DE2651109C2

DE2651109C2 - Verfahren zur Dekoration eines Gegenstandes aus einem durchsichtigen Kunststoff mittels eines Lasers

Info

Publication number: DE2651109C2
Application number: DE2651109A
Authority: DE
Inventors: Rene Remy Igny Merard (Frankreich)
Original assignee: Laser Technique SA
Current assignee: Laser Technique SA
Priority date: 1976-11-09
Filing date: 1976-11-09
Publication date: 1978-07-06
Also published as: DE2651109B1

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Dekoration eines Gegenstandes aus durchsichtigem Kunststoff mittels eines Lasers, wobei dieses Verfahren insbesondere für Tischlampen oder Fernsehleuchten geeignet ist. ^J5

In bekannten Verfahren zur Dekoration von Gegenständen aus durchsichtigem Kunststoff erzeugt man die dekorativen Effekte vor oder während dem Gießen der Gegenstände, im allgemeinen durch das Einschließen von Metallfolien. «°

Aus der DE-OS 22 40 553 ist ein Verfahren bekannt, nach welchem Schilder oder Zifferblätter in einem abgeschlossenen Gerät durch ein Glas hindurch beschriftet werden können. Dieses Verfahren, welches nur die Oberfläche des zu beschriftenden Objektes verändert, bedingt das Auftragen eines Lackes od. dgl., der durch einen Laserstrahl abgebrannt bzw. verdampft wird.

Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, nach welchem die dekorativen Effekte nach dem Gießen und nach der Fertigung der äußeren Form des Gegenstandes erzeugt werden und wobei keine Beschichtung der zu behandelnden Stelle notwendig ist. Das Verfahren, das diese Aufgabe löst, ist dadurch gekennzeichnet, daß man einen gepulsten Laserstrahl auf den zu dekorierenden, interne Spannungen und kristallartige Eigenschaften aufweisenden Gegenstand richtet und daß man den Laserstrahl nacheinander auf verschiedene Stellen im Innern des Gegenstandes fokussiert, wobei man die *° Dauer und die Energie des Laserpulses in Funktion der Ausdehnung der dekorativen Elemente wählt.

Die einzige Figur zeigt als Beispiel einen gemäß obigem Verfahren hergestellten Teil einer Tischlampe.

Auf dieser Figur erkennt man den Dekorationsgegenstand 1, der auf einem Socke! 2 einer Tischlampe mit einem elektrischen Kabel 3 angebracht ist. Der Gegenstand I ist ein Zylinder aus einem durchsichtigen.

kristallartige Eigenschaften aufweisenden Kunststoff aus Polymethacrylsäureestern. Bei einem Zylinder ist es wichtig, gezogene Stücke zu verwenden, da diese Herstellungsart innere Spannungen erzeugt, die für das vorgesehene Verfahren besonders geeignet sind. Es ist jedoch auch möglich, innere Spannungen durch äußere Kräfte zu erzeugen. Es ist selbstverständlich möglich, die Abmessungen innerhalb eines großen Bereiches zu wählen; für die Verwendung als Teil einer Tischlampe erscheinen Durchmesser zwischen 35 mm und 80 mm und einer Höhe zwischen 85 mm und 205 mm als besonders vorteilhaft

Um die gewünschten dekorativen Elemente 4 zu erhalten, von denen ein Beispiel in der Figur schematisch dargestellt ist, richtet man einen gepulsten Laserstrahl, dessen Achse 6 durch einen Pfeil angedeutet ist, senkrecht auf die ebene Fläche 5 des Zylinders.

Für diese Arbeiten verwendet man im allgemeinen Festkörperlaser, d. h. einen Neodym- oder vorzugsweise einen Rubinlaser. Die Anforderungen an die mechanische oder elektrische Stabilität einer solchen Laseranlage ist nicht sehr groß, es genügt daß die Anlage fähig ist, größenordnungsmäßig 10 joules pro Puls mit einer Pulsdauer von 100 Mikrosekunden bis 300 Mikrosekunden zu liefern, wobei diese Bedingungen ungefähr denjenigen beim Bohren entsprechen. Das Dekorationsverfahren ist sehr einfach: Man stellt den Zylinder so ein, daß seine Mittellinie in die Achse des Laserstrahls fällt, dann fokussiert man die Laseroptik auf einen bestimmten Punict etwa dort, wo man das gewünschte dekorative Element haben will. Der Laserpuls erzeugt in der Brennebene seiner Optik Gas, das einen hohen Druck aufweisen kann, und dieses Gas setzt die beim Ziehen erzeugten inneren Spannungen des Zylinders frei, wodurch Spalten und Risse gebildet werden.

Diese blätterförmigen Spalten oder Risse ähneln denjenigen, die in den Spaltebenen eines Kristalls erzeugt werden und werden durch einen Wechsel des Brechungsindex in dieser Ebene sichtbar, wodurch eine Trennung zwischen zwei Zonen des Zylinders folgt Die Ausdehnung dieser Ebenen ist eine Funktion der Energiedichte, durch Veränderung der Strahlintensität für eine gegebene Brennweite und Pulsdauer kann man die Ausdehnung eines dekorativen Elementes verändern. Durch Verkürzen der Pulsdauer wird die Form des dekorativen Elementes (4) geändert, und es entstehen anstatt blätterförmige Gebilde eine Menge kleiner tropfenförmiger Elemente, die um das Mikroexplosionszentrum liegen. Die obere Grenze der Stralintensität wird durch die Zerstörung des Zylinders bestimmt. Versuche haben gezeigt, daß eine Pulsdauer zwischen 100 μ.$ und 300 μ5 für eine Brennweite der Fokussieroptik zwischen etwa 100 mm bis 200 mm, gemäß der Länge des Gegenstandes, die besten Ergebnisse erzielen lassen. Vorzugsweise wird der Gegenstand vor der Dekoration poliert, während die Oberfläche, auf welche der Laserstrahl fällt, sauber und für diesen Strahl durchsichtig sein muß.

Der so dekorierte Kunststoffgegenstand kann als solcher als Dekorationsobjekt benutzt werden, z. B. Briefbeschwerer. Vorzugsweise wird dieser Gegenstand als Leuchtelement einer Tischlampe verwendet. Im Sockel 2 einer Lampe befindet sich ein in einem Kunstharz eingegossener Transformator, der eine kleine 6-Volt-Glühbirne speist. Die Lampe kann durch das Kabel 3 an das Netz angeschlossen werden.

Das weiter oben beschriebene Verfahren ist nicht auf einen Zylinder beschränkt; es eignet sich zur Dekora-

tion von Objekten mit einer Vielzahl von Formen und aus verschiedenen Materialien. Anstatt eines Zylinders können rechteckige, pyramidenförmige, polygonale oder runde Körper verwendet werden, und man kann den Laserstrahl unter irgend einem Winkel auf den zu dekorierenden Gegenstand richten. Allerdings muß darauf geachtet werden, daß die Eintrittsfläche des Laserstrahls für diesen durchsichtig ist. Eine andere Bedingung für das Erhalten von Dekorationen ist das Vorhandensein von internen Spannungen, die man leicht mit einem Satz Polarisatoren feststellen kann.

Um den Leuchteffekt des Gegenstandes zu erhöhen, ist es möglich, auf der der Lichtquelle gegenüberliegen-

den Seite, ganz oder teilweise, eine reflektierende Schicht anzubringen. Um andere Effekte zu erzielen, kann man zwischen dem Leuchtkörper und dem Dekorationsgegenstand einen Polarisator einführen, welcher beim Betrachter durch einen Analysator eine Frärbung der dekorativen Elemente hervorruft

Während sich ein Kunststoff aus Polymethacrylsäureestern gut für das oben beschriebene Verfahren eignet, ist es selbstverständlich, daß das Dekoraüonsverfahren auch mit anderen Kunststoffmaterialien, die durchsichtig sind und interne Spannungen und kristallartige Eigenshßchaften aufweisen, durchführbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Dekoration eines Gegenstandes aus durchsichtigem Kunststoff mittels eines Lasers, dadurch gekennzeichnet, daß man einen gepulsten Laserstrahl (6) auf den zu dekorierenden, interne Spannungen aufweisenden Gegenstand (1) richtet und daß man den Laserstrahl nacheinander auf verschiedene Stellen im Innern des Gegenstandes fokussiert, wobei man die Dauer und die Energie des Laserpulses in Funktion der Ausdehnung der dekorativen Elemente (4) wählt

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Rubinlaser verwendet, der eine Impulslänge zwischen 100μ5 und 300 μ$ und eine Fokussieroptik mit einer Brennweite zwischen 100 mm und 200 mm aufweist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Laserstrahl senkrecht auf die ebene Fläche (5) und in der Längsseite eines ^M Zylinders aus Polymethacrylsäureestern mit einem Durchmesser zwischen 35 mm und 80 mm und eine Länge zwischen 85 mm und 205 mm richtet.

4. Anwendung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 bis 3 zur Herstellung von Leuchtelementen für Tischlampen.