DE102009050659A1 - Vehicle component i.e. i.e. chassis component, surface defects displaying method, involves using adhesive for vehicle component, and viewing surface impurities with adhesive as surface defects, where adhesive contains luminescent colorant - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugbauteil mit mindestens einer Klebeverbindung und ein Verfahren zur visuellen Sichtbarmachung von Oberflächendefekten eines Fahrzeugbauteils gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2.The The invention relates to a vehicle component with at least one adhesive connection and a method for visually visualizing surface defects a vehicle component according to the preambles of claims 1 and 2.
Die Herstellung von Fahrzeugbauteilen mit hohen Anforderungen hinsichtlich der Oberflächenqualität – insbesondere für den Einsatz im Sichtbereich von Automobilkarosserien – bietet aufgrund der Materialien (Rohstoffe und Halbzeuge) sowie der Prozess- und Verfahrens-/Anlagentechnik keine ausreichende und prozesssichere Qualität bezüglich lackierfertiger Oberflächen. Häufig treten insbesondere Mikrofehler auf, z. B. Oberflächenverunreinigungen in der Größenordnung weniger Mikrometer bis zu circa 100 μm, die mit bloßem Auge kaum oder gar nicht erkennbar sind.The Production of vehicle components with high requirements regarding the surface quality - in particular for use in the field of vision of automobile bodies - offers due to the materials (raw materials and semi-finished products) and the process and process / plant technology is not sufficient and process-safe Quality regarding ready-to-paint surfaces. Frequently microforms occur in particular, z. B. surface contamination in of the order of magnitude of a few microns up to approx 100 μm, barely or not at all visible to the naked eye are.
Mikro-Fehlstellen die an/in der Bauteiloberfläche vorhanden sind, werden in der Regel erst am Ende der Prozesskette – nach zahlreichen Bearbeitungsschritten, wie Fügeprozessen, Montage und mehreren Lackierschritten (nach Applikation und Trocknung einer oder mehrerer Lackschichten) für den Betrachter mit bloßem Auge sichtbar.Micro voids which are present on / in the component surface are usually only at the end of the process chain - after numerous Processing steps, such as joining processes, assembly and several Painting steps (after application and drying of one or more Paint layers) for the viewer with the naked eye visible, noticeable.
Abhängig von der Dimension (Größe, Anzahl, Art) der Fehlstellen pro Bauteil führen aufwändige Reparaturlösungen zur Erzielung der geforderten Qualitätsanforderung oder die Bauteile werden ausgesondert.Dependent the dimension (size, number, type) of the defects Each component carries elaborate repair solutions to achieve the required quality requirement or the components are rejected.
Die Erkennung von Oberflächenverunreinigungen von Fahrzeugbauteilen ermöglicht im frühen Stadium der Prozesskette eine qualitative Bewertung des Bauteils. Ein vorzeitiges Ausgliedern schadhafter Zwischenprodukte innerhalb des Produktentstehungsprozesses vermeidet unnötige weitere Arbeitsabläufe. Dies äußert sich in der Qualität des Produktes, der Prozesssicherheit bei der Produktherstellung und schließlich in den Produktkosten.The Detection of surface contamination of vehicle components enables the process chain at an early stage a qualitative assessment of the component. An early outsourcing defective intermediates within the product development process avoids unnecessary further work processes. This expresses in the quality of the product, the process reliability in product manufacturing and finally in product costs.
In
der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein einfacheres Verfahren zur Erkennung von Oberflächenverunreinigungen von Fahrzeugbauteilen und ein dafür geeignetes Fahrzeugbauteil anzugeben.The Object of the present invention is a simpler Method of detecting surface contamination of vehicle components and a suitable vehicle component specify.
Die Erfindung ist in Bezug auf das zu schaffende Verfahren und das Bauteil durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 wiedergegeben.The Invention is related to the process and the component to be created represented by the features of claims 1 and 2.
Die Aufgabe wird bezüglich des zu schaffenden Verfahrens zur visuellen Sichtbarmachung von Oberflächendefekten eines Fahrzeugbauteils erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verfahren auf ein Bauteil mit mindestens einer Klebeverbindung angewendet wird, für welche ein Klebstoff verwendet wird, welcher ein lumineszierendes Farbmittel enthält, dann das das Bauteil zur Lumineszenz angeregt wird und so als Oberflächendefekte Oberflächenverunreinigungen mit Klebstoff sichtbar gemacht werden.The Task is with respect to the procedure to be created for visual visualization of surface defects of a Vehicle component solved according to the invention, that the method is applied to a component having at least one adhesive bond for which an adhesive is used, which contains a luminescent colorant, then the component is excited to luminescence and so as surface defects Surface contamination with adhesive made visible become.
Ein
Klebstoff ist gemäß der
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeugbauteil ist vorzugsweise ein Fahrzeugbauteil im Sichtbereich, insbesondere im zu lackierenden Sichtbereich, da in diesen Bereichen die Anforderungen an die Vermeidung von Oberflächenverunreinigungen am höchsten sind. Auch andere Bereiche können erfindungsgemäße Fahrzeugbauteile aufweisen, beispielsweise sind Oberflächenverunreinigungen nachteilig bzgl. nachfolgender Korrosionsschutzverfahren oder Fügeverfahren und deshalb kann ein Verfahren zur Sichtbarmachung von Oberflächenverunreinigungen auf Fahrzeugbauteil auch außerhalb des Sichtbereiches sinnvoll angewendet werden.One Vehicle component according to the invention is preferred a vehicle component in the field of view, in particular in the paint Viewing area, since in these areas the requirements for avoidance of surface contaminants are highest. Other areas may inventive Have vehicle components, for example, surface contaminants disadvantageous with respect to subsequent corrosion protection methods or joining methods and therefore, a method of visualizing surface contaminants may occur Vehicle component also makes sense outside of the field of vision be applied.
Farbmittel umfassen sowohl Farbstoffe, die in ihrem Anwendungsmedium löslich sind, Pigmente, die darin praktisch unlöslich sind, als auch Pigmentfarbstoffe, d. h. modifizierte Farbstoffe, die an eine feste Trägermatrix gebunden sind.colorants include both dyes that are soluble in their application medium are, pigments which are practically insoluble in it, as also pigment dyes, d. H. modified dyes attached to a solid Carrier matrix are bound.
Lumineszenz ist die optische Strahlung eines physikalischen Systems, die beim Übergang von einem angeregten Zustand zum Grundzustand entsteht. Je nach Art der Anregung unterscheidet man verschiedene Arten der Lumineszenz: Am bekanntesten ist die Photolumineszenz, bei der die Anregung des Systems durch Photonen erfolgt. Dabei unterscheidet man je nach Zeitdauer zwischen Anregung und Emission des Lichtes zwischen Phosphoreszenz und Fluoreszenz. Weitere Lumineszenzarten sind die Elektro- und Kathodolumineszenz, bei denen die Anregung mittels Strom oder Elektronenbeschuss erfolgt, sowie die Chemo-, insbesondere Biolumineszenz, bei denen die Anregung durch chemische Reaktionen erfolgt.Luminescence is the optical radiation of a physical system during transition from an excited state to the ground state arises. Depending on Type of excitation distinguishes different types of luminescence: The best known is the photoluminescence, in which the excitation of the System is done by photons. It is different depending on Time between excitation and emission of light between phosphorescence and fluorescence. Other luminescence types are the electrical and Cathodoluminescence involving excitation by means of current or electron bombardment takes place, as well as the chemo-, in particular bioluminescence, in which the excitation by chemical reactions takes place.
Befindet sich nun ein lumineszierendes Farbmittel in dem Klebstoff und wird das Bauteil mit mindestens einer Klebeverbindung zur Lumineszenz angeregt, so zeigen sich Oberflächenverunreinigungen aus Klebstoff auf dem ansonsten dunklen Bauteil als kontrastreiche leuchtende Flecken auch einem Betrachter mit bloßem Auge und ohne aufwendige Messtechnik. Dies ist insbesondere in Produktionswerkstätten, beispielsweise beim Karosseriebau, vorteilhaft, da hier aufwendige und sensible Messtechnik möglichst vermieden werden soll.is Now a luminescent colorant in the adhesive and is the component is excited to luminescence with at least one adhesive bond, This is how surface contaminants from adhesives show up on the otherwise dark component as high-contrast luminous Also stains a viewer with the naked eye and without elaborate measuring technology. This is especially true in production workshops, For example, in the body shop, advantageous because expensive here and sensitive measurement technology should be avoided as far as possible.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Anregung zur Lumineszenz durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung, also durch Photo- oder Kathodolumineszenz. Die Bestrahlung hat im Gegensatz zur Chemolumineszenz keine bleibende Oberflächenmodifikation zur Folge, die meist eine Adaption nachfolgender Bearbeitungsprozesse erfordern würde.In a preferred embodiment of the invention Method, the excitation for luminescence by irradiation takes place with electromagnetic radiation, ie by photo- or cathodoluminescence. Irradiation, in contrast to chemiluminescence, has no lasting effect Surface modification result, which is usually an adaptation would require subsequent processing.
Besonders vorteilhaft erfolgt die Bestrahlung derart, dass der menschliche Betrachter sie nicht wahrnimmt, sie ihn also nicht ablenkt, und sie ihn nicht gesundheitlich schädigt. Beispielhaft sei hier UV-A (sog. „Schwarzlicht” und UV-B-Strahlung genannt, d. h. Licht einer Wellenlänge zwischen 280 und 400 nm.Especially Advantageously, the irradiation is such that the human Viewer does not notice her, so she does not distract him, and she does not harm him. Exemplary here UV-A (so-called "black light" and UV-B radiation called, d. H. Light of a wavelength between 280 and 400 nm.
Die für den menschlichen Betrachter unsichtbare Bestrahlung wird von dem Bauteil teilweise absorbiert und über Lumiszenz-Emission in einem anderen Wellenlängenbereich sichtbar emittiert, wobei Oberflächenverunreinigungen aus Klebstoff als leuchtende Flecken leicht erkennbar werden. Eine Beeinträchtigung der menschlichen Wahrnehmung durch einen reflektierten Anteil findet nicht statt, da dieser für den Betrachter nicht wahrnehmbar ist.The invisible radiation to the human viewer is partially absorbed by the component and via luminescence emission emitted in a different wavelength range visible, where surface contaminants from adhesive as luminous Stains become easily recognizable. An impairment of human perception through a reflected portion not taking place, since this is imperceptible to the viewer is.
Als Farbmittel kann je nach Anwendungszweck und Bauteilmaterial sowohl Pigment, Farbstoff, als auch Pigmentfarbstoff in das Bauteil eingebracht werden. Das Farbmittel wird in den Klebstoff eingebrachtWhen Colorant may vary depending on the application and component material Pigment, dye, and pigment introduced into the component become. The colorant is introduced into the adhesive
Die Einbringung des Farbmittels, insbesondere der Pigmente, in den jeweilige Klebstoff kann für den Benutzer erleichtert werden, indem diese zunächst in eine Trägermatrix eingebracht werden und so ein fließfähiger oder pastöser Masterbatch hergestellt wird, der sich leichter in den Klebstoff einarbeiten lässt als das Farbmittel direkt.The Introducing the colorant, in particular the pigments, in the respective Adhesive can be made easier for the user by these are first introduced into a carrier matrix Become a flowable or pasty Masterbatch is made, which is easier in the glue work in as the colorant directly.
Für das Einbringen in den Klebstoff wird das Farbmittel, je nachdem, ob es sich um Pigment, Farbstoff oder Pigmentfarbstoff handelt, ggf. zunächst gelöst, dispergiert oder geschmolzen und dann in den Klebstoff eingerührt.For the introduction into the glue becomes the colorant, as the case may be, whether it is pigment, dye or pigment, optionally first dissolved, dispersed or melted and then stirred into the glue.
Die Konzentration des Farbmittels bezogen auf die Masse der Klebstoffmatrix liegt üblicherweise im Promille-Bereich, d. h. bei 0,1 bis 100 Promille. Bei Farbstoffen im Bereich von 0,1 bis 10 Promille, vorzugsweise 1 bis 5 Promille. Bei Pigmenten im Bereich von 10 bis 100 Promille, vorzugsweise 30 bis 60 Promille.The Concentration of the colorant based on the mass of the adhesive matrix is usually in the per thousand range, d. H. at 0.1 to 100 per thousand. For dyes in the range of 0.1 to 10 parts per thousand, preferably 1 to 5 parts per thousand. For pigments in the range of 10 to 100 parts per thousand, preferably 30 to 60 parts per thousand.
Besonders vorteilhaft erfolgt die Bestrahlung unter einem Winkel zur Bauteiloberfläche von 45° bis 90°, insbesondere von 70° bis 90°. Bei einer derartigen Bestrahlung treten die Oberflächenverunreinigungen besonders deutlich hervor.Especially Advantageously, the irradiation takes place at an angle to the component surface from 45 ° to 90 °, in particular from 70 ° to 90 °. In such irradiation, the surface contaminants occur particularly clear.
Die Aufgabe wird bezüglich des zu schaffenden Fahrzeugbauteils erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass es mindestens einer Klebeverbindung aufweist, wobei der Klebstoff der Klebeverbindung ein lumineszierendes Farbmittel enthält. Dadurch können Oberflächenverunreinigungen durch den Klebstoff wie vorstehend beschriebenen leicht sichtbar gemacht werden.The Task is with respect to the vehicle component to be created solved according to the invention that it has at least one adhesive bond, wherein the adhesive the adhesive compound contains a luminescent colorant. This can surface contamination by made the adhesive readily visible as described above become.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist das Bauteil ein Farbmittel auf, das bei mindestens einer Wellenlänge zwischen 200 und 800 nm, vorzugsweise zwischen 280 und 400 nm photo-lumineszierend ist.In Advantageous embodiment, the component has a colorant, that at least one wavelength between 200 and 800 nm, preferably between 280 and 400 nm is photoluminescent.
Nachfolgend
werden anhand eines Ausführungsbeispiels das erfindungsgemäße
Verfahren und Bauteil näher erläutert:
Gemäß diesem
Ausführungsbauspiel werden bei der Rohbaufertigung einer
Fahrzeugkarosserie verschiedene metallische Komponenten mit Epoxid-Klebstoff, z.
B. BETAMATE 1620, zusammengefügt. Sowohl bei diesem Klebeverfügen
als auch bei nachfolgenden Prozessen wie insbesondere dem Punktschweißen
kann es vorkommen, dass auf der Karosserie Klebstoff ungewollt verteilt
bzw. verspritzt wird und so störende Oberflächenverunreinigungen
erzeugt.The method and component according to the invention will be explained in more detail on the basis of an exemplary embodiment:
According to this embodiment, in the manufacture of rough body of a vehicle body various metallic components with epoxy adhesive, for. B. BETAMATE 1620, put together. Both in this adhesive and in subsequent processes such as in particular the spot welding, it may happen that unintentionally distributed or splashed on the body adhesive and thus produces disturbing surface contamination.
Der Klebstoff wurde hergestellt durch Einarbeitung von 0,2 g Pigmentfarbstoff „CFFX02 UV BLUE” der Fa. RADIANT COLOR N. V. in 100 g des Epoxid-Klebstoffs BETAMATE 1620 der Dow Automotive mit einem Schnellrührer bei einer Drehzahl von 200 U/min bei einer Rührzeit 15 min bei Raumtemperatur.Of the Adhesive was prepared by incorporation of 0.2 g pigment "CFFX02 UV BLUE "from RADIANT COLOR N.V. in 100 g of the epoxy adhesive BETAMATE 1620 the Dow Automotive with a speed stirrer at a speed of 200 rpm with a stirring time 15 min at room temperature.
Nach dem Aushärten des Klebstoffs wird das Bauteil unter einer UV-Lampe Fa. Bender Typ NU-6 KL mit einer Leistung von 2 × 6 W und einer Emissionswellenlänge von 366 nm platziert. Die Lampe wird in einem durchschnittlichen Abstand von 5–10 cm parallel zur prüfenden Oberfläche positioniert, so dass eine UV-Bestrahlung senkrecht zu der zu prüfenden Oberfläche erfolgt.To the curing of the adhesive, the component is under a UV lamp from Bender type NU-6 KL with a capacity of 2 × 6 W and an emission wavelength of 366 nm. The lamp is at an average distance of 5-10 cm positioned parallel to the test surface, so that a UV irradiation perpendicular to the surface to be tested he follows.
Ein menschlicher Betrachter mit normaler Sehkraft kann Oberflächenverunreinigungen mit dem Klebstoff auf der Bauteiloberfläche in der Größenordnung von 40 μm und mehr mit bloßem Auge gut erkennen. Bei besserer Sehkraft sind auch kleinere Fehlstellen gut erkennbar. Eine Überlagerung seiner Wahrnehmung mit der reflektierten UV-Bestrahlung erfolgt nicht, da diese für ihn nicht wahrnehmbar ist.A normal-sighted human observer can detect surface contamination with the Adhesive on the component surface in the order of 40 microns and more well visible to the naked eye. With better eyesight, even minor imperfections are easily recognizable. A superimposition of his perception with the reflected UV radiation does not take place because it is imperceptible to him.
Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Bauteil erweisen sich in den Ausführungsformen der vorstehend beschriebenen Beispiele als besonders geeignet zur visuellen Sichtbarmachung von Oberflächenverunreinigungen aus Kleber, insbesondere auf geklebten Karosseriebauteilen.The inventive method and the invention Component prove to be in the embodiments of the above described examples as particularly suitable for visual visualization of surface contaminants from glue, in particular on glued body components.
Beispielsweise kann so die Bauteilqualität ohne großen Anlagentechnischen Aufwand auch in Produktionswerkstätten schnell, kostengünstig und verlässlich überprüft werden.For example So can the component quality without large plant engineering Effort also in production workshops quickly, inexpensively and be reliably checked.
Die Erfindung ist nicht nur auf die zuvor geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern vielmehr auf weitere übertragbar.The Invention is not limited to the previously described embodiments limited, but rather transferable to others.
So ist zum Beispiel auch die Verwendung phosporeszierender Farbmittel denkbar, da diese auch noch nach einer Anregung für einen gewissen Zeitraum emittieren uns so unabhängig von der Anregungsquelle geprüft werden können.So is, for example, the use of phosphorescent colorants conceivable, since these also still after a suggestion for a certain period emit us so independent of the Excitation source can be tested.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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