EP4263117A1 - Verfahren zum behandeln einer oberfläche mit ir-laserlicht - Google Patents

Verfahren zum behandeln einer oberfläche mit ir-laserlicht

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EP4263117A1
EP4263117A1 EP21839358.5A EP21839358A EP4263117A1 EP 4263117 A1 EP4263117 A1 EP 4263117A1 EP 21839358 A EP21839358 A EP 21839358A EP 4263117 A1 EP4263117 A1 EP 4263117A1
Authority
EP
European Patent Office
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laser
laser beam
deflection unit
laser light
path
Prior art date
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Pending
Application number
EP21839358.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bettina KRÖGER-KALLIES
Stefan Kreling
Jörg IHDE
Thomas WÜBBEN
Uwe Specht
Markus VELTRUP
Daniel Lahidjanian
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.)
Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations 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 Airbus Operations GmbH filed Critical Airbus Operations GmbH
Publication of EP4263117A1 publication Critical patent/EP4263117A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
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    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/3568—Modifying rugosity
    • B23K26/3584—Increasing rugosity, e.g. roughening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/30—Organic material
    • B23K2103/42—Plastics

Definitions

  • the present invention relates to a method for treating a surface with infrared laser light. More particularly, the present invention relates to a method of treating a polymer-coated surface with near-infrared laser light from a laser source having a pulse fluence of 0.01 to 50 J/cm2.
  • DE 10 2009 029 915 A1 proposes using a CO2 laser and guiding the laser beam generated with it over the surface of a component.
  • pre-treatment with a CO2 laser potentially results in greater paint removal due to the wavelength. This can lead to changes, at least in the area of the surface, which, due to the large laser spot used in DE 10 2009 029 915 A1, cause visible changes in the surface structure result, which are still visible even after applying a paint and affect the paint finish.
  • the invention is therefore based on the object of providing an improved method for pretreating a surface, in particular a surface coated with a polymer.
  • an apparatus for pretreating a surface comprises a laser source configured to emit a laser light and a deflection unit configured to direct the laser light onto the surface as a laser beam and move across the surface along a path.
  • the laser source can be a conventional laser, for example an industrially used laser.
  • the deflection unit can be implemented as an optical deflection unit, for example with one or more mirrors and/or prisms.
  • the laser source is set up to generate an infrared laser beam in the near-infrared range.
  • the laser source can generate a pulsed infrared laser beam with which a pulse fluence of 0.01 to 50 J/cm2 is achieved.
  • the pulse fluence is the area energy of the laser beam during a pulse, i.e. the pulse energy (J) per focus diameter (cross-sectional area of the laser beam or area of the laser spot).
  • the pulse fluence can preferably be 0.1 to 10 J/cm2 and particularly preferably 0.5 to 1 J/cm2.
  • This pulse fluence allows energy to be introduced into the surface in a targeted manner, for example of an aircraft component, which in fact enables the surface to be activated.
  • the surface is not heated in its depth (layer thickness) and the associated component. As a result, changes in the surface due to excessive thermal stress can be avoided.
  • a near-infrared laser beam i.e. a laser beam in the short-wavelength infrared range between 810 and 5,000 nm
  • a laser source can preferably be used which generates a laser beam with a wavelength between 950 and 1500 nm, particularly preferably with a wavelength of 1064 nm.
  • the near-infrared laser beam can be used specifically in layers with particles that absorb infrared light to activate the layer. These layers can, for example, be heated in a targeted manner by the infrared laser beam, so that they become at least partially detached and/or at least partially detached from the underlying layers.
  • the surface can be a polymer-coated surface, such as a painted surface and/or a surface having particles and/or pigments.
  • a maximum of 50%, preferably a maximum of 25% and particularly preferably a maximum of 10% of the original polymeric layer are removed.
  • the entire polymeric layer can also be removed at the site where the laser has acted.
  • Activation is understood here to mean the removal of a (very thin) outer part of a layer, as a result of which the layer acquires better adhesion properties for other layers subsequently applied thereto, for example a (further) paint finish.
  • an existing layer is at least partially detached which, viewed from the outside, has first particles which are excited by the infrared light.
  • a layer that has particles is, in particular, a layer that includes a polymer, with which the surface is coated.
  • the polymer layer can, for example, comprise fillers which bring about heterogeneous absorption of the laser light.
  • the polymer layer can be a pre-existing finish on the surface.
  • particles or paint pigments are usually used here, such as titanium dioxide (for light or white colors) through to carbon black particles (for dark or black/grey colors). These particles/pigments are very well suited to absorbing the infrared laser light and thus activating the layer. With the stated pulse fluence, the particles/pigments can detach within the layer and from the layer below lead layer material.
  • the particles/pigments can change their consistency under the influence of the laser light, as a result of which part of the layer in the vicinity of the particles/pigments detaches and/or the particles/pigments (allow) to be removed from the underlying layer material. This enables a thin and even treatment of the surface.
  • contaminants on the outermost layer of the device can be thermally activated by the near-infrared laser beam, thereby removing the contaminants.
  • An underlying layer, in particular a layer that is transparent to infrared light, is not activated by the laser beam and thus remains on the component.
  • the outermost surface layer can be (partially) transparent to infrared light before color pigments appear when viewed in the thickness direction of the layer.
  • the outermost transparent layer of the primer or base coat can be removed by thermally activating the "first layer" of primer up to or including the color pigments.
  • the surface of the component pretreated in this way has very good adhesion properties for a subsequent applied paintwork.
  • the microscopic enlargement of the effective surface can be seen here in comparison to the original (untreated) polymeric surface.
  • a laser source with an average power of between 5 and 1000 W, preferably a laser source with 50 to 500 W, can be used.
  • Such a laser source is particularly compact and therefore light, which means that the device can be designed more simply overall.
  • the device can also comprise at least one robotic arm to which the deflection unit is attached.
  • the at least one robotic arm can be set up to perform a movement relative to the surface.
  • the deflection unit can thus be moved over a large area of the surface or of the component comprising the surface or the entire component move. The area on the component that can be treated is therefore not defined solely by the deflection unit.
  • the deflection unit can always be optimally aligned with the surface of the component using a robot arm that can be moved around three axes.
  • a distance between the deflection unit and the surface of the component and an angle of incidence of the laser beam on the surface of the component can be kept as constant as possible.
  • the angle of incidence of the laser beam on the surface of the component can be kept at 90° if possible, for example within a range between 85° and 95°.
  • the device can comprise a work table, to which a component comprising the surface is fastened.
  • the work table can be set up to carry out at least one two-dimensional movement relative to the deflection unit. The movement can of course also be carried out relative to the robot arm. As a result, the area of the surface of the component that can be treated can be further increased, especially in the event that a robot arm alone cannot reach all areas of the surface of the component.
  • the device can also comprise an optical fiber line, which is arranged between the laser source and the deflection unit and is set up to guide the laser light of the laser source to the deflection unit.
  • the optical fiber line can be implemented in the form of a fiber optic cable, for example.
  • the usually heavier and more complex laser source can be locally separated from the deflection unit by the fiber line, which facilitates movement of the deflection unit over the surface of the component.
  • An optical fiber line is particularly advantageous in interaction with a robot arm, since the optical fiber line can easily accompany the movement of the robot arm.
  • near-infrared laser light can be guided through an optical fiber line.
  • CO2 laser sources are usually more complex and therefore heavier in their construction. The use of near-infrared laser light proposed here thus offers many advantages, particularly when it comes to automating the pre-treatment of large aircraft components.
  • the laser source can also be set up to emit the infrared laser beam with a pulse length or pulse duration of 0.01 to 10,000 ns, 0.1 to 10,000 ns, 1 to 10,000 ns, 1 to 1000 ns, or 10 to 1000 ns, or a range with a combination of these range values, preferably 1 to 1000 ns.
  • the deflection unit can also be set up to generate a laser point on the surface with a diameter of between 1 and 10,000 ⁇ m, preferably between 10 and 1,000 ⁇ m and particularly preferably between 10 and 100 ⁇ m. Such a small laser point enables the surface to be treated evenly, regardless of its surface structure.
  • aircraft components are assembled with fasteners, such as rivets.
  • the rivet heads represent a bump on the surface of the aircraft component.
  • the very small laser spot allows the laser beam to be optimally aimed at any portion of the aircraft component, including such fasteners and other elements spatially deviating from the surface.
  • the advantage of a near-infrared laser is particularly evident in comparison to conventional grinding processes, in which more material can be removed from such elevations in the event of improper use.
  • the laser source can be set up to set an energy distribution on the laser point in the focus of the laser beam according to a specific profile.
  • the energy distribution can be set as a flattop profile or a Gaussian profile.
  • the laser source can also be set up to set a round or angular beam profile.
  • the device can also include at least one sensor that is set up to detect a surface condition of the surface.
  • the sensor can be set up to detect and evaluate laser light that is reflected by the surface.
  • an alignment of the surface can be determined, after which an alignment of the laser beam can be adjusted.
  • Contamination or a color of the outer layer of the surface can also be determined, after which laser parameters (frequency, pulse length, laser spot size, wavelength, fluence, etc.) can be adjusted by the laser source in order to achieve optimal processing/activation of the surface.
  • the deflection unit can also be set up to move the laser point step by step along the path, with a temporally earlier laser point being spatially overlapped by a temporally subsequent laser point.
  • the deflection unit is controlled in such a way that the laser beam always hits a point on the surface, with subsequent points having a cut surface (overlapping surface). Energy from the laser beam acts more frequently on the cut surface, since this surface is multiplied by Laser beam is treated, whereby the laser power brought onto/into the surface is accumulated.
  • the size of the cut surface i.e. varying a step size of the step-by-step movement of the laser point, the energy input into the surface can be at least partially determined.
  • the deflection unit can also be set up to move the laser point line by line along the path.
  • a given area can be treated by laser points arranged in rows.
  • Consecutive laser points can be guided through the rows in a serpentine manner (i.e. along a continuous S-shaped path, with the scanning direction being reversed in adjacent rows).
  • successive laser points can be guided through the lines with the same scanning direction.
  • a chronologically earlier laser point of a first line can be spatially overlapped by a chronologically subsequent laser point of a second line.
  • a laser spot of a first line and a laser spot of an adjacent second line form an intersection (overlap area). More energy is applied to the cut surface by the laser beam because this surface is repeatedly treated by the laser beam.
  • the size of the cut surface i.e. varying a line spacing of the line-by-line movement of the laser point, the energy input into the surface can be at least partially determined.
  • a line spacing between two adjacent lines of the path can be between 0.001 and 10 mm, preferably between 0.01 and 1 mm, and particularly preferably between 0.01 and 0.1 mm.
  • a small distance between the lines can be selected if the power of the laser and the resulting pulse fluence are set lower.
  • a line spacing of 0.01 mm can be set with a laser power of 10 W.
  • the line spacing can be set to 0.05 mm with a laser power of 100 W.
  • the overlapping areas are correspondingly larger or smaller.
  • the line spacing can also depend on a laser point size (area or diameter of the laser point).
  • a feed between two lines can be between 5 and 95%, preferably between 30 and 60%, of the laser spot size.
  • the laser source can also be set up to generate the pulsed laser beam with a frequency between 50 kHz and 10 MHz (10,000 kHz), preferably with a frequency of 150 kHz. The laser beam pulsed in this way enables the accumulated energy input per area (the surface) to be determined in a targeted manner. This enables an even surface treatment to be achieved.
  • the deflection unit can be set up to move the laser point along the path in such a way that the pulsed laser beam is emitted onto each laser point between 1 and 15 times, preferably between 2 and 5 times.
  • the pulsed laser beam is emitted multiple times onto a specific laser point before the deflection unit deflects the laser beam onto the next neighboring laser point.
  • the accumulated energy input per area is also determined by the frequency with which the same area on the surface is treated with the laser beam. By varying the number of times a laser beam strikes the same laser spot (same area), the treatment of the surface can be determined.
  • the deflection unit can also be set up to scan the laser beam along the path at a scanning speed of between 100 and 1,000,000 mm/s, preferably between 500 and 500,000 mm/s and particularly preferably between 500 and 500,000 mm/s move.
  • the scanning speed of the laser beam can, for example, correspond to the movement of the laser point within a line.
  • path parameters and/or laser parameters can be varied in order to achieve a desired accumulated energy input into the surface. For example, a layer thickness that is removed from the surface of the component can be determined in this way.
  • the path parameters include a progression speed of the laser (scanning speed), a distance between lines of the path, a distance between laser points along the path and thus a size of overlapping areas of adjacent laser points.
  • the laser parameters include the fluence of the laser, a pulse length of the laser, a pulse frequency, a laser spot size (e.g. diameter), the wavelength of the laser light.
  • the deflection unit may be further configured to determine the path across the surface such that the laser fluence (irradiance) on the surface is between 800 and 9000 mJ/cm 2 .
  • Different can Path parameters and/or laser parameters can be varied to achieve the desired laser fluence.
  • the device can also include a suction device.
  • the suction device can be arranged close to the deflection unit and/or close to the surface to be treated, in order to remove ablation products, ie material that detaches from the surface as a result of the laser effect. On the one hand, this reduces the subsequent cleaning effort required for the surface. On the other hand, it also prevents the deflection unit or other optical elements from getting dirty.
  • the device can also include a fan, which is arranged opposite the suction device, so that the deflection unit or at least the laser beam is/are between the fan and the suction device. This creates an airflow above the surface to ensure efficient removal of the debris.
  • a method for treating a surface coated with a polymer comprises the following steps:
  • a laser source arranged to generate an infrared laser beam in the near-infrared range with a pulse fluence of 0.01 to 50 J/cm2;
  • the method can also include generating, by the deflection unit, a laser point on the aircraft component surface with a diameter between 1 and 10,000 ⁇ m, preferably with a diameter between 10 and 1,000 ⁇ m and particularly preferably between 10 and 100 ⁇ m.
  • the method can also include the step of generating a laser point on the surface, carried out by the deflection unit.
  • the deflection unit can also include moving the laser point along the path in steps, where a temporally earlier laser point is spatially overlapped by a temporally subsequent laser point.
  • the deflection unit can include moving the laser point along the path in lines, with a temporally earlier laser point of a first line being spatially overlapped by a temporally subsequent laser point of a second line.
  • the method can also include painting an area of the surface (of the aircraft component), the area having previously been treated by the laser light.
  • the previously performed method steps for treating the surface (of the aircraft component) with the laser light serve as a pretreatment of at least one specific area of the surface (of the aircraft component).
  • the surface quality thus achieved in the at least one specific area enables very good adhesion properties for the painting (of the aircraft component) that is subsequently carried out. This can be achieved on the one hand by cleaning the surface (removing impurities) and on the other hand by changing the surface (activating it for subsequent painting).
  • FIG. 1 schematically shows a device for pretreating an aircraft component surface
  • FIG. 2 shows schematically different states during a treatment of a surface of an aircraft component
  • FIG. 3 shows schematically the movement of a laser light along a path; and
  • FIG. 4 schematically shows a flow chart of a method for pretreating an aircraft component surface.
  • FIG. 1 shows a schematic of a device 100 for (pre)treating a surface 11, in particular a surface 11 of an aircraft component 10.
  • the device 100 comprises a laser source 110 which emits pulsed laser light.
  • the device 100 also includes a deflection unit 115 which is set up to direct the laser light from the laser source 110 as a laser beam 111 onto the surface 11 of the aircraft component 10 . Furthermore, the deflection unit 115 moves the laser beam 111 over the surface 11 of the aircraft component 10 along a path 40 (see FIGS. 2 and 3).
  • the deflection unit 115 can be attached to a robotic arm 150 of the device 100 .
  • the robot arm 150 can be set up to carry out a movement relative to the aircraft component 10 .
  • the robot arm 150 can move the deflection unit 115 relative to the aircraft component 10 so that the deflection unit 115 reaches at least part of the surface 11 of the aircraft component 10 with the laser beam 111 without the aircraft component 10 being moved.
  • the aircraft component 10 can also be moved.
  • it may be attached to or mounted on a work table 160 .
  • the work table 160 can be set up to perform a movement relative to the deflection unit 115 or the robot arm 150 . This increases the area in which the deflection unit 115 reaches the surface 11 of the aircraft component 10, for example the entire aircraft component surface 11.
  • the laser beam 111 can be aligned as optimally as possible on the surface 11 of the aircraft component 10.
  • aircraft components 10 often include fasteners, such as rivets 20, protruding from the surface 11 of the aircraft component.
  • Indentations 15 or other structural changes in the otherwise smooth and/or even surface 11 can also be present.
  • An optimal alignment of the laser beam 111 (an optimal angle of incidence) on the surface 11 is, for example, in a range around 90° (substantially perpendicular to the surface 11).
  • the laser beam 111 can also be used in the area of rivets 20, depressions 15 or other areas in which the surface 11 changes into another direction than in other areas, an optimal angle of incidence on the surface 11, 15, 20 have.
  • the device 100 may further comprise an optical fiber line 111 arranged between the laser source 110 and the deflection unit 115 .
  • the laser light generated by the laser source 110 can be guided to the deflection unit 115 through the optical fiber line 116 .
  • the laser source 110 is set up to generate an infrared laser beam 111 in the near-infrared range.
  • the laser source 110 can generate a laser beam 111 with a wavelength of 1064 nm.
  • the laser source 110 is set up to generate the laser beam 111 with a pulse fluence of 0.01 to 50 J/cm2.
  • the deflection unit 115 can be set up to determine the path 40 over the surface of the aircraft component 10 in such a way that an accumulated energy input into the surface 11 of the aircraft component 10 leads to an activation of the surface.
  • the energy thus applied to/into the surface 11 leads to the heating of the surface 11, as a result of which surface material is detached, as is illustrated schematically by an evaporation/detachment 120.
  • FIG. This evaporation 120 of surface material corresponds to a (pre)treatment of the surface 11 of the aircraft component 10.
  • the ablation products generated during the evaporation 120 can be removed by a suction device 170.
  • the suction device 170 can also be attached to a robot arm 150, for example. This can be the same robotic arm 150 to which the deflection unit 115 is attached, or a separate robotic arm (not shown).
  • contamination 30 can be present in the form of a large number of particles adhering to surface 11 .
  • the deflection unit 115 can now guide the laser beam 111 essentially perpendicular to the aircraft component 10 along the path 40 .
  • the energy of the near-infrared laser beam 111 heats the particles 30, as a result of which they vaporize (120) or at least flake off the surface 11 of the aircraft component 10.
  • the near-infrared laser beam 111 can also be adjusted in such a way that it penetrates an upper (outer) layer 12 on the aircraft component 10 and detaches this layer 12 (120), as shown in view c) of FIG is.
  • Layer 12 (viewed in the direction of layer thickness, ie from top to bottom in FIG. 2) can also only be part of a layer applied to aircraft component 10, such as a thin partial area of a primer or already existing paintwork.
  • This thin part 12 of the layer can be detached, for example, by the laser beam 111 heating the first pigments (as viewed from the outside) in the layer applied to the aircraft component 10, causing them to flake off an underlying part of the applied layer.
  • the underlying part of the applied layer remains on the aircraft component 10.
  • a very good activation of the surface 11 of the component 10 can be achieved for subsequent treatments, for example applying a further or renewed painting.
  • both the particles 30 from the surface and the layer 12 can be removed by the laser beam 111 in one work step.
  • a treatment of the surface 11 of the aircraft component 10 is shown schematically in view d) of FIG. 2, with the laser beam 111 producing a surface structure 14 .
  • the heating 120 of the surface 11 introduced by the laser beam 111 can take place down to a specific depth.
  • the thickness of the layer 12 that is removed can be changed.
  • a surface structure 14 can be produced by removing different layer thicknesses in certain areas.
  • the deflection unit 115 is set up to generate a laser point 111-1 to 111-n on the aircraft component surface 11 and to guide this laser point 111-1 to 111-n along a path 40, for example.
  • This is shown in more detail in FIG. 3 by way of example.
  • Each laser point 111-1 to 111-n can, for example, have a diameter 112 between 1 and 10,000 ⁇ m, for example a diameter
  • a chronologically earlier laser point 111-1 can be spatially overlapped by a chronologically subsequent laser point 111-2, that is to say have an overlapping area 113. Especially in the area of the overlapping area
  • the laser beam 111 hits the surface 11 several times, causing more energy in the surface 11 is introduced. In other words it can be in the surface
  • the laser source 110 can emit the laser beam 111 as a pulsed laser beam
  • the deflection unit 115 can move the laser point 111-1 to 111-n along the path 40 in such a way that the pulsed laser beam 111 impinges on each laser point 111-1 to 111-n with a certain number of times.
  • the laser beam 111 can be emitted onto the surface 1 to 15 times per laser point 111-1 to 111-n, preferably between 2 and 5 times, i.e. impinge on the surface 11.
  • the deflection unit 115 can be set up to move the laser beam 111 along the path 40 at a scanning speed of between 100 and 1,000,000 mm/s, preferably between 500 and 500,000 mm/s and particularly preferably between 500 and 500,000 mm/s .
  • the frequency with which the laser beam 111 strikes a laser point 111-1 to 111-n can thus be determined.
  • FIG. 3 also shows that the deflection unit 115 can move the laser beam 111 line by line along the path 40 .
  • Three lines of the path 40 are shown in FIG. 3 purely as an example.
  • the course of the path 40 shown here in an S-shape is merely an example. Of course, each line can start on the same page, for example on the left in Figure 3.
  • the deflection unit 115 can move the laser beam 111 in such a way that a temporally earlier laser point 111-1 of a first line is spatially overlapped by a temporally subsequent laser point 111-m of a second line.
  • An overlapping area 51 between adjacent laser points 111-1 to 111-n of two adjacent lines is determined by the line spacing 41 in conjunction with the diameter 112 of each laser point 111-1 to 111-n.
  • the accumulated energy input into the surface 11 of the aircraft component 10 is also increased in this overlapping region 51 generated line by line and can be determined at least partially by the line spacing 51 .
  • FIG. 4 shows an exemplary method for treating a surface 11.
  • a laser source 110 emits a pulsed laser light with a pulse fluence of 0.01 to 50 J/cm2.
  • the laser source 110 serves in particular the generation of an infrared laser beam in the near infrared range.
  • the laser light is aligned by a deflection unit 115 as a laser beam 111 onto the surface 11 (eg of the aircraft component 10).
  • the deflection unit 115 can also move the laser light over the surface 11 along a path 40 in a further step 210 .
  • This surface 11 is cleaned and/or activated by the accumulated energy input into the surface 11 by means of a laser beam 111 .
  • a laser beam 111 As a result, in a step 220, the area of the surface 11 treated in this way can be painted (again).
  • the pre-treatment by means of a laser beam 111 significantly increases the adhesion properties of the surface 11 for (re)painting.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Vorbehandlung einer mit einem Polymer lackierten und Partikel und/oder Pigmente aufweisenden Oberfläche (11) beschrieben, wobei durch eine Laserquelle (110) Laserlicht emittiert, insbesondere ein gepulster Infrarot-Laserstrahl (111) im Nah-Infrarot-Bereich mit einer Pulsfluenz von 0,01 bis 50 J/cm2 erzeugt wird. Das Verfahren umfasst ferner ein Ausrichten des Laserlichts durch eine Ablenkeinheit (115) als Laserstrahl (111) auf die Oberfläche (11) und ein Bewegen des Laserlichts über die Oberfläche (11) entlang eines Pfades (40). Das Emittieren des gepulsten Laserlichts umfasst ein Einstellen der Pulsfluenz, sodass erste dem Laserstrahl (111) zugewandten Partikel und/oder Pigmente der Oberfläche (11) das gepulste Infrarot-Laserlicht (111) absorbieren und sich ein Teil der Oberfläche ablöst, wobei die Schichtdicke des Polymers nach dem Ablösen größer gleich 50 %, bevorzugt größer gleich 75 %, besonders bevorzugt größer gleich 90% der ursprünglichen Schichtdicke des Polymers beträgt.

Description

Verfahren zum Behandeln einer Oberfläche mit IR-Laserlicht
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer Oberfläche mit Infrarot-Laserlicht. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Behandeln einer mit einem Polymer beschichteten Oberfläche mit Nah-Infrarot- Laserlicht aus einer Laserquelle mit einer Pulsfluenz von 0,01 bis 50 J/cm2.
Viele Bauteile müssen gute Hafteigenschaften für einen aufzubringenden Lack aufweisen, damit die Lackierung eine hohe Lebensdauer hat. Insbesondere Flugzeugbauteile, die eine Außenhaut des Flugzeugs bilden, sind oft hohen Belastungen ausgesetzt, zum Beispiel starken Temperaturschwankungen und natürlich hohe Überströmungsgeschwindigkeiten. Diese äußeren Lackschichten müssen dauerhaft sehr gut auf dem Bauteil haften. Dafür ist es notwendig, die Oberfläche des Bauteils (Bauteilmaterial, Verbinder wie zum Beispiel Nietköpfe, Dichtungen, Scharniere, etc.), aber auch eine bereits vorhandene äußere Beschichtung (Grundierung, antistatische Farbe, Erosionsschutz, Korrosionsschutz, frühere Lackierung, etc.) einerseits zu reinigen (Entfernen von anhaftenden Verunreinigungen), und andererseits für die Lackierung vorzubereiten, d.h. die Oberfläche bzw. äußere Beschichtung zu aktivieren.
In bisherigen Vorbehandlungs- und Reinigungsprozessen wurde eine wasser- oder lösemittelbasierte Reinigung mit einem nachfolgenden Schleifprozess angewandt. Anschließend mussten noch Schleifrückstände in einem finalen Reinigungsprozess entfernt werden. Diese sehr arbeitsintensive Vorbehandlung von Flugzeugbauteilen ist nicht nur teuer, sondern erfordert meist auch den Einsatz von Chemikalien, die entsprechend aufgefangen, recycelt und/oder entsorgt werden müssen. Ferner kann in dem Schleifprozess die Dicke des abgetragenen Materials stark variieren, sodass unter Umständen eine Grundierung oder andere zuvor aufgebrachte Schichten beschädigt werden können.
Die DE 10 2009 029 915 Al schlägt vor, einen CO2-Laser einzusetzen und den damit erzeugten Laserstrahl über die Oberfläche eines Bauteils zu führen. Jedoch weist die Vorbehandlung mit einem CO2-Laser aufgrund der Wellenlänge potenziell einen größeren Lackabtrag auf. Dadurch kann es zu Veränderungen zumindest im Bereich der Oberfläche kommen, die aufgrund des großen Laserspots, wie er in der DE 10 2009 029 915 Al eingesetzt wird, sichtbare Veränderungen der Oberflächenstruktur ergeben, die selbst nach dem Aufträgen eines Lacks noch sichtbar sind und die Lackoptik beeinflussen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Vorbehandlung einer Oberfläche, insbesondere einer mit einem Polymer beschichteten Oberfläche, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt zum besseren Verständnis der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Vorrichtung zur Vorbehandlung einer Oberfläche eine Laserquelle, die dazu eingerichtet ist, ein Laserlicht zu emittieren, und eine Ablenkeinheit, die dazu eingerichtet ist, das Laserlicht als einen Laserstrahl auf die Oberfläche zu richten und über die Oberfläche entlang eines Pfades zu bewegen. Bei der Laserquelle kann es sich um einen üblichen Laser, beispielsweise einen industriell eingesetzten Laser handeln. Die Ablenkeinheit kann als optische Ablenkeinheit, zum Beispiel mit einem oder mehreren Spiegeln und/oder Prismen, implementiert werden.
Die Laserquelle ist dazu eingerichtet, einen Infrarot-Laserstrahl im Nah-Infrarot- Bereich zu erzeugen. Insbesondere kann die Laserquelle einen gepulsten Infrarot- Laserstrahl erzeugen, mit dem eine Pulsfluenz von 0,01 bis 50 J/cm2 erreicht wird. Bei der Pulsfluenz handelt es sich um die Flächenenergie des Laserstrahls während eines Pulses, also der Pulsenergie (J) pro Fokusdurchmesser (Querschnittsfläche des Laserstrahls bzw. Fläche des Laserpunkts). Beispielsweise kann die Pulsfluenz bevorzugt 0,1 bis 10 J/cm2 und besonders bevorzugt 0,5 bis 1 J/cm2 betragen.
Durch diese Pulsfluenz kann ein gezielter Energieeintrag in die Oberfläche erfolgen, beispielsweise eines Flugzeugbauteils, der zwar eine Aktivierung der Oberfläche ermöglicht. Jedoch wird die Oberfläche nicht in ihrer Tiefe (Schichtdicke) sowie das zugehörige Bauteil erwärmt. Dadurch können Veränderungen der Oberfläche aufgrund einer zu hohen thermischen Belastung vermieden werden.
Ferner bietet ein Nah-Infrarot-Laserstrahl, also ein Laserstrahl im kurzweiligen Infrarotbereich zwischen 810 bis 5.000 nm, den Vorteil, dass der thermische Energieeintrag in die gesamte zu behandelnde Oberfläche sehr gering ist. Vorzugsweise kann eine Laserquelle eingesetzt werden, die einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge zwischen 950 und 1500 nm, besonders bevorzugt mit einer Wellenlänge von 1064 nm, erzeugt. Durch Verwendung des Nah-Infrarot-Laserstrahls in Kombination mit einer geeigneten Bearbeitungsstrategie können Beschädigungen oder sichtbare Oberflächenveränderungen vermieden werden. Zum Beispiel kann der Infrarot- Laserstrahl gezielt in Schichten mit Partikeln, die Infrarotlicht absorbieren, zur Aktivierung der Schicht eingesetzt werden. Diese Schichten können beispielsweise gezielt durch den Infrarot-Laserstrahl erhitzt werden, sodass sie sich zumindest teilweise ablösen und/oder zumindest teilweise von darunterliegenden Schichten ablösen.
Beispielsweise kann es sich bei der Oberfläche um eine mit einem Polymer beschichtete Oberfläche, wie zum Beispiel eine lackierte Oberfläche und/oder eine Partikel und/oder Pigmente aufweisende Oberfläche, handeln. Um nur einen Teil der Polymerschicht abzutragen, kann die Pulsfluenz des Laserstrahls so eingestellt sein, dass die polymere Schichtdicke am Ort der erfolgten Lasereinwirkung >= 50 %, bevorzugt >= 75 %, besonders bevorzugt >= 90% der ursprünglichen (unbehandelten) polymeren Schichtdicke beträgt. Mit anderen Worten werden maximal 50 %, bevorzugt maximal 25 % und besonders bevorzugt maximal 10 % der ursprünglichen polymeren Schicht abgetragen. Selbstverständlich kann auch die gesamte polymere Schicht am Ort der erfolgten Lasereinwirkung entfernt werden.
Durch den Nah-Infrarot-Laserstrahl mit der genannten Pulsfluenz kann somit nur eine sehr dünne Schicht oder ein kleiner äußerer Teil einer obersten, außenliegenden Schicht aktiviert werden. Unter Aktivierung wird hier die Entfernung eines (sehr dünnen) außenliegenden Teils einer Schicht verstanden, wodurch die Schicht bessere Hafteigenschaften für anschließend darauf aufgebrachte andere Schichten, zum Beispiel eine (weitere) Lackierung, bekommt. Mit anderen Worten wird eine vorhandene Schicht zumindest teilweise abgelöst, die von außen betrachtet erste Partikel aufweist, welche durch das Infrarotlicht angeregt werden.
Eine Schicht, die Partikel aufweist, ist insbesondere eine ein Polymer umfassende Schicht, womit die Oberfläche beschichtet ist. Die Polymerschicht kann beispielsweise Füllstoffe umfassen, die eine heterogene Absorption des Laserlichts bewirken. Zum Beispiel kann die Polymerschicht eine bereits vorhandene Lackierung auf der Oberfläche sein. Für gewöhnlich werden hier verschiedenste Partikel oder Lackpigmente eingesetzt, wie zum Beispiel Titandioxid (für helle oder weiße Farben) bis hin zu Rußpartikel (für dunkle oder schwa rze/g raue Farben). Diese Partikel/Pigmente eignen sich sehr gut, das Infrarot-Laserlicht zu absorbieren und somit die Schicht zu aktivieren. Die Partikel/Pigmente können bei der genannten Pulsfluenz zu Ablösungen innerhalb der Schicht sowie von dem darunterliegenden Schichtmaterialführen. Beispielsweise können die Partikel/Pigmente unter dem Einfluss des Laserlichts ihre Konsistenz ändern, wodurch sich ein Teil der Schicht in der Nähe der Partikel/Pigmente löst und/oder sich die Partikel/Pigmente von dem darunterliegenden Schichtmaterial entfernen (lassen). Damit wird eine dünne und gleichmäßige Behandlung der Oberfläche ermöglicht.
Auch können Verunreinigungen auf der äußersten Schicht des Bauteils durch den Nah-Infrarot-Laserstrahl thermisch aktiviert werden, wodurch die Verunreinigungen entfernt werden. Eine darunterliegende Schicht, insbesondere eine für Infrarotlicht transparente Schicht, wird durch den Laserstrahl nicht aktiviert und verbleibt somit auf dem Bauteil.
Ferner kann bei einer Grundierung (Primer) oder einer anderen Grundlackierung die äußerste Oberflächenschicht für Infrarotlicht (teil-) transparent sein, bevor in Dickenrichtung der Schicht betrachtet Farbpigmente erscheinen. Mithilfe eines Nah- Infrarot-Laserstrahls kann somit die äußerste transparente Schicht der Grundierung oder Grundlackierung entfernt werden, indem die „erste Lage" Grundierung bis zu oder einschließlich der Farbpigmente thermisch aktiviert wird. Die so vorbehandelte Oberfläche des Bauteils weist sehr gute Hafteigenschaften für eine nachfolgend aufgebrachte Lackierung auf.
In einer Implementierungsvariante kann die Laserquelle ferner dazu eingerichtet sein, den Infrarot-Laserstrahl und/oder die Pulsfluenz so einzustellen, dass die von dem Infrarot-Laserstrahl bearbeitete Oberfläche eine mikroskopische Vergrößerung der effektiven Oberfläche um >=5 %, bevorzugt >= 25 % und besonders bevorzugt >= 50 % erfährt. Die mikroskopische Vergrößerung der effektiven Oberfläche ist hier im Vergleich zur ursprünglichen (unbehandelten) polymeren Oberfläche zu betrachten.
Lediglich als Beispiel kann eine Laserquelle mit einer mittleren Leistung zwischen 5 und 1000 W, vorzugsweise eine Laserquelle mit 50 bis 500 W, eingesetzt werden. Solch eine Laserquelle ist besonders kompakt und somit leicht, wodurch die Vorrichtung insgesamt einfacher konzipiert werden kann.
In einer Implementierungsvariante kann die Vorrichtung ferner mindestens einen Roboterarm umfassen, an dem die Ablenkeinheit befestigt ist. Der mindestens eine Roboterarm kann dazu eingerichtet sein, eine Bewegung relativ zu der Oberfläche auszuführen. Damit lässt sich die Ablenkeinheit über einen großen Bereich der Oberfläche oder des die Oberfläche umfassenden Bauteils oder das gesamte Bauteil bewegen. Die behandelbare Fläche auf dem Bauteil ist somit nicht allein durch die Ablenkeinheit definiert. Ferner lässt sich durch einen Roboterarm, der um drei Achsen beweglich ist, die Ablenkeinheit immer optimal auf die Oberfläche des Bauteils ausrichten. Insbesondere kann ein Abstand zwischen Ablenkeinheit und Oberfläche des Bauteils sowie ein Einfallwinkel des Laserstrahls auf die Oberfläche des Bauteils möglichst konstant gehalten werden. Beispielsweise kann der Einfallwinkel des Laserstrahls auf die Oberfläche des Bauteils möglichst bei 90° gehalten werden, beispielsweise innerhalb eines Bereichs zwischen 85° und 95°.
Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung einen Arbeitstisch umfassen, an dem ein die Oberfläche umfassendes Bauteil befestigt ist. Dabei kann der Arbeitstisch dazu eingerichtet sein, mindestens eine zweidimensionale Bewegung relativ zu der Ablenkeinheit auszuführen. Die Bewegung kann selbstverständlich auch relativ zu dem Roboterarm ausgeführt werden. Dadurch lässt sich der behandelbare Bereich der Oberfläche des Bauteils weiter vergrößern, insbesondere für den Fall, dass ein Roboterarm allein nicht alle Bereiche der Oberfläche des Bauteils erreichen kann.
In einer anderen Implementierungsvariante kann die Vorrichtung ferner eine optische Faserleitung umfassen, die zwischen der Laserquelle und der Ablenkeinheit angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, das Laserlicht der Laserquelle zu der Ablenkeinheit zu leiten. Die optische Faserleitung kann beispielsweise in Form eines Glasfaserkabels implementiert sein. Durch die Faserleitung kann die meist schwerere und komplexere Laserquelle von der Ablenkeinheit örtlich getrennt werden, wodurch eine Bewegung der Ablenkeinheit über die Oberfläche des Bauteils erleichtert wird. Im Zusammenspiel mit einem Roboterarm ist eine optische Faserleitung besonders vorteilhaft, da die optische Faserleitung die Bewegung des Roboterarms leicht begleiten kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen CO2-Lasern lässt sich Nah-Infrarot- Laserlicht durch eine optische Faserleitung führen. Zudem sind CO2-Laserquellen meist komplexer und damit schwerer in ihrem Aufbau. Der hier vorgeschlagene Einsatz von Nah-Infrarot-Laserlicht bietet somit viele Vorteile, insbesondere bei der Automatisierung der Vorbehandlung großer Flugzeugbauteile.
In einer Implementierungsvariante kann die Laserquelle ferner dazu eingerichtet sein, den Infrarot-Laserstrahl mit einer Pulslänge oder Pulsdauer von 0,01 bis 10.000 ns von 0,1 bis 10.000 ns, von 1 bis 10.000 ns, von 1 bis 1000 ns, oder 10 bis 1000 ns, oder einem Bereich mit einer Kombination dieser Bereichswerte, vorzugsweise 1 bis 1000 ns, zu erzeugen. Dadurch lässt sich der Gesamtleistungseintrag in die Oberfläche feiner steuern. In einer weiteren Implementierungsvariante kann die Ablenkeinheit ferner dazu eingerichtet sein, einen Laserpunkt auf der Oberfläche mit einem Durchmesser zwischen 1 und 10.000 pm, vorzugsweise zwischen 10 und 1.000 pm und besonders bevorzugt zwischen 10 und 100 pm, zu erzeugen. Ein so kleiner Laserpunkt ermöglicht eine gleichmäßige Behandlung der Oberfläche, unabhängig von deren Oberflächenstruktur. Beispielsweise sind Flugzeugbauteile mit Befestigungsmitteln, zum Beispiel Nieten, zusammengesetzt. Die Nietköpfe stellen jedoch eine Erhebung auf der Oberfläche des Flugzeugbauteils dar. Durch den sehr kleinen Laserpunkt kann der Laserstrahl optimal auf jeden Abschnitt des Flugzeugbauteils, einschließlich solcher Befestigungsmittel und anderer räumlich von der Oberfläche abweichender Elemente, ausgerichtet werden. Gerade im Vergleich zu herkömmlichen Schleifprozessen, bei denen im Fall einer unsachgemäßen Anwendung an solchen Erhebungen mehr Material abgetragen werden kann, zeigt sich der Vorteil eines Nah- Infrarot-Lasers.
Ferner kann die Laserquelle dazu eingerichtet sein, eine Energieverteilung auf dem Laserpunkt im Fokus des Laserstrahls gemäß einem bestimmten Profil einzustellen. Zum Beispiel kann die Energieverteilung als Flattop-Profil oder ein Gauß-Profil eingestellt werden. Zudem kann die Laserquelle auch dazu eingerichtet sein, ein rundes oder eckiges Strahlprofil einzustellen.
In noch einer weiteren Implementierungsvariante kann die Vorrichtung ferner mindestens einen Sensor umfassen, der dazu eingerichtet ist, eine Oberflächenbeschaffenheit der Oberfläche zu erkennen. Beispielsweise kann der Sensor dazu eingerichtet sein, Laserlicht, das von der Oberfläche reflektiert wird, zu erfassen und auszuwerten. So kann zum Beispiel eine Ausrichtung der Oberfläche ermittelt werden, wonach eine Ausrichtung des Laserstrahls angepasst werden kann. Ebenso können auch Verschmutzungen oder eine Farbe der äußeren Schicht der Oberfläche ermittelt werden, wonach Laserparameter (Frequenz, Pulslänge, Laserpunktgröße, Wellenlänge, Fluenz, etc.) durch die Laserquelle eingestellt werden können, um eine optimale Bearbeitung/Aktivierung der Oberfläche zu erzielen.
In einer weiteren Implementierungsvariante kann die Ablenkeinheit ferner dazu eingerichtet sein, den Laserpunkt entlang des Pfades schrittweise zu bewegen, wobei ein zeitlich früherer Laserpunkt von einem zeitlich nachfolgenden Laserpunkt räumlich überlappt wird. Die Ablenkeinheit wird dabei so gesteuert, dass der Laserstrahl immer einen Punkt auf der Oberfläche trifft, wobei zeitlich nachfolgende Punkte eine Schnittfläche (Überlappungsfläche) aufweisen. Auf die Schnittfläche wirkt häufiger Energie durch den Laserstrahl ein, da diese Fläche mehrfach vom Laserstrahl behandelt wird, wodurch die auf/in die Oberfläche gebrachte Laserleistung akkumuliert wird. Durch Variieren der Größe der Schnittfläche, also Variieren einer Schrittgröße der schrittweisen Bewegung des Laserpunkts, kann der Energieeintrag in die Oberfläche zumindest teilweise mitbestimmt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann in einer weiteren Implementierungsvariante die Ablenkeinheit ferner dazu eingerichtet sein, den Laserpunkt entlang des Pfades zeilenweise zu bewegen. Beispielsweise kann eine vorgegebene Fläche durch zeilenweise angeordnete Laserpunkte behandelt werden. Dabei können aufeinander folgende Laserpunkte schlangenförmig durch die Zeilen geführt werden (also entlang eines durchgehenden S-förmigen Pfades, wobei die Scanrichtung in benachbarten Zeilen umgekehrt ist). Alternativ können aufeinander folgende Laserpunkte durch die Zeilen mit immer gleicher Scanrichtung geführt werden.
Ferner kann ein zeitlich früherer Laserpunkt einer ersten Zeile von einem zeitlich nachfolgenden Laserpunkt einer zweiten Zeile räumlich überlappt werden. Mit anderen Worten bilden ein Laserpunkt einer ersten Zeile und ein Laserpunkt einer benachbarten zweiten Zeile eine Schnittfläche (Überlappungsfläche). Auf die Schnittfläche wirkt mehr Energie durch den Laserstrahl ein, da diese Fläche mehrfach vom Laserstrahl behandelt wird. Durch Variieren der Größe der Schnittfläche, also Variieren eines Zeilenabstands der zeilenweisen Bewegung des Laserpunkts, kann der Energieeintrag in die Oberfläche zumindest teilweise mitbestimmt werden.
Beispielsweise kann ein Zeilenabstand zwischen zwei benachbarten Zeilen des Pfades zwischen 0,001 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,01 und 1 mm, und besonders bevorzugt zwischen 0,01 und 0,1 mm, liegt. Dabei kann ein kleiner Abstand zwischen den Zeilen gewählt werden, wenn die Leistung des Lasers, und die dadurch erzielte Pulsfluenz, geringer eingestellt ist. So kann zum Beispiel ein Zeilenabstand auf 0,01 mm bei einer Laserleistung von 10 W eingestellt werden. In einem weiteren Beispiel kann bei einer Laserleistung von 100 W der Zeilenabstand auf 0,05 mm eingestellt werden. Bei einer beispielhaften Laserpunktgröße von 100 pm, also 0,1 mm, fallen die Überlappungsflächen entsprechend größer bzw. kleiner aus.
Selbstverständlich kann der Zeilenabstand auch von einer Laserpunktgröße (Fläche oder Durchmesser des Laserpunkt) abhängen. Beispielsweise kann ein Vorschub zwischen zwei Zeilen zwischen 5 und 95 %, vorzugsweise zwischen 30 und 60 %, der Laserpunktgröße betragen. In einer anderen im Implementierungsvariante kann die Laserquelle ferner dazu eingerichtet sein, den gepulsten Laserstrahl mit einer Frequenz zwischen 50 kHz und 10 MHz (10.000 kHz), vorzugsweise mit einer Frequenz von 150 kHz, zu erzeugen. Der so gepulste Laserstrahl ermöglicht, den akkumulierten Energieeintrag pro Fläche (der Oberfläche) gezielt bestimmen zu können. Damit kann eine gleichmäßige Oberflächenbehandlung erzielt werden.
Ferner kann zum Beispiel die Ablenkeinheit dazu eingerichtet sein, den Laserpunkt entlang des Pfades so zu bewegen, dass der gepulste Laserstrahl auf jeden Laserpunkt zwischen 1 und 15 mal, vorzugsweise zwischen 2 und 5 mal, emittiert wird. Mit anderen Worten wird der gepulste Laserstrahl auf einen bestimmten Laserpunkt mehrfach emittiert, bevor die Ablenkeinheit den Laserstrahl auf den nächsten benachbarten Laserpunkt lenkt. Durch die Häufigkeit der Behandlung derselben Fläche auf der Oberfläche mit dem Laserstrahl wird ebenfalls der akkumulierte Energieeintrag pro Fläche bestimmt. Durch Variieren der Häufigkeit des Auftreffens eines Laserstrahls auf denselben Laserpunkt (dieselbe Fläche) kann die Behandlung der Oberfläche bestimmt werden.
In einer weiteren Implementierungsvariante kann die Ablenkeinheit ferner dazu eingerichtet sein, den Laserstrahl mit einer Scangeschwindigkeit zwischen 100 und 1.000.000 mm/s, vorzugsweise zwischen 500 und 500.000 mm/s und besonders bevorzugt zwischen 500 und 500.000 mm/s, entlang des Pfades zu bewegen. Die Scangeschwindigkeit des Laserstrahls kann zum Beispiel der Bewegung des Laserpunkt innerhalb einer Zeile entsprechen.
Je nach Implementierungsvariante können verschiedene Pfadparameter und/oder Laserparameter variiert werden, um einen gewünschten akkumulierten Energieeintrag in die Oberfläche zu erzielen. Beispielsweise kann dadurch eine Schichtdicke, die auf der Oberfläche des Bauteils abgetragen wird, bestimmt werden. Zu den Pfadparametern zählen eine Fortschrittgeschwindigkeit des Lasers (Scangeschwindigkeit), ein Abstand zwischen Zeilen des Pfades, ein Abstand zwischen Laserpunkten entlang des Pfades und somit eine Größe von Überlappungsbereichen benachbarter Laserpunkte. Zu den Laserparametern gehören die Fluenz des Lasers, eine Pulslänge des Lasers, eine Pulsfrequenz, eine Laserpunktgröße (beispielsweise Durchmesser), die Wellenlänge des Laserlichts.
Lediglich beispielhaft kann die Ablenkeinheit ferner dazu eingerichtet sein, den Pfad über die Oberfläche so zu bestimmen, dass die Laser-Fluenz (die Bestrahlung) auf die Oberfläche zwischen 800 und 9000 mJ/cm2 beträgt. Dabei können verschiedene Pfadparameter und/oder Laserparameter variiert werden, um die gewünschte Laser- Fluenz zu erzielen.
In noch einer weiteren Implementierungsvariante kann die Vorrichtung ferner eine Absaugeinrichtung umfassen. Die Absaugeinrichtung kann insbesondere nahe der Ablenkeinheit und/oder in der Nähe der zu behandelnden Oberfläche angeordnet sein, um Abtragsprodukte, also Material, das sich von der Oberfläche durch die Lasereinwirkung löst, zu entfernen. Dies reduziert einerseits den anschließend notwendigen Reinigungsaufwand der Oberfläche. Andererseits wird auch verhindert, dass die Ablenkeinheit oder andere optische Elemente verschmutzen.
Ferner kann die Vorrichtung noch ein Gebläse umfassen, welches gegenüber der Absaugeinrichtung angeordnet ist, sodass die Ablenkeinheit oder zumindest der Laserstrahl zwischen Gebläse und Absaugeinrichtung liegt/liegen. Dadurch wird eine Luftströmung oberhalb der Oberfläche erzeugt, um eine effiziente Entfernung der Abtragsprodukte zu gewährleisten.
Gemäß einem weiteren Aspekt zum besseren Verständnis der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren zur Behandlung einer mit einem Polymer beschichteten Oberfläche, beispielsweise eines lackierten Flugzeugbauteils, die folgenden Schritte:
- Emittieren eines gepulsten Laserlichts durch eine Laserquelle, die dazu eingerichtet ist, einen Infrarot-Laserstrahl im Nah-Infrarot-Bereich mit einer Pulsfluenz von 0,01 bis 50 J/cm2 zu erzeugen;
- Ausrichten des Laserlichts, durch eine Ablenkeinheit, als einen Laserstrahl auf die Oberfläche; und
- Bewegen des Laserlichts, durch die Ablenkeinheit, über die Oberfläche entlang eines Pfades.
In einer weiteren Implementierungsvariante kann das Verfahren ferner ein Erzeugen, durch die Ablenkeinheit, eines Laserpunkts auf der Flugzeugbauteiloberfläche mit einem Durchmesser zwischen 1 und 10.000 pm, vorzugsweise mit einem Durchmesser zwischen 10 und 1.000 pm und besonders bevorzugt zwischen 10 und 100 pm, umfassen.
In noch einer weiteren Implementierungsvariante kann das Verfahren ferner den, durch die Ablenkeinheit ausgeführten, Schritt des Erzeugens eines Laserpunkts auf der Oberfläche umfassen. Zusätzlich kann gemäß dem Verfahren die Ablenkeinheit noch ein Bewegen des Laserpunkts entlang des Pfades in Schritten umfassen, wobei ein zeitlich früherer Laserpunkt von einem zeitlich nachfolgenden Laserpunkt räumlich überlappt wird. Alternativ oder zusätzlich kann gemäß dem Verfahren die Ablenkeinheit ein Bewegen des Laserpunkts entlang des Pfades in Zeilen umfassen, wobei ein zeitlich früherer Laserpunkt einer ersten Zeile von einem zeitlich nachfolgenden Laserpunkt einer zweiten Zeile räumlich überlappt wird.
In einer anderen Implementierungsvariante kann das Verfahren ferner ein Lackieren eines Bereichs der Oberfläche (des Flugzeugbauteils) umfassen, wobei der Bereich zuvor durch das Laserlicht behandelt wurde. Mit anderen Worten dienen die zuvor durchgeführten Verfahrensschritte zur Behandlung der Oberfläche (des Flugzeugbauteils) durch das Laserlicht als Vorbehandlung zumindest eines bestimmten Bereichs der Oberfläche (des Flugzeugbauteils). Die somit erzielte Oberflächenbeschaffenheit in dem zumindest einen bestimmten Bereich ermöglicht sehr gute Hafteigenschaften für das nachfolgend durchgeführte Lackieren (des Flugzeugbauteils). Dies kann einerseits durch Reinigung der Oberfläche (Entfernen von Verunreinigungen) und andererseits durch Verändern der Oberfläche (Aktivieren für anschließendes Lackieren) erzielt werden.
Ferner können die oben beschriebenen Aspekte und Implementierungsvarianten selbstverständlich kombiniert werden, ohne dass dies explizit beschrieben ist. Jede der beschriebenen Implementierungsvarianten ist somit optional zu jedem der Aspekte, Ausgestaltungen und Varianten oder bereits Kombinationen davon zu sehen. Die vorliegende Offenbarung ist somit nicht auf die einzelnen Ausgestaltungen und Implementierungsvarianten in der beschriebenen Reihenfolge oder einer bestimmten Kombination der Aspekte und Implementierungsvarianten beschränkt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert, wobei:
Figur 1 schematisch eine Vorrichtung zur Vorbehandlung einer Flugzeugbauteiloberfläche zeigt;
Figur 2 schematisch verschiedene Zustände während einer Behandlung einer Oberfläche eines Flugzeugbauteils zeigt;
Figur 3 schematisch die Bewegung eines Laserlichts entlang eines Pfades zeigt; und Figur 4 schematisch ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Vorbehandlung einer Flugzeugbauteiloberfläche zeigt.
Figur 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 100 zur (Vor-) Behandlung einer Oberfläche 11, insbesondere eine Oberfläche 11 eines Flugzeugbauteils 10. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Laserquelle 110, die ein gepulstes Laserlicht emittiert. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine Ablenkeinheit 115, die dazu eingerichtet ist, das Laserlicht der Laserquelle 110 als einen Laserstrahl 111 auf die Oberfläche 11 des Flugzeugbauteils 10 zu richten. Ferner bewegt die Ablenkeinheit 115 den Laserstrahl 111 über die Oberfläche 11 des Flugzeugbauteils 10 entlang eines Pfades 40 (siehe Figuren 2 und 3).
Die Ablenkeinheit 115 kann an einem Roboterarm 150 der Vorrichtung 100 befestigt sein. Der Roboterarm 150 kann dabei dazu eingerichtet sein, eine Bewegung relativ zu dem Flugzeugbauteil 10 auszuführen. Mit anderen Worten kann der Roboterarm 150 die Ablenkeinheit 115 relativ zu dem Flugzeugbauteil 10 bewegen, sodass die Ablenkeinheit 115 wenigstens einen Teil der Oberfläche 11 des Flugzeugbauteils 10 mit dem Laserstrahl 111 erreicht, ohne dass das Flugzeugbauteil 10 bewegt wird.
Alternativ oder zusätzlich kann auch das Flugzeugbauteil 10 bewegt werden. Zum Beispiel kann es an einem Arbeitstisch 160 befestigt sein oder darauf angebracht sein. Der Arbeitstisch 160 kann dazu eingerichtet sein, eine Bewegung relativ zu der Ablenkeinheit 115 bzw. dem Roboterarm 150 auszuführen. Dadurch wird der Bereich vergrößert, in dem die Ablenkeinheit 115 die Oberfläche 11 des Flugzeugbauteils 10 erreicht, beispielsweise die gesamte Flugzeugbauteiloberfläche 11.
Durch die Relativbewegung zwischen Flugzeugbauteil 10 und Ablenkeinheit 115 kann der Laserstrahl 111 möglichst optimiert auf die Oberfläche 11 des Flugzeugbauteils 10 ausgerichtet werden. Zum Beispiel umfassen Flugzeugbauteile 10 oft Befestigungsmittel, wie zum Beispiel Nieten 20, die von der Oberfläche 11 des Flugzeugbauteils hervorstehenden. Ebenso können auch Vertiefungen 15 oder andere strukturelle Veränderungen der ansonsten glatten und/oder ebenen Oberfläche 11 vorliegen. Eine optimale Ausrichtung des Laserstrahls 111 (ein optimaler Einfallwinkel) auf die Oberfläche 11 liegt zum Beispiel in einem Bereich um die 90° (im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche 11). Mithilfe des Arbeitstisches 160 und/oder des Roboterarms 150 und/oder den optischen Bauteilen der Ablenkeinheit 115 kann der Laserstrahl 111 auch im Bereich von Nieten 20, Vertiefungen 15 oder anderen Bereichen, in denen die Oberfläche 11 in eine andere Richtung ausgerichtet ist als in übrigen Bereichen, einen optimalen Einfallwinkel auf die Oberfläche 11, 15, 20 haben.
Die Vorrichtung 100 kann ferner eine optische Faserleitung 111 umfassen, die zwischen der Laserquelle 110 und der Ablenkeinheit 115 angeordnet ist. Das von der Laserquelle 110 erzeugte Laserlicht kann durch die optische Faserleitung 116 zu der Ablenkeinheit 115 geleitet werden.
Die Laserquelle 110 ist dazu eingerichtet, einen Infrarot-Laserstrahl 111 im Nah- Infrarot-Bereich zu erzeugen. Insbesondere kann die Laserquelle 110 einen Laserstrahl 111 mit einer Wellenlänge von 1064 nm erzeugen. Ferner ist die Laserquelle 110 dazu eingerichtet, den Laserstrahl 111 mit einer Pulsfluenz von 0,01 bis 50 J/cm2 zu erzeugen.
Die Ablenkeinheit 115 kann dazu eingerichtet sein, den Pfad 40 über die Oberfläche des Flugzeugbauteils 10 so zu bestimmen, dass ein akkumuliert Energieeintrag in die Oberfläche 11 des Flugzeugbauteils 10 zu einer Aktivierung der Oberfläche führt. Die so auf/in die Oberfläche 11 eingetragene Energie führt zur Erwärmung der Oberfläche 11, wodurch sich Oberflächenmaterial ablöst, wie dies durch eine Verdampfung/Ablösung 120 schematisch dargestellt ist. Diese Verdampfung 120 von Oberflächenmaterial entspricht einer (Vor-) Behandlung der Oberfläche 11 des Flugzeugbauteils 10.
Die bei der Verdampfung 120 erzeugten Abtragsprodukte, also Material, das sich von der Oberfläche 11 des Flugzeugbauteils 10 durch die Lasereinwirkung löst, kann durch eine Absaugeinrichtung 170 entfernt werden. Die Absaugeinrichtung 170 kann beispielsweise auch an einem Roboterarm 150 befestigt sein. Dabei kann es sich um denselben Roboterarm 150 handeln, an dem die Ablenkeinheit 115 befestigt ist, oder um einen separaten Roboterarm (nicht dargestellt).
In Figur 2 sind verschiedene Behandlungen der Flugzeugbauteiloberfläche 11 dargestellt. So kann beispielsweise, wie es in den Ansichten a) und b) der Figur 2 gezeigt ist, eine Verunreinigung 30 in Form einer Vielzahl von an der Oberfläche 11 anhaftenden Partikeln vorliegen. Die Ablenkeinheit 115 kann nun den Laserstrahl 111 im Wesentlichen senkrecht zum Flugzeugbauteil 10 entlang des Pfades 40 führen.
Die Energie des Nah-Infrarot-Laserstrahls 111 erhitzt die Partikel 30, wodurch diese verdampfen (120) oder zumindest von der Oberfläche 11 des Flugzeugbauteils 10 abplatzen. Alternativ oder zusätzlich kann der Nah-Infrarot-Laserstrahl 111 auch so eingestellt sein, dass er in eine obere (äußere) Schicht 12 auf dem Flugzeugbauteil 10 eindringt und diese Schicht 12 ablöst (120), wie dies in Ansicht c) der Figur 2 dargestellt ist. Bei der Schicht 12 kann es sich (in Schichtdickenrichtung betrachtet, also in Figur 2 von oben nach unten) auch nur um einen Teil einer auf das Flugzeugbauteil 10 aufgebrachten Schicht handeln, wie zum Beispiel einem dünnen Teilbereich einer Grundierung oder bereits vorhandenen Lackierung. Dieser dünne Teil 12 der Schicht kann zum Beispiel dadurch abgelöst werden, dass der Laserstrahl 111 die (von außen betrachtet) ersten Pigmente in der auf dem Flugzeugbauteil 10 aufgebrachten Schicht erhitzt, wodurch diese von einem darunterliegenden Teil der aufgebrachten Schicht abplatzen. Der darunterliegende Teil der aufgebrachten Schicht verbleibt auf dem Flugzeugbauteil 10. Dadurch kann eine sehr gute Aktivierung der Oberfläche 11 des Bauteils 10 für anschließende Behandlungen, zum Beispiel Aufbringen einer weiteren oder erneuten Lackierung, erzielt werden. Selbstverständlich können sowohl Partikel 30 von der Oberfläche als auch die Schicht 12 in einem Arbeitsschritt durch den Laserstrahl 111 entfernt werden.
In der Ansicht d) der Figur 2 ist eine Behandlung der Oberfläche 11 des Flugzeugbauteils 10 schematisch dargestellt, wobei der Laserstrahl 111 eine Oberflächenstruktur 14 erzeugt. Beispielsweise kann die durch den Laserstrahl 111 eingebrachte Erhitzung 120 der Oberfläche 11 bis zu einer bestimmten Tiefe erfolgen. Insbesondere durch Erhöhung der in die Oberfläche 11 eingebrachten akkumulierten Energie und somit Erhitzung 120 kann die Dicke der Schicht 12, die abgetragen wird, verändert werden. Indem verschiedene Schichtdicken in bestimmten Bereichen abgetragen werden, lässt sich eine Oberflächenstruktur 14 erzeugen.
Insbesondere ist die Ablenkeinheit 115 dazu eingerichtet, einen Laserpunkt 111-1 bis 111-n auf der Flugzeugbauteiloberfläche 11 zu erzeugen und beispielsweise diesen Laserpunkt 111-1 bis 111-n entlang eines Pfades 40 zu führen. Dies ist beispielhaft in Figur 3 näher dargestellt. Jeder Laserpunkt 111-1 bis 111-n kann beispielsweise einen Durchmesser 112 zwischen 1 und 10.000 pm, zum Beispiel einen Durchmesser
112 von 100 pm, aufweisen. Der Mittelpunkt dieses Laserpunkts wird nun entlang des Pfades 40 geführt, wobei der Laserpunkt 111-1 bis 111-n schrittweise bewegt wird. Dabei kann ein zeitlich früherer Laserpunkt 111-1 von einem zeitlich nachfolgenden Laserpunkt 111-2 räumlich überlappt werden, also eine Überlappungsfläche 113 aufweisen. Insbesondere im Bereich der Überlappungsfläche
113 trifft der Laserstrahl 111 die Oberfläche 11 mehrfach, wodurch mehr Energie in die Oberfläche 11 eingebracht wird. Mit anderen Worten kann die in die Oberfläche
II eingebrachte akkumulierte Energie gezielt durch die Größe der Überlappungsfläche 113, genauer gesagt der Schrittweite zwischen zwei benachbarten Laserpunkten, bestimmt werden.
Zum Beispiel kann die Laserquelle 110 den Laserstrahl 111 als gepulsten Laserstrahl
III mit einer Frequenz zwischen 50 kHz und 10 MHz, vorzugsweise mit einer Frequenz von 150 kHz, erzeugen. Die Ablenkeinheit 115 kann den Laserpunkt 111-1 bis 111-n entlang des Pfades 40 so bewegen, dass der gepulste Laserstrahl 111 auf jeden Laserpunkt 111-1 bis 111-n mit einer bestimmten Häufigkeit auftrifft. Zum Beispiel kann der Laserstrahl 111 auf die Oberfläche 1 bis 15 mal pro Laserpunkt 111-1 bis 111-n, vorzugsweise zwischen 2 und 5 mal, emittiert werden, also auf die Oberfläche 11 auftreffen. Lediglich beispielhaft kann die Ablenkeinheit 115 dazu eingerichtet sein, den Laserstrahl 111 mit einer Scangeschwindigkeit zwischen 100 und 1.000.000 mm/s, vorzugsweise zwischen 500 und 500.000 mm/s und besonders bevorzugt zwischen 500 und 500.000 mm/s, entlang des Pfades 40 bewegen. In Verbindung mit der Frequenz des Laserstrahls 111 der Laserquelle 110 kann so die Häufigkeit des Auftreffens des Laserstrahls 111 auf einen Laserpunkt 111-1 bis 111-n bestimmt werden.
In Figur 3 ist ferner dargestellt, dass die Ablenkeinheit 115 den Laserstrahl 111 entlang des Pfades 40 zeilenweise bewegen kann. Lediglich beispielhaft sind in Figur 3 drei Zeilen des Pfades 40 dargestellt. Der hier S-förmig dargestellte Verlauf des Pfades 40 ist lediglich beispielhaft. Selbstverständlich kann jede Zeile auf der gleichen Seite begonnen werden, beispielsweise links in Figur 3.
Dabei kann die Ablenkeinheit 115 den Laserstrahl 111 so bewegen, dass ein zeitlich früherer Laserpunkt 111-1 einer ersten Zeile von einem zeitlich nachfolgenden Laserpunkt 111-m einer zweiten Zeile räumlich überlappt wird. Durch den Zeilenabstand 41 in Verbindung mit dem Durchmesser 112 jedes Laserpunkts 111-1 bis 111-n wird ein Überlappungsbereich 51 zwischen benachbarten Laserpunkten 111-1 bis 111-n zweier benachbarter Zeilen bestimmt. Auch in diesem zeilenweise erzeugten Überlappungsbereich 51 wird der akkumulierte Energieeintrag in die Oberfläche 11 des Flugzeugbauteils 10 erhöht und kann durch den Zeilenabstand 51 zumindest teilweise bestimmt werden.
Figur 4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Behandlung einer Oberfläche 11. In einem ersten Schritt 200 wird durch eine Laserquelle 110 ein gepulstes Laserlicht mit einer Pulsfluenz von 0,01 bis 50 J/cm2 emittiert. Die Laserquelle 110 dient insbesondere der Erzeugung eines Infrarot-Laserstrahls im Nah-Infrarot-Bereich. In einem weiteren Schritt 205 wird das Laserlicht durch eine Ablenkeinheit 115 als Laserstrahl 111 auf die Oberfläche 11 (z.B. des Flugzeugbauteils 10) ausgerichtet. Die Ablenkeinheit 115 kann ferner in einem weiteren Schritt 210 das Laserlicht über die Oberfläche 11 entlang eines Pfades 40 bewegen.
Durch den akkumulierten Energieeintrag mittels Laserstrahl 111 in die Oberfläche 11 wird diese Oberfläche 11 gereinigt und/oder aktiviert. Dadurch kann anschließend in einem Schritt 220 der so behandelte Bereich der Oberfläche 11 (erneut) lackiert werden. Die Vorbehandlung mittels Laserstrahl 111 erhöht signifikant die Haftungseigenschaften der Oberfläche 11 für die (erneute) Lackierung.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele und Varianten dienen nur der Veranschaulichung der Erfindung. Alle Beispiele, Varianten und einzelne Details können beliebig miteinander kombiniert werden, um bestimmte Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.

Claims
Patentansprüche Verfahren zur Behandlung einer mit einem Polymer lackierten und Partikel und/oder Pigmente aufweisenden Oberfläche (11), wobei das Verfahren umfasst:
Emittieren (200) eines gepulsten Laserlichts durch eine Laserquelle (110), die dazu eingerichtet ist, einen Infrarot-Laserstrahl (111) im Nah-Infrarot- Bereich mit einer Pulsfluenz von 0,01 bis 50 J/cm2 zu erzeugen;
Ausrichten (205) des Laserlichts, durch eine Ablenkeinheit (115), als einen Laserstrahl (111) auf die Oberfläche (11); und
Bewegen (210) des Laserlichts, durch die Ablenkeinheit (115), über die Oberfläche (11) entlang eines Pfades (40), wobei das Emittieren des gepulsten Laserlichts ein Einstellen der Pulsfluenz umfasst, sodass erste dem Laserstrahl (111) zugewandten Partikel und/oder Pigmente der Oberfläche (11) das gepulste Infrarot-Laserlicht (111) absorbieren und sich ein Teil der Oberfläche ablöst, wobei die Schichtdicke des Polymers nach dem Ablösen größer gleich 50 %, bevorzugt größer gleich 75 %, besonders bevorzugt größer gleich 90% der ursprünglichen Schichtdicke des Polymers beträgt. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Emittieren des gepulsten Laserlichts ein Erzeugen des Infrarot-Laserstrahls (111) mit einer Pulslänge oder Pulsdauer von 1 bis 1000 ns umfasst. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Emittieren des gepulsten Laserlichts ein Einstellen des Infrarot-Laserstrahls (111) und/oder der Pulsfluenz umfasst, sodass die von dem Infrarot-Laserstrahl bearbeitete Oberfläche (11) eine mikroskopische Vergrößerung der effektiven Oberfläche um größer gleich 5 %, bevorzugt größer gleich 25 % und besonders bevorzugt größer gleich 50 % erfährt. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner umfassend:
Erzeugen, durch die Ablenkeinheit (115), eines Laserpunkts (111-1 - 111- n) auf der Oberfläche (11) mit einem Durchmesser (112) zwischen 1 und 10.000 pm, vorzugsweise mit einem Durchmesser (112) zwischen 10 und 1.000 pm und besonders bevorzugt zwischen 10 und 100 pm. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend, durch die Ablenkeinheit (115):
Erzeugen eines Laserpunkts (111-1 - 111-n) auf der Oberfläche (11); und Bewegen des Laserpunkts (111-1 - 111-n) entlang des Pfades (40) in Schritten, wobei ein zeitlich früherer Laserpunkt (111-1) von einem zeitlich nachfolgenden Laserpunkt (111-2) räumlich überlappt wird; und/oder
Bewegen des Laserpunkts (111-1 - 111-n) entlang des Pfades (40) in Zeilen, wobei ein zeitlich früherer Laserpunkt (111-1) einer ersten Zeile von einem zeitlich nachfolgenden Laserpunkt (111-m) einer zweiten Zeile räumlich überlappt wird. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei ein Zeilenabstand (41) zwischen zwei benachbarten Zeilen des Pfades (40) zwischen 0,001 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,01 und 1 mm, und besonders bevorzugt zwischen 0,01 und 0,1 mm, liegt. Verfahren (100) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der gepulste Laserstrahl (111) mit einer Frequenz zwischen 50 kHz und 10 MHz, vorzugsweise mit einer Frequenz von 150 kHz, erzeugen wird, und wobei vorzugsweise der Laserpunkt (111-1 - 111-n) entlang des Pfades (40) so bewegt wird, dass der gepulste Laserstrahl (111) auf jeden Laserpunkt (111-1 - 111-n) zwischen 1 und 15 mal, vorzugsweise zwischen 2 und 5 mal, emittiert wird. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend:
Lackieren (220) eines Bereichs der Oberfläche (11), wobei der Bereich zuvor durch das Laserlicht behandelt wurde. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Bewegen des Laserpunkts (111-1 - 111-n) eine Bewegung der Ablenkeinheit (115) relativ zu der Oberfläche (11) und/oder eine Bewegung der Oberfläche (11) relativ zu der Ablenkeinheit (115) umfasst. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Bewegen des Laserpunkts (111-1 - 111-n) ein Bewegen des Laserstrahls (111) mit einer Scangeschwindigkeit zwischen 100 und 1.000.000 mm/s, vorzugsweise zwischen 500 und 500.000 mm/s und besonders bevorzugt zwischen 500 und 500.000 mm/s, entlang des Pfades (40) umfasst. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, ferner umfassend:
Absaugen durch eine Absaugeinrichtung (170) von Abtragsprodukten von der Oberfläche
(11). 18
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die mit einem Polymer lackierte Oberfläche (11) eine Oberfläche eines Flugzeugbauteils ist.
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