EP3578297A1 - Vorrichtung und verfahren zum mattieren einer oberfläche - Google Patents

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EP3578297A1
EP3578297A1 EP18175773.3A EP18175773A EP3578297A1 EP 3578297 A1 EP3578297 A1 EP 3578297A1 EP 18175773 A EP18175773 A EP 18175773A EP 3578297 A1 EP3578297 A1 EP 3578297A1
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EP
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matted
blasting
jet
abrasive
workpiece
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Erhard Brandl
Marco Karig
Maurice Langer
Thomas Kuntze
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Audi AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/06—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for producing matt surfaces, e.g. on plastic materials, on glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/02—Abrasive blasting machines or devices; Plants characterised by the arrangement of the component assemblies with respect to each other
    • B24C3/04—Abrasive blasting machines or devices; Plants characterised by the arrangement of the component assemblies with respect to each other stationary
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C5/00—Devices or accessories for generating abrasive blasts
    • B24C5/02—Blast guns, e.g. for generating high velocity abrasive fluid jets for cutting materials
    • B24C5/04—Nozzles therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C9/00—Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material
    • B24C9/003—Removing abrasive powder out of the blasting machine

Definitions

  • the invention relates to a device for matting a surface according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for matting a surface with such a device.
  • Devices for matting glossy surfaces of a vehicle and / or a vehicle component are known in numerous variations. These known devices for matting painted surfaces have approximately cuboid jet nozzles or jet chambers. Here, a blasting agent beam is directed approximately perpendicular or at an angle significantly above 60 ° to the surface to be irradiated. A flat matting of the surface is achieved by a relative movement between the workpiece and the nozzle.
  • a method for processing a glossy surface of a vehicle and / or a vehicle component is known, which is painted with a clearcoat layer of a given first layer thickness.
  • a blasting medium is metered into a carrier air flow generated by negative pressure, conveyed in a hose line system to a jet lance and directed to a set by a blasting chamber under vacuum processing surface, then transported back into the air flow, cleaned and optionally circulated.
  • the acceleration of the blasting agent is generated by the negative pressure and the blasting chamber on the processing surface, wherein the blasting agent at least one additional energy pulse through at least one further sucked by the vacuum, at least at atmospheric pressure gas flow to Achieving a lying well above the flow velocity of the carrier air flow end velocity upstream of a dosing is granted.
  • the final velocity is used to set an energy input into the processing surface as a function of the type and shape of the processing surface and of the blasting medium, degree of carrier air stream loading, blasting medium carrier pressure, blasting time and blasting temperature, so that approximately 1 to 50 percent of the given first layer thickness of the clearcoat layer is removed is, whereby the surface of the vehicle and / or the vehicle component is frosted and forms a reduced second layer thickness of the clearcoat film.
  • a generic device for matting surfaces is described.
  • a disadvantage can be considered in the known apparatus and methods for matting a surface, the long duration of the matting process for larger surfaces to be matted, since the area performance of matting results from the relative speed between the workpiece and nozzle or blasting chamber.
  • the invention is based on the object to provide a device and a method for matting a surface, which allow a higher area performance of matting.
  • the workpiece and nozzle remain rigidly to each other during the irradiation process, wherein a direction of a abrasive jet of abrasive material within a Beam chamber in approximately parallel or at an angle less than 30 ° to the interaction opening and the surface to be matted is aligned.
  • a device for matting a surface is understood below to mean an assembly having a nozzle which has the blasting chamber for irradiating a workpiece with an abrasive radiation material.
  • the blasting chamber has at least one planar interaction opening on at least one of its sides, which is intended to be placed in a form-fitting manner on at least one surface to be matted, so that the blasting chamber is thereby closed.
  • a method for matting a surface with such a device comprises the following steps: providing a workpiece with a surface to be matted, placing the device with its planar interaction opening on the area of the surface to be matted, and irradiating the surface with a blasting medium beam of abrasive material in a first beam direction.
  • the abrasive jet of abrasive material is aligned approximately parallel or at an angle less than 30 ° to the interaction opening and the surface to be matted.
  • Embodiments of the invention enable a significantly higher area performance with otherwise identical beam parameters due to a "surface-shaped blasting". This means that at the same time the entire surface to be frosted is irradiated, whereby the blasting material can hit the workpiece several times. Since the workpiece and the nozzle during the irradiation process remain rigid to each other, and the surface performance of matting is determined by the relative speed between the workpiece and the particles of the abrasive material and not by the relative speed between the workpiece and blasting chamber or nozzle, resulting in a much higher Area performance than in the known from the prior art methods and devices. For example, glass breakage or particles of glass with a size of, for example, 150 ⁇ m can be used as the radiation means become. By specifying irradiation time, particle size, particle velocity, material, etc., different matting effects can be achieved.
  • the surfaces to be matted in embodiments of the invention are roughened grooved, so that no craters arise as in a beam angle with a steeper angle than 60 ° aligned.
  • the groove-like roughening of the surface results in a more homogeneous matting on the micro level than in the beam medium beam aligned at a steeper angle than 60 °.
  • the matt surfaces produced are homogeneous.
  • aggressive media can run better through the groove-shaped structure or drain. Overall, a higher chemical resistance of the matting produced results in an advantageous manner.
  • the component handling can be made very ergonomic. Since no moving parts of the system are present, the method according to the invention is very safe.
  • a relative speed between the particles of the abrasive material of the blasting agent jet and the surface to be matted can determine a surface power of the irradiation process.
  • a negative pressure generated in the blasting chamber can connect the at least one interaction opening in a fluid-tight manner to the at least one surface to be matted. Due to the generated negative pressure, a good connection between the at least one surface to be matted and the blasting chamber can be produced in a simple manner. In addition, the safety of the method can be increased, in that starting the blasting process is prevented when the workpiece is not properly connected to the nozzle and no negative pressure can be generated in the blasting chamber.
  • the blasting chamber can have at least one interaction opening at least on an upper side and on an underside, which can each be covered by a surface to be matted.
  • the irradiation can be carried out with high efficiency and without wear of a wall of the blasting chamber or blasting nozzle.
  • a plurality of interaction openings can be formed on the at least one side of the blasting chamber, which can each be covered by a surface to be matted. As a result, several small surfaces or workpieces can be matted at the same time.
  • the jet direction of the abrasive jet of abrasive material can be reversed.
  • the result of the matting can be further improved.
  • a nozzle contour which encloses the at least one interaction opening, be formed as a fixed support frame with a seal on which rests the workpiece with the surface to be matted.
  • the nozzle contour can be formed as a flexible edge with a seal which adapts to a contour of the workpiece in the region of the surface to be matted.
  • the irradiation of the surface can be carried out with a jet stream of abrasive material in a second beam direction, which runs approximately opposite to the first beam direction. Furthermore, the alternate irradiation of the surface with the abrasive jet of abrasive material may be repeated until a desired degree of matting of the surface to be matted is achieved.
  • the surface to be matted can be masked before the irradiation with the blasting agent beam of abrasive material in order to cover areas not to be matted.
  • the surface to be matted can be masked by means of a printing process or a film application.
  • the surface to be matted is preferably masked by means of foil application.
  • the surfaces to be matted are preferably masked by means of a printing process.
  • environmentally friendly water-soluble stripping is printed as a masking on the surface to be matted. This masking can be washed off in an environmentally friendly way with water without chemical additives or with water with light chemical additives again from the frosted surface.
  • FIG. 1 to 4 1, 1A, 1B for matting a surface 12 each comprise a nozzle 3, 3A, 3B, which comprises a blasting chamber 4, 4A, 4B for irradiating a workpiece 10, 10A, 10B with an abrasive radiation material having.
  • the blasting chamber 4, 4A, 4B has on at least one of its sides at least one planar interaction opening 5.2, which is intended to be positively placed on at least one surface 12 to be frosted, so that the blasting chamber 4, 4A, 4B is thereby closed.
  • the workpiece and the nozzle during the irradiation process remain rigidly to each other, wherein a direction of a Strahlkarstrahls 9 of abrasive material within the blasting chamber 4, 4A, 4B approximately parallel or at an angle less than 30 ° to the interaction opening 5.2 and the surface to be matted 12 aligned is.
  • a relative velocity between the particles 8 of the abrasive material of the abrasive jet 9 and the surface 12 to be matted determines a surface power of the irradiation process.
  • the apparatus 1, 1A, 1B for matting a surface comprises in each case two blasting agent connections 7, 7A, 7B, of which a first one depends on the beam direction Blasting agent connection 7, 7A, 7B as a supply 7.1 and a second blasting agent connection 7, 7A, 7B acts as discharge 7.2.
  • a transitional area 6, 6A, 6B is arranged in each case.
  • a first transition region 6, 6A, 6B acts as a distributor 6.1 of the flat abrasive jet 9 and a second transition region 6, 6A, 6B as a collector 6.2.
  • the blasting agent connections 7, 7A, 7B can be connected to a hose and / or pipe system, not shown.
  • a negative pressure is generated in the blasting chamber 4, 4A, 4B, which fluid-tightly connects the interaction opening 5.2 with the surface 12 to be matted.
  • the jet direction of the abrasive jet 9 can be reversed from abrasive material.
  • the workpiece 10A rests on this support name 5A and the seal 5.1, so that the surface 12 to be matted covers the interaction opening 5.2.
  • the shape and dimensions of the support frame 5A and the gasket can be adapted to the shape and dimensions of the workpiece 10A.
  • the workpiece 10A corresponds to an interior trim part.
  • the single interaction opening 5.2 of the blasting chamber 4A is arranged at the top thereof. An underside of the blasting chamber 4A is covered by an unmarked wall.
  • a second interaction opening 5.2 can be formed on the underside of the blasting chamber 4A, which can be covered by another surface 12 to be matted to close the blasting chamber 4A.
  • a plurality of interaction openings 5.2 are formed on at least one side of the blasting chamber 4A, which are each covered by a surface 12 to be frosted.
  • the flexible edge 5B and the seal 5.1 adapts to a contour of the workpiece 10B in the region of the surface 12 to be matted.
  • the workpiece 10B corresponds to a sill, on which an area is to be matted.
  • the method according to the invention for matting a surface 12 with the device 1, 1A, 1B described above comprises the following steps: providing a workpiece 10, 10A, 10B with a surface 12 to be matted, placing the device 1, 1A, 1B with its planar interaction opening 5.2 on the area to be matted of the surface 12, and irradiation of the surface 12 with a blasting material jet 9 of abrasive material in a first beam direction.
  • the blasting agent jet 9 of abrasive material is aligned approximately parallel or at an angle of less than 30 ° to the interaction opening 5.2 and to the matting surface 12.
  • the relative speed between the particles 8 of the abrasive material of the blasting medium jet 9 and the surface 12 to be matted determines a surface power of the irradiation process.
  • the irradiation of the surface 12 to be matted is additionally carried out with a blasting medium jet 9 of abrasive material in a second beam direction, wherein the second beam direction is approximately opposite to the first beam direction.
  • the alternate irradiation of the surface 12 with the abrasive jet 9 of abrasive material is repeated in the illustrated embodiment until a desired degree of matting of the surface 12 to be matted is reached.
  • the irradiation of the surface 12 to be matted can take place only in one beam direction and be carried out until the desired matting effect is achieved.
  • the surface 12 to be matted may be masked before irradiation in order to cover areas which are not to be matted.
  • the surface 12 to be matted of the workpieces 10, 10A, 10B can be automatically masked for series parts by means of a printing process.
  • the surface 12 to be matted can be masked individually by applying a film.
  • environmentally friendly water-soluble strippable is printed as a masking on the surface 12 to be matted. This masking can be washed off or removed from the matted surface 12 in an environmentally friendly way with water without chemical additives or with water with light chemical additives.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1, 1A) zum Mattieren einer Oberfläche (12), mit einer Düse (3, 3A), welche eine Strahlkammer (4, 4A) zur Bestrahlung eines Werkstücks (10, 10A) mit einem abrasiven Strahlungsmaterial aufweist, wobei die Strahlkammer (4, 4A) an mindestens einer ihrer Seiten mindestens eine flächige Interaktionsöffnung (5.2) aufweist, welche dafür vorgesehen ist, formschlüssig auf mindestens eine zu mattierende Oberfläche (12) aufgesetzt zu werden, so dass die Strahlkammer (4, 4A) dadurch geschlossen wird. Erfindungsgemäß bleiben das Werkstück (10, 10A) und die Düse (3, 3A) während des Bestrahlungsvorgangs starr zueinander, wobei eine Richtung eines Strahlmittelstrahls (9) aus abrasiven Material innerhalb der Strahlkammer (4, 4A) in etwa parallel oder unter einem Winkel kleiner 30° zur Interaktionsöffnung (5.2) und der zu mattierenden Oberfläche (12) ausrichtbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mattieren einer Oberfläche gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Mattieren einer Oberfläche mit einer solchen Vorrichtung.
  • Vorrichtungen zum Mattieren von glänzenden Oberflächen eines Fahrzeugs und/oder eines Fahrzeugbauteils sind in zahlreichen Variationen bekannt. Diese bekannten Vorrichtungen zum Mattieren von lackierten Oberflächen weisen etwa quaderförmige Strahldüsen bzw. Strahlkammern auf. Hierbei wird ein Strahlmittelstrahl etwa senkrecht bzw. mit einem Winkel deutlich über 60° auf die zu bestrahlende Oberfläche gerichtet. Eine flächige Mattierung der Oberfläche wird durch eine Relativbewegung zwischen Werkstück und Düse erreicht.
  • Aus der DE 10 2015 013 167 A1 ist ein Verfahren zum Bearbeiten einer glänzenden Oberfläche eines Fahrzeugs und/oder eines Fahrzeugbauteils bekannt, welche mit einer Klarlackschicht einer gegebenen ersten Schichtdicke lackiert ist. Bei dem Verfahren wird ein Strahlmittel in einen durch Unterdruck erzeugten Trägerluftstrom zudosiert, in einem Schlauchleitungssystem zu einer Strahllanze befördert und auf durch eine Strahlkammer unter Unterdruck gesetzte Bearbeitungsfläche gelenkt, von dort in den Luftstrom zurückbefördert, gereinigt und ggf. im Kreislauf gefahren. Hierbei wird die Beschleunigung des Strahlmittels durch den Unterdruck erzeugt und die Strahlkammer auf der Bearbeitungsfläche verschoben, wobei dem Strahlmittel mindestens ein zusätzlicher Energieimpuls durch mindestens einen weiteren vom Unterdruck angesaugten, mindestens unter Atmosphärendruck stehenden Gasstrom zum Erreichen einer deutlich über der Strömungsgeschwindigkeit des Trägerluftstromes liegenden Endgeschwindigkeit stromaufwärts von einem Dosierort erteilt wird. Mit der Endgeschwindigkeit wird ein Energieeintrag in die Bearbeitungsfläche in Abhängigkeit der Parameter Art und Form der Bearbeitungsfläche und des Strahlmittels, Beladungsgrad des Trägerluftstromes mit Strahlmittel, Unterdruck im Trägerluftstrom, Strahlzeit und Strahltemperatur eingestellt, sodass ungefähr 1 bis 50 Prozent der gegebenen ersten Schichtdicke der Klarlackschicht abgetragen wird, wodurch die Oberfläche des Fahrzeugs und/oder des Fahrzeugbauteils mattiert wird und sich eine reduzierte zweite Schichtdicke der Klarlackschicht ausbildet. Zur Durchführung des Verfahrens wird eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Mattieren von Oberflächen beschrieben.
  • Als nachteilig kann bei den bekannten Vorrichtung und Verfahren zum Mattieren einer Oberfläche die lange Dauer des Mattierungsvorgangs bei größeren zu mattierenden Oberflächen angesehen werden, da sich die Flächenleistung des Mattieren aus der Relativgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Düse bzw. Strahlkammer ergibt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Mattieren einer Oberfläche bereitzustellen, welche eine höhere Flächenleistung des Mattierens ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Mattieren einer Oberfläche mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Mattieren einer Oberfläche mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Um eine Vorrichtung zum Mattieren einer Oberfläche bereitzustellen, welche eine höhere Flächenleistung des Mattierens ermöglicht, bleiben Werkstück und Düse während des Bestrahlungsvorgangs starr zueinander, wobei eine Richtung eines Strahlmittelstrahls aus abrasiven Material innerhalb einer Strahlkammer in etwa parallel oder unter einem Winkel kleiner 30° zur Interaktionsöffnung und der zu mattierenden Oberfläche ausrichtbar ist.
  • Unter einer Vorrichtung zum Mattieren einer Oberfläche wird nachfolgend eine Baugruppe mit einer Düse verstanden, welche die Strahlkammer zur Bestrahlung eines Werkstücks mit einem abrasiven Strahlungsmaterial aufweist. Die Strahlkammer weist an mindestens einer ihrer Seiten mindestens eine flächige Interaktionsöffnung auf, welche dafür vorgesehen ist, formschlüssig auf mindestens eine zu mattierende Oberfläche aufgesetzt zu werden, so dass die Strahlkammer dadurch geschlossen wird.
  • Zudem wird ein Verfahren zur Mattierung einer Oberfläche mit einer solchen Vorrichtung vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Werkstücks mit einer zu mattierenden Oberfläche, Aufsetzen der Vorrichtung mit ihrer flächigen Interaktionsöffnung auf den zu mattierenden Bereich der Oberfläche, und Bestrahlung der Oberfläche mit einem Strahlmittelstrahl aus abrasiven Material in eine erste Strahlrichtung. Hierbei wird der Strahlmittelstrahl aus abrasiven Material in etwa parallel oder unter einem Winkel kleiner 30° zur Interaktionsöffnung und der zu mattierenden Oberfläche ausgerichtet.
  • Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen durch ein "flächenförmiges Strahlen" eine deutlich höhere Flächenleistung bei sonst gleichen Strahlparametern. Das bedeutet, dass zeitgleich die gesamte zu mattierende Oberfläche bestrahlt wird, wobei das Strahlgut mehrmals auf das Werkstück auftreffen kann. Da das Werkstück und die Düse während des Bestrahlungsvorgangs starr zueinander bleiben, und die Flächenleistung des Mattierens durch die Relativgeschwindigkeit zwischen Werkstück und den Partikeln des abrasiven Materials bestimmt wird und nicht durch die Relativgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Strahlkammer bzw. Düse, ergibt sich eine sehr viel höhere Flächenleistung als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen. Als Strahlungsmittel können beispielsweise Glasbruch bzw. Partikel aus Glas mit einer Größe von beispielsweise 150µm verwendet werden. Durch Vorgabe von Bestrahlungsdauer, Partikelgröße, Partikelgeschwindigkeit, Material usw. können verschiedene Mattierungseffekte erzielt werden.
  • Zudem werden die zu mattierende Oberfläche bei Ausführungsformen der Erfindung rillenförmig angeraut, so dass keine Krater wie bei einem mit einem steileren Winkel als 60° ausgerichteten Strahlmittelstrahl ergeben. Durch die rillenförmige Anrauung der Oberfläche ergibt sich auf Mikroebene eine homogenere Mattierung als bei dem mit einem steileren Winkel als 60° ausgerichteten Strahlmittelstrahl. Auf Makroebene sind die erzeugten mattierten Oberflächen gleich homogen. Zudem können aggressive Medien durch die rillenförmige Struktur besser ablaufen bzw. abfließen. Insgesamt ergibt sich in vorteilhafter Weise eine höhere Chemikalienbeständigkeit der erzeugten Mattierung.
  • Durch die Anpassung der Düse bzw. Strahlkammer an das zu mattierende Werkstück kann das Bauteilhandling sehr ergonomisch gestaltet werden. Da keine beweglichen Anlagenteile vorhanden sind ist das erfindungsgemäß Verfahren sehr sicher.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung kann eine Relativgeschwindigkeit zwischen den Partikeln des abrasiven Materials des Strahlmittelstrahls und der zu mattierenden Oberfläche eine Flächenleistung des Bestrahlungsvorgangs bestimmen.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung kann ein in der Strahlkammer erzeugter Unterdruck die mindestens eine Interaktionsöffnung fluiddicht mit der mindestens einen zu mattierenden Oberfläche verbinden. Durch den erzeugten Unterdruck kann auf einfache Weise eine gute Verbindung zwischen der mindestens einen zu mattierenden Oberfläche und der Strahlkammer hergestellt werden. Zusätzlich kann die Sicherheit des Verfahrens erhöht werden, in dem ein Starten des Strahlvorgangs verhindert wird, wenn das Werkstück nicht korrekt mit der Düse verbunden ist und kein Unterdruck in der Strahlkammer erzeugt werden kann.
  • Um mehrere Werkstücke bzw. Oberflächen gleichzeitig zu mattieren, kann die Strahlkammer zumindest an einer Oberseite und an einer Unterseite mindestens eine Interaktionsöffnung aufweisen, welcher jeweils von einer zu mattierenden Oberfläche abdeckbar sind. Dadurch kann die Bestrahlung mit einer hohen Effektivität und ohne Verschleiß einer Wandung der Strahlkammer bzw. Strahldüse ausgeführt werden. Handelt es sich um kleine zu mattierende Oberflächen können auf der mindestens einen Seite der Strahlkammer mehrere Interaktionsöffnungen ausgebildet werden, welcher jeweils von einer zu mattierenden Oberfläche abdeckbar sind. Dadurch können mehrere kleine Oberflächen bzw. Werkstücke gleichzeitig mattiert werden.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung kann die Strahlrichtung des Strahlmittelstrahls aus abrasiven Material umgekehrt werden. Durch die wechselweise Bestrahlung der zu mattierenden Oberfläche in entgegengesetzte Strahlrichtungen kann das Ergebnis der Mattierung weiter verbessert werden.
  • In weiter vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung kann eine Düsenkontur, welche die mindestens eine Interaktionsöffnung umschließt, als fester Auflagerahmen mit einer Dichtung ausgebildet werden, auf welchem das Werkstück mit der zu mattierende Oberfläche aufliegt. Alternativ kann die Düsenkontur als flexibler Rand mit einer Dichtung ausgebildet werden, welcher sich an eine Kontur des Werkstücks im Bereich der zu mattierende Oberfläche anpasst.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann die Bestrahlung der Oberfläche mit einem Strahlmittelstrahl aus abrasiven Material in eine zweite Strahlrichtung durchgeführt werden, welche in etwa entgegengesetzt zur ersten Strahlrichtung verläuft. Des Weiteren kann die wechselweise Bestrahlung der Oberfläche mit dem Strahlmittelstrahl aus abrasiven Material wiederholt werden, bis ein gewünschter Mattierungsgrad der zu mattierenden Oberfläche erreicht ist.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann die zu mattierende Oberfläche vor der Bestrahlung mit dem Strahlmittelstrahl aus abrasiven Material maskiert werden, um nicht zu mattierende Bereiche abzudecken. Dadurch können beispielsweise optische Effekte, Schriftzüge, Ornamente, Formen usw. umgesetzt werden. Hierbei kann die zu mattierenden Oberfläche mittels eines Druckverfahrens oder einem Folienauftrag maskiert werden. Für individuelle Mattierungen, wird die zu mattierende Oberfläche vorzugsweise mittels Folienauftrag maskiert. Bei Serienbauteilen werden die zu mattierenden Oberflächen vorzugsweise mittels eines Druckverfahrens maskiert. Vorzugweise wird umweltschonender wasserlöslicher Abziehlack als Maskierung auf die zu mattierende Oberfläche aufgedruckt. Diese Maskierung kann in vorteilhafter Weise umweltschonend mit Wasser ohne chemische Zusätze oder mit Wasser mit leichten chemischen Zusätzen wieder von der mattierten Oberfläche abgewaschen werden.
  • Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Mattieren einer Oberfläche;
    Fig. 2
    eine schematische Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 1;
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Mattieren einer Oberfläche; und
    Fig. 4
    eine schematische Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 3.
  • Wie aus Fig. 1 bis 4 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, 1A, 1B zum Mattieren einer Oberfläche 12 jeweils eine Düse 3, 3A, 3B, welche eine Strahlkammer 4, 4A, 4B zur Bestrahlung eines Werkstücks 10, 10A, 10B mit einem abrasiven Strahlungsmaterial aufweist. Die Strahlkammer 4, 4A, 4B weist an mindestens einer ihrer Seiten mindestens eine flächige Interaktionsöffnung 5.2 auf, welche dafür vorgesehen ist, formschlüssig auf mindestens eine zu mattierende Oberfläche 12 aufgesetzt zu werden, so dass die Strahlkammer 4, 4A, 4B dadurch geschlossen wird.
  • Erfindungsgemäß bleiben das Werkstück und die Düse während des Bestrahlungsvorgangs starr zueinander, wobei eine Richtung eines Strahlmittelstrahls 9 aus abrasiven Material innerhalb der Strahlkammer 4, 4A, 4B in etwa parallel oder unter einem Winkel kleiner 30° zur Interaktionsöffnung 5.2 und der zu mattierenden Oberfläche 12 ausrichtbar ist.
  • Bei Ausführungsformen der Erfindung bestimmt eine Relativgeschwindigkeit zwischen den Partikeln 8 des abrasiven Materials des Strahlmittelstrahls 9 und der zu mattierenden Oberfläche 12 eine Flächenleistung des Bestrahlungsvorgangs.
  • Wie aus Fig. 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, umfasst die Vorrichtung 1, 1A, 1B zum Mattieren einer Oberfläche jeweils zwei Strahlmittelanschlüsse 7, 7A, 7B, von denen in Abhängigkeit von der Strahlrichtung ein erster Strahlmittelanschluss 7, 7A, 7B als Zuführung 7.1 und ein zweiter Strahlmittelanschluss 7, 7A, 7B als Abführung 7.2 wirkt. Zwischen den Strahlmittelanschlüssen 7, 7A, 7B und der Strahlkammer 4, 4A, 4B ist jeweils ein Übergangsbereich 6, 6A, 6B angeordnet. In Abhängigkeit von der Strahlrichtung wirkt ein erster Übergangsbereich 6, 6A, 6B als Verteiler 6.1 des flächigen Strahlmittelstrahls 9 und ein zweiter Übergangsbereich 6, 6A, 6B als Sammler 6.2. Hierbei können die Strahlmittelanschlüsse 7, 7A, 7B mit einem nicht dargestellten Schlauch- und/oder Rohrsystem verbunden werden.
  • Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen wird in der Strahlkammer 4, 4A, 4B ein Unterdruck erzeugt, welcher die Interaktionsöffnung 5.2 fluiddicht mit der zu mattierenden Oberfläche 12 verbindet. Zudem kann die Strahlrichtung des Strahlmittelstrahls 9 aus abrasiven Material umgekehrt werden.
  • Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist eine Düsenkontur 5, welche die Interaktionsöffnung 5.2 umschließt, im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel als fester Auflagerahmen 5A mit einer Dichtung 5.1 ausgebildet. Das Werkstück 10A liegt auf diesem Auflageramen 5A und der Dichtung 5.1 auf, so dass die zu mattierende Oberfläche 12 die Interaktionsöffnung 5.2 abdeckt. Zudem können Form und Abmessungen des Auflagerahmens 5A und der Dichtung an die Form und Abmessungen des Werkstücks 10A angepasst werden. Im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht das Werkstück 10A einem Innenverkleidungsteil. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die einzige Interaktionsöffnung 5.2 der Strahlkammer 4A an deren Oberseite angeordnet. Eine Unterseite der Strahlkammer 4A wird von einer nicht bezeichneten Wandung abgedeckt. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann an der Unterseite der Strahlkammer 4A eine zweite Interaktionsöffnung 5.2 ausgebildet werden, welcher von einer weiteren zu mattierenden Oberfläche 12 abdeckt werden kann, um die Strahlkammer 4A zu schließen. Bei einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind an mindestens einer Seite der Strahlkammer 4A mehrere Interaktionsöffnungen 5.2 ausgebildet, welche jeweils von einer zu mattierenden Oberfläche 12 abdeckbar sind.
  • Wie aus Fig. 3 und 4 weiter ersichtlich ist, ist die Düsenkontur 5, welche die Interaktionsöffnung 5.2 umschließt, im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel als flexibler Rand 5B mit einer Dichtung 5.1 ausgebildet. Hierbei passt sich der flexible Rand 5B und die Dichtung 5.1 an eine Kontur des Werkstücks 10B im Bereich der zu mattierenden Oberfläche 12 an. Im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel entspricht das Werkstück 10B einem Schweller, an welchem ein Bereich mattiert werden soll.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Mattierung einer Oberfläche 12 mit der oben beschriebenen Vorrichtung 1, 1A, 1B umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Werkstücks 10, 10A, 10B mit einer zu mattierenden Oberfläche 12, Aufsetzen der Vorrichtung 1, 1A, 1B mit ihrer flächigen Interaktionsöffnung 5.2 auf den zu mattierenden Bereich der Oberfläche 12, und Bestrahlung der Oberfläche 12 mit einem Strahlmittelstrahl 9 aus abrasiven Material in eine erste Strahlrichtung. Hierbei wird der Strahlmittelstrahl 9 aus abrasiven Material in etwa parallel oder unter einem Winkel kleiner 30° zur Interaktionsöffnung 5.2 und zur mattierenden Oberfläche 12 ausgerichtet.
  • Wie oben bereits ausgeführt ist, bestimmt die Relativgeschwindigkeit zwischen den Partikeln 8 des abrasiven Materials des Strahlmittelstrahls 9 und der zu mattierenden Oberfläche 12 eine Flächenleistung des Bestrahlungsvorgangs.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Bestrahlung der zu mattierenden Oberfläche 12 zusätzlich mit einem Strahlmittelstrahl 9 aus abrasiven Material in eine zweite Strahlrichtung durchgeführt, wobei die zweite Strahlrichtung in etwa entgegengesetzt zur ersten Strahlrichtung verläuft. Die wechselweise Bestrahlung der Oberfläche 12 mit dem Strahlmittelstrahls 9 aus abrasiven Material wird im dargestellten Ausführungsbeispiel wiederholt, bis ein gewünschter Mattierungsgrad der zu mattierenden Oberfläche 12 erreicht ist. Alternativ kann die Bestrahlung der zu mattierenden Oberfläche 12 nur in eine Strahlrichtung erfolgen und so lange durchgeführt werden, bis der gewünschte Mattierungseffekt erreicht ist.
  • Zur Erzielung von bestimmten Mattierungseffekten kann die zu mattierende Oberfläche 12 vor der Bestrahlung maskiert werden, um nicht zu mattierende Bereiche abzudecken. Die zu mattierenden Oberfläche 12 der Werkstücke 10, 10A, 10B können für Serienteile mittels eines Druckverfahrens automatisch maskiert werden. Bei individuellen Werkstücken 10, 10A, 10B kann die zu mattierende Oberfläche 12 durch Folienauftrag einzeln maskiert werden. Vorzugweise wird umweltschonender wasserlöslicher Abziehlack als Maskierung auf die zu mattierende Oberfläche 12 aufgedruckt. Diese Maskierung kann in vorteilhafter Weise umweltschonend mit Wasser ohne chemische Zusätze oder mit Wasser mit leichten chemischen Zusätzen wieder von der mattierten Oberfläche 12 abgewaschen bzw. entfernt werden.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1, 1A, 1B
    Vorrichtung zum Mattieren von Oberflächen
    3, 3A, 3B
    Düse
    4, 4A, 4B
    Strahlkammer
    5
    Düsenkontur
    5A
    fester Auflagerahmen
    5B
    flexibler Rand
    5.1
    Dichtung
    5.2
    Interaktionsöffnung
    6
    Übergangsbereich
    6.1
    Verteiler
    6.2
    Sammler
    7, 7A, 7B
    Strahlmittelanschluss
    7.1
    Zuführung
    7.2
    Abführung
    8
    Partikel
    9
    Strahlmittelstrahl
    10, 10A, 10B
    Werkstück
    12
    zu mattierende Oberfläche

Claims (14)

  1. Vorrichtung (1, 1A, 1B) zum Mattieren einer Oberfläche (12), mit einer Düse (3, 3A, 3B), welche eine Strahlkammer (4, 4A, 4B) zur Bestrahlung eines Werkstücks (10, 10A, 10B) mit einem abrasiven Strahlungsmaterial aufweist, wobei die Strahlkammer (4, 4A, 4B) an mindestens einer ihrer Seiten eine mindestens eine flächige Interaktionsöffnung (5.2) aufweist, welche dafür vorgesehen ist, formschlüssig auf mindestens eine zu mattierende Oberfläche (12) aufgesetzt zu werden, so dass die Strahlkammer (4, 4A, 4B) dadurch geschlossen wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Werkstück (10, 10A, 10B) und die Düse (3, 3A, 3B) während des Bestrahlungsvorgangs starr zueinander bleiben, wobei eine Richtung eines Strahlmittelstrahls (9) aus abrasiven Material innerhalb der Strahlkammer (4, 4A, 4B) in etwa parallel oder unter einem Winkel kleiner 30° zur Interaktionsöffnung (5.2) und der zu mattierenden Oberfläche (12) ausrichtbar ist.
  2. Vorrichtung (1, 1A, 1B) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Relativgeschwindigkeit zwischen den Partikeln (8) des abrasiven Materials des Strahlmittelstrahls (9) und der zu mattierenden Oberfläche (12) eine Flächenleistung des Bestrahlungsvorgangs bestimmt.
  3. Vorrichtung (1, 1A, 1B) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Strahlkammer (4, 4A, 4B) erzeugter Unterdruck die mindestens eine Interaktionsöffnung (5.2) fluiddicht mit der mindestens einen zu mattierenden Oberfläche (12) verbindet.
  4. Vorrichtung (1, 1A, 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlrichtung des Strahlmittelstrahls (9) aus abrasiven Material umkehrbar ist.
  5. Vorrichtung (1, 1A, 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlkammer (4, 4A, 4B) zumindest an einer Oberseite und an einer Unterseite mindestens eine Interaktionsöffnung (5.2) aufweist, welcher jeweils von einer zu mattierenden Oberfläche (12) abdeckbar sind.
  6. Vorrichtung (1, 1A, 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlkammer (4, 4A, 4B) an der mindestens einen Seite mehrere Interaktionsöffnungen (5.2) aufweist, welche jeweils von einer zu mattierenden Oberfläche (12) abgedeckt sind.
  7. Vorrichtung (1, 1A, 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Düsenkontur (5), welche die mindestens eine Interaktionsöffnung (5.2) umschließt, als fester Auflagerahmen (5A) mit einer Dichtung (5.1) ausgebildet ist, auf welchem das Werkstück (10, 10A) mit der zu mattierende Oberfläche (12) aufliegt.
  8. Vorrichtung (1, 1A, 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Düsenkontur (5), welche die mindestens eine Interaktionsöffnung (5.2) umschließt, als flexibler Rand (5B) mit einer Dichtung (5.1) ausgebildet ist, welcher sich an eine Kontur des Werkstücks (10, 10B) im Bereich der zu mattierende Oberfläche (12) anpasst.
  9. Verfahren zur Mattierung einer Oberfläche (12) mit einer Vorrichtung (1, 1A, 1B), welche nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist, mit folgenden Schritten:
    Bereitstellen eines Werkstücks (10, 10A, 10B) mit einer zu mattierenden Oberfläche (12),
    Aufsetzen der Vorrichtung (1, 1A, 1B) mit ihrer flächigen Interaktionsöffnung (5.2) auf den zu mattierenden Bereich der Oberfläche (12),
    Bestrahlung der Oberfläche (12) mit einem Strahlmittelstrahl (9) aus abrasiven Material in eine erste Strahlrichtung, wobei der Strahlmittelstrahl (9) aus abrasiven Material in etwa parallel oder unter einem Winkel kleiner 30° zur Interaktionsöffnung (5.2) und der zu mattierenden Oberfläche (12) ausgerichtet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung der Oberfläche (12) mit dem Strahlmittelstrahl (9) aus abrasiven Material in eine zweite Strahlrichtung durchgeführt wird, wobei die zweite Strahlrichtung in etwa entgegengesetzt zur ersten Strahlrichtung verläuft.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wechselweise Bestrahlung der Oberfläche (12) mit dem Strahlmittelstrahl (9) aus abrasiven Material wiederholt wird, bis ein gewünschter Mattierungsgrad der zu mattierenden Oberfläche (12) erreicht ist.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zu mattierende Oberfläche (12) vor der Bestrahlung mit dem Strahlmittelstrahl (9) aus abrasiven Material maskiert wird, um nicht zu mattierende Bereiche abzudecken.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zu mattierenden Oberfläche (12) mittels eines Druckverfahrens oder einem Folienauftrag maskiert wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass wasserlöslicher Abziehlack als Maskierung auf die zu mattierende Oberfläche (12) aufgedruckt wird.
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