DE102013114479B4 - Verfahren zum Beschichten eines diskreten Bereiches einer metallischen Oberfläche mit einem Lack - Google Patents

Verfahren zum Beschichten eines diskreten Bereiches einer metallischen Oberfläche mit einem Lack Download PDF

Info

Publication number
DE102013114479B4
DE102013114479B4 DE102013114479.9A DE102013114479A DE102013114479B4 DE 102013114479 B4 DE102013114479 B4 DE 102013114479B4 DE 102013114479 A DE102013114479 A DE 102013114479A DE 102013114479 B4 DE102013114479 B4 DE 102013114479B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
paint
discrete
area
lacquer
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102013114479.9A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102013114479A1 (de
Inventor
c/o LMB-Laser Materialbearbeitung Schlüter Peter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lmb Laser Mat GmbH
LMB-LASER-MATERIALBEARBEITUNGS GmbH
Original Assignee
Lmb Laser Mat GmbH
LMB-LASER-MATERIALBEARBEITUNGS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lmb Laser Mat GmbH, LMB-LASER-MATERIALBEARBEITUNGS GmbH filed Critical Lmb Laser Mat GmbH
Priority to DE102013114479.9A priority Critical patent/DE102013114479B4/de
Publication of DE102013114479A1 publication Critical patent/DE102013114479A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102013114479B4 publication Critical patent/DE102013114479B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/32Processes for applying liquids or other fluent materials using means for protecting parts of a surface not to be coated, e.g. using stencils, resists
    • B05D1/322Removable films used as masks
    • B05D1/327Masking layer made of washable film
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/061Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
    • B05D3/065After-treatment
    • B05D3/067Curing or cross-linking the coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/06Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
    • B05D3/068Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using ionising radiations (gamma, X, electrons)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2202/00Metallic substrate

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Verfahren zum Beschichten eines diskreten Bereiches (6) einer metallischen Oberfläche (5) mit einem Lack (7), dadurch gekennzeichnet, dass- ein Polymerlack mit einem darin enthaltenen Initiator zum Auslösen einer Vernetzungsreaktion eingesetzt wird, welcher Initiator durch eine von außen zugeführte, gebündelte Strahlung aktivierbar ist,- vor dem Aufbringen des Lacks (7) der mit dem Lack (7) zu beschichtende diskrete Bereich (6) der Metalloberfläche (5) zur Vergrößerung seiner in Kontakt mit dem Lack (7) zu stellenden Oberfläche (6) vorbehandelt wird, indem durch Materialabtrag mittels eines Lasers eine den diskreten Bereich (6) definierende Vertiefung (6) in die Metalloberfläche (5) eingebracht wird,- der Lack (7) auf den diskreten Oberflächenbereich (6) und über dessen Rand hinaus auf die zu dem diskreten Oberflächenbereich (6) benachbarte metallische Oberfläche (5) aufgebracht wird,- nachfolgend ausschließlich der auf der diskreten Oberfläche (6) befindliche Lack (7) durch Abtasten mittels des genannten Lasers oder mittels eines zweiten Lasers mit der zum Aktivieren des Initiators vorgesehenen gebündelten Strahlung bestrahlt wird und- nach Abschluss der Vernetzungsreaktion in dem bestrahlten Bereich (6) des aufgetragenen Lackes (7) die außerhalb des bestrahlten Bereiches befindlichen, nicht vernetzten Lackanteile von der Metalloberfläche (5) entfernt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines diskreten Bereiches einer metallischen Oberfläche mit einem Lack.
  • Es gibt viele Anwendungsfälle, bei denen metallische Oberflächen in diskreten Bereichen mit einem Lack zu beschichten sind. Dabei stellen die diskreten Bereiche definierte, von den übrigen Oberflächenanteilen der Metalloberfläche abgegrenzte Bereiche dar. Eingesetzt werden derartige Lackbeschichtungen zum Erstellen beispielsweise von Beschriftungen oder anderweitigen Kennzeichnungen auf der Metalloberfläche. Bei solchen Produkten kann es sich beispielsweise um Produkte aus dem Sanitärbereich handeln, etwa Armaturen, auf denen beispielsweise Farbpiktogramme und/oder eine Skala zum Kenntlichmachen von Zuständen derselben, wie etwa der Wassertemperatur (heiß/kalt) oder der Öffnungsweite aufgebracht sind. Die metallische Oberfläche bei derartigen Produkten ist in aller Regel als Beschichtung ausgeführt, typischerweise als Chrombeschichtung auf einen Grundkörper. Dieser ist bei einer Armatur typischerweise ein Messingprodukt. Neben derartigen Produkten werden auch unbeschichtete Metallkörper, beispielsweise solche aus Edelstahl, in einem oder in mehreren diskreten Bereichen farblich markiert und/oder beschriftet. Aufgetragen wird in dem diskreten Bereich der Metalloberfläche in der Kontur der Kennzeichnung, der Beschriftung, des Piktogramms oder dergleichen. Der diskrete, mit Lack zu beschichtende Bereich ist somit derjenige, der den Umrissen der vorgesehenen Lackbeschichtung entspricht.
  • Herkömmlich werden Farbkennzeichnungen, Farbbeschriftungen und dergleichen mittels Tampondruck auf die metallische Oberfläche aufgetragen. Um die Adhäsion des Lackes auf der typischerweise glatten Metalloberfläche zu verbessern, wird der diskrete, mit Lack zu beschichtende Bereich, in dem die Kennzeichnung ausgebildet wird, durch Aufrauen der Oberfläche vergrößert. Der Lack selbst wird anschließend durch einen Tampondruckprozess aufgetragen, woran sich das Aushärten des Lackes anschließt. Um den Beanspruchungen bei einem Gebrauch des Produktes Stand zu halten, werden bevorzugt Polymerlacke eingesetzt. Die darin enthaltenen Monomere oder niedrig molekularen Polymere vernetzen sich, ausgelöst beispielsweise durch Luftsauerstoff mit der Folge, dass die ausgehärtete Lackschicht sich als besonders widerstandsfähig erweist.
  • Auch wenn eine auf diese Weise aufgebrachte Lackbeschichtung in aller Regel den daran gestellten Anforderungen genügt, wird der Druckprozess aus verfahrenstechnischen Gründen mitunter als aufwändig angesehen. Vor allem ist dieser für Kleinserien unwirtschaftlich. Für jedes abzubildende Element muss ein eigenes Klischee hergestellt werden. Entsprechend hoch ist der Reinigungsaufwand und bezüglich einer Aufbringung unterschiedlicher Kennzeichnungselemente ist dieses Verfahren unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht flexibel genug. Darüber hinaus ist ein solches Druckverfahren aufwändig, wenn es darauf ankommt, das zu druckende Element exakt auf den vordefinierten diskreten Bereich aufzubringen. Ist der diskrete Bereich hinsichtlich einer Oberflächenaufrauung zur Vergrößerung der Adhäsionsfläche aufgeraut, sind Teile desselben sichtbar, wenn durch den Tampondruck der Lack nicht exakt auf den vorbehandelten, den diskreten Bereich bildenden Oberflächenbereich aufgebracht wird.
  • Die DE 38 35 968 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Materialien mit einem strukturierten, in Glas oder Keramik umwandelbaren Überzug. Hierbei wird zunächst ein Lack auf ein Substrat, welches u.a. aus Metall bestehen kann, aufgebracht, der eine Siliziumverbindung mit einer thermisch oder durch Strahlung polymerisierbaren Gruppe umfasst. Anschließend werden Teilbereiche des Lackes gehärtet, während andere Bereiche ungehärtet bleiben. Schließlich werden die nicht gehärteten Anteile entfernt, bspw. durch Abspülen. Falls eine Aushärtung durch Strahlung erfolgen soll, kann der Lack ggf. einen Initiator enthalten. Ggf. kann ein Laser zur Aushärtung verwendet werden.
  • Die DE 27 60 035 C2 betrifft ein Verfahren zur Herstellung dekorativer Embleme durch Gießen einer Kunststoffmasse in einer Reihe von Vertiefungen. Die Vertiefungen sind von senkrechten Haltewänden umgeben, die verhindern sollen, dass die Kunststoffmasse überläuft. Die Menge der Kunststoffmasse ist so gewählt, dass sich eine konvexe Oberfläche bildet. Die Kunststoffmasse soll im wesentlichen durchsichtig sein, so dass sich eine Art Linseneffekt für ein darunter liegendes Dekor ergibt. Als Substrat können bspw. Kunststoff oder Metall dienen.
  • Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren dergestalt weiterzubilden, dass mit diesem eine höhere Flexibilität und eine exaktere Positionierung des Lackauftrags möglich sind.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes Verfahren, bei dem
    • - ein Polymerlack mit einem darin enthaltenen Initiator zum Auslösen einer Vernetzungsreaktion eingesetzt wird, welcher Initiator durch eine von außen zugeführte, gebündelte Strahlung aktivierbar ist, vor dem Aufbringen des Lacks der mit dem Lack zu beschichtende diskrete Bereich der Metalloberfläche zur Vergrößerung seiner in Kontakt mit dem Lack zu stellenden Oberfläche vorbehandelt wird, indem durch Materialabtrag mittels eines Lasers eine den diskreten Bereich definierende Vertiefung in die Metalloberfläche eingebracht wird,
    • - der Lack auf den diskreten Oberflächenbereich und über dessen Rand hinaus auf die zu dem diskreten Oberflächenbereich benachbarte metallische Oberfläche aufgebracht wird,
    • - nachfolgend ausschließlich der auf der diskreten Oberfläche befindliche Lack durch Abtasten mittels des genannten Lasers oder mittels eines zweiten Lasers mit der zum Aktivieren des Initiators vorgesehenen gebündelten Strahlung bestrahlt wird und
    • - nach Abschluss der Vernetzungsreaktion in dem bestrahlten Bereich des aufgetragenen Lackes die außerhalb des bestrahlten Bereiches befindlichen, nicht vernetzten Lackanteile von der Metalloberfläche entfernt werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Konzept des Beschichtens eines diskreten Bereiches einer Metalloberfläche mit einem Lack wird ein mit einem Initiator ausgerüsteter Polymerlack verwendet. Der Initiator ist vorgesehen, damit eine Vernetzungsreaktion, typischerweise eine Polymerisation des Lackes erst mit der Aktivierung des Initiators ausgelöst wird. Mithin handelt es sich bei dem Initiator um einen Vernetzungsauslöser. Als Initiator ist ein solcher vorgesehen, der durch von außen zugeführte gebündelte Strahlung aktivierbar ist. Mithin handelt es sich um einen Lack, der strahlungsinduziert aushärtet. Eine Bestrahlung mit gebündelter Strahlung ist vorgesehen, damit eine unbeabsichtigte Aktivierung des Initiators durch vorhandene Umgebungsstrahlen nicht eintritt.
  • Die Aktivierung des in dem Lack enthaltenen Initiators mit einer gebündelten Strahlung hat zweierlei Vorteile. Da ein Aushärten erst beginnt, wenn der Lack bestrahlt wird, ist die Tropfzeit desselben sehr viel länger als dieses bei einem Einsatz von im Tampondruck aufgebrachten Lacken der Fall ist. Die längere Tropfzeit des Lackes muss nicht notwendigerweise ausgenutzt werden, vereinfacht jedoch die Lackhandhabung. Des Weiteren erlaubt die Aktivierung des Initiators mit einer gebündelten Strahlung eine sehr genau ortsaufgelöste Definition des auszuhärtenden Lackbereiches und vor allem eine Polymerisation nur von Teilbereichen einer aufgebrachten Lackschicht. Dieses wird bei dem beanspruchten Verfahren genutzt. Aufgebracht wird in einem ersten Schritt der Lack nicht nur beschränkt auf den diskreten Oberflächenbereich, wie dieses beim Stand der Technik der Fall ist, sondern über dessen randliche Begrenzung hinaus. Das Aufbringen des Lackes erfolgt daher ganz bewusst mit einer Unschärfe bezüglich des tatsächlich mit dem Lack zu beschichtenden diskreten Bereiches der Metalloberfläche. Zum Auftragen des Lackes können daher andere Verfahren als im Stand der Technik angewendet werden, beispielsweise ein Aufstreichen, ein Aufsprühen, ein Aufwalzen oder dergleichen. Auch kann bei diesem Verfahren ein Pulverlack verwendet werden. In einem nachfolgenden Schritt wird ausschließlich der auf dem diskreten Bereich der Metalloberfläche befindliche Lack der zum Aktivieren des Initiators vorgesehenen gebündelten Strahlung ausgesetzt. Die Bestrahlung wird so lange durchgeführt, damit durch die Bestrahlung der auf dem diskreten Bereich befindliche Lack in seiner gesamten Schichtdicke polymerisiert, also: ausgehärtet ist. Eine Bestrahlung des auf dem diskreten Bereich befindlichen Lackes zum Zwecke einer Aktivierung des darin enthaltenen Initiators wird zweckmäßigerweise mit einem Strahl vorgenommen, dessen Durchmesser um ein Vielfaches kleiner ist als die Fläche des diskreten Bereiches. Der diskrete Bereich wird mit einem solchen Strahl auf vorgegebenen Bahnen abgetastet (gescannt). Eingesetzt wird hierfür zweckmäßigerweise ein Laser.
  • In an den oder die mit der gebündelten Strahlung bestrahlten Bereiche angrenzenden Lackanteilen ist hingegen die Vernetzungsreaktion nicht initiiert worden. Diese Lackanteile bleiben daher unausgehärtet. Die nicht polymerisierten Lackanteile werden nach Abschluss des vorbeschriebenen Polymerisationsprozesses von der Metalloberfläche entfernt, beispielsweise mittels einer Spülflüssigkeit. Diese wird man typischerweise so einstellen, dass durch diese der nicht polymerisierte Lack gelöst, jedoch der polymerisierte Lack von dem Lösungsmittel nicht angegriffen wird. Somit wird bei diesem Verfahren die zum Aushärten notwendige Polymerisation nicht nur genutzt, damit die Lackbeschichtung dauerhaft und widerstandsfähig ist, sondern auch um zwei chemisch unterschiedlich angreifbare Lackanteile zu erhalten. Dabei stellt der nicht polymerisierte Lackanteil auf der Metalloberfläche den chemisch leichter angreifbaren Teil dar, der, ohne großen Aufwand betreiben zu müssen, nach der Polymerisation des auf dem diskreten Bereich befindlichen Lackanteils entfernt, beispielsweise abgewaschen werden kann.
  • Bei diesem Verfahren ist ein Umspannen des Werkstückes, dessen Metalloberfläche in einem oder auch in mehreren diskreten Bereichen mit einer Lackschicht ausgerüstet werden soll, während des Herstellungsverfahrens nicht erforderlich. Hierin ist die besondere Maßhaltigkeit in der Platzierung der ausgehärteten Lackschicht bezüglich des vordefinierten diskreten Bereiches auf der Metalloberfläche begründet.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Werkstück für die relevanten Prozessschritte in einer einmal eingenommen definierten Lage verbleiben. Dieses gilt vor allem, da in einem vorbereitenden Schritt die Oberfläche des diskreten Bereiches durch Einbringen einer oberflächlichen Aufrauung vergrößert wird, und zwar mittels eines Laserabtrages. Der hierfür eingesetzte Laser scannt entsprechend der Koordinaten des diskreten Bereiches zu diesem Zweck über diesen Oberflächenbereich. Der Lackauftrag kann in derselben Position des Werkstückes gegenüber dem oder den Laserwerkzeugen vorgenommen werden, beispielsweise durch einen kurzen, auf den diskreten Bereich gerichteten Lack-Sprühstrahl. Wird für den Prozess der Aktivierung der in dem Lack enthaltenen Initiatoren derselbe Laser wie für die Oberflächenaufrauung eingesetzt, wird dieser mit denselben Koordinaten wie für die Oberflächenvergrößerung zum Scannen des diskreten Bereiches entsprechenden Lackbereiches angesteuert. Es versteht sich, dass die mit dem Laser aufgebrachte Energie und/oder die eingesetzte Wellenlänge für den Prozess des Aufrauens des Oberflächenbereiches eine andere ist als bei dem Prozess des Aktivierens des in dem Lack enthaltenen Initiators. Wird in dem Prozess der Aktivierung des Initiators ein zweiter Laser eingesetzt, wird dieser mit entsprechenden Koordinaten angesteuert. Aus diesem Grunde wird die für die Aktivierung der Vernetzungsreaktion gebündelte Strahlung auf exakt den über den oberflächenbearbeiteten Bereich der Metalloberfläche befindlichen Lackanteil gerichtet. Die nicht von der Strahlung beaufschlagten Lackbereiche bleiben daher unvernetzt.
  • Die gebündelte Strahlung wird, wie bereits angedeutet, durch einen Laser bereitgestellt. Der Durchmesser eines solchen Laserstrahls ist hinreichend klein, damit der auf dem diskreten Bereich befindliche Lack mit hinreichender Präzision von dem außerhalb des diskreten Bereiches befindlichen Lackanteil getrennt werden kann.
    Vorzugsweise wird man einen Initiator einsetzen, der in einem relativ engen Spektrum der Wellenlänge der eingesetzten Strahlung aktiviert wird. Auch hierdurch können Nebeneinflüsse, die unbeabsichtigt zu einer Aktivierung des Initiators führen, ausgeschaltet werden. Als Initiator eignet sich beispielsweise ein solcher, der mittels UV-Strahlung aktiviert wird. Dementsprechend wird das für die Aktivierung des Initiators eingesetzte Gerät ein UV-Laser sein. Ebenfalls können Initiatoren, die durch IR-Strahlung aktivierbar sind, für diese Zwecke eingesetzt werden.
  • Bei der Verwendung eines Lasers zum Aktivieren des in dem Lack enthaltenen Initiators zum Auslösen der Vernetzungsreaktion ist dieser bezüglich seiner Parameter: Laserleistung, Pulsfrequenz und Scangeschwindigkeit eingestellt, um hinreichend Energie für die benötigte Aktivierung bereitzustellen, um eine Polymerisation in dem bestrahlten Lackbereich auszulösen und zum vollständigen Abschluss zu bringen.
  • Im Zuge des vorbereitenden Schrittes des Aufrauens der Oberfläche in dem diskreten Bereich wird dieser ausgeführt, damit über die flächige Erstreckung des diskreten Bereiches eine Vertiefung in die Metalloberfläche eingebracht wird. Diese Vertiefung ist vorzugsweise über die Fläche des diskreten Bereiches mit Ausnahme der zu erzielenden Oberflächenrauigkeit gleichmäßig vertieft. Es versteht sich, dass, wenn sich der diskrete Bereich in einem gekrümmten Oberflächenbereich der Metalloberfläche befindet, die Sohle der Vertiefung entsprechend gekrümmt ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, die Vertiefung mit einem solchen Maß vorzunehmen, die der aufzutragenden Lackschicht entspricht. Dann ist die Lackschicht in der Vertiefung geschützt aufgenommen und daher gegenüber mechanischen Beanspruchungen beständiger. Um eine scharfe Grenze zwischen dem durch die gebündelte Strahlung ausgehärteten Lackbereich und den angrenzenden, nicht bestrahlten Lackbereichen zu erhalten, ist es bei Vorsehen einer Vertiefung in der Metalloberfläche zweckmäßig, einen Lack mit hinreichend geringer Viskosität zu verwenden, damit die die Vertiefung einfassende Kante entweder frei von Lack oder nur mit einem dünnen Lackfilm beschichtet ist, wobei dieser Lackfilm um ein Mehrfaches dünner ist als die Schichtdicke des aufgetragenen Lackes.
  • Bei der Metalloberfläche, die in einem oder auch in mehreren diskreten Bereichen mit einer Lackschicht gemäß dem vorbeschriebenen Verfahren versehen werden soll, kann es sich auch um einen Metallüberzug eines Grundkörpers handeln, beispielsweise eine galvanisch auf einen Körper, etwa aus Messing aufgebrachte Chromschicht.
  • Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Die 1 bis 5 zeigen schematisiert einen stark vergrößerten Ausschnitt aus dem Randbereich eines Werkstückes 1. Das Werkstück 1 umfasst als Substrat einen Grundkörper 2 aus Messing. Die äußere Oberfläche des Grundkörpers 2 ist mehrfach beschichtet, wobei es sich bei der unmittelbar auf den Grundkörper 2 aufgebrachten Schicht um eine Passivierungsschicht 3 und bei der darauf aufgebrachten Schicht um eine Chromschicht 4 handelt. Beide Schichten 3, 4 sind galvanisch aufgebracht. Die Schichtdicke der Passivierungsschicht 3 beträgt typischerweise zwischen 7 µm und 9 µm, diejenige der Chromschicht 6 µm bis 10 µm. Die Schichtdicken sind nur beispielhaft zu verstehen. Zwischen der Passivierungsschicht 3 und der Oberfläche des Grundkörpers 2 kann unter Umständen auch noch eine Kupferschicht mit einer Schichtdicke von etwa 8 bis 10 µm angeordnet sein. Die äußere Oberfläche 5 der Chromschicht 4 ist diejenige, auf der in einem diskreten Bereich eine Farbschicht zum Ausbilden eines Piktogramms aufgebracht werden soll. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Werkstück 1 um eine sanitäre Auslaufarmatur. Der Farbauftrag dient zum Kenntlichmachen der Verstellrichtung des Bedienhebels zum Erzielen einer bestimmten Wassertemperatur. Somit soll die Oberfläche 5 an vorbestimmter Stelle eine rote Farbmarkierung zum Kennzeichnen des Zustandes bzw. der Stellung von „Heißwasser“ und eine blaue Farbmarkierung zum Kennzeichnen von „Kaltwasser“ erhalten. Die Bereiche dieser Kennzeichnungen auf der Oberfläche 5 stellen diskrete, für sich geschlossene Bereiche auf der Oberfläche 5 dar. Die diskreten Bereiche bilden nur einen kleinen Bruchteil der Gesamtoberfläche 5. Der Farbbeschichtungsprozess ist nachfolgend anhand einer dieser beiden aufzubringenden Piktogramme beschrieben:
  • In einem ersten Schritt wird in die Oberfläche 5 der Chromschicht 4 und eingreifend bis in die Passivierungsschicht 3 mittels eines Lasers mit geeignetem Laserstrahl eine Vertiefung 6 eingebracht. Die Breite der bei diesem Ausführungsbeispiel quadratisch ausgeführten Vertiefung 6 beträgt beispielhaft 4 mm. Die Vertiefung 6 als solche vergrößert bereits die Kontaktfläche des aufzubringenden Lackes mit dem Werkstück 1. Durch Erstellen der Vertiefung 6 mittels Laserabtrag und das damit einhergehende Scannen der Oberfläche weist zudem die Sohle 7 der Vertiefung 6 eine gewisse Oberflächenrauigkeit auf. Diese ist deutlich größer als die Rauigkeit der Oberfläche 5 und bietet daher für den darauf aufzubringenden Lack eine besonders großflächige Adhäsionsfläche. Die Tiefe der Vertiefung 6 wird so ausgeführt, dass diese über ihre flächige Erstreckung eine gleichmäßige Vertiefung darstellt und die Passivierungsschicht 3 nicht durchgreift. Zum Zwecke des Einbringens der Vertiefung 6 ist das Werkstück 1 in definierter Lage zu dem die Vertiefung 6 erstellenden Laser gehalten.
  • Ohne das Werkstück 1 gegenüber dem oder den Bearbeitungswerkzeugen (Lasern) umzuspannen, wird nach Erstellen der Vertiefung 6 auf die die Vertiefung 6 aufweisende Oberfläche 5 des Werkstückes 1 mittels eines Sprühprozesses ein Polymerlack aufgebracht, durch den die Vertiefung 6 verfüllt und sich der Lack über den Rand der Vertiefung 6 hinauserstreckt. Bei dem Aufbringen des Lackes wird man bestrebt sein, diesen mit einer gleichmäßigen Schichtdicke aufzubringen, wobei jedoch keine besonderen Anforderungen an eine örtliche Applikation gestellt sind, solange sichergestellt ist, dass in jedem Fall in die Vertiefung 6 Lack in der gewünschten Schichtdicke eingebracht ist. Der beispielsweise mittels eines kurzen Sprühstrahls oder beispielsweise nach dem Airbrush-Verfahren aufgebrachte Lack ist in 3 mit dem Bezugszeichen 7 gekennzeichnet. Eingesetzt wird bei diesem Ausführungsbeispiel ein Lack, der mit einem UV-Initiator ausgerüstet ist. Dies bedeutet, dass die Polymerisation des Lackes erst beginnt, wenn dieser einer UV-Strahlung ausgesetzt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der UV-Initiator in einer Wellenlänge von etwa 340 bis 370 nm besonders photosensitiv.
  • Nach Aufbringen des Lackspritzers 7 wird der durch den Umriss der Vertiefung 6 gebildete diskrete Bereich mit dem darauf befindlichen Lack auf der Oberfläche 5 des Werkstückes 1 zum Aktivieren des in dem Lack enthaltenen Initiators einer gebündelten UV-Strahlung ausgesetzt. Die UV-Strahlung ist begrenzt auf den diskreten Bereich, sodass diejenigen Lackanteile, die nicht in der Vertiefung 6 oder zu dieser Vertiefung 6 fluchtend angeordnet sind, dieser Bestrahlung nicht ausgesetzt sind. Eingesetzt wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zu diesem Zweck ein UV-Laser mit einer Wellenlänge von 355 nm. Schematisiert ist in 4 ein Laserstrahl L dargestellt. Dieser wird mit denselben Koordinaten, mit denen der zum Einbringen der Vertiefung 6 benutzte Laser angesteuert worden ist, angesteuert und scannt mithin exakt dieselbe Fläche ab wie der für das Einbringen der Vertiefung eingesetzte Laser. Der geringe Strahldurchmesser eines solchen UV-Lasers von vielleicht 50 bis 100 µm gewährleistet ein randscharfes Scannen der von der Vertiefung 6 gebildeten Fläche.
  • Im Zuge dieses UV-Bestrahlungsprozesses wird zunächst das in dem Lack befindliche Lösungsmittel durch die eingebrachte Energie ausgetrieben. Zudem löst der photosensitive Initiator den Polymerisationsprozess aus. Somit härtet von dem auf die Oberfläche 5 aufgebrachten Lackspritzer nur derjenige Anteil aus, der unmittelbar der gebündelten UV-Strahlung ausgesetzt ist. Durch den Polymerisationsprozess wird der Lack auch an die Oberfläche der Vertiefung 6 durch Adhäsion gebunden. Die anderen, außerhalb des Randes der Vertiefung befindlichen Lackanteile polymerisieren hingegen nicht. Zudem wird aus diesen Lackanteilen auch das darin enthaltene Lösungsmittel nicht aktiv ausgetrieben.
  • In 4 ist der durch die UV-Bestrahlung polymerisierte Lackanteil mit einer gegenüber den nicht UV-bestrahlten Anteilen mit anderer Signatur und dem Bezugszeichen 9 kenntlich gemacht. 4 soll lediglich schematisiert das Beschriebene darstellen.
  • In einem nachfolgenden Schritt werden unter Ausnutzung der leichter löslichen Eigenschaften der nicht polymerisierten Lackanteile diese von der Oberfläche 5 des Werkstückes 1 abgewaschen. Bezüglich dieses Prozess ist von Vorteil, dass die nicht ausgehärteten Lackanteile noch Lösungsmittel enthalten. Einsetzen wird man für den Waschprozess ein geeignetes Lösungsmittel. Je nach Konzeption des eingesetzten Lackes kann es sich hierbei auch um Wasser handeln. Eingesetzt wird typischerweise ein Lösungsmittel, das den polymerisierten Lack 9 nicht angreift, jedenfalls nicht nennenswert. Dann ist der durch die Vertiefung gebildete diskrete Bereich der Oberfläche 5 des Werkstückes 1 mit dem gewünschten farblichen Lacksymbol als Kennzeichnung 10 beschichtet, beispielsweise mit einem roten Lacksymbol für „heiß“ oder einem blauen Lacksymbol für „kalt“.
  • Ist an der Oberseite des polymerisierten Lackes die ansonsten typischerweise glatte, glänzende Ausgestaltung nicht gewünscht, kann zum Abwaschen der nicht polymerisierten Lackanteile auch ein Lösungsmittel eingesetzt werden, das den polymerisierten Lack oberflächlich etwas angreift. Dann entstehen Lösungsstrukturen, die eine gewisse Mattheit in der Oberflächenanmutung zur Folge haben. Selbstverständlich kann dieses auch auf andere, an sich bekannte Weise vorgenommen werden.
  • Die flächige Erstreckung der durch den Polymerlack 10 gebildeten Kennzeichnung ist in den Figuren in Bezug auf ihre Dicke nicht maßstabsgerecht gezeichnet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Werkstück
    2
    Grundkörper
    3
    Passivierungsschicht
    4
    Chromschicht
    5
    Oberfläche
    6
    Vertiefung
    7
    Sohle
    8
    Lack
    9
    polymerisierter Lack
    10
    Kennzeichnung
    L
    Laserstrahl

Claims (6)

  1. Verfahren zum Beschichten eines diskreten Bereiches (6) einer metallischen Oberfläche (5) mit einem Lack (7), dadurch gekennzeichnet, dass - ein Polymerlack mit einem darin enthaltenen Initiator zum Auslösen einer Vernetzungsreaktion eingesetzt wird, welcher Initiator durch eine von außen zugeführte, gebündelte Strahlung aktivierbar ist, - vor dem Aufbringen des Lacks (7) der mit dem Lack (7) zu beschichtende diskrete Bereich (6) der Metalloberfläche (5) zur Vergrößerung seiner in Kontakt mit dem Lack (7) zu stellenden Oberfläche (6) vorbehandelt wird, indem durch Materialabtrag mittels eines Lasers eine den diskreten Bereich (6) definierende Vertiefung (6) in die Metalloberfläche (5) eingebracht wird, - der Lack (7) auf den diskreten Oberflächenbereich (6) und über dessen Rand hinaus auf die zu dem diskreten Oberflächenbereich (6) benachbarte metallische Oberfläche (5) aufgebracht wird, - nachfolgend ausschließlich der auf der diskreten Oberfläche (6) befindliche Lack (7) durch Abtasten mittels des genannten Lasers oder mittels eines zweiten Lasers mit der zum Aktivieren des Initiators vorgesehenen gebündelten Strahlung bestrahlt wird und - nach Abschluss der Vernetzungsreaktion in dem bestrahlten Bereich (6) des aufgetragenen Lackes (7) die außerhalb des bestrahlten Bereiches befindlichen, nicht vernetzten Lackanteile von der Metalloberfläche (5) entfernt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Lack (7) enthaltene Initiator durch UV-Strahlung aktivierbar ist und die Bestrahlung des auf der diskreten Oberfläche (6) befindlichen Lacks (7) mit einem UV-Laser durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht vernetzten Lackanteile mit einer diese lösenden Spülflüssigkeit abgewaschen werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülflüssigkeit die durch den Bestrahlungsprozess vernetzten Lackteile nicht angreift.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Oberfläche (5) die Oberfläche einer Beschichtung eines Grundkörpers ist und die Vertiefung (6) mit einer Tiefe von etwa 5 µm bis 15 µm ausgebildet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig oder in nacheinander ausgeführten Schritten mehrere diskrete Bereiche (6) auf der metallischen Oberfläche (5) mit Lack (7) beschichtet werden.
DE102013114479.9A 2013-12-19 2013-12-19 Verfahren zum Beschichten eines diskreten Bereiches einer metallischen Oberfläche mit einem Lack Active DE102013114479B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013114479.9A DE102013114479B4 (de) 2013-12-19 2013-12-19 Verfahren zum Beschichten eines diskreten Bereiches einer metallischen Oberfläche mit einem Lack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013114479.9A DE102013114479B4 (de) 2013-12-19 2013-12-19 Verfahren zum Beschichten eines diskreten Bereiches einer metallischen Oberfläche mit einem Lack

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013114479A1 DE102013114479A1 (de) 2015-06-25
DE102013114479B4 true DE102013114479B4 (de) 2019-10-02

Family

ID=53275012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013114479.9A Active DE102013114479B4 (de) 2013-12-19 2013-12-19 Verfahren zum Beschichten eines diskreten Bereiches einer metallischen Oberfläche mit einem Lack

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013114479B4 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2760035C2 (de) 1974-06-12 1983-11-24 The D.L. Auld Co., Columbus, Ohio Verfahren zur Herstellung dekorativer Embleme
DE3835968A1 (de) 1988-10-21 1990-06-21 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur herstellung von materialien mit einem strukturierten ueberzug

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2760035C2 (de) 1974-06-12 1983-11-24 The D.L. Auld Co., Columbus, Ohio Verfahren zur Herstellung dekorativer Embleme
DE3835968A1 (de) 1988-10-21 1990-06-21 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur herstellung von materialien mit einem strukturierten ueberzug

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013114479A1 (de) 2015-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0307874B1 (de) Verfahren zum Erzeugen einer Kennzeichnung und/oder Markierung auf einer Brillenlinse
DE69816107T2 (de) Laserbeschriftungsverfahren
DE4134271C1 (de)
DE69822417T2 (de) Verfahren zum Beschriften unter Verwendung aktiver Strahlung und beschriftetes Formteil
CN110382250A (zh) 用于制造印花的方法、印花、用于制造印花的设备以及用于装饰对象表面的方法
DE102012205702B3 (de) Verfahren zum Markieren von Bauteilen
DE3940749C1 (de)
DE102018117643A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines einseitig metallisierten Bedienelements aus Kunststoff mit hinterleuchteter Symbolik, Bedienelement mit hinterleuchtbarer Symbolik sowie Maschine zur Durchführung mehrerer Verfahrensschritte
DE102016224592A1 (de) Werkzeug und Verfahren zur Herstellung einer mikrostrukturierten Oberflächenbeschichtung
EP0240651A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von flüssigen Korrosionsschutzmitteln auf korrosionsgefährdete Bereiche von Verpackungsbehältern oder -behälterteilen
DE102013114479B4 (de) Verfahren zum Beschichten eines diskreten Bereiches einer metallischen Oberfläche mit einem Lack
DE4421558C2 (de) Verfahren zum Beschichten von Metallsubstraten und nach dem Verfahren beschichtete Metallerzeugnisse
EP3234230A2 (de) Verfahren zum optischen beschriften und/oder markieren von rundmaterial
DE10163249B4 (de) Verfahren zur Verzierung eines Formkörpers
DE102010054837A1 (de) Verfahren zum Dekorieren, Beschriften und/oder Markieren von Bauteiloberflächen durch Bestrahlen mit Laserstrahlung
DE10023862A1 (de) Beschichtetes Substrat mit metallischem Oberflächeneindruck, Verfahren zur haftfesten Beschichtung von Substraten mit korrosiven optischen Schichten sowie Verwendung der beschichteten Substrate und der Produkte aus Verfahren zur haftfesten Beschichtung mit korrosiven optischen Schichten
DE2536723C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Zifferblattes oder Schildes mit Hilfe eines Laserstrahles
EP3013648B1 (de) Verfahren zum herstellen eines kennzeichens und kennzeichen
DE4307487C2 (de) Heißprägefolie und Verfahren zu deren Herstellung
EP0531565A1 (de) Verfahren zum Beschriften der Oberfläche eines Werkstücks mit Hilfe eines Lasers kleiner Leistung
DE19710623A1 (de) Sanitärer Gegenstand und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102008035728B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines beschichteten Bauteils
DE10146819C2 (de) Verschlusskappe und Verfahren zum Herstellen einer Verschlusskappe
EP4010200B1 (de) Verfahren zum maskieren von zu mattierenden oberflächen
GB2087928A (en) Methods of Marking Metal Surfaces

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative

Representative=s name: HAVERKAMP PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE