用于通過材料去除制造出覆蓋元件中的弱化線的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于通過借助激光的材料去除制造出覆蓋元件中的弱化線的方法，如專利文獻(xiàn)DE 10 2013 104 138 B3所公知的那樣。
【背景技術(shù)】
[0002]在車輛或者交通工具中，氣囊系統(tǒng)的使用通常是目前的標(biāo)準(zhǔn)配置。為了不損害給乘客的美感，氣囊被盡可能不可見地布置在車輛的內(nèi)飾部件之后。內(nèi)飾(下面稱為覆蓋元件)通常通過由塑料或復(fù)合材料制成的穩(wěn)定且平的模制部件構(gòu)成。因?yàn)闅饽以卺尫诺那闆r下穿過覆蓋元件拋出，所以必須在覆蓋元件中存在氣囊活門。氣囊活門通常通過覆蓋元件的專門結(jié)構(gòu)化的區(qū)域形成，這些區(qū)域具有沿著氣囊活門的邊緣引入的預(yù)定破裂點(diǎn)，通過這些預(yù)定破裂點(diǎn)確保了覆蓋元件的可靠且限定的撕裂。
[0003]在覆蓋元件的有價值的實(shí)施方案中，穩(wěn)定的成型的層經(jīng)常設(shè)有覆層材料，通過它們?yōu)楦采w元件的朝向客艙的表面賦予了視覺和觸覺方面的提升。這些覆層材料通常是泡沫材料以及柔性的且薄壁的材料，例如塑料薄膜、人造革、針織物、超細(xì)纖維無紡布或者天然皮革。為了氣囊的可靠的展開，還必須為氣囊活門區(qū)域中的覆層材料設(shè)置預(yù)定破裂點(diǎn)。和在穩(wěn)定的成型的層的情況下一樣，為此引入了弱化線。出于外觀方面的原因，這種引入通常在覆層材料的從客艙不可見的后側(cè)進(jìn)行。除了弱化線的可精確設(shè)定的保留的撕裂強(qiáng)度，僅當(dāng)弱化線在覆層材料的面對乘客的觀察側(cè)上在視覺和觸覺方面不可感知時，才滿足了對表面的最高質(zhì)量要求。
[0004]存在有一系列用于引入弱化線的方法。
[0005]專利文獻(xiàn)DE 10 2006 054 592 B3中公開了如下方法，其中，通過激光在由多層組成的覆蓋元件(在那里被稱為飾面復(fù)合板)中引入弱化部。飾面復(fù)合板通常由觀察側(cè)上的飾面材料和飾面載體材料組成，在它們之間布置有一個或多個填充物層。在多個彼此相繼的工序中引入弱化部。在第一工序中，進(jìn)行飾面載體的不貫穿的預(yù)弱化，從而使得在經(jīng)過預(yù)弱化的區(qū)域中在至少一個第二工序中進(jìn)行貫穿飾面載體的孔洞的形式的再弱化。在預(yù)弱化區(qū)域或者孔洞之間保留有未經(jīng)弱化的隔片，該隔片在第二加工步驟中以至少一個盲孔進(jìn)行再弱化。上述文獻(xiàn)沒有給出關(guān)于實(shí)施通孔或者使穿孔深度與飾面材料的厚度波動相匹配的說明。
[0006]在公開文本DE 11 2006 000 443 T5中描述了另一激光方法。在這里，以脈沖激光束在例如儀表板的覆蓋元件(在那里被稱為氣囊護(hù)板)中引入孔洞。儀表板至少通過基礎(chǔ)層和由塑料制成的較薄的表層(觀察側(cè))構(gòu)成?？锥磸幕A(chǔ)層那一側(cè)引入并且可以延伸直至表層中。通過使用不同脈沖周期的激光脈沖，形成了深的主凹陷和較淺的輔助凹陷。在該文獻(xiàn)中也沒有提及使穿孔深度匹配于層的可能的厚度波動。
[0007]公開文本W(wǎng)O 2005/049261A1中公開了如下方法，其中，通過借助脈沖激光對具有皮革飾面層的覆蓋元件(在那里被稱為裝飾部件)進(jìn)行穿孔來制造弱化線。該穿孔由沿著弱化線通過保留的隔片彼此分離開的多個單個的孔洞組成。
[0008]和在前面提到的現(xiàn)有技術(shù)WO 2005/049261A1中受到重視的文獻(xiàn)一樣，弱化線的引入在激光相對于覆層材料的單次實(shí)施的相對運(yùn)動期間進(jìn)行，其中，相繼地完成孔洞。通過脈沖周期和激光功率與相對運(yùn)行速度的相應(yīng)匹配，實(shí)現(xiàn)了對穿孔深度的影響或者調(diào)整出覆層材料的剩余的殘余壁厚。
[0009]此外，還提出將覆層材料的熱負(fù)荷在激光加工過程中保持得很低的措施。為此，利用短激光脈沖或超短激光脈沖并以各個激光脈沖之間的相應(yīng)間歇制造出相繼布置在弱化線上的穿孔。根據(jù)給出的方法，必須從這些間歇是通過降低脈沖頻率實(shí)現(xiàn)的出發(fā)，從而使得以較高頻率入射的激光脈沖的能量輸入不會在時間上累積。
[0010]與之前提到的方法不同，用該方法可以制造出具有更精確的撕裂強(qiáng)度和明顯更小的撕裂強(qiáng)度波動范圍的弱化線。由于激光脈沖之間要保持的間歇和為此而降低的激光脈沖頻率，加工過程變得很緩慢。
[0011]一種以類似方式運(yùn)行的方法在專利文獻(xiàn)DE 10 2007 013 108 B3中公開。這里要穿孔的覆蓋元件在要制造的穿孔線的走向中具有交替地設(shè)有較大材料厚度和較小材料厚度的區(qū)域，在這些區(qū)域中，激光分別以第一或第二激光模式(Laserregime)運(yùn)行，以產(chǎn)生期望的盲孔殘壁厚度。材料厚度區(qū)域的識別在第一激光模式中通過限定的且保持不必拿的激光輻射指示脈沖序列來進(jìn)行，其在每個穿孔的開始施加。在具有小材料厚度的區(qū)域中，指示脈沖序列足以制造出盲孔，直至檢測到透射的激光輻射。在大材料密度的區(qū)域，利用指示脈沖序列不能制造出足夠的穿孔，因此在用于制造出盲孔的指示脈沖序列結(jié)束后，切換到具有較高的激光功率的激光模式。受制于原理，該方法不適用于調(diào)整殘壁厚度。
[0012]在上述專利文獻(xiàn)DE 10 2013 104 138 B3中描述了一種用于通過材料去除在覆層材料中引入限定的弱化線的方法，其中，脈沖激光束的線形的引導(dǎo)(如上述文獻(xiàn)中所公知的那樣)是掃描運(yùn)動的多次重復(fù)，其中，沿著該線針對每個入射點(diǎn)僅發(fā)出一個激光脈沖。在這種情況下，將激光脈沖的參數(shù)選擇為使得該激光脈沖導(dǎo)致如下能量輸入，該能量輸入在相應(yīng)的入射點(diǎn)處致使覆層材料被加熱到燒蝕閾值之上的溫度，但是在與相應(yīng)的入射點(diǎn)鄰接的覆層材料區(qū)域中的溫度保持在會導(dǎo)致覆層材料結(jié)構(gòu)變化的邊界溫度之下。
[0013]掃描運(yùn)動的多次重復(fù)可以進(jìn)行直至實(shí)現(xiàn)很小的殘壁厚度，在該殘壁厚度的情況下，傳感器檢測到此時透射的激光輻射。在各個入射點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)最小容許的殘壁厚度的情況下，在掃描運(yùn)動過程中進(jìn)行激光束的位置分辨的切斷。
[0014]通過針對每個入射點(diǎn)僅入射一個激光脈沖，將掃描運(yùn)動的速度和脈沖激光束的脈沖重復(fù)頻率彼此協(xié)調(diào)一致。
[0015]作為備選，激光束在重復(fù)掃描運(yùn)動過程中有利地根據(jù)固定的模式可以被接通和切斷，其中，沿著該線引入的弱化線具有狹縫-隔片線的形式，其具有狹縫和隔片的交替的排列。
[0016]通過針對每個入射點(diǎn)檢測到達(dá)到最小殘壁厚度并進(jìn)行相應(yīng)的位置分辨的切斷，可以產(chǎn)生弱化線，該弱化線不依賴于材料厚度波動地具有在其長度上恒定的撕裂強(qiáng)度。因此，耐撕裂度可以不受剩余的殘壁厚度的影響，并且因此必須通過入射點(diǎn)的數(shù)量或者所產(chǎn)生的除了殘壁之外貫穿材料的孔洞的數(shù)量以及其間距或者隔片長度來進(jìn)行調(diào)整。具有不同的殘壁厚度或者具有由于可能透射的激光輻射仍處于傳感器的閾值之下而還無法檢測到的殘壁厚度的孔洞或狹縫不能用該方法產(chǎn)生。因此，殘壁厚度僅可以非常受限地用于調(diào)整期望的撕裂強(qiáng)度或者弱化等級，并且對于一些材料該方法是完全不適用的，因?yàn)檠刂麄€弱化線的最小殘壁厚度不能保證長時間的不可見性。
[0017]在由專利文獻(xiàn)EP O 991 551 BI所公開的方法或者氣囊護(hù)板中，借助脈沖激光束通過一系列多個相繼產(chǎn)生的孔洞來產(chǎn)生弱化線?？锥纯梢员舜酥丿B地或者由剩余的隔片彼此間隔開地引入。一旦檢測到激光輻射透射過剩余的殘余材料，孔洞就制造完成了。除了穿孔，也可以產(chǎn)生弱化線、弱化線中的片段或者單個的孔，而不將材料完全打穿。這種沒有打穿的弱化部的深度可以根據(jù)脈沖數(shù)量和/或脈沖周期進(jìn)行估計和調(diào)整，這對于穿孔的制造是必需的。該文獻(xiàn)沒有公開用于調(diào)整深度的具體說明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明基于如下任務(wù):改進(jìn)根據(jù)上述DE 10 2013 104 138 B3和EPO 991 551 BI的方法，從而利用該方法可以在覆蓋元件中制造出具有狹縫的弱化線，該狹縫具有可自由選擇的殘壁厚度。
[0019]對于用于制造弱化線的方法，該任務(wù)通過覆蓋元件上的材料去除得以解決，該覆蓋元件具有觀察側(cè)和背對觀察側(cè)的后側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相同，在這種情況下將具有由脈沖幅度和脈沖長度確定的能量的激光脈沖對準(zhǔn)后側(cè)，并以進(jìn)給速度分別在加工循環(huán)中多次重復(fù)地沿著虛擬線進(jìn)行引導(dǎo)。在這種情況下，激光脈沖的能量被輸入覆蓋元件中。由于進(jìn)行了至少一個具有狹縫長度的狹縫形式的材料去除而產(chǎn)生了弱化線。存在于至少一個狹縫下方并且與觀察側(cè)鄰接的殘壁具有殘壁厚度，該殘壁厚度隨著每個加工循環(huán)變得越來越小，直至其小到使激光脈沖透射過殘壁的能量分量由布置在觀察側(cè)這一側(cè)的傳感器裝置檢測到。
[0020]對于本發(fā)明重要的是，沿著至少一個狹縫，點(diǎn)狀地沿著虛擬線，在具有第一長度的至少一個第一區(qū)段中比在具