das
Imprägnieren zu übertragen. Besonders vorteilhaft
erfolgt ein solcher Imprägniervorgang jedoch in einer abgeschlossenen Atmosphäre
unter Vakuum, da somit die Imprägnierwirkung, d. h. die
Penetration des angeregten Bauteiles und/oder des angeregten Substrates
nochmals gesteigert wird.
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Gleichfalls
empfiehlt es sich aber auch bei einem besonders reaktiven Schichtsystem
das zuvor beschriebene Beschichtungsverfahren unter entsprechender
Schutzatmosphäre und/oder Vakuum durchzuführen.
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- 1
- Bauteil
und/oder Substrat
- 2
- fluides
Medium
- 3
- Vorrichtung
zur Schwingungserregung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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