JP2004169124A - マグネシウム合金部品とその製造方法及び製造装置 - Google Patents
マグネシウム合金部品とその製造方法及び製造装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】必要最小限の塗装膜を剥離して再塗装することで、コスト力に優れ外観や耐食性を確保できるマグネシウム合金部品とその製造方法及び製造装置を得ること。
【解決手段】塗装されたマグネシウム合金部品の外観を検査装置で調査し、検出された塗装不良部に位置合せ装置を備えたレーザ加工装置かショットブラスト装置により直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域を剥離し、洗浄した後、再塗装するものである。このとき、前記領域の自由表面側の直径がマグネシウム合金側の直径の２〜１０００倍であると好適となる。
【選択図】 図４
【解決手段】塗装されたマグネシウム合金部品の外観を検査装置で調査し、検出された塗装不良部に位置合せ装置を備えたレーザ加工装置かショットブラスト装置により直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域を剥離し、洗浄した後、再塗装するものである。このとき、前記領域の自由表面側の直径がマグネシウム合金側の直径の２〜１０００倍であると好適となる。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム合金部品に関するものであり、更に詳しくは、塗装不良を修正したマグネシウム合金部品とその製造方法及び製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、リサイクルの容易性、軽量性、放熱特性が優れている点などから、マグネシウム合金が機器の外装部品材料として注目されている。このマグネシウム合金が使用されている商品群としては、ポータブル家電機器の外装部品（ノート型パーソナルコンピューター，ポータブルカセットテーププレーヤ，ポータブルＭＤプレーヤなど）、及び車両関係の車輪のホイールなどに実用化されている。マグネシウム合金としては、主に、鋳造用にＡＺ９１や、板金用のＡＺ３１が用いられている。
【０００３】
前述するような実用化されているマグネシウム合金部品においては、次のような問題がある。図７は、再塗装されたマグネシウム合金部品の断面構成図である。
【０００４】
図７において、３１はマグネシウム合金成形品、３２は防錆皮膜、３３は下塗り塗装膜、３４は上塗り塗装膜、３５はパテ修正層、３６は再塗装された下塗り塗装膜、３７は再塗装された上塗り塗装膜である。外装部品に用いられるマグネシウム合金部品は、高度な外観品位が求められるため、数１０μｍの塗装欠陥でも不良と見なされる。
【０００５】
また、図８は従来のマグネシウム合金部品の工程図である。外観検査後に発見された塗装不良部は、不良位置をマーキングなどして明確にし、次に、サンドペーパなどの研磨を手作業で行い、上塗り塗装膜３４、下塗り塗装膜３３及び防錆皮膜３２を剥離する。発生した粉塵を洗浄により除去する。パテ塗りと平滑研磨によるパテ砥ぎでパテ修正層３５を形成し、再度発生した粉塵を洗浄により除去する。その後、再塗装して下塗り塗装膜３６と上塗り塗装膜３７を積層する。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許５６６２７６２号公報
【特許文献２】
米国特許５５６２８４０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように実用化されているマグネシウム合金部品においては、次のような問題点がある。パテ修正は人手によって行うため、最小面積の直径を２０ｍｍ以下にすることは事実上困難であるため、不必要な塗装膜剥離に伴う外観や耐食性の確保の難しさ、更には、コストが高くなるという問題があった。人手以外の塗装膜剥離の方法として、例えば特許文献１或いは、特許文献２に開示されるようなレーザを用いる方法もあるが、これらは全面剥離に用いられているものであった。
【０００８】
本発明は、従来における問題を解決して、必要最小限の塗装膜を剥離して再塗装することで、コスト力に優れ、しかも外観や耐食性を確保できるマグネシウム合金部品とその製造方法及び製造装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るマグネシウム合金部品は、化成処理、下塗り、上塗りが施された後、更に、下塗り、上塗りが塗布されたマグネシウム合金部品であって、前記マグネシウム合金部品の塗装面の少なくとも一つ以上の位置で直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域にマグネシウム合金生地の表面に下塗り、上塗りが塗布されていることを特徴とする。この構造は、必要最小限の面積での剥離再塗装を行った結果、得られるものである。
【００１０】
このとき、前記剥離再塗装領域は、直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域の自由表面側の直径はマグネシウム合金側の直径の２〜１０００倍であることで良好な外観品位を確保することができる。
【００１１】
また、直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域のマグネシウム合金生地の表面は、溶融の熱影響を受けることで、必要最小限の面積で人手に頼らない再塗装が可能となる。
【００１２】
また、直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域のマグネシウム合金生地の表面は、最小表面粗さ０．０２μｍの球面状凹凸の加工跡を有することで、加工面積をより一層小さくでき、人手に頼らない再塗装が可能となる。
【００１３】
また、本発明に係るマグネシウム合金部品の製造方法は、化成処理を行った後に、下塗り及び上塗り塗装が施されたマグネシウム合金部品の外観検査を行い、前記マグネシウム合金部品において検出された塗装不良部に収束された加工媒体を照射し、前記塗装不良部を含む近傍領域の少なくとも上塗り部或いは上塗り部と下塗り部を除去し、前記塗装の一部を除去されたマグネシウム合金部品を洗浄した後、下塗り及び上塗りを再塗装することを特徴とする。この工程により、高いコスト力、外観や耐食性を確保することが可能となる。
【００１４】
このとき、収束照射された加工媒体をレーザ光とすることで、必要最小限の塗装膜の剥離を容易に機械化することができる。
【００１５】
また、収束照射された加工媒体はを微粉末とすることで、塗装膜の剥離面積をより一層小さくすることができる。
【００１６】
また、本発明に係るマグネシウム合金部品の製造装置は、マグネシウム合金部品の移動装置と、外観検査装置と、信号処理装置と、塗装膜除去装置とから構成され、前記移動装置上を移動するマグネシウム合金部品の塗装不良部を前記外観検査装置にて認識し、認識した塗装不良部の位置を信号処理装置でデータ処理して前記塗装膜除去装置に伝え、塗装不良部を含む近傍領域に収束された加工媒体を照射して塗装膜を剥離することを特徴とする。このような構成により、外観の検査から剥離までを容易に機械化することが可能となる。
【００１７】
また、塗装膜除去装置は集光光学装置と位置合せ装置を備えたレーザ加工装置とすることで、剥離工程における機械動作を電気信号にて容易に制御することができる。
【００１８】
また、前記塗装膜除去装置はレーザ光の出力調整が可能とすることで、所望の剥離部の形状を容易に得ることができる。
【００１９】
また、塗装膜除去装置はレーザ光のスポット径を可変とすることで、所望の剥離部の形状を容易に得ることができる。
【００２０】
また、塗装膜除去装置の位置合せ装置はガルバノミラー装置とすることで、剥離部の位置合わせを極めて短時間に行うことができる。
【００２１】
更に、塗装膜除去装置はショットブラスト装置と位置合せ装置とすることで、剥離をより一層精密に行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るマグネシウム合金部品とその製造方法及び製造装置の好ましい実施例について添付の図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、レーザを用いた塗装膜剥離装置の構成図である。
【００２４】
同図において、１は搬送装置、２は駆動装置、３はマグネシウム合金成形品、４は塗装膜、５は検査カメラ、６は制御装置、７はレーザ発振器、８はレーザ光、９はガルバノミラー、１０はｆθレンズ、１１は圧搾装置、１２は噴射ノズルである。
【００２５】
搬送装置１と駆動装置２とから成る移動装置において、搬送装置１に設置された塗装膜４付きのマグネシウム合金成形品３は、駆動装置２によって所定の位置に移動され、検査カメラ５により外観測定が行われ、画像データが取り込まれる。取り込まれた画像データは、制御装置６において、制御装置６が有する不良品の画像データと比較が行われ、良否の判定が行われる。良品と判断されたマグネシウム合金部品はそのまま次工程へ搬送される。不良と判断されたマグネシウム合金部品は、搬送装置１によりレーザ加工が行われる所定の位置に移動される。
【００２６】
塗装膜４にはレーザ発振器７から出射したレーザ光８がガルバノミラー９により角度を変更されｆθレンズ１０を通過することで塗装膜４上に集光されて、塗装膜４の剥離が行われる。塗装材料の種類にもよるが、紫外から可視と遠赤外の光に対して不透過でレーザ光８を吸収する。したがって、レーザ発振器７には、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、半波長のＹＡＧレーザ、エキシマレーザなどの適用が可能である。塗装材料や膜厚にもよるが、照射するレーザ強度は例えばパルスＹＡＧレーザの場合で１〜１０万ｋｗ／ｃｍ２程度が適切である。
【００２７】
また、剥離と同時に塗装膜の粉塵が発生するので、これは圧搾装置１１で空気を噴射ノズル１２を通じて噴射することで除去できる。制御装置６からはレーザ発振器７に適切なレーザ発振条件、またガルバノミラー９に照射位置制御の情報が与えられる。レーザ光８の集光直径はｆθレンズ１０の焦点距離に依存するが、最小５０μｍが可能である。照射状態を焦点位置から外すことで、レーザ光の照射面積が大きくなり、同じレーザ発振条件でもエネルギー密度や加工面積を変化させることが可能である。レーザ光８の集光面積以上の領域を加工するには、ガルバノミラー９を走査することで可能である。
【００２８】
図２はレーザ加工部の拡大構成図である。同図において、１３は防錆皮膜、１４は下塗り塗装膜、１５は上塗り塗装膜、１６は保持治具、１７は稼動機構、１８はレーザ光強度分布である。
【００２９】
ｆθレンズ１０によって集光されたレーザ光８は中心部が高いレーザ強度分布１８を示す。そのため、レーザ光８により剥離が行われた後は、最も深い所にある防錆皮膜１３の剥離面積が最も小さく、下塗り塗装膜１４、上塗り塗装膜１５の順に面積は大きくなる。防錆皮膜１３まで剥離されたマグネシウム合金成形品３の表面にはレーザ光による溶融等の熱影響を受けることがある。また、保持治具１６に取り付けられたｆθレンズ１０を稼動機構１７により垂直方向に移動させることで焦点位置を変更でき、その結果、レーザ光の走査を行わなくとも加工面積の調整が可能となる。
【００３０】
図３は、第１の実施形態における工程図である。以下、図３を参照しながら、第１の実施形態の具体的な動作手順について説明する。
【００３１】
外観検査後に発見された塗装不良部は、不良位置を制御信号でガルバノミラー９に、レーザ光照射条件をレーザ発振器７に伝える。次に、ガルバノミラー９の角度を変え、照射位置合せを行う。レーザ光は集光と走査されることで、上塗り塗装膜３４、下塗り塗装膜３３及び防錆皮膜３２は剥離される。最後に発生した粉塵をエアーブローで除去する。その後、再塗装して下塗り塗装膜３６と上塗り塗装膜３７を積層する。上記したように従来の手作業の工程と比較して、レーザ光による剥離面積は小さいためパテ修正の省略が可能である。
【００３２】
図４は、再塗装したマグネシウム合金部品の断面構成図である。同図において、１９は下塗り再塗装膜、２０は上塗り再塗装膜である。マグネシウム合金成形品３の上に、剥離された領域を有する防錆皮膜１３、下塗り塗装膜１４と上塗り塗装膜１５が全体で２０〜３０μｍの厚さで積層されている。この上に、下塗り再塗装膜１９と上塗り再塗装膜２０がさらに積層される。
【００３３】
このとき、自由表面側の除去領域の直径ａがマグネシウム合金側の除去領域の直径ｂに対して２〜１０００倍であれば、従来の手作業による剥離方法では出来ない小さな面積で、また下の剥離領域の影響が現れない良好な塗装外観品を得ることができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
図５は、ショットブラストを用いた塗装膜剥離装置の構成図である。
【００３５】
同図において、２１はノズル、２２は噴射機構、２３はブラスト粒子群、２４はＸＹテーブル、２５はＸＹテーブル制御装置である。
【００３６】
本実施形態が第１の実施形態と相違する点は、剥離をショットブラストにて行うとした点である。検査カメラ５で不良と判断されたマグネシウム合金部品は、ＸＹテーブル２４に人手あるいはロボットで移設される。制御装置６からの信号により、塗装膜４の不良部がノズル２１の直下に移動される。ノズル２１からは噴射機構２２により圧力を受けたブラスト粒子２３が飛び出し、塗装膜４の不良部を剥離する。
【００３７】
ブラスト粒子の材料としては、例えばアルミナ、ジルコニアなどのセラミックス系が加工性も良く小さな径のものも入手しやすい。ショットブラストでは直径２０μｍの小さな面積の除去が可能であり、レーザに比べて加工跡を小さくすることができる。また、ブラスト粒子２３の噴射状態を調整することでレーザと同じように中央部を深く剥離することが可能である。防錆皮膜１３まで剥離されたマグネシウム合金成形品３の表面にはショットブラストによる加工で最小表面荒さ０．０２μｍの球面状凹凸の加工跡が存在することがある。
【００３８】
図６は本実施形態における工程図である。同図を参照しながら本実施形態の具体的な動作手順について説明する。
【００３９】
本工程と前述した第１の実施形態との動作手順における違いは、ショットブラストでは加工中に粉塵除去の空気噴射ができないことに起因し、剥離後に塗装膜の加工粉やブラスト粒子が剥離部に残存するため、洗浄工程を設けた点である。外観検査後に発見された塗装不良部は、不良位置を制御信号で移動装置に、ブラスト照射条件を噴射機構２２に伝える。ブラスト粒子２３が照射されることで、上塗り塗装膜３４、下塗り塗装膜３３及び防錆皮膜３２は剥離される。最後に残留した粉塵を洗浄で除去する。その後、再塗装して下塗り塗装膜３６と上塗り塗装膜３７を積層する。
【００４０】
【発明の効果】
以上、実施例について詳細に説明したところから明らかなように、本発明は次の効果を有する。
【００４１】
本発明に係わるマグネシウム合金部品によれば、一旦、化成処理、下塗り、上塗りが塗布された上に更に下塗り、上塗りが施されたマグネシウム合金部品において、塗装面の少なくとも一つ以上の位置で直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域にマグネシウム合金生地の上に下塗り、上塗りが塗布されている。この構造により、必要最小限の面積での剥離再塗装が可能である。
【００４２】
上記剥離再塗装領域は、直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域の自由表面側の直径はマグネシウム合金側の直径の２〜１０００倍とすることで良好な外観品位を確保することができる。
【００４３】
上記直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域のマグネシウム合金生地の表面は、溶融等の熱影響を受けることで必要最小限の面積で人手に頼らない再塗装が可能となる。
【００４４】
上記直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域のマグネシウム合金生地の表面は、最小表面粗さ０．０２μｍの球面状凹凸の加工跡を有することで加工面積をより一層小さくでき、人手に頼らない再塗装が可能となる。
【００４５】
本発明に係るマグネシウム合金部品の製造方法によれば、化成処理を行った上に下塗り及び上塗り塗装を施されたマグネシウム合金部品の外観検査を行い、前記マグネシウム合金部品において検出された塗装不良部に収束された加工媒体を照射し、前記塗装不良部を含む近傍領域の少なくとも上塗り部あるいは上塗り部と下塗り部を除去し、前記塗装の一部を除去されたマグネシウム合金部品を洗浄して粉塵や加工媒体を除去した後、下塗り及び上塗りを再塗装するものである。この工程により、高いコスト力、外観や耐食性を確保できる。
【００４６】
上記収束照射された加工媒体は、レーザ光とすることで、必要最小限の塗装膜の剥離を容易に機械化することができる。
【００４７】
上記収束照射された加工媒体は、微粉末とすることで、塗装膜の剥離面積をより一層小さくすることができる。
【００４８】
本発明に係るマグネシウム合金部品の製造装置によれば、マグネシウム合金部品の移動装置と、外観検査装置と、信号処理装置と、塗装膜除去装置とから構成され、前記移動装置上を移動するマグネシウム合金部品の塗装不良部を前記外観検査装置にて認識し、認識した塗装不良部の位置を信号処理装置でデータ処理して前記塗装膜除去装置に伝え、塗装不良部を含む近傍領域に収束された加工媒体を照射して塗装膜を剥離するものである。この構成により、外観の検査から剥離までを容易に機械化することができる。
【００４９】
上記塗装膜除去装置は集光光学装置と位置合せ装置を備えたレーザ加工装置とすることで、剥離工程におけるレーザ発振条件や照射位置を電気信号にて容易に制御して自動化できる。
【００５０】
上記塗装膜除去装置はレーザ光の出力調整が可能とすることで、上塗り、下塗りと化成皮膜を除去でき、特に剥離部の深さ方向の形状を容易に制御することができる。
【００５１】
上塗装膜除去装置はレーザ光のスポット径を可変とすることで、レーザ光のエネルギー強度や照射面積を適切にすることができ、剥離部の深さ方向と加工面積などの形状を容易に制御することができる。
【００５２】
上記塗装膜除去装置の位置合せ装置はガルバノミラー装置とすることで、剥離部の位置合わせを０．１秒以内の短時間に行うことができる。
【００５３】
上記塗装膜除去装置はショットブラスト装置と位置合せ装置とすることで、レーザ光よりも収束径を小さくでき剥離をより一層精密に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施形態に係るレーザを用いた塗装膜剥離装置の構成図
【図２】本願発明の第１の実施形態に係るレーザ加工部の拡大構成図
【図３】本願発明の第１の実施形態に係る工程図
【図４】本願発明の第１の実施形態に係る再塗装したマグネシウム合金部品の断面構成図
【図５】本願発明の第２の実施形態に係るショットブラストを用いた塗装膜剥離装置の構成図
【図６】本願発明の第２の実施形態に係る工程図
【図７】従来の再塗装したマグネシウム合金部品の断面構成図
【図８】従来のマグネシウム合金部品の工程図
【符号の説明】
１ 搬送装置
２ 駆動装置
３ マグネシウム合金成形品
４ 塗装膜
５ 検査カメラ
６ 制御装置
７ レーザ発振器
８ レーザ光
９ ガルバノミラー
１０ ｆθレンズ
１１ 圧搾装置
１２ 噴射ノズル
１３ 防錆皮膜
１４ 下塗り塗装膜
１５ 上塗り塗装膜
１９ 下塗り再塗装膜
２０ 上塗り再塗装膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム合金部品に関するものであり、更に詳しくは、塗装不良を修正したマグネシウム合金部品とその製造方法及び製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、リサイクルの容易性、軽量性、放熱特性が優れている点などから、マグネシウム合金が機器の外装部品材料として注目されている。このマグネシウム合金が使用されている商品群としては、ポータブル家電機器の外装部品（ノート型パーソナルコンピューター，ポータブルカセットテーププレーヤ，ポータブルＭＤプレーヤなど）、及び車両関係の車輪のホイールなどに実用化されている。マグネシウム合金としては、主に、鋳造用にＡＺ９１や、板金用のＡＺ３１が用いられている。
【０００３】
前述するような実用化されているマグネシウム合金部品においては、次のような問題がある。図７は、再塗装されたマグネシウム合金部品の断面構成図である。
【０００４】
図７において、３１はマグネシウム合金成形品、３２は防錆皮膜、３３は下塗り塗装膜、３４は上塗り塗装膜、３５はパテ修正層、３６は再塗装された下塗り塗装膜、３７は再塗装された上塗り塗装膜である。外装部品に用いられるマグネシウム合金部品は、高度な外観品位が求められるため、数１０μｍの塗装欠陥でも不良と見なされる。
【０００５】
また、図８は従来のマグネシウム合金部品の工程図である。外観検査後に発見された塗装不良部は、不良位置をマーキングなどして明確にし、次に、サンドペーパなどの研磨を手作業で行い、上塗り塗装膜３４、下塗り塗装膜３３及び防錆皮膜３２を剥離する。発生した粉塵を洗浄により除去する。パテ塗りと平滑研磨によるパテ砥ぎでパテ修正層３５を形成し、再度発生した粉塵を洗浄により除去する。その後、再塗装して下塗り塗装膜３６と上塗り塗装膜３７を積層する。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許５６６２７６２号公報
【特許文献２】
米国特許５５６２８４０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように実用化されているマグネシウム合金部品においては、次のような問題点がある。パテ修正は人手によって行うため、最小面積の直径を２０ｍｍ以下にすることは事実上困難であるため、不必要な塗装膜剥離に伴う外観や耐食性の確保の難しさ、更には、コストが高くなるという問題があった。人手以外の塗装膜剥離の方法として、例えば特許文献１或いは、特許文献２に開示されるようなレーザを用いる方法もあるが、これらは全面剥離に用いられているものであった。
【０００８】
本発明は、従来における問題を解決して、必要最小限の塗装膜を剥離して再塗装することで、コスト力に優れ、しかも外観や耐食性を確保できるマグネシウム合金部品とその製造方法及び製造装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るマグネシウム合金部品は、化成処理、下塗り、上塗りが施された後、更に、下塗り、上塗りが塗布されたマグネシウム合金部品であって、前記マグネシウム合金部品の塗装面の少なくとも一つ以上の位置で直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域にマグネシウム合金生地の表面に下塗り、上塗りが塗布されていることを特徴とする。この構造は、必要最小限の面積での剥離再塗装を行った結果、得られるものである。
【００１０】
このとき、前記剥離再塗装領域は、直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域の自由表面側の直径はマグネシウム合金側の直径の２〜１０００倍であることで良好な外観品位を確保することができる。
【００１１】
また、直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域のマグネシウム合金生地の表面は、溶融の熱影響を受けることで、必要最小限の面積で人手に頼らない再塗装が可能となる。
【００１２】
また、直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域のマグネシウム合金生地の表面は、最小表面粗さ０．０２μｍの球面状凹凸の加工跡を有することで、加工面積をより一層小さくでき、人手に頼らない再塗装が可能となる。
【００１３】
また、本発明に係るマグネシウム合金部品の製造方法は、化成処理を行った後に、下塗り及び上塗り塗装が施されたマグネシウム合金部品の外観検査を行い、前記マグネシウム合金部品において検出された塗装不良部に収束された加工媒体を照射し、前記塗装不良部を含む近傍領域の少なくとも上塗り部或いは上塗り部と下塗り部を除去し、前記塗装の一部を除去されたマグネシウム合金部品を洗浄した後、下塗り及び上塗りを再塗装することを特徴とする。この工程により、高いコスト力、外観や耐食性を確保することが可能となる。
【００１４】
このとき、収束照射された加工媒体をレーザ光とすることで、必要最小限の塗装膜の剥離を容易に機械化することができる。
【００１５】
また、収束照射された加工媒体はを微粉末とすることで、塗装膜の剥離面積をより一層小さくすることができる。
【００１６】
また、本発明に係るマグネシウム合金部品の製造装置は、マグネシウム合金部品の移動装置と、外観検査装置と、信号処理装置と、塗装膜除去装置とから構成され、前記移動装置上を移動するマグネシウム合金部品の塗装不良部を前記外観検査装置にて認識し、認識した塗装不良部の位置を信号処理装置でデータ処理して前記塗装膜除去装置に伝え、塗装不良部を含む近傍領域に収束された加工媒体を照射して塗装膜を剥離することを特徴とする。このような構成により、外観の検査から剥離までを容易に機械化することが可能となる。
【００１７】
また、塗装膜除去装置は集光光学装置と位置合せ装置を備えたレーザ加工装置とすることで、剥離工程における機械動作を電気信号にて容易に制御することができる。
【００１８】
また、前記塗装膜除去装置はレーザ光の出力調整が可能とすることで、所望の剥離部の形状を容易に得ることができる。
【００１９】
また、塗装膜除去装置はレーザ光のスポット径を可変とすることで、所望の剥離部の形状を容易に得ることができる。
【００２０】
また、塗装膜除去装置の位置合せ装置はガルバノミラー装置とすることで、剥離部の位置合わせを極めて短時間に行うことができる。
【００２１】
更に、塗装膜除去装置はショットブラスト装置と位置合せ装置とすることで、剥離をより一層精密に行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るマグネシウム合金部品とその製造方法及び製造装置の好ましい実施例について添付の図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、レーザを用いた塗装膜剥離装置の構成図である。
【００２４】
同図において、１は搬送装置、２は駆動装置、３はマグネシウム合金成形品、４は塗装膜、５は検査カメラ、６は制御装置、７はレーザ発振器、８はレーザ光、９はガルバノミラー、１０はｆθレンズ、１１は圧搾装置、１２は噴射ノズルである。
【００２５】
搬送装置１と駆動装置２とから成る移動装置において、搬送装置１に設置された塗装膜４付きのマグネシウム合金成形品３は、駆動装置２によって所定の位置に移動され、検査カメラ５により外観測定が行われ、画像データが取り込まれる。取り込まれた画像データは、制御装置６において、制御装置６が有する不良品の画像データと比較が行われ、良否の判定が行われる。良品と判断されたマグネシウム合金部品はそのまま次工程へ搬送される。不良と判断されたマグネシウム合金部品は、搬送装置１によりレーザ加工が行われる所定の位置に移動される。
【００２６】
塗装膜４にはレーザ発振器７から出射したレーザ光８がガルバノミラー９により角度を変更されｆθレンズ１０を通過することで塗装膜４上に集光されて、塗装膜４の剥離が行われる。塗装材料の種類にもよるが、紫外から可視と遠赤外の光に対して不透過でレーザ光８を吸収する。したがって、レーザ発振器７には、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、半波長のＹＡＧレーザ、エキシマレーザなどの適用が可能である。塗装材料や膜厚にもよるが、照射するレーザ強度は例えばパルスＹＡＧレーザの場合で１〜１０万ｋｗ／ｃｍ２程度が適切である。
【００２７】
また、剥離と同時に塗装膜の粉塵が発生するので、これは圧搾装置１１で空気を噴射ノズル１２を通じて噴射することで除去できる。制御装置６からはレーザ発振器７に適切なレーザ発振条件、またガルバノミラー９に照射位置制御の情報が与えられる。レーザ光８の集光直径はｆθレンズ１０の焦点距離に依存するが、最小５０μｍが可能である。照射状態を焦点位置から外すことで、レーザ光の照射面積が大きくなり、同じレーザ発振条件でもエネルギー密度や加工面積を変化させることが可能である。レーザ光８の集光面積以上の領域を加工するには、ガルバノミラー９を走査することで可能である。
【００２８】
図２はレーザ加工部の拡大構成図である。同図において、１３は防錆皮膜、１４は下塗り塗装膜、１５は上塗り塗装膜、１６は保持治具、１７は稼動機構、１８はレーザ光強度分布である。
【００２９】
ｆθレンズ１０によって集光されたレーザ光８は中心部が高いレーザ強度分布１８を示す。そのため、レーザ光８により剥離が行われた後は、最も深い所にある防錆皮膜１３の剥離面積が最も小さく、下塗り塗装膜１４、上塗り塗装膜１５の順に面積は大きくなる。防錆皮膜１３まで剥離されたマグネシウム合金成形品３の表面にはレーザ光による溶融等の熱影響を受けることがある。また、保持治具１６に取り付けられたｆθレンズ１０を稼動機構１７により垂直方向に移動させることで焦点位置を変更でき、その結果、レーザ光の走査を行わなくとも加工面積の調整が可能となる。
【００３０】
図３は、第１の実施形態における工程図である。以下、図３を参照しながら、第１の実施形態の具体的な動作手順について説明する。
【００３１】
外観検査後に発見された塗装不良部は、不良位置を制御信号でガルバノミラー９に、レーザ光照射条件をレーザ発振器７に伝える。次に、ガルバノミラー９の角度を変え、照射位置合せを行う。レーザ光は集光と走査されることで、上塗り塗装膜３４、下塗り塗装膜３３及び防錆皮膜３２は剥離される。最後に発生した粉塵をエアーブローで除去する。その後、再塗装して下塗り塗装膜３６と上塗り塗装膜３７を積層する。上記したように従来の手作業の工程と比較して、レーザ光による剥離面積は小さいためパテ修正の省略が可能である。
【００３２】
図４は、再塗装したマグネシウム合金部品の断面構成図である。同図において、１９は下塗り再塗装膜、２０は上塗り再塗装膜である。マグネシウム合金成形品３の上に、剥離された領域を有する防錆皮膜１３、下塗り塗装膜１４と上塗り塗装膜１５が全体で２０〜３０μｍの厚さで積層されている。この上に、下塗り再塗装膜１９と上塗り再塗装膜２０がさらに積層される。
【００３３】
このとき、自由表面側の除去領域の直径ａがマグネシウム合金側の除去領域の直径ｂに対して２〜１０００倍であれば、従来の手作業による剥離方法では出来ない小さな面積で、また下の剥離領域の影響が現れない良好な塗装外観品を得ることができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
図５は、ショットブラストを用いた塗装膜剥離装置の構成図である。
【００３５】
同図において、２１はノズル、２２は噴射機構、２３はブラスト粒子群、２４はＸＹテーブル、２５はＸＹテーブル制御装置である。
【００３６】
本実施形態が第１の実施形態と相違する点は、剥離をショットブラストにて行うとした点である。検査カメラ５で不良と判断されたマグネシウム合金部品は、ＸＹテーブル２４に人手あるいはロボットで移設される。制御装置６からの信号により、塗装膜４の不良部がノズル２１の直下に移動される。ノズル２１からは噴射機構２２により圧力を受けたブラスト粒子２３が飛び出し、塗装膜４の不良部を剥離する。
【００３７】
ブラスト粒子の材料としては、例えばアルミナ、ジルコニアなどのセラミックス系が加工性も良く小さな径のものも入手しやすい。ショットブラストでは直径２０μｍの小さな面積の除去が可能であり、レーザに比べて加工跡を小さくすることができる。また、ブラスト粒子２３の噴射状態を調整することでレーザと同じように中央部を深く剥離することが可能である。防錆皮膜１３まで剥離されたマグネシウム合金成形品３の表面にはショットブラストによる加工で最小表面荒さ０．０２μｍの球面状凹凸の加工跡が存在することがある。
【００３８】
図６は本実施形態における工程図である。同図を参照しながら本実施形態の具体的な動作手順について説明する。
【００３９】
本工程と前述した第１の実施形態との動作手順における違いは、ショットブラストでは加工中に粉塵除去の空気噴射ができないことに起因し、剥離後に塗装膜の加工粉やブラスト粒子が剥離部に残存するため、洗浄工程を設けた点である。外観検査後に発見された塗装不良部は、不良位置を制御信号で移動装置に、ブラスト照射条件を噴射機構２２に伝える。ブラスト粒子２３が照射されることで、上塗り塗装膜３４、下塗り塗装膜３３及び防錆皮膜３２は剥離される。最後に残留した粉塵を洗浄で除去する。その後、再塗装して下塗り塗装膜３６と上塗り塗装膜３７を積層する。
【００４０】
【発明の効果】
以上、実施例について詳細に説明したところから明らかなように、本発明は次の効果を有する。
【００４１】
本発明に係わるマグネシウム合金部品によれば、一旦、化成処理、下塗り、上塗りが塗布された上に更に下塗り、上塗りが施されたマグネシウム合金部品において、塗装面の少なくとも一つ以上の位置で直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域にマグネシウム合金生地の上に下塗り、上塗りが塗布されている。この構造により、必要最小限の面積での剥離再塗装が可能である。
【００４２】
上記剥離再塗装領域は、直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域の自由表面側の直径はマグネシウム合金側の直径の２〜１０００倍とすることで良好な外観品位を確保することができる。
【００４３】
上記直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域のマグネシウム合金生地の表面は、溶融等の熱影響を受けることで必要最小限の面積で人手に頼らない再塗装が可能となる。
【００４４】
上記直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域のマグネシウム合金生地の表面は、最小表面粗さ０．０２μｍの球面状凹凸の加工跡を有することで加工面積をより一層小さくでき、人手に頼らない再塗装が可能となる。
【００４５】
本発明に係るマグネシウム合金部品の製造方法によれば、化成処理を行った上に下塗り及び上塗り塗装を施されたマグネシウム合金部品の外観検査を行い、前記マグネシウム合金部品において検出された塗装不良部に収束された加工媒体を照射し、前記塗装不良部を含む近傍領域の少なくとも上塗り部あるいは上塗り部と下塗り部を除去し、前記塗装の一部を除去されたマグネシウム合金部品を洗浄して粉塵や加工媒体を除去した後、下塗り及び上塗りを再塗装するものである。この工程により、高いコスト力、外観や耐食性を確保できる。
【００４６】
上記収束照射された加工媒体は、レーザ光とすることで、必要最小限の塗装膜の剥離を容易に機械化することができる。
【００４７】
上記収束照射された加工媒体は、微粉末とすることで、塗装膜の剥離面積をより一層小さくすることができる。
【００４８】
本発明に係るマグネシウム合金部品の製造装置によれば、マグネシウム合金部品の移動装置と、外観検査装置と、信号処理装置と、塗装膜除去装置とから構成され、前記移動装置上を移動するマグネシウム合金部品の塗装不良部を前記外観検査装置にて認識し、認識した塗装不良部の位置を信号処理装置でデータ処理して前記塗装膜除去装置に伝え、塗装不良部を含む近傍領域に収束された加工媒体を照射して塗装膜を剥離するものである。この構成により、外観の検査から剥離までを容易に機械化することができる。
【００４９】
上記塗装膜除去装置は集光光学装置と位置合せ装置を備えたレーザ加工装置とすることで、剥離工程におけるレーザ発振条件や照射位置を電気信号にて容易に制御して自動化できる。
【００５０】
上記塗装膜除去装置はレーザ光の出力調整が可能とすることで、上塗り、下塗りと化成皮膜を除去でき、特に剥離部の深さ方向の形状を容易に制御することができる。
【００５１】
上塗装膜除去装置はレーザ光のスポット径を可変とすることで、レーザ光のエネルギー強度や照射面積を適切にすることができ、剥離部の深さ方向と加工面積などの形状を容易に制御することができる。
【００５２】
上記塗装膜除去装置の位置合せ装置はガルバノミラー装置とすることで、剥離部の位置合わせを０．１秒以内の短時間に行うことができる。
【００５３】
上記塗装膜除去装置はショットブラスト装置と位置合せ装置とすることで、レーザ光よりも収束径を小さくでき剥離をより一層精密に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施形態に係るレーザを用いた塗装膜剥離装置の構成図
【図２】本願発明の第１の実施形態に係るレーザ加工部の拡大構成図
【図３】本願発明の第１の実施形態に係る工程図
【図４】本願発明の第１の実施形態に係る再塗装したマグネシウム合金部品の断面構成図
【図５】本願発明の第２の実施形態に係るショットブラストを用いた塗装膜剥離装置の構成図
【図６】本願発明の第２の実施形態に係る工程図
【図７】従来の再塗装したマグネシウム合金部品の断面構成図
【図８】従来のマグネシウム合金部品の工程図
【符号の説明】
１ 搬送装置
２ 駆動装置
３ マグネシウム合金成形品
４ 塗装膜
５ 検査カメラ
６ 制御装置
７ レーザ発振器
８ レーザ光
９ ガルバノミラー
１０ ｆθレンズ
１１ 圧搾装置
１２ 噴射ノズル
１３ 防錆皮膜
１４ 下塗り塗装膜
１５ 上塗り塗装膜
１９ 下塗り再塗装膜
２０ 上塗り再塗装膜
Claims (13)
- 化成処理、下塗り、上塗りが施された後、更に、下塗り、上塗りが塗布されたマグネシウム合金部品であって、前記マグネシウム合金部品の塗装面の少なくとも一つ以上の位置で直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域にマグネシウム合金生地の表面に下塗り、上塗りが塗布されていることを特徴とするマグネシウム合金部品。
- 直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域の自由表面側の直径はマグネシウム合金側の直径の２〜１０００倍であることを特徴とする請求項１記載のマグネシウム合金部品。
- 直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域のマグネシウム合金生地の表面は、溶融の熱影響を受けていることを特徴とする請求項２記載のマグネシウム合金部品。
- 直径０．０２ｍｍから２０ｍｍの領域のマグネシウム合金生地の表面は、最小表面粗さ０．０２μｍの球面状凹凸の加工跡を有することを特徴とする請求項２記載のマグネシウム合金部品。
- 化成処理を行った後に、下塗り及び上塗り塗装が施されたマグネシウム合金部品の外観検査を行い、前記マグネシウム合金部品において検出された塗装不良部に収束された加工媒体を照射し、前記塗装不良部を含む近傍領域の少なくとも上塗り部或いは上塗り部と下塗り部を除去し、前記塗装の一部を除去されたマグネシウム合金部品を洗浄した後、下塗り及び上塗りを再塗装することを特徴とするマグネシウム合金部品の製造方法。
- 収束照射された加工媒体は、レーザ光であることを特徴とする請求項５記載のマグネシウム合金部品の製造方法。
- 収束照射された加工媒体は、微粉末であることを特徴とする請求項５記載のマグネシウム合金部品の製造方法。
- マグネシウム合金部品の移動装置と、外観検査装置と、信号処理装置と、塗装膜除去装置とから構成され、前記移動装置上を移動するマグネシウム合金部品の塗装不良部を前記外観検査装置にて認識し、認識した塗装不良部の位置を信号処理装置でデータ処理して前記塗装膜除去装置に伝え、塗装不良部を含む近傍領域に収束された加工媒体を照射して塗装膜を剥離することを特徴とするマグネシウム合金部品の製造装置。
- 塗装膜除去装置は、集光光学装置と位置合せ装置を備えたレーザ加工装置であることを特徴とする請求項８記載のマグネシウム合金部品の製造装置。
- 塗装膜除去装置は、レーザ光の出力調整が可能であることを特徴とする請求項９記載のマグネシウム合金部品の製造装置。
- 塗装膜除去装置は、レーザ光のスポット径を可変できることを特徴とする請求項９記載のマグネシウム合金部品の製造装置。
- 塗装膜除去装置の位置合せ装置は、ガルバノミラー装置であることを特徴とする請求項９記載のマグネシウム合金部品の製造装置。
- 塗装膜除去装置は、ショットブラスト装置と位置合せ装置を備えたことを特徴とする請求項８記載のマグネシウム合金部品の製造装置。
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