JP7109032B2 - レーザー彫刻によるリム表面の処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、リム処理技術分野に属し、特に、レーザー彫刻によるリム表面の処理方法に関する。

通常、車両に装着されるホイールは、リム表面処理工程で処理されるのが一般的である。リムにはプライマーを塗布し、錆びないようにしている。そして、リムの見た目と輝きを高め、リムの色を変えるために仕上げている。これにより、車両全体の視覚的な美観をさらに大きく向上させることができ、車両に装着した際のリムの寿命を向上させることができる。

中国特許公報第ＣＮ１００３７１０９１号は、ホイールリムの表面処理方法およびその製品を開示している。説明書には以下の内容を開示している。まず、リムに粉体を下地として塗装した後、着色した塗料層を吹き付け、その後、リムに樹脂系保護膜を吹き付け、フライス加工により、リムの所定の表面から塗料層と樹脂層とを除去する。これにより、所定の位置に元の表面の状態に戻る。最後に、フライス加工後のリムの表面に電気メッキ層を形成し、リムは、電気メッキ層と塗料層の色彩相間の状態を形成する。

しかしながら、現在のフライス加工プロセスは、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御）によって実行され、すなわち、リムの表面上で実行されるフライス加工プロセスは、非常に面倒である。たとえば、手動でのロードとアンロード、プログラムの作成などが必要である。また、リムサイズの変更が多様化しているため、クランプ固定具、切削工具、その他の機器を開発および開発する必要もある。同時に、ＣＮＣ工作機械の出力は約１２ｋｗで、大量の電気エネルギーを消費する。言い換えれば、単一のフライス加工プロセスだけでも、設備に莫大な投資が必要である。

フライス工具は一定期間の切削後に摩耗し、リムの機械加工精度が低下する。また、フライスエッジにより、リムは鋭いバリを生成しやすく、完成したリムの耐食性が低下する。品質向上及び耐食性低下を防ぐために、フライス工具は頻繁に交換する必要がある。

以上のように、フライス加工はコストが高く、特に少数の多数形状のリムを加工する時、コストがかかる。

本発明の目的は、面倒な処理、高い製造コストおよび完成したリム製品の耐食性などの従来のリム表面処理プロセスの問題を解決することである。

上述した目的を達成するために、本発明は、レーザー彫刻によるリム表面の処理方法を提供し、底色処理ステップと、彫刻処理ステップと、精細研磨処理ステップとを含む。底色処理において、リム表面に塗料面を塗装且つ硬化して形成す。彫刻処理において、リムの所定の部分をレーザー方式で彫刻し、前記所定の部分において、レーザー方式により、前記塗料面を除去し、且つ彫刻された前記所定の部分は、金属艶のあるリムの表面を露出する露出部備える。精細研磨処理において、リムを表面研磨して、露出部におけるリムの表面に金属艶を現れる精細研磨面を形成する。

これによって、本発明は、リムをレーザー技術で表面の彫刻処理を行い、リム表面の塗料面を迅速に除去して、金属艶を現れる効果を達成する。また、リムの金属表面を研磨処理することで、リムに比較的に優れる低耐食性を付与することができる。さらに、本発明のレーザー彫刻処理プロセスは。従来のフライス加工及びフライス彫刻方式と比較して、加工プロセスが簡単であり、過剰な処理機器や切削工具の摩耗の問題を使用せずに処理手順を簡素化でき、リム表面の塗料を除去する処理効率は高く、且つレーザー彫刻装置の動作電力はわずか０．５ｋｗであり、ＣＮＣ工作機械とのエネルギー消費比は約１／２４であり、比較的省エネ効果を奏する。これにより、本発明は、全体の製造コストが約１５％～３０％大幅に削減され、且つリム加工の精度が向上することができる。また、本発明のレーザー彫刻処理の加工プロセスは、少量多様式のリム加工または大量生産に適している。

本発明の第１実施形態のフローチャートである。 本発明の第２実施形態のフローチャートである。 本発明のリムの外観を示す概念図である。 本発明の底色処理ステップ後のリムの外観を示す概念図である。 本発明の底色処理ステップ後のリムの局在部の断面図である。 本発明の第１塗料処理ステップ後のリムの局在部の断面図である。 本発明の彫刻処理ステップ後のリムの外観を示す概念図である。 本発明の彫刻処理ステップ及び第２塗料処理ステップ後のリムの局在部の断面図である。

本発明の上述した内容に示されている技術的な思想の説明を容易にするために、以下、具体的な実施形態で説明する。実施形態に示された各構成要素は、説明の便宜上のために表示されているが、実際の寸法比ではないことを留意されたい。なお、使用されるレーザー彫刻装置のパラメーターは、次の通りである。スキャン速度：１００ｍｍ／ｓ～４０００ｍｍ／ｓ、レーザー光の繰り返し周波数：１ｋＨｚ～６ｋＨｚ、出力パワー：１～５００Ｗ、波長：９０００～１１０００ｎｍ、光の種類：ＣＯ_２／ｆｉｂｅｒ。

図１～図８に示すように、本発明は、レーザー彫刻によるリム表面の処理方法を提供し、リム１は、リム部２と、リム部２の内縁に接続されて成形したスポーク部３とを備える。図１に示すように、本発明の第１実施形態では、レーザー彫刻によるリム表面の処理方法は、底色処理ステップＳ１と、彫刻処理ステップＳ２と、精細研磨処理ステップＳ３とを含む。

底色処理Ｓ１：リム１の表面に塗装且つ硬化することで、塗料面１０を形成する。図２～図４に示すように、本発明では、まず、スプレー方式によって、リム１にプライマーを塗布し、リム１の表面を硬化させて底面塗布層１１を形成する。底面塗布層１１は、リム１表面での凹み又はキズを覆うことができ、また、リム１表面の細孔が底面塗布層１１で塞げられるので、防錆・防湿の保護硬化を得ることができる。そして、底面塗布層１１に塗料を塗布する。この時、底面塗布層１１は、リム１と塗料との間の媒体として使用できるので、塗料が底面塗布層１１に直接付着してカラー塗料層１２を形成することができる。カラー塗料層１２は、リム１の主要な色を提供し、カラー塗料層１２と底面塗布層１１との組合せによって、色付きな塗料面１０を提供することができる。

彫刻処理Ｓ２：図６及び図７に示すように、所定の部分にレーザーを照射して塗料面１０を除去し、彫刻された所定の部分において、金属艶のあるリム１の表面を露出する露出部２０を備えるように、リム１の所定の部分をレーザー方式で彫刻する。本実施形態では、前記所定の部分は、リム１のスポーク部３に予め設定され、レーザー彫刻プロセス中に、コンピューターにてリム１の構造をシミュレートして彫刻設計を行い、最後に、リム１の最終形状を決定し、設定された形状設定及び走行経路に従って、リム１の所定の部分をレーザー彫刻する。これによって、所定の部分の塗料面１０は、彫刻により除去され、リム１表面の金属艶を出し、彫刻された所定の部分に形成された露出部２０がパターンを形成する。

精細研磨処理Ｓ３：彫刻されたリム１の表面を研磨する。リム１の塗料面１０は、研磨後に平坦且つ滑らかな効果を得ることができる。また、彫刻された所定の部分の露出部２０は、リム１の表面を露出し、研磨後に、露出部２０におけるリム１の表面に、精細研磨面３０を形成し、レーザー照射後のリム１の表面は、使用者の需要を満たすように、きめ細か且つ滑らかな利点を得ることができる。

これにより、本発明のリム１は、レーザー技術で表面彫刻処理を行い、リム１の塗料面１０を迅速に除去して、リム１の金属光沢（艶）を露出させる効果を得ることができる。また、研磨処理によって、リム１の金属表面はより優れた耐食性を有することができる。それにより、加工コストの削減及び加工精度の向上を得ることができる。

また、彫刻後のリム１の表面を研磨することによって、リム１の塗料面１０を平坦且つ平滑にし、レーザー照射後のリム１の表面は、使用者の需要を満たすように、きめ細か且つ滑らかな利点を得ることができる。

図２及び図３に示すように、本発明の第２実施形態では、底色処理ステップＳ１より前に、粗研磨処理ステップＰ１をさらに含む。

粗研磨処理Ｐ１：リム１表面の不純物を除去するために予備洗浄され、次いて、リム１を研磨して、リム１の表面に粗研磨面４０を形成する。これによって、リム１は、平坦で滑らかであり、続く底色処理ステップＳ１では、塗料面１０の底面塗布層１１を粗研磨面４０に均一に塗布して硬化させ、リム１表面を保護する効果を得ることができる。

さらに、彫刻処理ステップＳ２では、レーザー彫刻後の露出部２０の表面に凹凸を有し、精細研磨処理ステップＳ３で、露出部２０の表面を細かく研磨する。これによって、精細研磨面３０を形成し、且つ、精細研磨面３０の表面粗さは粗研磨面４０の表面粗さよりも小さく、露出部２０においてリム１表面の金属艶を現れる。なお、粗研磨処理は、主に平坦に処理して底面塗布層１１の均一かつスムーズに付着できれば良い。これに対して、精細研磨処理は、微細な金属光沢を示すために微細な研磨が必要であり、両者の表面粗さは異なる。

図２及び図６に示すように、本発明の第２実施形態では、底色処理ステップＳ１と彫刻処理Ｓ２との間に、第１塗料処理ステップＰ２を更に含む。

第１塗料処理Ｐ２：底色処理ステップＳ１後のリム１に塗料面１０を形成し、その後、リム１の塗料面１０に保護塗料を塗装して、カラー塗料層１２に透明な第１保護層５０を形成する。すなわち、第１保護層５０は、カラー塗料層１２の底面塗布層１１から離れる側に配置されているので、第１保護層５０が塗料面１０を覆い、第１保護層５０によって、塗料面１０のカラー塗料層１２の光沢感を与える。また、塗料面１０への衝突による損傷を回避でき、塗料面１０を保護する効果を得ることができる。彫刻処理ステップＳ２では、リム１の所定の部分がレーザー彫刻で塗料面１０及び第１保護層５０を除去し、リム１表面の金属艶を現れる。これにより、従来のリム旋削とフライス彫刻を繰り返して行うという問題を解決することができる。

図２及び図８に示すように、本発明の第２実施形態では、精細研磨処理ステップＳ３の後に、第２塗料処理ステップＰ３を含む。

第２塗料処理Ｐ３：精細研磨後のリム１に、保護塗料を塗装して、第１保護層５０に透明な第２保護層６０を形成する。第２保護層６０は、第１保護層５０のカラー塗料層１２から離れる側に配置され、露出部２０の精細研磨面３０に、第２保護層６０を硬化して形成する。第２保護層６０により、精細研磨面３０への直接衝突を回避でき、塗料面１０の保護が強化されるという利点がある。

本発明は以下の効果を有する。

１．本発明では、リム１がレーザー技術により表面彫刻処理を行うので、リム１表面の塗料面１０を迅速に除去して、金属艶を現れる効果を達成する。また、予め設計されたパターンを形成することもできるため、従来の表面マスキング技術を替え、リム設計のリムラインまたは旋削およびフライス加工の彫刻方法による不正確さを改善し、且つ、機械加工コストの増加、低耐食性及び高棄却率などの問題を解決でき、低コスト、高耐食性及び高精度の解決策を提供することができる。
２．本発明の精細研磨処理では、レーザー照射後のリム１を平坦且つ滑らかにすることができ、使用者の需要を満たすことができる。
３．本発明の第２保護層６０は、精細研磨面３０を直接の衝突から保護できるとともに、塗料面１０の保護を強化するという利点も得ることができる。

上述の実施形態は、本発明を説明するものであり、本発明の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。

底色処理Ｓ１ 塗料面１０
彫刻処理Ｓ２ 底面塗布層１１
精細研磨処理Ｓ３ カラー塗料層１２
粗研磨処理Ｐ１ 露出部２０
第１塗料処理Ｐ２ 精細研磨面３０
第２塗料処理Ｐ３ 粗研磨面４０
リム１ 第１保護層５０
リム２ 第２保護層６０
スポーク部３

Claims (7)

1. レーザー彫刻によるリム表面の処理方法であって、
   リム表面に塗料面を塗装且つ硬化して形成する底色処理ステップと、
   リムの所定の部分をレーザー方式で彫刻し、前記所定の部分において、レーザー方式により、前記塗料面を除去する彫刻処理ステップであって、彫刻された前記所定の部分は、金属艶のあるリムの表面を露出する露出部を備える彫刻処理ステップと、
   リムを表面研磨する精細研磨処理ステップであって、前記露出部におけるリムの表面に精細研磨面を形成する精細研磨処理ステップと、を含み、
   使用されるレーザー彫刻装置のパラメーターは、スキャン速度：１００ｍｍ／ｓ～４０００ｍｍ／ｓ、レーザー光の繰り返し周波数：１ｋＨｚ～６ｋＨｚ、出力：５００Ｗ、波長：９０００～１１０００ｎｍ、光の種類：ＣＯ _２ ／ｆｉｂｅｒである、レーザー彫刻によるリム表面の処理方法。
2. 前記底色処理ステップにおいて、リムにプライマーを塗布し、表面を硬化させて底面塗布層を形成し、前記底面塗布層に塗料を塗布してカラー塗料層を形成し、前記カラー塗料層と前記底面塗布層との組合せによって色付きな塗料面を形成する、ことを特徴とする請求項１に記載のレーザー彫刻によるリム表面の処理方法。
3. 前記彫刻処理ステップにおいて、前記所定の部分は、リムのスポーク部であり、且つ前記所定の部分の前記塗料面が彫刻によって除去され、彫刻された前記所定の部分において形成された前記露出部はパターンを形成する、ことを特徴とする請求項２に記載のレーザー彫刻によるリム表面の処理方法。
4. 前記底色処理ステップと前記彫刻処理ステップとの間に、第１塗料処理ステップを含み、
   前記第１塗料処理ステップにおいて、リムの前記塗料面に保護塗料を塗装して、前記カラー塗料層の前記底面塗布層から離れる側に第１保護層を形成し、且つ前記第１保護層が前記塗料面を覆う、ことを特徴とする請求項３に記載のレーザー彫刻によるリム表面の処理方法。
5. 前記精細研磨処理ステップ後、第２塗料処理ステップを含み、
   前記第２塗料処理ステップにおいて、精細研磨後のリムに、保護塗料を再び塗装して、前記第１保護層の前記カラー塗料層から離れる側に第２保護層を形成し、且つ前記露出部における前記精細研磨面に前記第２保護層を硬化して形成する、ことを特徴とする請求項４に記載のレーザー彫刻によるリム表面の処理方法。
6. 前記底色処理ステップの前に、粗研磨処理ステップを含み、
   前記粗研磨処理ステップにおいて、リムを予備洗浄及び表面研磨し、リム表面に粗研磨面を形成し、前記底色処理ステップにおいて、前記塗料面の底面塗布層は前記粗研磨面に塗布して硬化させる、ことを特徴とする請求項３に記載のレーザー彫刻によるリム表面の処理方法。
7. 前記精細研磨処理ステップにおいて、前記所定の部分は、レーザー方式により前記露出部を形成し、且つ、前記粗研磨面を露出してから、前記露出部における前記粗研磨面を表面研磨して、前記粗研磨面を研磨して前記精細研磨面を形成し、前記精細研磨面の表面粗さは前記粗研磨面の表面粗さよりも小さい、ことを特徴とする請求項６に記載のレーザー彫刻によるリム表面の処理方法。

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