EP3509841A1 - Verbundwerkstück, verfahren zur herstellung eines verbundwerkstücks und system aus einem verbundwerkstück und einer detektoreinrichtung - Google Patents

Verbundwerkstück, verfahren zur herstellung eines verbundwerkstücks und system aus einem verbundwerkstück und einer detektoreinrichtung

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EP3509841A1
EP3509841A1 EP17768014.7A EP17768014A EP3509841A1 EP 3509841 A1 EP3509841 A1 EP 3509841A1 EP 17768014 A EP17768014 A EP 17768014A EP 3509841 A1 EP3509841 A1 EP 3509841A1
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EP
European Patent Office
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profile
composite
metallic
composite workpiece
core layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17768014.7A
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Inventor
Andreas Beermann
Wolfram Weber
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG, ThyssenKrupp AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • Composite piece Method of making a composite piece, and system of composite piece and detector means
  • the invention relates to a composite workpiece, a method for producing a composite workpiece and a system of a composite workpiece and a detector device.
  • Generic composite workpieces are well known and typically include a metallic cover layer and a non-metallic core layer. With such composites, positive properties of the metal and the non-metal in a single workpiece can be combined in an advantageous manner. For example, components or individual components are produced from composite workpieces for the vehicle industry in order to deliberately save weight on the body, for example.
  • a target product eg. B. a vehicle body, which consists of one or more composite pieces
  • markings can be used, for example, in a fully automated manufacturing process with which the target product is to be produced, so that individual composite pieces are recognized and further treated according to their marking in the manufacturing process.
  • You can also use markers to trace individual composites or the target product.
  • Such a traceback can e.g. For example, it may be helpful to clarify a manufacturer's liability or to identify an original owner in the event of theft.
  • the present invention solves the problem by a composite piece having at least one metallic cover layer and a non-metallic core layer, wherein the metallic cover layer and the non-metallic core layer are connected to one another, wherein the metallic cover layer in a marking region on its side facing the non-metallic core layer has a profile for marking having the composite piece.
  • the composite work piece according to the invention has a profile, in particular a surface profile for marking the composite work piece on the side of the metallic cover layer facing the non-metallic core layer. This has the positive effect that a user surface of the composite remains unaffected and can be used in the usual way for coatings, color or the like.
  • the profile used for the marking in particular the surface profile, remains unrecognized from the outside, so that such an "invisibility" of a mark which can not be read without corresponding detection means can be used as theft protection Moreover, the mark can not be changed or completely eliminated without complete destruction of the composite work piece
  • a counterfeit-proof marking can be provided with the profile according to the invention, in particular surface profile the surface profile of the non-metallic core layer and the metallic cover layer enclosed or protected, so that with the profile according to the invention, in particular surface profile a l An angular marking can be provided.
  • the metallic cover layer and the non-metallic core layer abut each other. It is conceivable that the non-metallic core layer is at least partially bonded cohesively to the metallic cover layer.
  • a person skilled in the art understands a marking of a whole of all marking areas, which constitute a combined marking. mimic information content. The marking may serve to identify the composite during or after a manufacturing process designed to produce a target product comprising the composite.
  • the profile, in particular the surface profile is configured such that a detector device, which is aligned with the marking region and provided for non-destructive material testing, detects the profile, in particular the surface profile.
  • the profile, in particular the surface profile is adapted to the intended detector device, for example by adjusting an aspect ratio for the depressions contributing to profile formation. This makes it possible to ensure that a marking is possible by means of the profile, in particular of the surface profile.
  • a profile depth contributing to the formation of the profile, in particular of the surface profile is less than 25%, preferably less than 15% and particularly preferably less than 10% of a cover layer thickness. It has surprisingly been found that profiles, in particular surface profiles with such profile depths are suitable for marking the composite workpiece. It can thus be ensured that the marking of the composite workpiece made in the form of the profile, in particular the surface profile, has essentially no influence on the material properties of the composite material in the marking area, since such a profile, in particular surface profile, represents a comparatively insignificant change for the composite workpiece.
  • the profile in particular the surface profile in the form of an alphanumeric string, a bar code and / or a QR code is configured. This allows additional information to be encrypted in the marker.
  • the marking region is arranged in a fixed partial region of the composite workpiece. This facilitates the search for the marking by means of a detector device, since a user of the detector device is given the position of the marking region can. Furthermore, it is conceivable that there are several marking areas, so that the composite workpiece can be divided in a further manufacturing step and each of the sub-elements receives a marking area. It is also conceivable that the sub-elements are punched out of the composite workpiece and the marking area is positioned depending on the subsequent punching process.
  • the non-metallic core layer is arranged between two metallic cover layers, wherein in particular in the marking region both metallic cover layers each have a profile, in particular a surface profile, on their side facing the non-metallic core layer.
  • both metallic cover layers each have a profile, in particular a surface profile, on their side facing the non-metallic core layer.
  • the two metallic cover layers and the non-metallic core layer are assembled in a sandwich construction.
  • the cover layer has a layer thickness between 0.1 mm and 0.7 mm and is preferably made of a galvanized steel or of an aluminum alloy.
  • a further subject of the present invention is a method for producing a composite workpiece, in particular a composite workpiece according to the invention, comprising the following method steps:
  • the profile in particular the surface profile is introduced into the metallic cover layer and then the metallic cover layer is oriented such that the side of the metallic cover layer is aligned with the non-metallic core layer and rests against this non-metallic core layer.
  • the profile formation is realized by a laser engraving, a spark erosion or a mechanical erosion.
  • the non-metallic core layer for connecting the metallic cover layer to the non-metallic core layer is converted into a flow state.
  • the non-metallic core layer is heated for this purpose.
  • the fluidity of the non-metallic core layer present during bonding advantageously makes it possible to balance between an area with a profile, in particular with a surface profile and an area without a profile, so that a uniform thickness of the finished composite workpiece can be ensured.
  • the composite workpiece is formed in the marking area. Because of the comparatively low tread depth, the profile, in particular the surface profile, is essentially preserved. Accordingly, the marking area can advantageously be positioned independently of the forming process, so that one is accordingly free in the selection of the position of the marking area.
  • Another object of the present invention is a system of a composite workpiece, in particular a composite workpiece according to the invention, and a detector device for identifying the composite workpiece.
  • the system has a detector device for eddy current testing, ultrasonic measurement or X-ray measurement.
  • a detector device for eddy current testing, ultrasonic measurement or X-ray measurement is particularly advantageous.
  • a system has proven in which the profile, in particular the surface profile is realized by means of a laser engraving and detected with a detector device for eddy current testing this profile.
  • FIG. 1 shows a method of manufacturing a composite workpiece according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Figures 2a to 2c show different composite pieces according to various exemplary embodiments of the present invention.
  • FIG. 3 shows a system of a detector device and a composite workpiece according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the composite workpiece 1 shows a method for producing a composite workpiece 1 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a composite workpiece 1 is intended, for example, in a production step subsequent to the production process to form a semifinished product or a target product, such as e.g. to a vehicle, to be further processed.
  • a target product such as e.g. to a vehicle
  • the composite workpieces 1 comprise at least one metallic cover layer 2, for.
  • the composite workpieces 1 comprise at least one metallic cover layer 2, for.
  • the composite workpieces 1 comprise at least one metallic cover layer 2, for.
  • Such composite workpieces 1 have the advantage that they can combine positive properties of the interconnected materials in the composite piece. So z.
  • the non-metallic core layer 3 in the composite piece 1 in that the composite workpiece 1 can be made lighter than a solid metal workpiece of the same shape and dimensions.
  • the metallic cover layer 2 has a profile 5, in particular a surface profile, on a side facing the non-metallic core layer 3 in a marking area.
  • This profile 5, in particular surface profile is preferably configured such that it can be read out with a detector device 6 provided for non-destructive material testing.
  • the marking is advantageously arranged in a non-accessible area and protected by the metallic cover layer 2 itself.
  • Another positive effect is that the marking can no longer be manipulated since, for a change of the profile 5, in particular of the surface profile, an irreversible damage occurs. would require the composite workpiece 1 would be required.
  • the profile 5 arranged on the side facing the non-metallic core layer, in particular the surface profile in the metallic cover layer 2 is suitable as a forgery-proof marking.
  • a metallic cover layer 2 - in the embodiment shown in Figure 1 are two metallic cover layers 2 - and a non-metallic core layer 3 are provided. This is z. B. conceivable that the metallic cover layer 2 is unwound from a coil to provide the metallic cover layer.
  • the profile 5, in particular the surface profile for example by an engraving, in particular a laser engraving, on one side of the metallic cover layer 2 is realized.
  • the metallic cover layer 2 and the non-metallic core layer 3 are joined together, it is provided in particular that the metallic cover layer 2 is aligned such that the side with the profile 5, in particular surface profile rests against the non-metallic core layer 3.
  • the metallic covering layer 2 and the non-metallic core layer 3 are guided through a connecting device 4.
  • a connecting device 4 it is preferably provided that the metallic cover layer 2 and the non-metallic core layer 3 overlap one another and are heated so that the non-metallic core layer 3 changes to a flow state.
  • the non-metallic core layer 3 can penetrate into recesses or recesses of the profile 5 in the metallic cover layer 2 and fill it. Thereafter, the composite material 1 cools and the non-metallic core layer 3 hardens.
  • FIGS. 2a to 2c show different composite pieces 1 according to various exemplary embodiments of the present invention.
  • the composite workpiece 1 comprises a single metallic cover layer 2 and a single non-metallic core layer 3.
  • a non-metallic core layer 3 is sandwiched between two metallic cover layers 2. While both metallic cover layers 2 have a profile 5, in particular a surface profile, in FIG. 2b, it is provided for the embodiment from FIG. 2c that only one of the two metallic cover layers 2 has a profile 5, in particular a surface profile.
  • the respective profiles 5, in particular surface profiles are configured mirror-inverted to the non-metallic core layer 3 serving as a mirror plane.
  • the detector device 6 is brought to the composite workpiece 1 and is arranged above the marking region or above the marking region.
  • the detector device 6 faces that side of the metallic cover layer 2, which lies opposite the profile 5, in particular the surface profile.
  • the detector device 6 must be selected in such a way that it is capable of detecting and detecting the profile 5, in particular the surface profile, when measuring through the metallic cover layer 2.
  • the detector device 6 uses an eddy current, an ultrasound or an x-ray radiation for this purpose.
  • the profile 5, in particular the surface profile depends on the selected detector device 6, z. B. in terms of an aspect ratio of the profile forming depression is configured.
  • the detector device 6 comprises an evaluation device or is connected to such, wherein with the evaluation device, the information detected by the detector device by means of data processing techniques such.
  • data processing techniques such as a C-scan or other imaging methods and image analysis methods are decoded and an information content of the marker can thus be reconstructed.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verbundwerkstück mit mindestens einer metallischen Deckschicht und einer nichtmetallischen Kernschicht vor, wobei die metallische Deckschicht und die nichtmetallische Kernschicht übereinanderliegend miteinander verbunden sind, wobei die metallische Deckschicht in einem Markierungsbereich auf ihrer der nichtmetallischen Kernschicht zugewandten Seite ein Profil, insbesondere ein Oberflächenprofil zur Markierung des Verbundwerkstücks aufweist.

Description

BESCHREIBUNG
Titel
Verbundwerkstück, Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstücks und System aus einem Verbundwerkstück und einer Detektoreinrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verbundwerkstück, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstücks und ein System aus einem Verbundwerkstück und einer Detektoreinrichtung.
Gattungsgemäße Verbundwerkstücke sind hinlänglich bekannt und umfassen typischerweise eine metallische Deckschicht und eine nichtmetallische Kernschicht. Mit solchen Verbundwerkstücken lassen sich in vorteilhafter Weise positive Eigenschaften des Metalls und des Nichtmetalls in einem einzelnen Werkstück vereinen. So werden beispielsweise für die Fahrzeugindustrie Bauteile bzw. Einzelkomponenten aus Verbundwerkstücken hergestellt, um gezielt Gewicht beispielsweise an der Karosserie einzusparen.
Sowohl während als auch nach der Fertigung eines Zielprodukts, z. B. einer Fahrzeugkarosserie, das aus einem oder mehreren Verbundwerkstücken besteht, hat es sich als hilfreich erwiesen, eine Markierung - z. B. in Form einer Oberflächenbeschriftung - auf dem Verbundwerkstück anzubringen. Solche Markierungen können beispielsweise in einem vollautomatisierten Fertigungsverfahren, mit dem das Zielprodukt hergestellt werden soll, dazu genutzt werden, dass einzelne Verbundwerkstücke erkannt werden und entsprechend ihrer Markierung im Fertigungsverfahren weiterbehandelt werden. Außerdem lassen sich Markierungen zur Rückverfolgung einzelner Verbundwerkstücke oder des Zielprodukts verwenden. Solch eine Rückverfolgung kann z. B. hilfreich sein, um eine Herstellerhaftung zu klären oder um bei einem Diebstahl einen ursprünglichen Eigentümer zu ermitteln.
Allerdings hat es sich gezeigt, dass die Markierungen regelmäßig im Laufe des weiteren Fertigungsverfahrens beseitigt oder überdeckt werden. Selbst wenn die Markierung erhalten bleibt, könnte sie den optischen Gesamteindruck des Zielprodukts nachteilig beeinflussen oder sogar eine Materialbeeinträchtigung am gefertigten Zielprodukt bedingen. Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbundwerkstück bereitzustellen, das im Wesentlichen eine dauerhafte Markierung sicherstellen kann, ohne den optischen Gesamteindruck zu beeinträchtigen.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verbundwerkstück mit mindestens einer metallischen Deckschicht und einer nichtmetallischen Kernschicht, wobei die metallische Deckschicht und die nichtmetallische Kernschicht übereinanderliegend miteinander verbunden sind, wobei die metallische Deckschicht in einem Markierungsbereich auf ihrer der nichtmetallischen Kernschicht zugewandten Seite ein Profil zur Markierung des Verbundwerkstücks aufweist.
Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verbundwerkstücken hat das erfindungsgemäße Verbundwerkstück ein Profil, insbesondere ein Oberflächenprofil zur Markierung des Verbundwerkstücks auf der zur nichtmetallischen Kernschicht zugewandten Seite der metallischen Deckschicht. Dies hat in positiver Weise zur Folge, dass eine Nutzoberfläche des Verbundwerkstoffs unbeeinträchtigt bleibt und vollständig in gewohnter Weise für Beschichtungen, Farbgebung oder Vergleichbares genutzt werden kann. Dabei bleibt das zur Markierung genutzte Profil, insbesondere Oberflächenprofil von außen unerkannt, so dass sich eine solche„Unsichtbarkeit" einer nicht ohne entsprechende Detektionseinnchtung auslesbaren Markierung als Diebstahlschutz nutzen lässt. Darüber hinaus kann die Markierung nicht ohne vollständige Zerstörung des Verbundwerkstücks verändert oder ganz beseitigt werden. Das nachträgliche Einbringen einer durch die Kernschicht und die Deckschicht verdeckten Markierung ist in einem Verbundwerkstück oder in einem aus dem Verbundwerkstück gefertigten Zielprodukt ebenfalls nicht möglich. Entsprechend lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Profil, insbesondere Oberflächenprofil eine fälschungssichere Markierung bereitstellen. Außerdem wird das Profil, insbesondere das Oberflächenprofil von der nichtmetallischen Kernschicht und der metallischen Deckschicht umschlossen bzw. geschützt, so dass mit dem erfindungsgemäßen Profil, insbesondere Oberflächenprofil eine langlebige Markierung bereitgestellt werden kann.
Vorzugsweise liegen die metallische Deckschicht und die nichtmetallische Kernschicht aneinander an. Hierbei ist es vorstellbar, dass die nichtmetallische Kernschicht zumindest teilweise mit der metallischen Deckschicht stoffschlüssig verbunden ist. Als Markierung versteht der Fachmann insbesondere eine Gesamtheit aller Markierungsbereiche, die einen zusam- menhängenden Informationsinhalt abbilden. Dabei kann die Markierung zur Identifizierung des Verbundwerkstoffs während oder nach einem Fertigungsprozess, der zur Fertigung eines das Verbundwerkstück umfassenden Zielprodukts vorgesehen ist, dienen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Profil, insbesondere das Oberflächenprofil derart ausgestaltet ist, dass eine auf den Markierungsbereich ausgerichtete und zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung vorgesehene Detektoreinrichtung das Profil, insbesondere das Oberflächenprofil erfasst. Insbesondere ist das Profil, insbesondere das Oberflächenprofil an die vorgesehene Detektoreinrichtung an- gepasst, indem beispielsweise ein Aspektverhältnis für die zur Profilbildung beitragenden Vertiefungen angepasst ist. Dadurch lässt sich sicherstellen, dass mittels des Profils, insbesondere des Oberflächenprofils eine Markierung möglich ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass eine zur Bildung des Profils, insbesondere des Oberflächenprofils beitragende Profiltiefe weniger als 25%, bevorzugt weniger als 15% und besonders bevorzugt weniger als 10 % einer Deckschichtendicke beträgt. Es hat sich in überraschender weise herausgestellt, dass sich Profile, insbesondere Oberflächenprofile mit solchen Profiltiefen zur Markierung des Verbundwerkstücks eignen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die in Form des Profils, insbesondere des Oberflächenprofils vorgenommene Markierung des Verbundwerkstücks im Wesentlichen keinen Einfluss auf die werkstofftechnischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs im Markierungsbereich hat, da ein solches Profil, insbesondere Oberflächenprofil eine vergleichsweise unbedeutende Änderung für das Verbundwerkstück darstellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Profil, insbesondere das Oberflächenprofil in Form einer alphanumerischen Zeichenkette, eines Strichcodes und/oder eines QR-Codes ausgestaltet ist. Dadurch lassen sich in der Markierung zusätzliche Informationen verschlüsseln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Markierungsbereich in einem festgelegten Teilbereich des Verbundwerkstücks angeordnet ist. Dies erleichtert das Suchen der Markierung mittels einer Detektoreinrichtung, da einem Nutzer der Detektoreinrichtung die Lage des Markierungsbereichs vorgegeben werden kann. Ferner ist es vorstellbar, dass es mehrere Markierungsbereiche gibt, so dass das Verbundwerkstück in einem weiteren Fertigungsschritt geteilt werden kann und jedes der Teilelemente einen Markierungsbereich erhält. Es ist auch vorstellbar, dass die Teilelemente aus dem Verbundwerkstück herausgestanzt werden und der Markierungsbereich abhängig vom folgenden Stanzvorgang positioniert ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die nichtmetallische Kernschicht zwischen zwei metallischen Deckschichten angeordnet ist, wobei insbesondere im Markierungsbereich beide metallischen Deckschichten jeweils auf ihrer der nichtmetallischen Kernschicht zugewandten Seite ein Profil, insbesondere ein Oberflächenprofil aufweisen. Insbesondere sind die zwei metallischen Deckschichten und die nichtmetallische Kernschicht in einer Sandwichbauweise zusammengefügt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Deckschicht eine Schichtdicke zwischen 0.1 mm und 0.7 mm aufweist und vorzugsweise aus einem verzinkten Stahl oder aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstücks, insbesondere eines erfindungsgemäßen Verbundwerkstücks, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
— Bereitstellen mindestens einer metallischen Deckschicht und einer nichtmetallischen Kernschicht
— Profilbildung auf einer Oberfläche der metallischen Deckschicht
— Verbinden der metallischen Deckschicht und der nichtmetallischen Kernschicht zur Bildung des Verbundwerkstücks,
wobei bei der Profilbildung die im Verbundwerkstück der nichtmetallischen Kernschicht zugewandte Seite der metallischen Deckschicht zumindest in einem Markierungsbereich zur Markierung des Verbundwerkstücks profiliert wird. Dabei ist es insbesondere vorstellbar, dass das Profil, insbesondere das Oberflächenprofil in die metallische Deckschicht eingebracht wird und anschließend die metallische Deckschicht derart ausgerichtet wird, dass die Seite der metallischen Deckschicht auf die nichtmetallische Kernschicht ausgerichtet ist bzw. an dieser nichtmetallischen Kernschicht anliegt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Profilbildung durch eine Lasergravur, eine Funkenerosion oder eine mechanische Abtragung realisiert wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die nichtmetallische Kernschicht zum Verbinden der metallischen Deckschicht mit der nichtmetallischen Kernschicht in einen Fließzustand überführt wird. Vorzugsweise wird die nichtmetallische Kernschicht hierzu erwärmt. Die während des Verbindens vorhandene Fließfähigkeit der nichtmetallischen Kernschicht ermöglicht dabei in vorteilhafter Weise einen Ausgleich zwischen einem Bereich mit Profil, insbesondere mit Oberflächenprofil und einem Bereich ohne Profil, so dass eine gleichmäßige Dicke des gefertigten Verbundwerkstücks gewährleistet werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verbundwerkstück im Markierungsbereich umgeformt wird. Wegen der vergleichsweise geringen Profiltiefe bleibt das Profil, insbesondere das Oberflächenprofil im Wesentlichen erhalten. Entsprechend kann der Markierungsbereich in vorteilhafter Weise unabhängig vom Umformungsprozess positioniert werden, so dass man entsprechend frei ist in der Auswahl der Position des Markierungsbereichs.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System aus einem Verbundwerkstück, insbesondere einem erfindungsgemäßen Verbundwerkstück, und einer Detektoreinrichtung zur Identifizierung des Verbundwerkstücks.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das System eine Detektoreinrichtung zur Wirbelstromprüfung, zur Ultraschallmessung oder der Röntgenstrahlmessung aufweist. Als besonders vorteilhaft hat sich ein System erwiesen, bei dem das Profil, insbesondere das Oberflächenprofil mittels einer Lasergravur realisiert wird und mit einer Detektoreinrichtung zur Wirbelstromprüfung dieses Profil erfasst wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Figur 1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstücks gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Figuren 2a bis 2c zeigen unterschiedliche Verbundwerkstücke gemäß verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Die Figur 3 zeigt ein System aus einer Detektoreinrichtung und eines Verbundwerkstücks gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In Figur 1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstücks 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein solches Verbundwerkstück 1 soll beispielsweise in einem sich an das Herstellungsverfahren anschließenden Fertigungsschritt zu einem Halbzeug bzw. zu einem Zielprodukt, wie z.B. zu einem Fahrzeug, weiterverarbeitet werden. Um eine spätere Rückverfolgung des einzelnen Verbundwerkstücks 1 zu ermöglichen oder das jeweilige Verbundwerkstück 1 bei der Fertigung des Zielprodukts zu identifizieren und abhängig von der jeweiligen Art des Verbundwerkstücks 1 zielgerichtet zu behandeln, ist es von Vorteil, wenn die Verbundwerkstücke 1 mit einer Markierung versehen werden. Dabei umfassen die Verbundwerkstücke 1 zumindest eine metallische Deckschicht 2, z. B. aus einem elektrolytisch verzinkten Stahl oder aus einer Aluminiumlegierung, und eine nichtmetallische Kernschicht 3. Solche Verbundwerkstücke 1 haben den Vorteil, dass sie positive Eigenschaften der miteinander im Verbundwerkstück verbundenen Materialien vereinen können. So trägt z. B. die nichtmetallische Kernschicht 3 im Verbundwerkstück 1 dazu bei, dass das Verbundwerkstück 1 leichter ausgestaltet werden kann als ein vollmassives metallisches Werkstück der gleichen Form und Dimensionierung.
Um die Markierung vor äußeren Einflüssen zu schützen, ist es vorgesehen, dass die metallische Deckschicht 2 auf einer der nichtmetallischen Kernschicht 3 zugewandten Seite in einem Markierungsbereich ein Profil 5, insbesondere ein Oberflächenprofil aufweist. Dieses Profil 5, insbesondere Oberflächenprofil ist dabei vorzugsweise derart konfiguriert, dass es mit einer für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung vorgesehenen Detektoreinrichtung 6 ausgelesen werden kann. Dadurch wird die Markierung in vorteilhafter Weise in einem nicht zugänglichen Bereich angeordnet und von der metallischen Deckschicht 2 selbst geschützt. Ein weiterer positiver Effekt ist, dass sich die Markierung nicht mehr manipulieren lässt, da für eine Änderung des Profils 5, insbesondere des Oberflächenprofils eine irreversible Schädi- gung des Verbundwerkstücks 1 erforderlich wäre. Insofern eignet sich das auf der der nichtmetallischen Kernschicht zugewandten Seite angeordnete Profil 5, insbesondere Oberflächenprofil in der metallischen Deckschicht 2 als fälschungssichere Markierung.
Zur Herstellung ist es vorgesehen, dass zunächst eine metallische Deckschicht 2 - im in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um zwei metallische Deckschichten 2 - und eine nichtmetallische Kernschicht 3 bereitgestellt werden. Hierbei ist es z. B. vorstellbar, dass die metallische Deckschicht 2 von einem Coil zur Bereitstellung der metallischen Deckschicht abgewickelt wird. Zeitlich vor einem Verbinden der metallischen Deckschicht 2 und der nichtmetallischen Kernschicht 3 ist es vorgesehen, dass das Profil 5, insbesondere das Oberflächenprofil, beispielsweise durch eine Gravur, insbesondere eine Lasergravur, auf einer Seite der metallischen Deckschicht 2 realisiert wird. Bevor die metallische Deckschicht 2 und die nichtmetallische Kernschicht 3 miteinander verbunden werden, ist es insbesondere vorgesehen, dass die metallische Deckschicht 2 derart ausgerichtet wird, dass die Seite mit dem Profil 5, insbesondere Oberflächenprofil an der nichtmetallischen Kernschicht 3 anliegt. Zum Verbinden werden die metallische Deckschicht 2 und die nichtmetallische Kernschicht 3 durch eine Verbindungsvorrichtung 4 geführt. Hierbei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die metallische Deckschicht 2 und die nichtmetallische Kernschicht 3 übereinander liegen und so erwärmt werden, dass die nichtmetallische Kernschicht 3 in einen Fließzustand übergeht. In diesem Fließzustand kann die nichtmetallische Kernschicht 3 in Rücksprünge bzw. Aussparungen des Profils 5 in der metallischen Deckschicht 2 eindringen und diese füllen. Im Anschluss kühlt der Verbundwerkstoff 1 ab und die nichtmetallische Kernschicht 3 härtet aus.
In den Figuren 2a bis 2c sind unterschiedliche Verbundwerkstücke 1 gemäß verschiedener beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. In Figur 2a um- fasst das Verbundwerkstück 1 eine einzige metallische Deckschicht 2 und eine einzige nichtmetallische Kernschicht 3. In den Figuren 2b und 2c ist jeweils eine nichtmetallische Kernschicht 3 zwischen zwei metallischen Deckschichten 2 in einer Sandwichbauweise angeordnet. Während in Figur 2b beide metallischen Deckschichten 2 ein Profil 5, insbesondere ein Oberflächenprofil aufweisen, ist es für die Ausführungsform aus Figur 2c vorgesehen, dass nur eine der beiden metallischen Deckschichten 2 ein Profil 5, insbesondere ein Oberflächenprofil aufweist. Für die in Figur 2b dargestellte Ausführungsform ist es insbesondere vorgesehen, dass die jeweiligen Profile 5, insbesondere Oberflächenprofile spiegelverkehrt zur als Spiegelebene dienenden nichtmetallischen Kernschicht 3 ausgestaltet sind. In Figur 3 ist ein System aus einer Detektoreinrichtung 6 und einem Verbundwerkstück 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Zur Identifizierung ist es hierbei vorgesehen, dass die Detektoreinrichtung 6 an das Verbundwerkstück 1 herangeführt wird und über dem Markierungsbereich bzw. oberhalb des Markierungsbereichs angeordnet wird. Insbesondere ist die Detektoreinrichtung 6 derjenigen Seite der metallischen Deckschicht 2 zugewandt, die dem Profil 5, insbesondere dem Oberflächenprofil gegenüberliegt. D. h. die Detektoreinrichtung 6 muss derart ausgewählt sein, dass sie in der Lage ist, bei einer Messung durch die metallische Deckschicht 2 das Profil 5, insbesondere das Oberflächenprofil zu erkennen und zu erfassen. Beispielsweise nutzt die Detektoreinrichtung 6 hierzu einen Wirbelstrom, einen Ultraschall oder eine Röntgenstrahlung. Ferner ist es insbesondere vorgesehen, dass das Profil 5, insbesondere das Oberflächenprofil abhängig von der gewählten Detektoreinrichtung 6, z. B. im Hinblick auf ein Aspektverhältnis der das Profil bildenden Vertiefung, ausgestaltet wird.
Vorzugsweise umfasst die Detektoreinrichtung 6 eine Auswerteeinrichtung oder ist mit einer solchen verbunden, wobei mit der Auswerteeinrichtung die von der Detektoreinrichtung er- fassten Informationen mittels datenverarbeitungstechnischen Verfahren, wie z. B. einem C-Scan oder anderen bildgebenden Verfahren sowie Bildanalyseverfahren, dekodiert werden und ein Informationsinhalt der Markierung damit wieder rekonstruiert werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Verbundwerkstück
2 Metallische Deckschicht
3 Nichtmetallische Kernschicht
4 Verbindungsvorrichtung
5 Profil, insbesondere Oberflächenprofil
6 Detektoreinrichtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1 . Verbundwerkstück (1 ) mit mindestens einer metallischen Deckschicht (2) und einer nichtmetallischen Kernschicht (3), wobei die metallische Deckschicht (2) und die nichtmetallische Kernschicht (3) übereinanderliegend miteinander verbunden sind, wobei die metallische Deckschicht (2) in einem Markierungsbereich auf ihrer der nichtmetallischen Kernschicht (3) zugewandten Seite ein Profil (5) , insbesondere ein Oberflächenprofil zur Markierung des Verbundwerkstücks (1 ) aufweist.
2. Verbundwerkstück (1 ) gemäß Anspruch 1 , wobei das Profil (5) derart ausgestaltet ist, dass eine auf den Markierungsbereich ausgerichtete und zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung vorgesehene Detektoreinrichtung (6) das Profil (5) erfasst.
3. Verbundwerkstück (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine zur Bildung des Profils (5) beitragende Profiltiefe weniger als 25%, bevorzugt weniger als 15% und besonders bevorzugt weniger als 10 % einer Deckschichtendicke beträgt.
4. Verbundwerkstück (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Profil (5) in Form einer alphanumerischen Zeichenkette, eines Strichcodes und/oder eines QR-Codes ausgestaltet ist.
5. Verbundwerkstück (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Markierungsbereich in einem festgelegten Teilbereich des Verbundwerkstücks (1 ) angeordnet ist.
6. Verbundwerkstück (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die nichtmetallische Kernschicht (3) zwischen zwei metallischen Deckschichten (2) angeordnet ist, wobei insbesondere im Markierungsbereich beide metallischen Deckschichten (2) jeweils auf ihrer der nichtmetallischen Kernschicht (3) zugewandten Seite ein Profil (5) aufweisen.
7. Verbundwerkstück (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die metallische Deckschicht (2) eine Schichtdicke zwischen 0.1 mm und 0.7 mm aufweist und vorzugsweise aus einem verzinkten Stahl oder aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstücks (1 ), insbesondere eines Verbundwerkstücks (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
— Bereitstellen mindestens einer metallischen Deckschicht (2) und einer nichtmetallischen Kernschicht (3)
— Profilbildung auf einer Oberfläche der metallischen Deckschicht (2)
— Verbinden der metallischen Deckschicht (2) und der nichtmetallischen Kernschicht (3) zur Bildung des Verbundwerkstücks (1 ),
wobei bei der Profilbildung die im Verbundwerkstück (1 ) der nichtmetallischen Kernschicht (3) zugewandte Seite der metallischen Deckschicht (2) zumindest in einem Markierungsbereich zur Markierung des Verbundwerkstücks (1 ) profiliert wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Profilbildung durch eine Lasergravur, eine Funkenerosion oder eine mechanische Abtragung realisiert wird.
10. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die nichtmetallische Kernschicht (3) zum Verbinden der metallischen Deckschicht (2) mit der nichtmetallischen Kernschicht (3) in einen Fließzustand überführt wird.
1 1. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das Verbundwerkstück (1 ) im Markierungsbereich umgeformt wird.
12. System aus einem Verbundwerkstück (1 ), insbesondere eines Verbundwerkstücks (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, und einer Detektoreinrichtung (6) zur Identifizierung des Verbundwerkstücks (1 ).
13. System gemäß Anspruch 12, wobei das System eine Detektoreinrichtung (6) zur Wirbelstromprüfung, zur Ultraschallmessung oder der Röntgenstrahlmessung aufweist.
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