JP6329094B2 - Decorative parts manufacturing method, laser decoration device - Google Patents
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Description
本発明は、立体形状をなすとともに開口を有する樹脂基材の基材表面に直接加飾を施す加飾部品の製造方法、及び加飾部品の製造に用いるレーザ加飾装置に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a decorative part that directly decorates the surface of a resin base material that has a three-dimensional shape and has an opening, and a laser decoration device used for manufacturing the decorative part.
従来、自動車の内装部品などでは、デザイン性や品質を高めるために射出成形品である樹脂基材の表面に装飾を加えるようにした加飾部品(例えば、コンソールボックス、インストルメントパネル、アームレストなど)が多く実用化されている。また、樹脂基材の表面に加飾を施す方法としては様々なものがあり、その一例として、近年ではレーザを利用して加飾を施す手法(レーザ加飾法)が提案されている。 Conventionally, for interior parts of automobiles, decorative parts that add decoration to the surface of resin base materials that are injection-molded products in order to improve design and quality (for example, console boxes, instrument panels, armrests, etc.) Have been put to practical use. In addition, there are various methods for decorating the surface of the resin base material. As an example, a method of applying decoration using a laser (laser decoration method) has been proposed in recent years.
このようなレーザ加飾法の場合、まず成形金型を用いて射出成形を行い、所定形状の樹脂基材を作製する。次いで、その樹脂基材の基材表面上に塗膜を形成しておき、さらにその塗膜にレーザ照射を行って微細なレーザ加工溝を形成する。その結果、樹脂基材表面に柄が描画され、加飾が施されるようになっている(例えば、特許文献1を参照)。 In the case of such a laser decoration method, first, injection molding is performed using a molding die to produce a resin base material having a predetermined shape. Next, a coating film is formed on the substrate surface of the resin substrate, and laser irradiation is further performed on the coating film to form fine laser processing grooves. As a result, a pattern is drawn on the surface of the resin base material and decorated (see, for example, Patent Document 1).
ところで、開口を有する樹脂基材を射出成形により作製すると、開口の周囲にはウェルドラインが生じてしまう。そのため、基材表面に直接的にレーザ加工溝を形成して加飾したとしても、ウェルドラインが目立ってしまい、意匠面での品質に優れた加飾部品とすることができない。このような事情から、従来では基材表面に直接的にレーザ加工溝を形成して加飾するのではなく、ウェルドラインを塗膜で被覆したうえで間接的にレーザ加工溝を形成して加飾することが一般的である。ただし、加飾部品の低コスト化や生産効率向上を達成するためには、基材表面を直接加飾するレーザ加飾法を採用することが望ましいと考えられる。 By the way, when a resin base material having an opening is produced by injection molding, a weld line is generated around the opening. Therefore, even if a laser-processed groove is directly formed on the surface of the base material for decoration, the weld line is conspicuous, and a decorative part with excellent design quality cannot be obtained. For these reasons, conventionally, laser processing grooves are not directly formed and decorated on the substrate surface, but laser processing grooves are indirectly formed after coating the weld line with a coating film. It is common to decorate. However, in order to achieve cost reduction and improved production efficiency of decorative parts, it is considered desirable to employ a laser decoration method that directly decorates the surface of the substrate.
そこで、ディスクゲート方式によるウェルドレス成形法を採用すれば、樹脂基材からウェルドラインをなくすことができるため、基材表面に直接的にレーザ加工溝を形成して加飾することが可能になる。しかしながら、この手法によると、開口の形成を予定している位置にディスクゲートが残ってしまう。よって、それを打ち抜いて除去するゲートカット機構を成形金型ごとに追加する必要が生じる(例えば、特許文献2を参照)。ゆえに、成形金型の構造が複雑するとともに製造コストが高くなり、結果的に加飾部品の高コスト化につながるという問題がある。 Therefore, if the weldless molding method using the disk gate method is adopted, the weld line can be eliminated from the resin base material, so that it is possible to decorate by forming a laser processing groove directly on the surface of the base material. . However, according to this method, the disk gate remains at the position where the opening is to be formed. Therefore, it is necessary to add a gate cut mechanism for punching and removing it for each molding die (see, for example, Patent Document 2). Therefore, there is a problem that the structure of the molding die is complicated and the manufacturing cost is increased, resulting in high cost of the decorative part.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、開口を有する樹脂基材を用いた場合において、意匠面での品質に優れた加飾部品を低コストで効率よく得ることができる加飾部品の製造方法を提供することにある。また、本発明の第2の目的は、上記製造方法による加飾部品の製造に用いるのに好適なレーザ加飾装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to provide a decorative part with excellent design quality at low cost and efficiency when a resin base material having an opening is used. It is in providing the manufacturing method of the decorative component which can be obtained well. Moreover, the 2nd objective of this invention is providing the laser decoration apparatus suitable for using for manufacture of the decoration components by the said manufacturing method.
上記課題を解決するために、手段1に記載の発明は、立体形状をなすとともに開口を有する樹脂基材の基材表面に直接加飾を施す加飾部品の製造方法であって、ディスクゲート方式によるウェルドレス成形により作製され、ディスク部及び前記ディスク部を包囲して基材部分と繋がるゲート部を有するディスクゲートが開口形成予定位置に配置された前記樹脂基材を準備する基材準備工程と、レーザ照射によって前記基材表面に柄を描画して加飾するレーザ加飾工程と、レーザ照射によって前記ゲート部を切断することにより、前記樹脂基材から前記ディスクゲートを除去するとともに前記開口を形成するレーザ切断工程とを含むことを特徴とする加飾部品の製造方法をその要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in means 1 is a method for manufacturing a decorative part that directly decorates a base material surface of a resin base material that has a three-dimensional shape and has an opening, and includes a disk gate method. A base material preparing step of preparing the resin base material, which is prepared by weldless molding according to the above, and having a disk gate including a disk portion and a gate portion surrounding the disk portion and connected to the base material portion; A laser decoration process for drawing and decorating a pattern on the substrate surface by laser irradiation, and cutting the gate portion by laser irradiation to remove the disk gate from the resin substrate and to form the opening. A gist of the method for manufacturing a decorative part, including a laser cutting step to be formed.
従って、手段1に記載の発明の製造方法によると、ディスクゲート方式によるウェルドレス成形により作製された樹脂基材の場合、樹脂基材にはウェルドラインが生じない。このため、基材表面に直接的にレーザ加工溝を形成して加飾することができ、意匠面での品質に優れた加飾部品を得ることができる。また、ウェルドラインを被覆するための塗膜を形成する必要がないことから、加飾部品の低コスト化や生産効率向上を達成することが可能となる。また、レーザ切断工程を行うことにより、樹脂基材からディスクゲートが除去されかつ開口が形成されるため、成形金型にゲートカット機構を追加する必要がない。それゆえ、成形金型の構造複雑化や製造コスト高を避けることができる。 Therefore, according to the manufacturing method of the invention described in means 1, in the case of the resin base material produced by the well-dress molding by the disk gate method, no weld line is generated in the resin base material. For this reason, a laser processing groove | channel can be directly formed and decorated in the base-material surface, and the decorative component excellent in the quality in the design surface can be obtained. In addition, since it is not necessary to form a coating film for covering the weld line, it is possible to reduce the cost of decorative parts and improve production efficiency. Moreover, since the disk gate is removed from the resin base material and the opening is formed by performing the laser cutting process, it is not necessary to add a gate cut mechanism to the molding die. Therefore, it is possible to avoid the complicated structure of the molding die and the high manufacturing cost.
手段2に記載の発明は、手段1において、前記ゲート部は、前記ディスク部よりも肉薄に形成されることをその要旨とする。 The gist of the invention described in means 2 is that, in the means 1, the gate part is formed thinner than the disk part.
従って、手段2に記載の発明によると、ディスク部よりも肉薄に形成されたゲート部であると、レーザ切断工程により比較的容易に切断することができる。 Therefore, according to the invention described in the means 2, the gate portion formed thinner than the disk portion can be cut relatively easily by the laser cutting step.
手段3に記載の発明は、手段1または2において、前記レーザ加飾工程後に前記レーザ切断工程を実施することをその要旨とする。 The gist of the invention described in means 3 is that, in means 1 or 2, the laser cutting step is performed after the laser decoration step.
従って、手段3に記載の発明によると、レーザ加飾工程後にレーザ切断工程を実施した場合、切断除去されたディスクゲートが落下して異物となるような事態を回避することができるというメリットがある。 Therefore, according to the invention described in the means 3, when the laser cutting process is performed after the laser decoration process, there is an advantage that it is possible to avoid a situation in which the disk gate that has been cut and removed falls and becomes a foreign object. .
手段4に記載の発明は、手段1または2において、前記レーザ切断工程後に前記レーザ加飾工程を実施することをその要旨とする。 The gist of the invention described in the means 4 is that, in the means 1 or 2, the laser decoration process is performed after the laser cutting process.
従って、手段4に記載の発明によると、レーザ切断工程後にレーザ加飾工程を実施した場合、レーザ加飾工程時にディスクゲートがない状態でレーザ照射を行うことができる。このため、ディスクゲートを避けてレーザ照射を行う必要がなくなり、レーザ照射を比較的容易に行うことができるというメリットがある。 Therefore, according to the invention described in the means 4, when the laser decoration process is performed after the laser cutting process, the laser irradiation can be performed without the disk gate during the laser decoration process. For this reason, there is no need to perform laser irradiation avoiding the disk gate, and there is an advantage that laser irradiation can be performed relatively easily.
手段5に記載の発明は、手段1または2において、前記レーザ加飾工程の際に併せて前記レーザ切断工程を実施することをその要旨とする。 The gist of the invention described in the means 5 is that, in the means 1 or 2, the laser cutting process is performed together with the laser decoration process.
従って、手段5に記載の発明によると、レーザ加飾工程及びレーザ切断工程を別個に実施した場合に比べて、生産効率の向上につながるというメリットがある。 Therefore, according to the invention described in the means 5, there is an advantage that the production efficiency is improved as compared with the case where the laser decoration process and the laser cutting process are performed separately.
手段6に記載の発明は、手段1乃至5のいずれか1項において、前記レーザ加飾工程及び前記レーザ切断工程では、前記樹脂基材をロボット装置に支持させてその姿勢を変更させながら、レーザ照射を行うことをその要旨とする。 The invention described in the means 6 is the laser decoration process according to any one of the means 1 to 5, wherein in the laser decoration process and the laser cutting process, the resin base material is supported by a robot apparatus while changing its posture. The gist is to perform irradiation.
従って、手段6に記載の発明によると、立体形状をなす樹脂基材に対してレーザ加飾工程及びレーザ切断工程を行うにあたり、各々の工程にて最適な角度に調整してレーザ照射を行うことができる。 Therefore, according to the invention described in the means 6, when performing the laser decoration process and the laser cutting process on the resin base material having a three-dimensional shape, the laser irradiation is performed by adjusting to an optimum angle in each process. Can do.
手段7に記載の発明は、手段6において、前記基材表面の垂線方向を基準とする前記レーザ切断工程時のレーザ照射角度が、前記垂線方向を基準とする前記レーザ加飾工程時のレーザ照射角度よりも大きくなるように、前記ロボット装置による前記樹脂基材の姿勢変更を行うことをその要旨とする。 The invention described in means 7 is the laser irradiation in the laser decoration process in the means 6, wherein the laser irradiation angle in the laser cutting process with respect to the perpendicular direction of the surface of the base material is used as the reference. The gist is to change the posture of the resin base material by the robot apparatus so as to be larger than the angle.
従って、手段7に記載の発明によると、レーザ切断工程時のレーザ照射角度をこのように設定することで、開口に生じるバリの問題を軽減することが可能となる。 Therefore, according to the invention described in the means 7, by setting the laser irradiation angle at the time of the laser cutting step in this way, it is possible to reduce the problem of burrs generated in the opening.
手段8に記載の発明は、手段1乃至8のいずれか1項において、前記レーザ切断工程を経て前記開口に生じるバリをレーザ照射によって除去するレーザバリ取り工程をさらに含むことをその要旨とする。 The gist of the invention described in the means 8 is that in any one of the means 1 to 8, the invention further includes a laser deburring step of removing burrs generated in the opening through the laser cutting step by laser irradiation.
従って、手段8に記載の発明によると、レーザバリ取り工程により開口に生じるバリを確実に除去することができる。 Therefore, according to the invention described in the means 8, burrs generated in the opening by the laser deburring step can be surely removed.
手段9に記載の発明は、立体形状をなすとともに開口を有する樹脂基材の基材表面に直接加飾を施すためのレーザ加飾装置であって、ディスクゲート方式によるウェルドレス成形により作製され、ディスク部及び前記ディスク部を包囲して基材部分と繋がるゲート部を有するディスクゲートが開口形成予定位置に配置された前記樹脂基材を支持するロボット装置と、前記基材表面に柄を描画して加飾するレーザ加飾工程と、前記ゲート部を切断することにより、前記樹脂基材から前記ディスクゲートを除去するとともに前記開口を形成するレーザ切断工程とを実施するために、前記樹脂基材に対してレーザを照射するレーザ照射装置と、前記レーザ加飾工程と前記レーザ切断工程とで前記レーザの照射条件を変更するレーザ照射条件変更手段とを備えたことを特徴とするレーザ加飾装置をその要旨とする。 The invention described in means 9 is a laser decorating device for directly decorating a substrate surface of a resin base material having a three-dimensional shape and having an opening, which is produced by well-dress molding by a disk gate method, A robot device that supports the resin base material in which a disk gate having a disk portion and a gate portion that surrounds the disk portion and is connected to the base material portion is arranged at a position where the opening is to be formed, and a pattern is drawn on the surface of the base material In order to carry out the laser decoration process of decorating and the laser cutting process of removing the disk gate from the resin base material and forming the opening by cutting the gate portion, the resin base material A laser irradiation apparatus for irradiating a laser with respect to the laser, and a laser irradiation condition changing means for changing the laser irradiation condition in the laser decoration process and the laser cutting process The laser decorating device characterized by comprising a as its gist.
従って、手段9に記載の発明のレーザ加飾装置によると、レーザ照射装置からのレーザ照射によって、基材表面に柄を描画して加飾するレーザ加飾工程に加え、ディスクゲートの除去及び開口の形成を行うレーザ切断工程を行うことができる。また、レーザ照射条件変更手段によって、レーザの照射条件を適宜変更することにより、レーザ加飾工程及びレーザ切断工程におけるレーザの照射条件を個々に最適化することができる。さらに、樹脂基材を支持するロボット装置によって、レーザ照射時の姿勢を適宜変更できるため、レーザ加飾工程及びレーザ切断工程におけるレーザ照射角度を最適化することができる。 Therefore, according to the laser decoration device of the invention described in the means 9, in addition to the laser decoration process in which a pattern is drawn on the surface of the base material and decorated by laser irradiation from the laser irradiation device, the disk gate is removed and opened. A laser cutting process for forming the film can be performed. Further, by appropriately changing the laser irradiation conditions by the laser irradiation condition changing means, the laser irradiation conditions in the laser decoration process and the laser cutting process can be individually optimized. Furthermore, since the posture at the time of laser irradiation can be appropriately changed by the robot apparatus that supports the resin base material, the laser irradiation angle in the laser decoration process and the laser cutting process can be optimized.
以上詳述したように、手段1乃至8に記載の発明によると、開口を有する樹脂基材を用いた場合において、意匠面での品質に優れた加飾部品を低コストで効率よく得ることができる。手段9に記載の発明によると、上記製造方法による加飾部品の製造に用いるのに好適なレーザ加飾装置を提供することができる。 As described in detail above, according to the inventions described in the means 1 to 8, when a resin base material having an opening is used, it is possible to efficiently obtain a decorative part having excellent design quality at low cost. it can. According to the invention described in means 9, it is possible to provide a laser decoration device suitable for use in the production of a decorative part by the above production method.
以下、本発明を具体化した一実施形態の自動車用内装部品及びその製造方法を図1〜図8に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, an automobile interior part according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to FIGS.
図1は内装部品11の製造時に用いるレーザ加飾装置30を示す概略図、図2は内装部品11の全体を示す概略斜視図、図3はその部分概略断面図である。図2、図3に示されるように、この自動車用内装部品11は、立体形状をなす樹脂基材12により構成されている。本実施形態の樹脂基材12は、平坦な形状の主部14とそれに連続して配置された一対の側部15とを備える。主部14と一対の側部15とがなす角度は約90°であることから、この樹脂基材12は断面略コ字状を呈している。本実施形態の自動車用内装部品11は、例えば自動車のドアのアームレストを構成する部品である。この樹脂基材12は、ABS樹脂を用いて成形された樹脂成形体であり、全体的に黒色に着色されている。
FIG. 1 is a schematic view showing a
この自動車用内装部品11における主部14の中央部には、矩形状をした1つの開口13が形成されている。樹脂基材12の基材表面16には、レーザ照射によって多数のレーザ加工溝18からなる柄(ヘアライン模様)が形成されることで、直接加飾が施されている。また、基材表面16にはメタリック塗膜層17が形成されている。
A
図1に示すレーザ加飾装置30は、基本的には、樹脂基材12に対してレーザL1を照射することで、基材表面16に柄を直接描画して加飾するレーザ加飾工程を実施するために使用される装置である。本実施形態においてこのレーザ加飾装置30は、樹脂基材12からディスクゲート21を除去するとともに開口13を形成するレーザ切断工程を実施するためにも使用される。
The
このレーザ加飾装置30は、レーザ照射装置31、ロボット装置32及び制御装置33を備えている。レーザ照射装置31は、レーザL1(本実施形態では、YAGレーザ)を発生させるレーザ発生部41と、レーザL1を偏向させるレーザ偏向部42と、レーザ発生部41及びレーザ偏向部42を制御するレーザ制御部43とを備えている。レーザ偏向部42は、レンズ44と反射ミラー45とを複合させてなる光学系であり、これらレンズ44及び反射ミラー45の位置を変更することにより、レーザL1の照射位置や焦点距離を調整するようになっている。レーザ制御部43は、レーザL1の照射時間変調、照射強度変調、照射面積変調などの制御を行う。
The
また、ロボット装置32は、ロボットアーム46と、ロボットアーム46の先端に設けられたワーク支持部47とを備えている。ワーク支持部47は、その上面に樹脂基材12を支持するようになっている。そして、ロボット装置32は、ロボットアーム46を駆動してワーク支持部47を上下方向、左右方向及び回転方向に移動させ、樹脂基材12の位置及び角度を変更するようになっている。その結果、樹脂基材12に対するレーザL1の照射位置が変更されるようになっている。
The
図1、図5に示されるように、ワーク支持部47の上面には、ディスクゲート21のある位置に対応してディスクゲート保持機構61が設置されている。ディスクゲート保持機構61の上端には、第1真空引き流路63に連通する吸着パッド62が設けられている。この吸着パッド62は、ディスクゲート21におけるディスク部22を真空吸着して保持するようになっている。ディスクゲート保持機構61には、第1真空引き流路63とは別に、複数の第2真空引き流路64が形成されている。これらの第2真空引き流路64からの真空引きにより、レーザ照射により生じた煙や塵埃などが吸引されて排出されるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 5, a disk
図1に示されるように、制御装置33は、CPU50、メモリ51及び入出力ポート52等により構成される周知のコンピュータにより構成されている。CPU50は、レーザ照射装置31及びロボット装置32に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。
As shown in FIG. 1, the control device 33 is configured by a known computer including a
なお、メモリ51には、レーザ照射を行うためのレーザ照射データが記憶されている。レーザ照射データは、CADデータを変換することによって得られるデータである。CADデータは、樹脂基材12の基材表面16の形状データや柄を示す画像データ等を変換することによって得られるデータである。メモリ51に記憶されるレーザ照射データとしては、レーザL1の照射位置、焦点距離、照射角度、照射面積、照射時間、照射強度、照射周期、照射ピッチなどを示すデータである。そしてCPU50は、レーザ加飾工程の際にメモリ51からレーザ照射データを読み出し、その照射データに基づいてレーザ照射装置31を駆動制御するようになっている。
The
ここでCPU50は、レーザ切断工程の際においてもメモリ51からレーザ照射データを読み出し、その照射データに基づいてレーザ照射装置31を駆動制御するようになっている。ただし、レーザ照射条件変更手段であるCPU50は、レーザ加飾工程とレーザ切断工程とでレーザL1の照射条件を適宜変更するようにしている。即ち、レーザ切断工程では樹脂基材12の表裏面を貫通する条件でレーザL1を照射する必要があるのに対し、レーザ加飾工程では樹脂基材12の表裏面を貫通しない条件でレーザL1を照射する必要がある。そのために、レーザ切断工程では相対的に強いレーザ照射条件が設定され、レーザ加飾工程では相対的に弱いレーザ照射条件が設定されている。
Here, the
次に、自動車用内装部品11の製造方法を図4〜図8に基づいて説明する。
Next, a method for manufacturing the automobile
まず、ABS樹脂を用いるとともに、ディスクゲート方式によるウェルドレス成形により作製された樹脂基材12を準備する(基材準備工程;図4参照)。ここでは、立体形状をなす樹脂基材12(主部14及び側部15)の基材表面16側のほぼ全体が加飾面となる。図4、図5に示されるように、この樹脂基材12における開口形成予定位置P1には、射出成形時に成形金型から樹脂材料を供給した箇所であるディスクゲート21が配置されている。このディスクゲート21は、形成されるべき開口13と相似形状のディスク部22と、そのディスク部22を全周にわたり包囲して基材部分と繋がるゲート部23とを有している。なお、本実施形態では、ゲート部23がディスク部22及び基材部分よりもいくぶん肉薄(例えば1.1mm〜3.5mm程度)に形成されている。なお、ディスクゲート21におけるディスク部22の形状は、必ずしも開口13と相似形状でなくてもよく、例えば円形状などであってもよい。
First, an ABS resin is used, and a
続くレーザ加飾工程では、まず、樹脂基材12をロボット装置32のワーク支持部47にセットする(図5参照)。このとき、真空吸着によって、ディスクゲート保持機構61の吸着パッド62にディスク部22をあらかじめ保持させておく。次にCPU50は、レーザ加飾用の設定条件にてレーザ照射を行うためのレーザ照射データをメモリ51から読み出す。そして、CPU50は、当該レーザ照射データに基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号をレーザ照射装置31に出力する。レーザ照射装置31は、CPU50から出力された駆動信号に基づいてレーザL1を照射する。なお、レーザ照射装置31のレーザ制御部43は、レーザ発生部41からレーザL1を照射させ、所定の画像データのパターンに応じてレーザ偏向部42を制御する。この制御によって、レーザL1の照射位置及び焦点位置が決定される。以上の制御の結果、所定のレーザ照射がなされ、レーザ加工溝18からなる柄が形成され、ヘアライン模様が付与される(図6参照)。
In the subsequent laser decorating process, first, the
本実施形態において具体的には、基材表面16における開口形成予定位置P1以外の領域に、深さが3μm〜35μm程度、幅が10μm〜200μm程度のレーザ加工溝18を多数形成した。また、図6に示されるように、基材表面16の垂線方向を基準とするレーザ切断工程時のレーザ照射角度θ1を0°〜10°の範囲にて設定し、レーザL1を照射するようにした。
Specifically, in the present embodiment, many laser processed
続くレーザ切断工程において、CPU50は、レーザ切断用の設定条件にてレーザ照射を行うためのレーザ照射データをメモリ51から読み出す。そして、CPU50は、当該レーザ照射データに基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号をレーザ照射装置31に出力する。レーザ照射装置31は、CPU50から出力された駆動信号に基づいてレーザL1を照射する。なお、レーザ照射装置31のレーザ制御部43は、レーザ発生部41からレーザL1を照射させ、所定の画像データのパターンに応じてレーザ偏向部42を制御する。この制御によって、レーザL1の照射位置及び焦点位置が決定される。以上の制御の結果、開口形成予定位置P1の外形線に沿って所定のレーザ照射がなされ、ディスクゲート21におけるゲート部23が切断される(図7参照)。これにより、樹脂基材12からディスクゲート21が除去されるとともに、樹脂基材12の表裏面を貫通する開口13が形成される。
In the subsequent laser cutting step, the
本実施形態において具体的には、レーザ切断工程におけるレーザL1の出力を、レーザ加飾工程におけるレーザL1の出力よりも高く設定してレーザ照射を行った。また、図7に示されるように、基材表面16の垂線方向を基準とするレーザ切断工程時のレーザ照射角度θ2を10°〜30°の範囲にて設定し、レーザL1をある程度傾斜させて照射するようにした。つまり、レーザ切断工程時のレーザ照射角度θ2をレーザ加飾工程時のレーザ照射角度θ1よりも大きく設定し、基材表面16から基材裏面に向かって拡がる形状の開口13を形成するようにした。この後、樹脂基材12をワーク支持部47から取り外し(図8参照)、図示しない塗装装置に移し替える。また、真空引きを一時停止して、ディスクゲート保持機構61が保持しているディスクゲート21を釈放し、図示しない排出手段によりワーク支持部47上から除去する。
Specifically, in this embodiment, the laser irradiation was performed by setting the output of the laser L1 in the laser cutting process higher than the output of the laser L1 in the laser decoration process. Further, as shown in FIG. 7, the laser irradiation angle θ2 at the time of the laser cutting process with reference to the perpendicular direction of the
続くメタリック塗膜層形成工程では、柄が形成された基材表面16上にメタリック塗膜層17を形成する(図3参照)。本実施形態において具体的には、図示しない霧化式塗装機を用いてメタリック塗料を噴霧し、乾燥硬化させることにより、厚さ10μm〜100μm程度のメタリック塗膜層17を形成する。以上の結果、本実施形態の内装部品11が完成する。
In the subsequent metallic coating layer forming step, the
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)上述したように、本実施形態の製造方法では、ディスクゲート方式によるウェルドレス成形により作製された樹脂基材12を用いて加飾を行っている。この手法により得られる樹脂基材12にはウェルドラインが生じないため、基材表面16に直接的にレーザ加工溝18を形成して加飾することができ、意匠面での品質に優れた自動車用内装部品11を得ることができる。また、ウェルドラインを被覆するための塗膜を形成する必要がないことから、自動車用内装部品11の低コスト化や生産効率向上を達成することが可能となる。また、レーザ切断工程を行うことにより、樹脂基材12からディスクゲート21が除去されかつ開口13が形成される。このため、成形金型にわざわざゲートカット機構を追加する必要がない。それゆえ、成形金型の構造複雑化や製造コスト高を避けることができる。以上述べたように、この製造方法によると、開口13を有する樹脂基材12を用いた場合において、意匠面での品質に優れた自動車用内装部品11を低コストで効率よく得ることができる。
(1) As described above, in the manufacturing method of the present embodiment, decoration is performed using the
(2)本実施形態の製造方法では、ゲート部23がディスク部22及び基材部分よりも肉薄に形成されているため、レーザ切断工程によりゲート部23を比較的容易に切断することができる。
(2) In the manufacturing method of this embodiment, since the
(3)本実施形態の製造方法では、レーザ加飾工程後にレーザ切断工程を実施するようにしている。このため、例えば切断除去されたディスクゲート21が落下して異物となるような事態を回避することができるというメリットがある。
(3) In the manufacturing method of this embodiment, the laser cutting process is performed after the laser decoration process. For this reason, for example, there is an advantage that it is possible to avoid a situation in which the
(4)本実施形態の製造方法では、レーザ加飾工程及びレーザ切断工程にて樹脂基材12をロボット装置32に支持させてその姿勢を変更させながら、レーザ照射を行うようにしている。従って、立体形状をなす樹脂基材12に対してレーザ加飾工程及びレーザ切断工程を行うにあたり、各々の工程にて最適なレーザ照射角度θ1、θ2に調整してレーザ照射を行うことができる。
(4) In the manufacturing method of this embodiment, the laser irradiation is performed while the
(5)本実施形態の製造方法では、レーザ切断工程時のレーザ照射角度θ2が、レーザ加飾工程時のレーザ照射角度θ1よりも大きくなるように、ロボット装置32による樹脂基材12の姿勢変更を行うようにしている。このような設定にすることで、開口13に生じるバリの問題を軽減することが可能となる。
(5) In the manufacturing method of the present embodiment, the posture of the
(6)本実施形態のレーザ加飾装置30によると、基材表面16に柄を描画して加飾するレーザ加飾工程に加え、ディスクゲート21の除去及び開口13の形成を行うレーザ切断工程を行うことができる。また、レーザ照射条件変更手段によってレーザL1の照射条件が適宜変更される。そのため、レーザ加飾工程及びレーザ切断工程におけるレーザL1の照射条件を個々に最適化することができる。さらに、樹脂基材12を支持するロボット装置32によって、レーザ照射時の姿勢を適宜変更できるため、レーザ加飾工程及びレーザ切断工程におけるレーザ照射角度θ1、θ2を各々最適化することができる。従って、上記製造方法による内装部品11の製造に用いるのに好適なレーザ加飾装置30を提供することができる。
(6) According to the
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。 In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
・上記実施形態では、開口13を1つのみ有する内装部品11の製造方法を例示したが、例えば開口13を複数有する内装部品11Aを製造する場合には、以下のようにしてもよい。図9に示される別の実施形態の自動車用内装部品11Aは、矩形状の開口13を4つ有している。図10には、この内装部品11Aの製造方法において用いる樹脂基材12Aが示されている。この樹脂基材12Aには4つの開口形成予定位置P1が存在している。基材準備工程では、そのうちの1つのものについてディスクゲート21を配置した樹脂基材12Aを準備する。なお、残りの3つのものについては、ディスクゲート21ではなくゲート部23と同程度の厚さの閉塞部24を形成しておく(図11参照)。閉塞部24はゲート部23を介して基材部分と繋がっている。そして、レーザ加飾工程後に行うレーザ切断工程では、各々のゲート部23に対するレーザ照射によって、ディスクゲート21及び閉塞部24を除去し、4箇所に開口13を形成する。この方法によれば、複数の開口13を有する樹脂基材12Aを用いた場合でも、意匠面での品質に優れた内装部品11Aを低コストで効率よく得ることができる。
In the above-described embodiment, the method for manufacturing the
・上記実施形態では、レーザ加飾工程後にレーザ切断工程を実施したが、工程の順序を変更してもよい。例えば、レーザ切断工程後にレーザ加飾工程を実施してもよく、この場合にはレーザ加飾工程時にディスクゲート21がない状態でレーザ照射を行うことが可能となる。このため、ディスクゲート21を避けてレーザ照射を行う必要がなくなり、レーザ照射を比較的容易に行うことができるというメリットがある。あるいは、レーザ加飾工程の際に併せてレーザ切断工程を実施してもよく、この場合にはレーザ加飾工程及びレーザ切断工程を別個に実施した場合に比べて、生産効率の向上につながるというメリットがある。
-In the said embodiment, although the laser cutting process was implemented after the laser decoration process, you may change the order of a process. For example, a laser decoration process may be performed after the laser cutting process, and in this case, it is possible to perform laser irradiation without the
・上記実施形態では、レーザ切断工程とレーザ加飾工程とでレーザ照射条件に強弱を設けるために、レーザ切断工程におけるレーザL1の出力をレーザ加飾工程におけるレーザL1の出力よりも高く設定した。そのほか、例えば、レーザ切断工程におけるレーザL1の移動速度をレーザ加飾工程におけるレーザL1の移動速度よりも遅く設定してもよい。あるいは、レーザ切断工程におけるレーザL1の波長を、レーザ加飾工程におけるレーザL1の波長よりも長く設定してもよい。 In the embodiment described above, the output of the laser L1 in the laser cutting process is set higher than the output of the laser L1 in the laser decoration process in order to provide strength and weakness in the laser irradiation conditions in the laser cutting process and the laser decoration process. In addition, for example, the moving speed of the laser L1 in the laser cutting process may be set slower than the moving speed of the laser L1 in the laser decoration process. Alternatively, the wavelength of the laser L1 in the laser cutting process may be set longer than the wavelength of the laser L1 in the laser decoration process.
・上記実施形態では、特に開口13のバリ取りを行わなかったが、バリが生じやすいような場合には、レーザ切断工程後にレーザバリ取り工程を追加してもよい。
In the above embodiment, the deburring of the
・上記実施形態では、ABS樹脂からなる樹脂基材12を用いたが、例えばアクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂などからなる樹脂基材12を用いてもよい。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、本発明の加飾部品の製造方法を自動車用の内装部品の一種であるドアのアームレストの構成部品の製造方法に具体化したが、これ以外の内装部品、例えばコンソールボックス、インストルメントパネル、センタークラスタ、カップホルダ、グローブボックス、アッパーボックス、アシストグリップなどの構成部品の製造方法に具体化してもよい。勿論、自動車用の内装部品以外に、自動車用の外装部品(ラジエータグリル、エンブレム、マッドガードなど)や、家具や家電などの化粧パネルなどの加飾部品の製造方法に本発明を具体化してもよい。 -In the said embodiment, although the manufacturing method of the decorative component of this invention was materialized in the manufacturing method of the structural component of the armrest of the door which is a kind of interior component for motor vehicles, interior components other than this, for example, a console box, You may embody in the manufacturing method of components, such as an instrument panel, a center cluster, a cup holder, a glove box, an upper box, and an assist grip. Of course, in addition to automobile interior parts, the present invention may be embodied in a method of manufacturing decorative parts such as exterior parts for automobiles (radiator grills, emblems, mudguards, etc.) and decorative panels such as furniture and home appliances. .
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。 Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiments described above are listed below.
(1)手段1乃至7のいずれか1項において、前記レーザ切断工程におけるレーザの出力を、前記レーザ加飾工程におけるレーザの出力よりも高く設定すること。 (1) In any one of the means 1 to 7, the laser output in the laser cutting step is set higher than the laser output in the laser decoration step.
(2)手段1乃至7のいずれか1項において、前記レーザ切断工程におけるレーザの移動速度を、前記レーザ加飾工程におけるレーザの移動速度よりも遅く設定すること。 (2) In any one of the means 1 to 7, the moving speed of the laser in the laser cutting process is set slower than the moving speed of the laser in the laser decoration process.
(3)手段1乃至7のいずれか1項において、前記レーザ切断工程におけるレーザの波長を、前記レーザ加飾工程におけるレーザの波長よりも長く設定すること。 (3) In any one of means 1 thru | or 7, setting the wavelength of the laser in the said laser cutting process longer than the wavelength of the laser in the said laser decoration process.
(4)手段1乃至6のいずれか1項において、前記基材準備工程において、複数存在する前記開口形成予定位置のうちの1つのものについて前記ディスクゲートを配置する一方、残りのものについて前記ディスクゲートではなく前記ゲート部と同程度の厚さの閉塞部を形成した前記樹脂基材を準備し、前記レーザ切断工程において、前記閉塞部の前記ゲート部に対するレーザ照射によって前記閉塞部を除去することにより前記開口を形成すること。 (4) In any one of the means 1 to 6, in the base material preparation step, the disk gate is arranged for one of the plurality of opening formation scheduled positions, and the disk is used for the remaining ones. Preparing the resin base material in which a closed portion having the same thickness as the gate portion is formed instead of the gate, and removing the closed portion by laser irradiation of the closed portion in the laser cutting step; To form the opening.
(5)手段7において、前記樹脂基材における前記ディスクゲートを少なくとも前記レーザ切断工程の実施中に保持するディスクゲート保持機構が設置されていること。 (5) The means 7 is provided with a disk gate holding mechanism for holding the disk gate in the resin base material at least during the laser cutting step.
(6)手段7において、前記樹脂基材における前記ディスクゲートを少なくとも前記レーザ切断工程の実施中に真空吸着により保持するディスクゲート保持機構が設置されていること。 (6) In the means 7, a disk gate holding mechanism for holding the disk gate in the resin base material by vacuum suction at least during the laser cutting step is installed.
11,11A…加飾部品としての自動車用内装部品
12,12A…樹脂基材
13…開口
16…基材表面
21…ディスクゲート
22…ディスク部
23…ゲート部
30…レーザ加飾装置
31…レーザ照射装置
32…ロボット装置
33…レーザ照射条件変更手段としてのCPU
P1…開口形成予定位置
θ1…レーザ加飾工程時のレーザ照射角度
θ2…レーザ切断工程時のレーザ照射角度
DESCRIPTION OF
P1 ... opening formation scheduled position θ1 ... laser irradiation angle during laser decoration process θ2 ... laser irradiation angle during laser cutting process
Claims (9)
ディスクゲート方式によるウェルドレス成形により作製され、ディスク部及び前記ディスク部を包囲して基材部分と繋がるゲート部を有するディスクゲートが開口形成予定位置に配置された前記樹脂基材を準備する基材準備工程と、
レーザ照射によって前記基材表面に柄を描画して加飾するレーザ加飾工程と、
レーザ照射によって前記ゲート部を切断することにより、前記樹脂基材から前記ディスクゲートを除去するとともに前記開口を形成するレーザ切断工程と
を含むことを特徴とする加飾部品の製造方法。 A method of manufacturing a decorative part that directly decorates a base material surface of a resin base material that has a three-dimensional shape and has an opening,
A base material for preparing the resin base material, which is produced by well-dress molding by a disk gate method, and has a disk portion and a gate portion surrounding the disk portion and connected to the base material portion, and arranged at a position where an opening is to be formed A preparation process;
A laser decoration process for drawing and decorating a pattern on the substrate surface by laser irradiation;
A method for manufacturing a decorative part, comprising: cutting the gate portion by laser irradiation to remove the disk gate from the resin base material and forming the opening.
ディスクゲート方式によるウェルドレス成形により作製され、ディスク部及び前記ディスク部を包囲して基材部分と繋がるゲート部を有するディスクゲートが開口形成予定位置に配置された前記樹脂基材を支持するロボット装置と、
前記基材表面に柄を描画して加飾するレーザ加飾工程と、前記ゲート部を切断することにより、前記樹脂基材から前記ディスクゲートを除去するとともに前記開口を形成するレーザ切断工程とを実施するために、前記樹脂基材に対してレーザを照射するレーザ照射装置と、
前記レーザ加飾工程と前記レーザ切断工程とで前記レーザの照射条件を変更するレーザ照射条件変更手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加飾装置。 A laser decoration device for directly decorating a substrate surface of a resin substrate having a three-dimensional shape and having an opening,
A robot apparatus which supports the resin base material, which is manufactured by well-dress molding by a disk gate method, and which has a disk portion and a gate portion surrounding the disk portion and connected to the base material portion, is arranged at a position where an opening is to be formed. When,
A laser decorating step of drawing and decorating a pattern on the surface of the base material, and a laser cutting step of removing the disk gate from the resin base material and forming the opening by cutting the gate portion. In order to carry out, a laser irradiation device for irradiating the resin substrate with a laser;
A laser decoration device comprising: laser irradiation condition changing means for changing the laser irradiation condition in the laser decoration step and the laser cutting step.
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