FR3073156B1 - LASER TREATMENT OF MAROUFLAGE LIGHTS - Google Patents
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Abstract
Procédé de dépôt d'un revêtement de décor (3) par aspersion sur une pièce d'aspect (1) à la surface de laquelle on définit une première zone (10) à rendre exempte d'élément de décor, délimitée par une lisière selon un premier contour (11) donné, dans lequel on exécute les étapes suivantes : Etape A : on dépose sur ladite première zone (10) un élément de masquage (2) dont la surface est incluse en totalité dans ladite première zone (10), la partie recouverte par l'élément de masquage définissant une seconde zone (20) délimitée par un second contour (21), Etape B : on dépose une ou plusieurs couches de revêtement de décor (3) sur l'ensemble de la surface de la pièce d'aspect (1), et on laisse durcir le revêtement de décor pendant une durée prédéterminée, Etape C : on enlève l'élément de masquage (2) et, Etape D : à l'aide d'un laser à impulsion, on enlève la couche de revêtement de décor (3) comprise entre le deuxième (21) et le premier (11) contour.A method of depositing a decorative coating (3) by sprinkling on a part of appearance (1) on the surface of which defines a first zone (10) to be free of decorative element, delimited by an edge according to a first contour (11) given, in which the following steps are performed: Step A: depositing on said first zone (10) a masking element (2) whose surface is completely included in said first zone (10), the part covered by the masking element defining a second zone (20) delimited by a second contour (21), Step B: depositing one or more layers of decorative coating (3) on the entire surface of the aspect part (1), and the decorative coating is allowed to harden for a predetermined time, Step C: removing the masking element (2) and, Step D: using a pulse laser, removing the decorative coating layer (3) between the second (21) and the first (21) 11) outline.
Description
[001] L' invention concerne un procédé de dépôt d’une couche de décor par aspersion d’une pièce d’aspect.The invention relates to a method of depositing a decorative layer by spraying an appearance part.
[002] On entend ici par pièce d’aspect une pièce dont une face est visible de l’extérieur et qui nécessite un traitement de surface particulier pour répondre à des exigences esthétiques. Dans un véhicule automobile, sont considérées comme des pièces d’aspect, des éléments tels qu’un hayon arrière, un becquet avant, une porte latérale, un capot, etc.[002] Here, the term “appearance part” is understood to mean a part of which one face is visible from the outside and which requires a particular surface treatment to meet aesthetic requirements. In a motor vehicle, are considered as appearance parts, elements such as a tailgate, a front spoiler, a side door, a hood, etc.
[003] Il arrive fréquemment que la pièce d’aspect présente une ou plusieurs zones à protéger qui doivent demeurer aussi propres que possible et rester dépourvues de produit de décor. C’est le cas par exemple des zones de fixation permettant de fixer la pièce d’aspect à une autre pièce par collage, lorsque l’assemblage des deux pièces se fait après le dépôt du revêtement de décoration. La zone de fixation doit rester la plus propre possible avant le dépôt de la colle et ne doit pas recevoir de peinture. C’est aussi le cas des zones de la pièce d’aspect, notamment celles qui sont aptes à laisser passer la lumière, par exemple celles en matières transparente ou translucides, à l’arrière desquelles sont disposés des éléments d’éclairage, et qui doivent être exempts de toute couche de peinture susceptible de filtrer les rayons lumineux.It frequently happens that the appearance part has one or more areas to be protected which must remain as clean as possible and remain devoid of decor product. This is the case, for example, of the fixing zones allowing the appearance part to be fixed to another part by gluing, when the assembly of the two parts is done after the decorative coating has been deposited. The fixing area must be kept as clean as possible before the adhesive is deposited and must not receive paint. This is also the case for the areas of the appearance part, in particular those which are capable of allowing light to pass through, for example those made of transparent or translucent materials, at the rear of which are arranged lighting elements, and which must be free of any coat of paint likely to filter the light rays.
[004] De manière connue, avant de peindre la pièce d’aspect, on utilise des éléments de masquage, autrement désignés marouflage. Ces éléments masquage peuvent se présenter sous la forme d’adhésifs, dont la forme est adaptée, et qui sont déposés manuellement par un opérateur. Pour réduire les coûts de cette opération et améliorer la qualité de la protection, il est également connu de déposer sur la zone à protéger une matière fluide formant, en se solidifiant, une couche de masquage temporaire. Cette couche de masquage temporaire est une colle thermofusible (« hot melt >> en anglais) qui peut donc s’appliquer facilement à l’état liquide. Une fois appliquée la colle se solidifie en refroidissant et adhère suffisamment sur la surface de la pièce sans laisser d’interstices par où pourrait pénétrer la peinture, tout en conservant une bonne résistance aux chocs et aux accrochages pouvant survenir pendant la manipulation des pièces au cours du processus de mise en peinture.In known manner, before painting the appearance part, masking elements are used, otherwise known as masking. These masking elements may be in the form of adhesives, the shape of which is suitable, and which are deposited manually by an operator. To reduce the costs of this operation and improve the quality of protection, it is also known to deposit on the area to be protected a fluid material forming, by solidifying, a temporary masking layer. This temporary masking layer is a hot melt glue which can therefore be easily applied in the liquid state. Once applied, the glue solidifies on cooling and adheres sufficiently to the surface of the part without leaving gaps through which the paint could penetrate, while retaining good resistance to impact and snagging which may occur during the handling of parts during of the painting process.
[005] Au cours de l’opération d’aspersion proprement dite, la peinture peut ainsi recouvrir les éléments adhésifs ou la colle, sans atteindre la zone de la pièce recouverte par l’élément de masquage.[005] During the actual spraying operation, the paint can thus cover the adhesive elements or the glue, without reaching the area of the part covered by the masking element.
[006] Après l’application et le séchage du revêtement de décor, on enlève la couche de masquage temporaire pour dégager la surface exempte de peinture.[006] After applying and drying the decor coating, the temporary masking layer is removed to clear the paint-free surface.
[007] Toutefois, au cours de cette opération, il peut se produire des arrachements de peinture à la lisière de l’élément de masquage et de la couche de peinture. La lisière présente alors des irrégularités qui nuisent à la qualité esthétique de l’ensemble, ce qui est particulièrement visible pour les pièces laissant passer la lumière.However, during this operation, paint may tear off at the edge of the masking element and of the paint layer. The edge then presents irregularities which affect the aesthetic quality of the whole, which is particularly visible for rooms that let in light.
[008] L’invention a pour objet d’apporter une solution au problème ci-dessus.The object of the invention is to provide a solution to the above problem.
[009] Selon l’invention, le procédé de dépôt d’un revêtement de décor par aspersion sur une pièce d’aspect à la surface de laquelle on définit une première zone à rendre exempte d’élément de décor, et délimitée par une lisière selon un premier contour donné, prévoit que l’on exécute les étapes suivantes :According to the invention, the method of depositing a decorative coating by spraying on a part of appearance on the surface of which a first zone is defined to be made free of decorative element, and delimited by a selvedge according to a first given contour, provides for the following steps to be carried out:
Etape A : on dépose sur ladite première zone un élément de masquage dont la surface est incluse en totalité dans ladite première zone, la partie recouverte par l’élément de masquage définissant une seconde zone délimitée par un second contour,Step A: a masking element is deposited on said first zone, the surface of which is entirely included in said first zone, the part covered by the masking element defining a second zone delimited by a second contour,
Etape B : on dépose une ou plusieurs couches de revêtement de décor sur l’ensemble de la surface de la pièce d’aspect, et on laisse durcir le revêtement de décor pendant une durée prédéterminée,Step B: one or more layers of decorative coating are deposited on the entire surface of the appearance part, and the decorative coating is left to harden for a predetermined period,
Etape C : on enlève l’élément de masquage et,Step C: we remove the masking element and,
Etape D : à l’aide d’un laser à impulsion, on enlève la couche de revêtement de décor comprise entre le deuxième et le premier contour.Step D: using a pulsed laser, remove the decorative coating layer between the second and the first contour.
[0010] L’utilisation d’un laser à impulsion permet de d’enlever la couche de revêtement de décor de manière très précise sans altérer la surface de la pièce d’aspect.The use of a pulse laser makes it possible to remove the decoration coating layer very precisely without altering the surface of the appearance part.
[0011] Cette technologie est fondée sur l’utilisation du faisceau lumineux pour créer une interaction thermique et mécanique avec la couche de revêtement de décor. La pulsation correspond à un tir laser au cours duquel on produit une énergie très concentrée pendant un temps très court de l’ordre de quelques nanosecondes.This technology is based on the use of the light beam to create a thermal and mechanical interaction with the decor coating layer. The pulsation corresponds to a laser shot during which very concentrated energy is produced for a very short time of the order of a few nanoseconds.
[0012] Ce tir laser a pour effet d’élever la couche de revêtement à très haute température conduisant à sa fusion puis à sa vaporisation, pour aboutir finalement à la création d’un plasma. La formation puis la détente du plasma produit des ondes de choc mécaniques et des ondes acoustiques qui se propagent dans le matériau, le fragmentent, et provoquent l’éjection de particules de tailles variées. Le matériau sous-jacent formant la pièce d’aspect n’est pas affecté par ce traitement.This laser shot has the effect of raising the coating layer at very high temperature leading to its melting and then to its vaporization, ultimately leading to the creation of a plasma. The formation and then expansion of the plasma produces mechanical shock waves and acoustic waves which propagate in the material, fragment it, and cause the ejection of particles of various sizes. The underlying material forming the appearance piece is not affected by this treatment.
[0013] En utilisant des faisceaux lumineux de diamètre focal adapté, on peut alors enlever le revêtement de décor de manière très précise et obtenir des lisières propres, nettes et dépourvues d’irrégularités.By using light beams with a suitable focal diameter, it is then possible to remove the decoration coating very precisely and to obtain clean, crisp edges free from irregularities.
[0014] Le procédé selon l’invention peut aussi comprendre isolément, ou en combinaison, les caractéristiques suivantes :The method according to the invention can also comprise, in isolation or in combination, the following characteristics:
On exécute l’étape C après l’étape D.Step C is performed after step D.
Après avoir réalisé l’étape C et l’étape D, on dépose une couche de vernis translucide sur l’ensemble de la pièce d’aspect.After carrying out step C and step D, a layer of translucent varnish is applied to the entire appearance part.
La distance entre le premier contour et le deuxième contour est comprise entre 1mm et 10mm. on utilise un laser émettant des impulsions de lumière à une fréquence comprise entre 0,2KHz et 25KHz. on utilise un laser à impulsion dont la puissance crête est comprise entre 25W et 1000W et préférentiellement comprise entre 50W et 300W. on utilise un laser à impulsion de type laser CO2. on utilise un laser à impulsion de type NdYAG. on utilise un laser à impulsion à fibre. on déplace un faisceau lumineux formé par la laser sur la surface de la pièce d’aspect à une vitesse de balayage comprise entre 2m/s et 5m/s. un diamètre focal du faisceau lumineux au niveau de l’impact dudit faisceau sur la surface de la pièce d’aspect est compris entre 0,1 mm et 0,5mm.The distance between the first contour and the second contour is between 1mm and 10mm. using a laser emitting light pulses at a frequency between 0.2KHz and 25KHz. using a pulse laser whose peak power is between 25W and 1000W and preferably between 50W and 300W. a pulse laser of the CO2 laser type is used. an NdYAG type pulse laser is used. a fiber pulse laser is used. we move a light beam formed by the laser on the surface of the appearance part at a scanning speed between 2m / s and 5m / s. a focal diameter of the light beam at the level of the impact of said beam on the surface of the part of appearance is between 0.1 mm and 0.5 mm.
[0015] L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles : la figure 1 est une vue schématique d’une pièce d’aspect à l’issue de l’étape A. la figure 2 est une vue schématique de la pièce d’aspect à l’issue de l’étape B. la figure 3a est une vue schématique de la pièce d’aspect à l’issue de l’étape C etThe invention will be better understood on reading the appended figures, which are provided by way of examples and have no limiting character, in which: FIG. 1 is a schematic view of an aspect part in the 'after step A. Figure 2 is a schematic view of the appearance piece after step B. Figure 3a is a schematic view of the appearance piece after 'step C and
avant l’exécution de l’étape D la figure 3b est une vue schématique de la pièce d’aspect selon une alternative de réalisation de l’invention, à l’issue de l’étape D qui est exécutée avant l’étape C. la figure 4 est une vue schématique de la pièce d’aspect à l’issue des étapes C et D.before the execution of step D FIG. 3b is a schematic view of the appearance part according to an alternative embodiment of the invention, at the end of step D which is executed before step C. Figure 4 is a schematic view of the appearance part at the end of steps C and D.
[0016] La pièce d’aspect 1 représentée à la figure 1 illustre une partie avant de véhicule sur laquelle on souhaite déposer un élément de décor sans recouvrir une première zone 10 délimitée par une lisière, représentée en pointillés, et définissant un premier contour 11.The appearance part 1 shown in Figure 1 illustrates a front part of the vehicle on which one wishes to deposit a decorative element without covering a first area 10 delimited by a selvedge, shown in dotted lines, and defining a first contour 11 .
[0017] Cette première zone 10 peut correspondre, par exemple, à une zone de la pièce d’aspect où l’on souhaite laisser passer la lumière.This first area 10 may correspond, for example, to an area of the appearance room where one wishes to let the light through.
[0018] Au cours de l’étape A, on dépose un élément de masquage 2, tel qu’un film adhésif, ou une matière fluide telle qu’une colle thermoplastique formant, en se solidifiant, une couche de masquage temporaire.During step A, a masking element 2 is deposited, such as an adhesive film, or a fluid material such as a thermoplastic adhesive forming, by solidifying, a temporary masking layer.
[0019] La partie recouverte par l’élément de masquage 2 définit une deuxième zone 20. Le bord de l’élément de masquage forme un second contour 21 délimitant la deuxième zone 20.The part covered by the masking element 2 defines a second zone 20. The edge of the masking element forms a second contour 21 delimiting the second zone 20.
[0020] L’élément de masquage 2 est inclus en totalité à l’intérieur de ladite première zone 10. En d’autres termes, le second contour 21 ne possède pas d’intersection avec le premier contour 11.The masking element 2 is completely included inside said first zone 10. In other words, the second contour 21 does not have an intersection with the first contour 11.
[0021] La surface 30 comprise entre le deuxième contour 21 et le premier contour 11 n’est donc pas protégée.The surface 30 between the second contour 21 and the first contour 11 is therefore not protected.
[0022] On, s’arrange, au cours de cette étape, à faire en sorte que le second contour 21 défini par l’élément de masquage 2 soit disposé au plus près du premier contour 11, et à une distance favorablement comprise entre 1mm et 10mm. On notera ici que cette distance résulte de la précision de pose du marouflage et des moyens employés pour exécuter cette opération.It is arranged, during this step, to ensure that the second contour 21 defined by the masking element 2 is arranged as close to the first contour 11, and at a distance favorably between 1mm and 10mm. It will be noted here that this distance results from the precision of laying the masking tape and from the means used to perform this operation.
[0023] A l’étape B, on asperge l’ensemble de la pièce d’aspect 1 d’un revêtement de décor 3 tel qu’une peinture. A cette étape, on recouvre de peinture la pièce d’aspect 1, ainsi que l’élément de masquage 2 et la surface 30 comprise entre le second contour 21, défini par l’élément de masquage 2, et le premier contour 11.In step B, the entire appearance part 1 is sprayed with a decoration coating 3 such as a paint. At this stage, the appearance part 1 is covered with paint, as well as the masking element 2 and the surface 30 comprised between the second contour 21, defined by the masking element 2, and the first contour 11.
[0024] On laisse alors s’écouler un temps prédéterminé de sorte que l’élément de décor durcisse et achève sa réticulation.We then allow a predetermined time to elapse so that the decor element hardens and completes its crosslinking.
[0025] Selon une première alternative de mise en oeuvre de l’invention, et au cours d’une étape C, illustrée à la figure 3a, on enlève l’élément de masquage 2, et on dégage la deuxième zone 20 non recouverte de revêtement de décor.According to a first alternative embodiment of the invention, and during a step C, illustrated in FIG. 3a, the masking element 2 is removed, and the second zone 20 not covered with is released. decor coating.
[0026] Puis, à l’étape D, à l’aide d’un laser à impulsions courtes (non représenté), on enlève la couche de revêtement de décor restant à l’intérieur de la première zone et correspondant à la surface 30 comprise entre le premier contour 11 et le second contour 21.Then, in step D, using a short pulse laser (not shown), the decorative coating layer remaining inside the first zone and corresponding to the surface 30 is removed. between the first contour 11 and the second contour 21.
[0027] Selon une alternative de réalisation de l’invention, illustrée à la figure 3b, on pourra préférer inverser l’ordre d’exécution des étapes C et D. On enlève alors l’élément de décor déposé sur la surface 30 à l’aide du laser à impulsion avant de retirer la couche de masquage 2.According to an alternative embodiment of the invention, illustrated in Figure 3b, we may prefer to reverse the order of execution of steps C and D. We then remove the decorative element deposited on the surface 30 to l using the pulse laser before removing the masking layer 2.
[0028] A l’issue des étapes C et D, on obtient une configuration identique, illustrée à la figure 4, dans laquelle toute la peinture présente dans la première zone 10 délimitée par le premier contour 11 a été retirée.After steps C and D, an identical configuration is obtained, illustrated in FIG. 4, in which all the paint present in the first zone 10 delimited by the first contour 11 has been removed.
[0029] Pour améliorer l’aspect général de la pièce et pour renforcer la tenue du revêtement de décor au niveau de la lisière 11, il peut s’avérer intéressant de déposer par aspersion une ou plusieurs couches de vernis incolore. La couche de vernis permet ainsi d’éviter la pénétration au niveau des lisières d’agents nocifs susceptibles de s’introduire sous la surface du revêtement de décor 3 et d’engendrer des décollements localisés.To improve the general appearance of the part and to strengthen the hold of the decorative coating at the edge 11, it may be advantageous to deposit by spraying one or more layers of colorless varnish. The layer of varnish thus avoids the penetration at the edges of harmful agents likely to be introduced under the surface of the decoration coating 3 and to generate localized detachments.
[0030] La source laser à impulsion utilisée pour réaliser cette opération de nettoyage peut être du type laser CO2, laser à semi-conducteur ou encore laser à fibre. La puissance crête de sortie du laser est comprise entre 25W et 1000W et préférentiellement comprise entre 50W et 300W.The pulse laser source used to carry out this cleaning operation can be of the CO2 laser, semiconductor laser or even fiber laser type. The peak output power of the laser is between 25W and 1000W and preferably between 50W and 300W.
[0031] On retiendra préférentiellement une source laser à impulsion de type à déclanchement. Le laser émet des impulsions de l’ordre de quelques nanosecondes à une fréquence qui peut aller de quelques dizaines de Hz jusqu’à 25 KHz, et préférentiellement à une fréquence de l’ordre de 20KHz.Preferably retain a pulse type laser source trigger. The laser emits pulses of the order of a few nanoseconds at a frequency which can range from a few tens of Hz up to 25 KHz, and preferably at a frequency of the order of 20KHz.
[0032] La longueur d’onde de la lumière émise varie en fonction du type de laser employé.The wavelength of the light emitted varies depending on the type of laser used.
[0033] A titre d’exemple, ou pourra utiliser un laser semi-conducteur de type NdYAG solide émettant une lumière d’une longueur d’onde de 1064 nm, un laser à fibre émettant une lumière de longueur d’onde comprise entre 900nm et 10OOnm, ou encore un laser CO2 émettant une lumière dont la longueur d’onde est comprise entre 9000nm et 12000nm.For example, or may use a solid-state NdYAG semiconductor laser emitting light with a wavelength of 1064 nm, a fiber laser emitting light with a wavelength between 900nm and 10OOnm, or a CO2 laser emitting light whose wavelength is between 9000nm and 12000nm.
[0034] A l’aide de miroirs placés sur une tête galvanométrique on déplace le faisceau lumineux sur la surface de la première zone 10 comportant des traces d’éléments de décor. La vitesse de balayage le long d’une ligne de balayage est utilement comprise entre 2m/s et 5m/s. Le décalage entre deux lignes de balayage est de l’ordre de 0,1 mm.Using mirrors placed on a galvanometric head, the light beam is moved over the surface of the first zone 10 comprising traces of decorative elements. The scanning speed along a scanning line is usefully between 2m / s and 5m / s. The offset between two scan lines is on the order of 0.1 mm.
[0035] On ajuste les miroirs et les lentilles du dispositif optique de sorte que le diamètre focal du faisceau lumineux au niveau de l’impact dudit faisceau sur la surface de la pièce d’aspect soit compris entre 0,1 mm et 0,5mm.Adjusting the mirrors and the lenses of the optical device so that the focal diameter of the light beam at the impact of said beam on the surface of the workpiece is between 0.1 mm and 0.5 mm .
[0036] Un moyen de commande (non représenté) dans lequel sont mémorisées la forme et la position dans l’espace du premier et du deuxième contour, pilote la tête galvanométrique selon des stratégies de déplacement adaptées pour enlever la couche d’élément de décor de la surface 30 dans un temps le plus bref possible et avec la meilleure précision, en particulier au niveau de la lisière formant le premier contour 11. Aussi, plus la distance entre le premier et le deuxième contour est faible, plus la durée de cette opération est faible.A control means (not shown) in which the shape and the position in space of the first and second contours are stored, controls the galvanometric head according to displacement strategies adapted to remove the layer of decorative element of the surface 30 in the shortest possible time and with the best precision, in particular at the level of the edge forming the first contour 11. Also, the smaller the distance between the first and the second contour, the longer the duration of this operation is weak.
NOMENCLATURE 1 Pièce d’aspect.NOMENCLATURE 1 Appearance piece.
10 Première zone de la pièce d’aspect sans revêtement de décor.10 First area of the appearance room without decoration coating.
11 Lisière du revêtement de décor définissant un premier contour.11 Edge of the decorative covering defining a first contour.
2 Elément de masquage.2 Masking element.
20 Deuxième zone de la pièce d’aspect recouverte par l’élément de masquage.20 Second area of the appearance part covered by the masking element.
21 Bord de l’élément de masquage définissant un second contour.21 Edge of the masking element defining a second contour.
3 Revêtement de décor.3 Decorative coating.
30 Surface de la pièce d’aspect comprise entre le premier et le deuxième contour correspondant à la surface disposée entre la lisière du revêtement de décor et le bord l’élément de masquage.30 Surface of the part of appearance between the first and the second contour corresponding to the surface disposed between the edge of the decorative covering and the edge of the masking element.
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