WO2005117507A2 - Method for removing at least one inorganic layer from a component - Google Patents

Method for removing at least one inorganic layer from a component Download PDF

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WO2005117507A2
WO2005117507A2 PCT/EP2005/005792 EP2005005792W WO2005117507A2 WO 2005117507 A2 WO2005117507 A2 WO 2005117507A2 EP 2005005792 W EP2005005792 W EP 2005005792W WO 2005117507 A2 WO2005117507 A2 WO 2005117507A2
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WO
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nozzle
layer
plasma
working gas
plasma jet
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PCT/EP2005/005792
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French (fr)
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WO2005117507A3 (en
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Peter FÖRNSEL
Christian Buske
Uwe Hartmann
Peter Kleinemas
Original Assignee
Plasmatreat Gmbh
Hella Kgaa Hueck & Co.
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Publication date
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Publication of WO2005117507A3 publication Critical patent/WO2005117507A3/en

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3468Vortex generators

Definitions

  • the invention relates to a method for removing at least one inorganic layer from a component, a method for gluing two components, each with an adhesive surface, and a device for generating an atmospheric plasma jet for carrying out the method.
  • a plasma source is known from the prior art of EP 0 761 415 AI and EP 1 335 641 AI, in which a plasma jet is generated by means of a non-thermal discharge from the working gas by applying a high-frequency high voltage in a nozzle tube between a pin electrode and a ring electrode is generated, which emerges from the nozzle opening.
  • this non-thermal plasma jet has no electrical streamer, so that only the high-energy but low-temperature plasma jet can be directed onto the surface of a component.
  • Streamers are the discharge channels along which the electrical discharge energy runs during the discharge.
  • the surface is thus cleaned of dust particles and activated so that subsequent coating with a liquid, in particular with an adhesive, is possible.
  • the high electron temperature, the low ion temperature and the high gas velocity can also be used to characterize the plasma beam.
  • a layer of organic material for example a lacquer layer, can be removed from a surface with the plasma jet.
  • the organic material is pyrolyzed and / or sublimated at low temperatures. In any case, the detachment processes take place at low plasma intensities and can be carried out with the plasma source described above.
  • inorganic layers can be detached using a laser beam.
  • the inorganic layer absorbs a relatively large amount of energy from the laser beam and evaporates.
  • the laser light couples into the vapor phase.
  • the detachment of the inorganic layer is sometimes explosive, so that there is often an irregular detachment of the inorganic layer.
  • the surface treated in this way is sometimes not completely cleaned and cannot be further processed, for example glued, without further pretreatment. This is because the laser beam generates a plasma which at least partially contains ions of the evaporated inorganic material or metal ions. There is therefore no sufficiently high oxygen concentration in the plasma which is required for an oxidic pretreatment and activation of the surface. A separate pretreatment and activation of the surface is therefore necessary as an additional step. Because oxidation products adhere to the surface, which originate from post-oxidation of the heated areas.
  • An inorganic layer can also be removed by means of a purely mechanical treatment.
  • the inorganic However, the layer is only removed unevenly and surface activation takes place in this step only in exceptional cases.
  • the adhesive surface to be glued is only prepared for gluing to a limited extent. Because the adhesive surface is only slightly surface activated and usually covered with cracked hydrocarbons, so that a further pretreatment step is required.
  • the surface can be activated on the one hand with chemical means or with the help of an atmospheric plasma beam, as described above.
  • a reflection layer and a protective layer serving as corrosion protection are applied to an electrically insulating boundary layer of a carrier material.
  • Plastics in particular thermosets and paints, can be used as carrier materials.
  • an intermediate layer is arranged between the carrier material in order to produce a galvanic separation of the carrier material from the reflection layer.
  • the carrier material consists preferably of metal, preferably of a galvanized steel sheet.
  • the intermediate layer consists of a lacquered, preferably powder-lacquered layer.
  • the reflection layer preferably consists of aluminum, which is sputtered onto the electrically insulating boundary layer.
  • the protective layer is preferably made of SiO 2 .
  • edge area of a headlamp constructed in this way is then connected, in particular glued, to a cover plate.
  • an aluminum layer coated with Si0 2 has little adhesion to the thermoset or lacquer.
  • the adhesive surfaces have previously been processed mechanically or with the aid of a laser beam in order to at least partially detach the inorganic layers of aluminum and SiO 2 .
  • the then released electrically insulating boundary layer can be provided with adhesive so that gluing to the cover plate is facilitated.
  • the invention is based on the technical problem of further simplifying and improving the removal of inorganic layers in preparation for further treatment of a component. Another technical problem is to improve the bonding of components with inorganic coatings.
  • the technical problem indicated above is solved by a method for removing at least one inorganic layer from a component according to claim 1.
  • a plasma jet is generated in a working gas containing a reactive gas, which is directed onto the inorganic layer.
  • the inorganic layer is at least partially melted by the plasma jet and the at least partially melted inorganic layer is removed from the surface by the gas stream of the plasma jet.
  • a sequence of discharges between two electrodes of a plasma nozzle is preferably generated using a high-frequency high voltage, so that the working gas is excited to a plasma jet emerging from the plasma nozzle.
  • reactive gas is understood to mean that the gas is reactive in the plasma state.
  • the property of reactivity does not necessarily have to be present in the non-excited state, ie in the ground state.
  • an oxidizing gas in particular oxygen-containing gas, preferably air, or a reducing gas, in particular hydrogen-containing gas, preferably forming gas, is used as the working gas.
  • oxygen-containing gas preferably air
  • a reducing gas in particular hydrogen-containing gas, preferably forming gas
  • nitrogen can also be used as the working gas, which in the non-excited state has predominantly inert properties, but is reactive in the excited plasma state.
  • inert gases for example argon or helium
  • gases are not reactive even when excited but contribute to an advantageous increase in the temperature of the plasma.
  • the high-frequency series of discharges appears as a discharge 'in the form of an arc discharge, actually consisting of a plurality of individual streamers and not of a constant burning arc.
  • the method described above makes special use of the properties of the plasma jet in order to detach the inorganic layer. Since the working gas contains a reactive gas, the high electron temperature results in great aggressiveness of the reactive gas within the plasma. This triggers an exothermic reaction between the inorganic material and the reactive gas, although the ignition temperature has not yet been reached. This combustion process releases heat of combustion, which then additionally maintains the combustion process. Thus, with the help of the non-thermal plasma jet at high electron temperatures, despite the low ion temperature, a combustion process of the inorganic material can be generated without the plasma jet itself leading to excessive heating. This is also called cold combustion.
  • the plasma nozzle is operated at high frequencies in the range from 1 to 30 kHz. Furthermore, the high power densities are achieved in that the pressure of the working gas and thus the flow rate is increased in order to increase the exit velocity of the plasma jet from the nozzle. This also results in increased cooling of the nozzle head, which is due to the increased Power consumption is necessary without the need for separate cooling, for example water cooling.
  • the plasma beam is preferably generated as a streamer-free plasma beam.
  • constructive measures are taken, particularly in the nozzle head, to prevent the streamers from escaping.
  • the nozzle opening is reduced so that, for geometric reasons alone, individual streamers cannot escape together with the plasma jet.
  • a working gas passage is provided according to the invention, the total cross section of which is at least twice as large as the cross section of the nozzle opening.
  • inorganic layers can be removed.
  • the thickness of the layers to be completely removed depends on the selected boundary conditions. For thicker layers, which may not be able to be completely removed in a plasma coating cut, it is preferred that the surface is pre-processed with a laser beam and a portion of the inorganic layer is removed by the laser beam before treatment with the plasma beam. Pre-cleaning is thus carried out by the laser beam, followed by the aftertreatment, that is to say the removal of the remaining inorganic layer and surface activation by the plasma beam.
  • the inorganic layer is removed from the at least one adhesive surface using the method described above.
  • the adhesive surface freed from the inorganic layer is glued by applying an adhesive and by contact with the further adhesive surface.
  • the previously described method is suitable for processing a headlight.
  • the headlamp has a layer structure made of at least one carrier material, a reflection layer, and preferably a protective layer.
  • the reflection layer and possibly the protective layer are then removed using the method according to the invention described above and the surface of the carrier material located below is activated.
  • the carrier material preferably consists of metal, preferably of a galvanized steel sheet. Furthermore, an intermediate layer is preferably arranged between the carrier material and the metal layer, which consists of a lacquered, preferably powder-lacquered layer.
  • the carrier material can also consist of a plastic, in particular a thermoset.
  • the inorganic layer preferably consists of aluminum and the protective layer of SiO 2 . So with both Alternatives of the carrier material are applied to the aluminum layer on an electrical insulator and thus thermally poorly conductive material.
  • the section of the headlight freed from the protective layer and the metal layer can then serve as an adhesive surface and can be glued using the previously explained method. If the methods described above are applied to the edge area of the headlight, this edge area can subsequently be glued to a holder without further pretreatment. Further intermediate steps for cleaning and / or activating the adhesive surfaces are not necessary.
  • the device mentioned has a nozzle tube connected to a gas inlet, a nozzle head having a nozzle opening, an irine electrode electrically insulated from the nozzle head, and a working gas passage arranged in the nozzle head and connected to the nozzle tube in terms of flow technology, the tip of the inner electrode being axially opposite to the working gas in the flow direction Nozzle head is arranged set back.
  • the cross-sectional area of the working gas passage is larger than the cross-sectional area of the nozzle opening.
  • a high-frequency alternating voltage in the working gas which preferably consists of air or forming gas, ignites a discharge, the individual streamer channels of which appear like an arc due to the high frequency. Nevertheless, this arc discharge consists of individual, very short-lasting streamers and not of an ongoing arc.
  • the frequency is for example in the range of over 1 kHz, preferably in the range of 10 to 30 kHz.
  • the frequency is preferably above 20 kHz in order to ensure a particularly high power of the plasma beam.
  • the size of the AC voltage (measured peak to peak, U ss ) is in the range greater than 0.5 kV, preferably in the range greater than 1 kV kV. A voltage greater than 5 kV is preferred in order to ensure a particularly high power density of the plasma beam.
  • the nozzle opening has the function of the passage for the plasma jet, that is to say the opening through which the plasma jet generated in the nozzle tube emerges from the nozzle head.
  • This function is supported by the fact that the gas inlet introduces the working gas into the essentially cylindrical nozzle tube in such a way that the gas flow is twisted, that is, a gas vortex is formed. This forces the individual streamers of the discharge into the area of the axis of the nozzle tube. Only at the downstream end of the discharge section, as seen in the direction of flow, does the arc branch and end on an electrically conductive inner surface of the nozzle head.
  • This inner surface can be cylindrical and / or conical.
  • the plasma jet strikes the nozzle opening directly and not the working gas passage spaced apart from it.
  • the working gas passage has the function of discharging part of the working gas from the nozzle pipe. This is necessary if the plasma source is operated with a high power density, in particular if the flow rate of the working gas is set significantly higher than the flow rate of the working gas emerging from the nozzle opening with the plasma. So that there is no build-up of the working gas and a disturbance of the flow conditions in the nozzle pipe occurs, the excess part of the working gas is drained through the working gas passage, so that a sufficient flow through the nozzle pipe and the nozzle head can be ensured.
  • the cross-sectional area of the working gas passage is at least twice, preferably three times as large as the cross-sectional area of the nozzle opening. This ensures that, in comparison to the proportion of the gas quantity emerging through the nozzle opening, the greater part of the working gas emerges from the nozzle head through the working gas passage opening. A higher power density will achieved while cooling is increased.
  • the working gas passage surrounds the nozzle opening at least in sections. Form thereby. Support jets of working gas surround the plasma jet emerging from the nozzle opening and accelerate the surrounding air. The nozzle jet thus largely maintains its speed which it has obtained as a result of the acceleration occurring within the nozzle tube, within the nozzle head and within the nozzle opening. Both acceleration effects within the arc and nozzle effects are involved.
  • a stable minimum flow of the working gas is required inside the nozzle tube and the nozzle head in order to stabilize the core discharge.
  • the discharge conditions inside the nozzle tube and the nozzle head are further improved and concentrated.
  • the working gas passage has a plurality of individual openings. These individual openings can be arranged at least partially around the nozzle opening. Likewise, the individual openings can be arranged at least partially in the side wall of the nozzle head. In addition, the individual openings can be circular, ring-shaped, elliptical or rectangular.
  • the working gas passage can therefore be designed in a wide variety of forms in order to at least partially fulfill its previously described functions. The invention is therefore not limited to one special arrangement or configuration of the working gas passage limited.
  • the shape of the nozzle opening is not limited per se.
  • the nozzle opening is preferably circular, elliptical or rectangular.
  • the maximum inside dimension of the nozzle opening can be less than 4 mm, preferably less than 3 mm and in particular less than 2 mm.
  • the nozzle opening is intended to ensure that no discharge streamers can escape from the interior of the nozzle tube and the nozzle head. Since the gas throughput, as already explained, is high in order to achieve a powerful plasma jet and the cooling required as a result, there would be the danger with a conventionally designed nozzle opening that individual streamers would escape and come into contact with the inorganic surface. This would significantly impair the removal of the inorganic layer, so that special measures must be taken for the generation of a streamer-free, that is to say potential-free, plasma.
  • the nozzle opening preferably has a cross section which is larger than the cross section of each of the individual openings. As a result, the flow resistance through the individual opening is increased in comparison to the nozzle opening, which results in a concentration on the central jet through the nozzle opening.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention for generating an atmospheric plasma jet for removing an inorganic layer from a component
  • FIG. 2 shows the nozzle head of the device shown in FIG. 1 in cross section
  • FIG. 3 shows the nozzle head of the device shown in FIG. 1 in a front view
  • FIG. 4 shows the nozzle head of the device shown in FIG. 1 in a perspective view
  • FIG. 7 is a schematic representation of a headlamp with an inorganic coating in cross section
  • FIGS. 1 to 4 shows the second component during processing with the device according to FIGS. 1 to 4,
  • 9 shows the second component with a partially detached inorganic layer and 10 shows a processing station for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 to 4 show a device 10 according to the invention for generating a plasma jet for removing an inorganic layer from a component.
  • the plasma nozzle 10 shown in FIG. 1 has a nozzle tube 12 which is connected to a nozzle head 14 or is formed in one piece therewith.
  • the nozzle head 14 is designed in a special way for generating an intense plasma jet and is explained in more detail below.
  • the nozzle head 14 consists at least on the inside of an electrically conductive material, in particular a metal.
  • the nozzle tube 12 is also preferably made of metal, but non-electrically conductive materials can also be used.
  • the nozzle tube 12 has a gas inlet 16 for a working gas, for example for compressed air.
  • gases or gas mixtures than air or forming gas are also suitable as working gases. It is preferred that a proportion of a reactive gas is present.
  • a pure oxygen gas, a mixture of a noble gas such as argon and oxygen or a mixture of hydrogen and nitrogen (forming gas) be used.
  • Air is preferred, not least for process engineering reasons, since this working gas is very easily available and often does not require any additional installations.
  • the working gas flows through the nozzle tube in the form of a vortex.
  • the present invention is not limited to the fact that such a vortex is generated during the operation of the device.
  • the intermediate wall 18 has a ring of bores 20 made obliquely in the circumferential direction and thus forms a swirl device for the working gas.
  • the downstream part of the nozzle tube 12 is therefore flowed through by the working gas in the form of a vortex 22, the core of which runs on the longitudinal axis of the nozzle tube 12.
  • An inner electrode 24 is arranged centrally on the underside of the intermediate wall 18 and projects coaxially into the nozzle tube 12.
  • the inner electrode 24 is formed by a rotationally symmetrical pin rounded off at the tip, for example consisting of copper, which is electrically insulated from the intermediate wall 18 and the other parts of the nozzle tube 12 by an insulator 26.
  • Other embodiments of the inner electrode with the Shown deviating dimensions and even asymmetrically arranged internal electrodes are also possible.
  • the inner electrode 24 is electrically insulated from the nozzle head 14 which acts as the counter electrode.
  • the partition 18 and / or the nozzle tube 12 itself can also consist of an electrically insulating material.
  • the inner electrode 24 is connected to a high-frequency transformer 30, which can generate a high-frequency AC voltage.
  • the high-frequency alternating voltage is preferably variably controllable and is - measured peak-to-peak, U ss - for example 500 V or more, preferably 1-5 kV, in particular also greater than 5 kV.
  • the frequency is, for example, in the order of magnitude of 1 to 30 kHz or even higher and is preferably also adjustable.
  • the shaft 28 is connected to the high-frequency transformer 30 via a preferably flexible high-voltage cable 32.
  • the specified values for the size and frequency of the AC voltage therefore have such large ranges that these values depend significantly on the geometry of the device 10 selected.
  • the shape of the voltage curve is also not essential.
  • the AC voltage can therefore be a sinusoidal voltage or a pulsed voltage.
  • the discharge is ignited in the form of an arc 34 between the inner electrode 24 and the nozzle head 14 by the applied high-frequency voltage, the plasma being caused by the high Frequency of voltage is stabilized at low currents.
  • the high frequency of the voltage leads to an interruption of the discharge which occurs in time with the frequency and is thus ignited again and again at the same frequency.
  • a sinusoidal AC voltage for example, the process can also be described as a permanent ignition of the discharge in each half-wave.
  • the arc 34 is channeled in the vortex core on the axis of the nozzle tube 12 due to the slight negative pressure and the insulating effect of the gas flow. As a result, the arc 34 branches only in the region of the nozzle head 14 and hits the electrically conductive inner wall there.
  • the inlet 16 is connected via a hose, not shown, to a compressed air source with variable throughput, which is preferably combined with the high-frequency generator 30 to form a supply unit.
  • the plasma nozzle 10 can thus be moved effortlessly by hand or with the aid of a robot arm.
  • the nozzle tube 12 and the intermediate wall 18 are preferably grounded, provided that they themselves consist of an electrically conductive material.
  • the working gas which rotates in the region of the vortex core and thus in the immediate vicinity of the arc 34, comes into intensive contact with the arc 34 and is thereby partially converted into the plasma state.
  • a plasma jet 36 of an atmospheric plasma shown in dashed lines in FIG. 1, emerges from the nozzle head 14 through a nozzle opening 38.
  • the plasma jet 36 has approximately the shape of a candle flame.
  • the ion temperature of the plasma jet is low compared to thermal plasmas. For example, a temperature in the plasma jet with a thermocouple PT100 at a distance of 10 mm from the nozzle opening was measured a temperature of less than 300 ° C. This measured value is only explanatory and does not limit the invention.
  • the plasma jet emerging from the nozzle opening 38 is mainly accelerated before emerging through the pinch effect occurring in the discharge.
  • the gas pressure and the nozzle effect can contribute to acceleration when the plasma jet emerges from the nozzle opening. In any case, a high exit speed is achieved.
  • the exit velocity of the plasma jet in turn causes many interactions with the surface to be processed and at the same time a greater range of the plasma jet. Because the impact losses in the plasma jet are lower at high exit speeds.
  • a working gas passage 40 is provided in the nozzle head 14 and is connected to the interior of the nozzle tube 12 in terms of flow.
  • the working gas passage 40 serves to pass the working gas which has not been converted into a plasma jet 36 within the nozzle tube 12.
  • the cross-sectional area of the working gas passage 40 should be larger than the cross-sectional area of the nozzle opening 38 in order to increase the proportion of the working gas which does not emerge from the nozzle head 14 as a plasma jet 36. This results in an increased intensity of the plasma beam 36 as well improved cooling in particular of the nozzle head 14 is achieved.
  • the cross-sectional area of the working gas passage 40 is at least twice, preferably three times as large as the cross-sectional area of the nozzle opening 38. This increases the advantages described above. Because there is less mixing of the core area of the plasma with the working gas.
  • the working gas passage 40 surrounds the nozzle opening 38, wherein a plurality of individual openings 42 are provided which form the working gas passage 40 as a whole.
  • the individual openings 42 are arranged in a circle around the nozzle opening, an inner circle and an outer circle of individual openings 42 being provided, in the center of which the nozzle opening 38 is arranged.
  • This symmetrical arrangement has proven to be advantageous since the working gas emerging from the individual openings 42 forms a plurality of support jets 44 which uniformly surround the plasma jet 36.
  • the support beams 44 are shown in FIG. 1 as dotted lines.
  • the individual openings 42 can also be partially arranged in the side wall 46 of the nozzle head 14.
  • the shape of the individual openings 42 of the exemplary embodiment shown are round, so that they can be produced in a simple manner through bores.
  • the individual openings 42 can also have an annular, elliptical, rectangular or any other shape.
  • the shape of the nozzle opening 38 can be circular - as shown in FIGS. 1 to 4 -, elliptical, rectangular or in any other shape.
  • a slot-shaped nozzle opening is also given as an example.
  • This symmetrical structure is advantageous, but not essential for the configuration of the invention.
  • An asymmetrical arrangement of the nozzle opening relative to the central axis of the plasma nozzle 10 is also possible.
  • the maximum inside dimension of the nozzle opening 38 is less than 4 mm, preferably less than 3 mm and in particular less than 2 mm. This ensures that, even with high gas throughputs of the working gas, no discharge streamers can emerge from the nozzle head. This ensures the potential freedom of the plasma jet.
  • the nozzle opening 38 has a cross section that is larger than the cross section of each of the individual openings 42. This measure means that the plasma jet 36 passes through the nozzle opening 38 and not through one of the individual openings 42. It can thus be ensured that the device always works in the same way, in particular that the plasma beam 36 always runs from the center on the central axis of the device 10 exits. Furthermore, the plasma beam 36 is always surrounded in the same way by the support beams 44.
  • the bores 48 and 50 have a length that corresponds to at least four times the diameter of the bores 48 and 50.
  • the length of the bores 48 and 50 favors the heat transfer between the nozzle head 14 and the working gas and thus improves the cooling of the nozzle head 14. This in turn results in less wear on the nozzle head.
  • the bores 48 and 50 end - as shown in FIGS. 1 and 2 - on the inside of the nozzle head 14 facing the nozzle tube 12 on a conically tapering surface 52.
  • the cone reduces the occurrence of additional gas vortices.
  • This design favors the effect described above that the plasma jet 36 passes through the nozzle opening 38 provided for this purpose and not through one of the individual openings 42.
  • a cylindrical surface 54 is arranged within the nozzle head 14, which adjoins the conically tapering surface 52.
  • FIG. 5 shows a first exemplary embodiment of a component 60 which consists of a layer 62 made of a carrier material made of plastic, in particular of a thermoset.
  • a further layer 64 made of a metal, in particular aluminum, is arranged on the layer 62.
  • the aluminum is preferably applied by sputtering during manufacture.
  • This layer 64 is in turn provided with a protective layer 66, for example made of SiO 2 , which prevents the layer 64 from corroding.
  • FIG. 6 shows an alternative construction of a component 60, in which the carrier material of the layer 62 consists of a metal, preferably a galvanized steel sheet. Furthermore, as already described, the metal layer 64 and the protective layer 66 are provided. Since a smooth layer must be present for the sputtering process, the one shown in FIG. 6
  • an electrically and also thermally insulating intermediate layer 68 is arranged between the carrier material of the layer 62 and the metal layer 64, which preferably consists of a lacquered, preferably powder-lacquered layer.
  • a layer structure according to FIG. 5 or FIG. 6 is characteristic of reflective components such as headlights, mirrors or other optical or shiny decorative elements.
  • 7 shows an example of a headlight 70 in cross section in schematic form.
  • the headlight 70 has a layer structure according to FIG. 6. 5 can also be used.
  • the layer structure extends over the three-dimensional shape of the headlight 70.
  • An opening is shown at the lower end of the recess 72 of the headlight 70 in which the illuminant of the headlight 70 can be arranged.
  • FIG. 8 shows the method for removing an inorganic layer from a component 60 in schematic form.
  • the following explains how a total of two layers, namely the protective layer 66 and the metal layer 64, are removed from the component 60.
  • This serves to explain the special application for a headlight.
  • the method can also be used to remove only one layer, provided that the carrier material of layer 62 is only coated with an inorganic layer.
  • this could exclusively be the metal layer 64, which is not provided with a protective layer, such as, for example, chrome-plated plastic components.
  • a plasma jet 36 is generated with the aid of an atmospheric discharge in a working gas containing oxygen.
  • a device 10 is used, for example, which was explained above with reference to FIGS. 1 to 4. 8 only the nozzle head 14 is shown as a section of the device 10.
  • the plasma beam 36 is directed — in the present case together with the support beams 44 — onto the inorganic layer consisting of the metal layer 64 and the protective layer 66.
  • the plasma beam 36 transfers the chemical energy, which is also in the surface due to the high electron temperature due to the high electron temperature, to the surface of the inorganic layers 64 and 66.
  • the transferred energy melts and sublimates at least partially the inorganic layer.
  • a combustion process can even be started, which releases energy itself and increases the combustion. This causes the inorganic material to melt and evaporate further.
  • the inorganic layer thus melted or melted is then blown away and removed from the surface by the gas stream of the plasma jet itself and possibly by the stream of the working gas emerging through the working gas passage.
  • the inorganic layer is completely removed without the carrier material 62 or the intermediate layer 68 being attacked on account of their low thermal conductivity and their thermoset plasticity.
  • the surface is activated so that it can be easily wetted with a liquid for further processing.
  • the hydrocarbons released react and do not condense next to or on the treatment track.
  • the method described above can be used above all for the removal of relatively thin inorganic layers.
  • the layer can be burned in, which in itself need not be disadvantageous, but is not the aim of the process. Therefore, preparation is recommended through a laser beam. It is therefore further proposed that the surface of the component is processed with a laser beam before the treatment with the plasma beam and that part of the inorganic layer is already removed by the laser beam.
  • the laser beam does a rough preparatory work, while the plasma beam does the fine work.
  • This process is shown schematically in FIG. 10 using a processing station.
  • the component 60 is moved relative to the processing station, which has a laser 80 and a plasma source 82, such as the plasma nozzle 10 according to FIGS. 1 to 4.
  • the surface of the component 60 is first processed with the laser beam 81 of the laser 80, as a result of which a substantial proportion of the inorganic layers 64 and 66 is removed. However, residues remain on the surface of the intermediate layer 68, which means that it is not completely cleaned.
  • the surface is then processed by the plasma jet 83 of the plasma source 82, as a result of which the remaining residues of the inorganic layer are removed and the surface cleaned in this way is activated.
  • At least one adhesive surface of the two components initially has an inorganic coating. This is removed from the at least one adhesive surface in accordance with the method previously described with reference to FIGS. 8 and 9. Then the from the inorganic layer freed adhesive surface by applying an adhesive and glued by contact with the other adhesive surface.
  • FIG. 10 shows this process again.
  • the surface here the adhesive surface of the component 60
  • the surface is first cleaned and activated by the laser beam 81 of the laser 82 and the plasma beam 83 of the plasma source 84.
  • an adhesive layer 86 is applied by means of an application device 84.
  • the adhesive layer 86 can wet the largely cleaned and activated surface well and thus build up sufficient adhesion.
  • the further component which is not shown in FIG. 10, is brought with its adhesive surface into contact with the adhesive surface of the component 60 provided with the adhesive layer 86. After the adhesive has hardened, a permanent and reliable adhesive connection results.
  • the multi-stage method described above can be used in particular for machining a headlight.
  • the headlight 70 has - as has been described with reference to FIG. 7 - a layer structure composed of at least one carrier material 62, possibly an intermediate layer 68, a reflection layer 64 made of a metal and possibly a protective layer 66.
  • the adhesive surface is arranged, which is to be glued to an adhesive surface of a cover plate.
  • the problem here is that the adhesive surface 74 with the protective layer 66 or possibly only with the metal layer 64 is provided, which in itself has poor adhesion to the paint.
  • the adhesive surface 74 is now processed with the method shown in FIG. 10 in such a way that the protective layer and the reflection layer are removed at least in sections and the exposed surface is provided with an adhesive, the adhesive surface 74 can be bonded very well to the adhesive surface of the cover pane ,

Abstract

The invention relates to a method for removing at least one inorganic layer from a component, whereby a plasma jet is produced in a working gas containing a reactive gas by means of an atmospheric discharge, the plasma jet is oriented towards the inorganic layer, the inorganic layer is at least partially melted by means of the plasma jet, and the at least partially melted inorganic layer is removed from the surface by the gas flow of the plasma jet. The inventive method can be used especially for delayering adhesive surfaces of two components, and for machining headlight components. The invention also relates to a device for producing a plasma jet for carrying out the inventive method.

Description

Verfahren zum Entfernen mindestens einer anorganischen Schicht von einem Bauteil Method for removing at least one inorganic layer from a component
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen mindestens einer anorganischen Schicht von einem Bauteil, ein Verfahren zum Verkleben zweier Bauteile mit jeweils einer Klebefläche sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen eines atmosphärischen Plasmastrahls zur Durchführung der Verfahren.The invention relates to a method for removing at least one inorganic layer from a component, a method for gluing two components, each with an adhesive surface, and a device for generating an atmospheric plasma jet for carrying out the method.
Aus dem Stand der Technik der EP 0 761 415 AI und der EP 1 335 641 AI ist eine Plasmaquelle bekannt, bei der mittels einer unter Anlegen einer hochfrequenten Hochspannung in einem Düsenrohr zwischen einer Stiftelektrode und einer Ringelektrode mittels einer nichtthermischen Entladung aus dem Arbeitsgas ein Plasmastrahl erzeugt wird, der aus der Düsenöffnung austritt. Dieser nicht-thermische Plasmastrahl weist bei einer geeignet eingestellten Strömungsrate keine elektrischen Streamer auf, so dass nur der energiereiche, aber niedrig temperierte Plasmastrahl auf die Oberfläche eines Bauteils gerichtet werden kann. Streamer sind dabei die Entladungskanäle, entlang derer die elektrische Entladungsenergie während der Entladung verläuft.A plasma source is known from the prior art of EP 0 761 415 AI and EP 1 335 641 AI, in which a plasma jet is generated by means of a non-thermal discharge from the working gas by applying a high-frequency high voltage in a nozzle tube between a pin electrode and a ring electrode is generated, which emerges from the nozzle opening. With a suitably set flow rate, this non-thermal plasma jet has no electrical streamer, so that only the high-energy but low-temperature plasma jet can be directed onto the surface of a component. Streamers are the discharge channels along which the electrical discharge energy runs during the discharge.
Die Oberfläche wird somit von Staubteilchen gereinigt und aktiviert, so dass eine nachfolgende Beschichtung mit einer Flüssigkeit, insbesondere mit einem Klebstoff möglich ist. Zur Charakterisierung des Plasmastrahls kann auch die hohe Elektronentemperatur, die niedrige Ionentemperatur und die hohe Gasgeschwindigkeit herangezogen werden. Es ist weiterhin aus dem Stand der Technik der EP 1 410 852 bekannt, dass man mit dem Plasmastrahl eine Schicht aus organischem Material, beispielsweise eine Lackschicht von einer Oberfläche entfernt werden kann. Dabei wird der organische Stoff bei niedrigen Temperaturen pyrolysiert und/oder sublimiert. Jedenfalls laufen die Ablöseprozesse bei niedrigen Plasmaintensitäten ab und können mit der zuvor beschriebenen Plasmaquelle durchgeführt werden.The surface is thus cleaned of dust particles and activated so that subsequent coating with a liquid, in particular with an adhesive, is possible. The high electron temperature, the low ion temperature and the high gas velocity can also be used to characterize the plasma beam. It is also known from the prior art of EP 1 410 852 that a layer of organic material, for example a lacquer layer, can be removed from a surface with the plasma jet. The organic material is pyrolyzed and / or sublimated at low temperatures. In any case, the detachment processes take place at low plasma intensities and can be carried out with the plasma source described above.
Des Weiteren ist es bekannt, dass anorganische Schichten mit Hilfe eines Laserstrahls abgelöst werden können. Die anorganische Schicht nimmt dabei eine relativ große Energiemenge aus dem Laserstrahl auf und verdampft . Das Laserlicht koppelt sich dabei in die Dampfphase ein. Das Ablösen der anorganischen Schicht erfolgt teilweise explosionsartig, so dass es oftmals zu einem unregelmäßigen Ablösen der anorganischen Schicht kommt. Die so behandelte Oberfläche ist teilweise nicht vollständig gereinigt und kann ohne weitere Vorbehandlung nicht weiterverarbeitet, beispielsweise verklebt werden. Denn der Laserstrahl erzeugt ein Plasma, das zumindest teilweise Ionen des abgedampften anorganischen Materials oder Metallionen enthält . Somit besteht keine ausreichend hohe Sauerstoffkonzentration im Plasma, die für eine oxydische Vorbehandlung und Aktivierung der Oberfläche erforderlich ist. Eine separate Vorbehandlung und Aktivierung der Oberfläche ist daher als zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich. Denn an der Oberfläche haften Oxydationsprodukte an, die aus einer Nachoxidation der aufgeheizten Bereiche stammen.Furthermore, it is known that inorganic layers can be detached using a laser beam. The inorganic layer absorbs a relatively large amount of energy from the laser beam and evaporates. The laser light couples into the vapor phase. The detachment of the inorganic layer is sometimes explosive, so that there is often an irregular detachment of the inorganic layer. The surface treated in this way is sometimes not completely cleaned and cannot be further processed, for example glued, without further pretreatment. This is because the laser beam generates a plasma which at least partially contains ions of the evaporated inorganic material or metal ions. There is therefore no sufficiently high oxygen concentration in the plasma which is required for an oxidic pretreatment and activation of the surface. A separate pretreatment and activation of the surface is therefore necessary as an additional step. Because oxidation products adhere to the surface, which originate from post-oxidation of the heated areas.
Ebenso kann eine anorganische Schicht mittels einer rein mechanischen Behandlung entfernt werden. Die anorganische Schicht wird dabei allerdings nur ungleichmäßig entfernt und eine Oberflächenaktivierung findet in diesem Arbeitsschritt nur in Ausnahmefällen statt.An inorganic layer can also be removed by means of a purely mechanical treatment. The inorganic However, the layer is only removed unevenly and surface activation takes place in this step only in exceptional cases.
Da das mechanische Ablösen der anorganischen Schichten bzw. das Ablösen mit Hilfe eines Laserstrahls somit nur eine zumindest teilweise Reinigung bedeutet, ist die zu verklebende Klebefläche nur bedingt für ein Kleben vorbereitet. Denn die Klebefläche ist nur wenig oberflächenaktiviert und in der Regel mit vercrakten Kohlenwasserstoffen belegt, so dass ein weiterer Vorbehandlungsschritt erforderlich ist. Die Aktivierung der Oberfläche kann einerseits mit chemischen 'Mitteln oder mit Hilfe eines atmosphärischen Plasmastrahls, wie oben beschrieben, erfolgen.Since the mechanical detachment of the inorganic layers or the detachment with the aid of a laser beam means only an at least partial cleaning, the adhesive surface to be glued is only prepared for gluing to a limited extent. Because the adhesive surface is only slightly surface activated and usually covered with cracked hydrocarbons, so that a further pretreatment step is required. The surface can be activated on the one hand with chemical means or with the help of an atmospheric plasma beam, as described above.
Ein Ablösen der anorganischen Schichten mit Hilfe des aus dem oben genannten Stand der Technik bekannten Plasmaquelle ist dagegen nur unzureichend möglich, da kein ausreichend angeregtes Plasma erzeugt werden kann, ohne dass einzelne Streamer aus der Plasmaquelle herausgeblasen werden. Denn für das Erzeugen eines ausreichend intensiven Plasmastrahls müssen die Durchflussraten des Arbeitsgases so weit erhöht werden, dass die zur Erzeugung des Plasmas gezündeten Streamer der elektrischen Entladung innerhalb der Plasmaquelle aus der Austrittsöffnung der Plasmaquelle heraustreten und mit der Oberfläche in Kontakt treten. Dabei kommt es dann an der Oberfläche zur Erzeugung eines Plasmas, das Ionen des anorganischen Materials oder Metallionen enthält. Die Konzentration der Sauerstoffionen im Plasma wird dadurch erheblich verringert, so dass das Ablösen der anorganischen Schicht ungleichmäßig verläuft und die Aktivierung der Oberfläche verschlechtert oder gar verhindert wird. Zudem kommt es durch das Erzeugen eines weiteren Plasmas an der zu bearbeitenden Oberfläche zu einem chemisch/physikalischen Abschirmungseffekt des Schutzgases gegenüber dem aus der Plasmaquelle austretenden Plasmastrahls, so dass dieser die Oberfläche nicht mehr, zumindest aber nicht mehr in ausreichendem Maße erreichen kann.In contrast, detachment of the inorganic layers with the aid of the plasma source known from the above-mentioned prior art is only insufficiently possible, since a sufficiently excited plasma cannot be generated without individual streamers being blown out of the plasma source. For the generation of a sufficiently intense plasma jet, the flow rates of the working gas have to be increased so far that the electrical discharge streamers ignited to generate the plasma emerge from the outlet opening of the plasma source and come into contact with the surface. This then creates a plasma on the surface that contains ions of the inorganic material or metal ions. The concentration of oxygen ions in the plasma is considerably reduced as a result, so that the detachment of the inorganic layer proceeds unevenly and the activation of the surface is impaired or even prevented. It also comes from creating one further plasma on the surface to be processed for a chemical / physical shielding effect of the protective gas against the plasma jet emerging from the plasma source, so that the latter can no longer reach the surface, at least not to a sufficient extent.
Die zuvor aufgezeigten Probleme treten insbesondere bei der Herstellung von Bauteilen aus Schichtmaterialien auf, bei denen nach einer Beschichtung ein Teil der Beschichtung gezielt wieder abgelöst werden muss. Dieses ist beispielsweise für ein Verkleben des Bauteils erforderlich, wenn die oberste anorganische Schicht des Bauteils wegen ihrer geringen Haftung zum Grundmaterial nur schlecht für ein Verkleben geeignet ist.The problems outlined above occur in particular in the production of components from layer materials in which a part of the coating has to be removed again in a targeted manner after a coating. This is necessary, for example, for gluing the component if the uppermost inorganic layer of the component is poorly suited for gluing because of its low adhesion to the base material.
Dieses ist insbesondere bei der Herstellung von Scheinwerfern und Dekorschichten der Fall. Hier werden auf einer elektrisch isolierenden Grenzschicht eines Trägermaterials eine Reflexionsschicht und eine als Korrosionsschutz dienende Schutzschicht aufgebracht. Als Trägermaterialien können hierbei Kunststoffe, insbesondere Duroplaste und Lacke verwendet werden. Ist das Trägermaterial selbst elektrisch leitend, so ist zwischen dem Trägermaterial eine Zwischenschicht angeordnet, um eine galvanische Trennung des Trägermaterials von der Reflexionsschicht zu erzeugen. Das Trägermaterial besteht dabei aus bevorzugt aus Metall, vorzugsweise aus einem verzinkten Stahlblech. Die Zwischenschicht besteht aus einer lackierten, vorzugsweise pulverlackierten Schicht. Die Reflexionsschicht besteht bevorzugt aus Aluminium, das auf die elektrisch isolierende Grenzschicht aufgesputtert wird. Schließlich besteht in bevorzugter Weise die Schutzschicht aus Si02. Der Randbereich eines derartig aufgebauten Scheinwerfers wird anschließend mit einer Abdeckscheibeverbunden, insbesondere verklebt. Bekannter Maßen besitzt eine mit Si02 beschichtete Aluminiumschicht eine geringe Haftung zum Duroplast bzw. zum Lack. Daher wurden im Stand der Technik bisher die Klebeflächen teilweise mechanisch oder mit Hilfe eines Laserstrahls bearbeitet, um zumindest teilweise die anorganischen Schichten aus Aluminium und Si02 abzulösen. Die dann frei werdende elektrisch isolierende Grenzschicht kann mit Klebstoff versehen werden, so dass ein Verkleben mit der Abdeckscheibe erleichtert wird.This is particularly the case in the manufacture of headlights and decorative layers. Here, a reflection layer and a protective layer serving as corrosion protection are applied to an electrically insulating boundary layer of a carrier material. Plastics, in particular thermosets and paints, can be used as carrier materials. If the carrier material itself is electrically conductive, an intermediate layer is arranged between the carrier material in order to produce a galvanic separation of the carrier material from the reflection layer. The carrier material consists preferably of metal, preferably of a galvanized steel sheet. The intermediate layer consists of a lacquered, preferably powder-lacquered layer. The reflection layer preferably consists of aluminum, which is sputtered onto the electrically insulating boundary layer. Finally, the protective layer is preferably made of SiO 2 . The edge area of a headlamp constructed in this way is then connected, in particular glued, to a cover plate. As is known, an aluminum layer coated with Si0 2 has little adhesion to the thermoset or lacquer. For this reason, the adhesive surfaces have previously been processed mechanically or with the aid of a laser beam in order to at least partially detach the inorganic layers of aluminum and SiO 2 . The then released electrically insulating boundary layer can be provided with adhesive so that gluing to the cover plate is facilitated.
Das zuvor aufgezeigte Anwendungsbeispiel eines Entfernens einer anorganischen Schicht bei der Herstellung eines Scheinwerfers stellt nur ein Beispiel dar. Die nachfolgend beschriebene Erfindung ist nicht auf diese Anwendung beschränkt, auch der angegeben charakteristische Schichtaufbau ist nicht eine notwendige Voraussetzung für die Anwendung der Erfindung.The application example shown above of removing an inorganic layer in the manufacture of a headlamp is only one example. The invention described below is not limited to this application, nor is the characteristic layer structure indicated a necessary prerequisite for the application of the invention.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, das Entfernen von anorganischen Schichten zur Vorbereitung einer Weiterbehandlung eines Bauteils weiter zu vereinfachen und zu verbessern. Ein weiteres technisches Problem besteht darin, das Verkleben von Bauteilen mit anorganischen Beschichtungen zu verbessern.The invention is based on the technical problem of further simplifying and improving the removal of inorganic layers in preparation for further treatment of a component. Another technical problem is to improve the bonding of components with inorganic coatings.
Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zum Entfernen mindestens einer anorganischen Schicht von einem Bauteil nach Anspruch 1 gelöst. Mit Hilfe einer atmosphärischen Entladung wird in einem ein reaktives Gas enthaltenden Arbeitsgas ein Plasmastrahl erzeugt, der auf die anorganische Schicht gerichtet wird. Die anorganische Schicht wird durch den Plasmastrahl zumindest teilweise geschmolzen und die zumindest teilweise geschmolzene anorganische Schicht wird durch den Gasstrom des Plasmastrahls von der Oberfläche entfernt. Dabei wird in bevorzugter Weise unter Anwendung einer hochfrequenten Hochspannung eine Folge von Entladungen zwischen zwei Elektroden einer Plasmadüse erzeugt, so dass das Arbeitsgas zu einem aus der Plasmadüse austretenden Plasmastrahl angeregt wird.According to a first teaching of the present invention, the technical problem indicated above is solved by a method for removing at least one inorganic layer from a component according to claim 1. With the help of an atmospheric discharge, a plasma jet is generated in a working gas containing a reactive gas, which is directed onto the inorganic layer. The inorganic layer is at least partially melted by the plasma jet and the at least partially melted inorganic layer is removed from the surface by the gas stream of the plasma jet. In this case, a sequence of discharges between two electrodes of a plasma nozzle is preferably generated using a high-frequency high voltage, so that the working gas is excited to a plasma jet emerging from the plasma nozzle.
Der Begriff "reaktives Gas" wird derart verstanden, dass das Gas im Plasmazustand reaktiv ist. Die Eigenschaft der Reaktivität muss dagegen nicht notwendiger Weise schon im nicht angeregten Zustand, also im Grundzustand vorhanden sein.The term "reactive gas" is understood to mean that the gas is reactive in the plasma state. The property of reactivity, on the other hand, does not necessarily have to be present in the non-excited state, ie in the ground state.
Insbesondere wird als Arbeitsgas ein ein oxidierendes Gas, insbesondere Sauerstoff enthaltendes Gas, vorzugsweise Luft, oder ein reduzierendes Gas, insbesondere Wasserstoff enthaltendes Gas, vorzugsweise Formiergas verwendet. Diese Gase sind bereits im nicht angeregten Zustand reaktiv, diese Eigenschaft verstärkt sich dann im Plasmazustand.In particular, an oxidizing gas, in particular oxygen-containing gas, preferably air, or a reducing gas, in particular hydrogen-containing gas, preferably forming gas, is used as the working gas. These gases are already reactive in the non-excited state, this property then increases in the plasma state.
Darüber hinaus kann als Arbeitsgas auch Stickstoff verwendet werden, dass im nicht angeregten Zustand überwiegend inerte Eigenschaften aufweist, jedoch im angeregten Plasmazustand reaktiv ist.In addition, nitrogen can also be used as the working gas, which in the non-excited state has predominantly inert properties, but is reactive in the excited plasma state.
Des Weiteren können dem Arbeitsgas noch weitere inerte Gase zugemischt sein, beispielsweise Argon oder Helium. Diese Gase sind auch im angeregten Zustand nicht reaktiv, können aber zu einer vorteilhaften Temperaturerhöhung des Plasmas beitragen.Furthermore, other inert gases, for example argon or helium, can be mixed into the working gas. These gases are not reactive even when excited but contribute to an advantageous increase in the temperature of the plasma.
Die hochfrequente Folge von Entladungen erscheint dabei als eine Entladung' in Form einer Bogenentladung, tatsächlich bestehend aus einer Vielzahl von einzelnen Streamer und nicht aus einem konstant brennenden Lichtbogen.The high-frequency series of discharges appears as a discharge 'in the form of an arc discharge, actually consisting of a plurality of individual streamers and not of a constant burning arc.
Das zuvor beschriebene Verfahren nutzt die Eigenschaften des Plasmastrahls in besonderer Weise aus, um die anorganische Schicht abzulösen. Da das Arbeitsgas ein reaktives Gas enthält, ergibt sich aufgrund der hohen Elektronentemperatur eine große Aggressivität des reaktiven Gases innerhalb des Plasmas. Dabei wird eine exotherme Reaktion zwischen dem anorganischen Material und dem reaktiven Gas in Gang gesetzt, obwohl die Entzündungstemperatur noch nicht erreicht wurde. Dieser Verbrennungsprozess setzt eine Verbrennungswärme frei, die den Verbrennungsprozess dann zusätzlich aufrecht hält. Somit kann mit Hilfe des nicht-thermischen Plasmastrahls bei hohen Elektronentemperaturen trotz niedriger Ionentemperatur ein Verbrennungsprozess des anorganischen Materials erzeugt werden, ohne dass bereits der Plasmastrahl selbst zu einer starken Erhitzung führt. Diese nennt man auch kalte Verbrennung.The method described above makes special use of the properties of the plasma jet in order to detach the inorganic layer. Since the working gas contains a reactive gas, the high electron temperature results in great aggressiveness of the reactive gas within the plasma. This triggers an exothermic reaction between the inorganic material and the reactive gas, although the ignition temperature has not yet been reached. This combustion process releases heat of combustion, which then additionally maintains the combustion process. Thus, with the help of the non-thermal plasma jet at high electron temperatures, despite the low ion temperature, a combustion process of the inorganic material can be generated without the plasma jet itself leading to excessive heating. This is also called cold combustion.
Zur Erzeugung eines geeigneten Plasmastrahls wird die Plasmadüse mit hohen Frequenzen im Bereich von 1 bis 30 kHz betrieben. Des weiteren werden die hohen Leistungsdichten dadurch erreicht, dass der Druck des Arbeitsgases und damit die Durchflussrate vergrößert wird, um die Austrittsgeschwindigkeit des Plasmastrahls aus der Düse heraus zu erhöhen. Dadurch wird gleichzeitig eine erhöhte Kühlung des Düsenkopfes bewirkt, die aufgrund der erhöhten Leistungsaufnahme notwendig ist , ohne dass es einer getrennten Kühlung, bspw. einer Wasserkühlung bedarf.To generate a suitable plasma jet, the plasma nozzle is operated at high frequencies in the range from 1 to 30 kHz. Furthermore, the high power densities are achieved in that the pressure of the working gas and thus the flow rate is increased in order to increase the exit velocity of the plasma jet from the nozzle. This also results in increased cooling of the nozzle head, which is due to the increased Power consumption is necessary without the need for separate cooling, for example water cooling.
In bevorzugter Weise wird der Plasmastrahl als streamerfreier Plasmastrahl erzeugt. Dazu werden konstruktive Maßnahmen insbesondere beim Düsenkopf getroffen, die den Austritt der Streamer verhindern. Im Prinzip wird die Düsenöffnung verkleinert, damit bereits allein aus geometrischen Gründen einzelne Streamer nicht mit dem Plasmastrahl zusammen austreten können. Um jedoch eine genügend große Strömung des Arbeitsgases ohne einen zu großen Rückstau gewährleisten zu können, sind erfindungsgemäß ein Arbeitsgasdurchlass vorgesehen, dessen gesamter Querschnitt mindestens doppelt so groß wie der Querschnitt der Düsenöffnung ist.The plasma beam is preferably generated as a streamer-free plasma beam. For this purpose, constructive measures are taken, particularly in the nozzle head, to prevent the streamers from escaping. In principle, the nozzle opening is reduced so that, for geometric reasons alone, individual streamers cannot escape together with the plasma jet. However, in order to be able to ensure a sufficiently large flow of the working gas without excessive backflow, a working gas passage is provided according to the invention, the total cross section of which is at least twice as large as the cross section of the nozzle opening.
Mit dem zuvor beschriebenen Verfahren können anorganische Schichten entfernt werden. Die Dicke der vollständig abzutragenden Schichten hängt dabei von den gewählten Randbedingungen ab. Für dickere Schichten, die möglicher Weise nicht in einem Plasma-Beschichtungsschnitt vollständig entfernt werden können, ist es bevorzugt, dass vor der Behandlung mit dem Plasmastrahl die Oberfläche mit einem Laserstrahl vorbearbeitet wird und ein Teil der anorganischen Schicht durch den Laserstrahl entfernt, wird. Somit wird durch den Laserstrahl eine Vorreinigung durchgeführt, an die sich die Nachbehandlung, also das Entfernen der restlichen anorganischen Schicht und eine Oberflächenaktivierung durch den Plasmastrahl anschließen.With the method described above, inorganic layers can be removed. The thickness of the layers to be completely removed depends on the selected boundary conditions. For thicker layers, which may not be able to be completely removed in a plasma coating cut, it is preferred that the surface is pre-processed with a laser beam and a portion of the inorganic layer is removed by the laser beam before treatment with the plasma beam. Pre-cleaning is thus carried out by the laser beam, followed by the aftertreatment, that is to say the removal of the remaining inorganic layer and surface activation by the plasma beam.
Das oben aufgezeigte technische Problem wird gemäß einer zweiten Lehre der Erfindung durch ein Verfahren zum Verkleben zweier Bauteile mit jeweils einer Klebefläche mit den Merkmalen des Anspruches 6 gelöst, wobei mindestens eine Klebefläche eine anorganische Beschichtung aufweist.The technical problem shown above is solved according to a second teaching of the invention by a method for gluing two components, each with an adhesive surface solved the features of claim 6, wherein at least one adhesive surface has an inorganic coating.
Zunächst wird mit Hilfe des zuvor beschriebenen Verfahrens die anorganische Schicht von der mindestens einen Klebefläche entfernt. Die von der anorganischen Schicht befreite Klebefläche wird durch Auftrag eines Klebstoffes und durch Kontakt mit der weiteren Klebefläche verklebt. Erfindungsgemäß wird dabei ausgenutzt, dass das Entfernen der anorganischen Schicht gleichzeitig auch zu einer Aktivierung der Klebefläche führt, so dass in einem Arbeitsschritt das Säubern und Aktivieren der Oberfläche erfolgt. Dieses hat insbesondere verfahrenstechnische Vorteile.First of all, the inorganic layer is removed from the at least one adhesive surface using the method described above. The adhesive surface freed from the inorganic layer is glued by applying an adhesive and by contact with the further adhesive surface. According to the invention, use is made of the fact that the removal of the inorganic layer also leads to an activation of the adhesive surface, so that the surface is cleaned and activated in one work step. This has particular procedural advantages.
In bevorzugter .Weise und nicht die vorliegende Erfindung beschränkend eignet sich die zuvor beschriebenen Verfahren zum Bearbeiten eines Scheinwerfers. Der Scheinwerfer weist dabei einen Schichtaufbau aus mindestens einem Trägermaterial, einer Reflexionsschicht, und vorzugsweise einer Schutzschicht auf. Die Reflexionsschicht und ggf. die Schutzschicht werden dann mit dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren entfernt und die darunter befindliche Oberfläche des Trägermaterials wird aktiviert.In a preferred manner and not restricting the present invention, the previously described method is suitable for processing a headlight. The headlamp has a layer structure made of at least one carrier material, a reflection layer, and preferably a protective layer. The reflection layer and possibly the protective layer are then removed using the method according to the invention described above and the surface of the carrier material located below is activated.
In bevorzugter Weise besteht das Trägermaterial aus Metall, vorzugsweise aus einem verzinkten Stahlblech. Des Weiteren ist vorzugsweise zwischen dem Trägermaterial und der Metallschicht eine Zwischenschicht angeordnet, die aus einer lackierten, vorzugsweise pulverlackierten Schicht besteht . Ebenso kann das Trägermaterial aus einem Kunststoff, insbesondere einem Duroplast bestehen. Vorzugsweise besteht die anorganische Schicht aus Aluminium und die Schutzschicht aus Si02. Somit ist bei beiden Alternativen des Trägermaterials die Aluminiumschicht auf einem elektrischen Isolator und somit thermisch schlecht leitfähigen Material aufgebracht.The carrier material preferably consists of metal, preferably of a galvanized steel sheet. Furthermore, an intermediate layer is preferably arranged between the carrier material and the metal layer, which consists of a lacquered, preferably powder-lacquered layer. The carrier material can also consist of a plastic, in particular a thermoset. The inorganic layer preferably consists of aluminum and the protective layer of SiO 2 . So with both Alternatives of the carrier material are applied to the aluminum layer on an electrical insulator and thus thermally poorly conductive material.
Der von der Schutzschicht und der Metallschicht befreite Abschnitt des Scheinwerfers kann dann als Klebefläche dienen und mit dem zuvor erläuterten Verfahren verklebt werden. Werden also die zuvor beschriebenen Verfahren am Randbereich des Scheinwerfers angewendet, kann anschließend dieser Randbereich ohne weitere Vorbehandlung mit einer Halterung verklebt werden. Weitere Zwischenschritte zur Reinigung und/oder Aktivierung der Klebeflächen sind nicht erforderlich .The section of the headlight freed from the protective layer and the metal layer can then serve as an adhesive surface and can be glued using the previously explained method. If the methods described above are applied to the edge area of the headlight, this edge area can subsequently be glued to a holder without further pretreatment. Further intermediate steps for cleaning and / or activating the adhesive surfaces are not necessary.
Die oben aufgezeigten technischen Probleme werden auch durch eine Vorrichtung zum Erzeugen eines atmosphärischen Plasmastrahls mit den Merkmalen des Anspruches 16 gelöst. Insbesondere eignet sich diese Vorrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren.The technical problems indicated above are also solved by a device for generating an atmospheric plasma beam with the features of claim 16. This device is particularly suitable for carrying out the method according to the invention.
Die genannte Vorrichtung weist auf ein mit einem Gaseinlass verbundenes Düsenrohr, einen eine Düsenöffnung aufweisenden Düsenkopf, eine elektrisch gegenüber dem Düsenkopf isolierte Irinenelektrode und einen im Düsenkopf angeordneten und strömungstechnisch mit dem Düsenrohr verbundenen Arbeitsgasdurchlass, wobei die Spitze der Innenelektrode in Strömungsrichtung des Arbeitsgases axial gegenüber dem Düsenkopf zurückversetzt angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Querschnittsfläche des Arbeitsgasdurchlasses größer als die Querschnittsfläche der Düsenöffnung .The device mentioned has a nozzle tube connected to a gas inlet, a nozzle head having a nozzle opening, an irine electrode electrically insulated from the nozzle head, and a working gas passage arranged in the nozzle head and connected to the nozzle tube in terms of flow technology, the tip of the inner electrode being axially opposite to the working gas in the flow direction Nozzle head is arranged set back. According to the invention, the cross-sectional area of the working gas passage is larger than the cross-sectional area of the nozzle opening.
Zum Erzeugen des Plasmastrahls wird innerhalb des Düsenrohres und innerhalb des Düsenkopfes durch Anlegen einer hochfrequenten WechselSpannung im Arbeitsgas, das bevorzugt aus Luft oder aus Formiergas besteht, eine Entladung gezündet, deren einzelne Streamerkanäle aufgrund der hohen Frequenz wie ein Lichtbogen erscheinen. Dennoch besteht diese Bogenentladung aus einzelnen, sehr kurz andauernden Streamern und nicht aus einem andauernden Lichtbogen. Die Frequenz liegt dabei beispielsweise im Bereich von über 1 kHz, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 30 kHz. Bevorzugt liegt die Frequenz über 20 kHz, um eine besonders hohe Leistung des Plasmastrahls zu gewährleisten. Die Größe der WechselSpannung liegt (gemessen Spitze- zuspitze, Uss) im Bereich größer 0,5 kV, vorzugsweise im Bereich größer als 1 kV kV. Bevorzugt ist eine Spannung größer als 5 kV, um eine besonders hohe Leistungsdichte des Plasmastrahls zu gewährleisten.To generate the plasma jet, it is placed inside the nozzle tube and inside the nozzle head a high-frequency alternating voltage in the working gas, which preferably consists of air or forming gas, ignites a discharge, the individual streamer channels of which appear like an arc due to the high frequency. Nevertheless, this arc discharge consists of individual, very short-lasting streamers and not of an ongoing arc. The frequency is for example in the range of over 1 kHz, preferably in the range of 10 to 30 kHz. The frequency is preferably above 20 kHz in order to ensure a particularly high power of the plasma beam. The size of the AC voltage (measured peak to peak, U ss ) is in the range greater than 0.5 kV, preferably in the range greater than 1 kV kV. A voltage greater than 5 kV is preferred in order to ensure a particularly high power density of the plasma beam.
Die Düsenöffnung hat die Funktion des Durchlasses für den Plasmastrahl, also der Öffnung, durch die der im Düsenrohr erzeugte Plasmastrahl aus dem Düsenkopf austritt . Diese Funktion wird dadurch unterstützt, dass der Gaseinlass das Arbeitsgas so in das im wesentlichen zylindrische Düsenrohr einleitet, dass es zu einer Verdrallung des Gasstroms, also zur Ausbildung eines Gaswirbels kommt. Dadurch werden die einzelnen Streamer der Entladung in den Bereich der Achse des Düsenrohres gezwungen. Erst am in Strömungsrichtung gesehen strömungsabwärts gelegenen Ende der Entladungstrecke verzweigt sich der Lichtbogen und endet auf einer elektrisch leitenden inneren Oberfläche des Düsenkopfes. Diese innere Oberfläche kann zylindrisch und/oder konisch ausgebildet sein. Ist dann die Düsenöffnung, bezogen auf die Achse des Düsenrohres, im wesentlichen axial angeordnet, dann trifft der Plasmastrahl direkt auf die Düsenöffnung und nicht auf den dazu beabstandeten Arbeitsgasdurchlass . Der Arbeitsgasdurchlass hat die Funktion, einen Teil des Arbeitsgases aus dem Düsenrohr abzulassen. Dieses ist erforderlich, wenn die Plasmaquelle mit einer hohen Leistungsdichte betrieben wird, insbesondere wenn dafür die Strömungsrate des Arbeitsgases deutlich höher als die Strömungsrate des mit dem Plasma aus der Düsenöffnung austretenden Arbeitsgases eingestellt ist. Damit sich kein Stau des Arbeitsgases bildet und damit verbunden eine Störung der Strömungsverhältnisse im Düsenrohr auftritt, wird durch den Arbeitsgasdurchlass der überschüssige Teil des Arbeitgases abgelassen, so dass eine ausreichende Durchströmung des Düsenrohres und des Düsenkopfes gewährleistet werden kann. Zusätzlich kommt es durch die starke Durchströmung der gesamten Vorrichtung zu einer ausreichenden Kühlung, insbesondere des Düsenkopfes. Eine separate und aufwändige Kühlung ist dann nicht erforderlich. Es hat sich gezeigt, dass dann, wenn die Querschnittsfläche des Arbeitsgasdurchlasses größer als die Querschnittsfläche der Düsenöffnung ist, die zuvor beschriebenen Effekte eintreten. Diese Konstruktion führt dazu, dass der Plasmastrahl durch die umgebende Strömung durch den Arbeitsgasdurchlass auf die Düsenöffnung konzentriert und geführt wird. Die Strömung durch den Arbeitsgasdurchlass kann dabei laminar sein.The nozzle opening has the function of the passage for the plasma jet, that is to say the opening through which the plasma jet generated in the nozzle tube emerges from the nozzle head. This function is supported by the fact that the gas inlet introduces the working gas into the essentially cylindrical nozzle tube in such a way that the gas flow is twisted, that is, a gas vortex is formed. This forces the individual streamers of the discharge into the area of the axis of the nozzle tube. Only at the downstream end of the discharge section, as seen in the direction of flow, does the arc branch and end on an electrically conductive inner surface of the nozzle head. This inner surface can be cylindrical and / or conical. If the nozzle opening is then arranged substantially axially with respect to the axis of the nozzle tube, then the plasma jet strikes the nozzle opening directly and not the working gas passage spaced apart from it. The working gas passage has the function of discharging part of the working gas from the nozzle pipe. This is necessary if the plasma source is operated with a high power density, in particular if the flow rate of the working gas is set significantly higher than the flow rate of the working gas emerging from the nozzle opening with the plasma. So that there is no build-up of the working gas and a disturbance of the flow conditions in the nozzle pipe occurs, the excess part of the working gas is drained through the working gas passage, so that a sufficient flow through the nozzle pipe and the nozzle head can be ensured. In addition, the strong flow through the entire device leads to adequate cooling, in particular of the nozzle head. A separate and complex cooling is then not necessary. It has been shown that when the cross-sectional area of the working gas passage is larger than the cross-sectional area of the nozzle opening, the effects described above occur. This construction means that the plasma jet is concentrated and guided by the surrounding flow through the working gas passage onto the nozzle opening. The flow through the working gas passage can be laminar.
Es hat sich weiterhin als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Querschnittsfläche des Arbeitsgasdurchlasses mindestens zweimal, vorzugsweise dreimal so groß wie die Querschnittsfläche der Düsenöffnung ist. Dadurch wird gewährleistet, dass im Vergleich zum Anteil der durch die Düsenöffnung austretenden Gasmenge der größere Teil des Arbeitsgases durch die Arbeitsgasdurchlassδffnung aus dem Düsenkopf austritt. Eine höhere Leistungsdichte wird dadurch erreicht, während gleichzeitig die Kühlung verstärkt wird.It has also proven to be particularly advantageous that the cross-sectional area of the working gas passage is at least twice, preferably three times as large as the cross-sectional area of the nozzle opening. This ensures that, in comparison to the proportion of the gas quantity emerging through the nozzle opening, the greater part of the working gas emerges from the nozzle head through the working gas passage opening. A higher power density will achieved while cooling is increased.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Arbeitsgasdurchlass zumindest abschnittsweise die Düsenöffnung umgibt. Dadurch bilden. sich Stützstrahlen aus Arbeitsgas aus, die den aus der Düsenöffnung austretenden Plasmastrahl umgeben und die umgebende Luft beschleunigen. Der Düsenstrahl behält somit seine Geschwindigkeit weitgehend bei, die er durch die innerhalb des Düsenrohres, innerhalb des Düsenkopfes und innerhalb der Düsenöffnung erfolgte Beschleunigung erhalten hat . Dabei wirken sowohl Beschleunigungseffekte innerhalb des Lichtbogens als auch Düseneffekte mit.Another advantage is that the working gas passage surrounds the nozzle opening at least in sections. Form thereby. Support jets of working gas surround the plasma jet emerging from the nozzle opening and accelerate the surrounding air. The nozzle jet thus largely maintains its speed which it has obtained as a result of the acceleration occurring within the nozzle tube, within the nozzle head and within the nozzle opening. Both acceleration effects within the arc and nozzle effects are involved.
Im Inneren des Düsenrohres und des Düsenkopfes wird prinzipiell eine stabile Mindestströmung des Arbeitsgases benötigt, um die Kernentladung zu stabilisieren. Durch eine Erhöhung der Gesamtmenge des Arbeitsgases werden dann die Entladungsverhältnisse im Inneren des Düsenrohres und des Düsenkopfes weiter verbessert und konzentriert.In principle, a stable minimum flow of the working gas is required inside the nozzle tube and the nozzle head in order to stabilize the core discharge. By increasing the total amount of working gas, the discharge conditions inside the nozzle tube and the nozzle head are further improved and concentrated.
Herstellungstechnisch und auch strömungstechnisch ist es weiterhin vorteilhaft, dass der Arbeitsgasdurchlass eine Mehrzahl von Einzelöffnungen aufweist. Diese Einzelöffnungen können zumindest teilweise um die Düsenöffnung herum angeordnet sein. Ebenso können die Einzelöffnungen zumindest teilweise in der Seitenwand des Düsenkopfes angeordnet sein. Darüber hinaus können die Einzelöffnungen kreisförmig, ringförmig, elliptisch oder rechteckförmig ausgebildet sein. Der Arbeitsgasdurchlass kann daher in unterschiedlichsten Formen ausgebildet sein, um zumindest teilweise seine zuvor beschriebenen Funktionen zu erfüllen. Die Erfindung ist daher nicht auf eine spezielle Anordnung oder Ausgestaltung des Arbeitsgasdurchlasses beschränkt .In terms of production technology and flow technology, it is also advantageous that the working gas passage has a plurality of individual openings. These individual openings can be arranged at least partially around the nozzle opening. Likewise, the individual openings can be arranged at least partially in the side wall of the nozzle head. In addition, the individual openings can be circular, ring-shaped, elliptical or rectangular. The working gas passage can therefore be designed in a wide variety of forms in order to at least partially fulfill its previously described functions. The invention is therefore not limited to one special arrangement or configuration of the working gas passage limited.
Ebenso unterliegt die Form der Düsenöffnung an sich keiner Beschränkung. Die Düsenöffnung ist bevorzugt kreisförmig, elliptisch oder rechteckförmig ausgebildet. Darüber hinaus kann die maximale Innenabmessung der Düsenöffnung kleiner als 4 mm, vorzugsweise kleiner als 3 mm und insbesondere kleiner als 2 mm sein. Die Düsenöffnung soll gewährleisten, dass aus dem Innenraum des Düsenrohres und des Düsenkopfes keine Entladungsstreamer austreten können. Da der Gasdurchsatz, wie bereits erläutert, zur Erzielung eines leistungsstarken Plasmastrahls und der dadurch erforderlichen Kühlung groß ist, würde bei einer herkömmlich ausgebildeten Düsenöffnung die Gefahr bestehen, dass einzelne Streamer austreten und mit der anorganischen Oberfläche in Berührung treten. Dieses würde das Entfernen der anorganischen Schicht erheblich beeinträchtigen, so dass besondere Maßnahmen für das Erzeugen eines streamerfreien, also potenzialfreien Plasmas getroffen werden müssen.Likewise, the shape of the nozzle opening is not limited per se. The nozzle opening is preferably circular, elliptical or rectangular. In addition, the maximum inside dimension of the nozzle opening can be less than 4 mm, preferably less than 3 mm and in particular less than 2 mm. The nozzle opening is intended to ensure that no discharge streamers can escape from the interior of the nozzle tube and the nozzle head. Since the gas throughput, as already explained, is high in order to achieve a powerful plasma jet and the cooling required as a result, there would be the danger with a conventionally designed nozzle opening that individual streamers would escape and come into contact with the inorganic surface. This would significantly impair the removal of the inorganic layer, so that special measures must be taken for the generation of a streamer-free, that is to say potential-free, plasma.
Insbesondere dann, wenn Einzelöffnungen nahe an der Düsenöffnung positioniert sind, besteht die Gefahr, dass sich das Plasma den Weg nicht durch die Düsenöffnung hindurch, sondern durch eine der Einzelöffnungen hindurch sucht. Um dieses zu verhindern, weist in weiter bevorzugter Weise die Düsenöffnung einen Querschnitt auf, der größer ist als der Querschnitt jeder der Einzelöffnungen ist. Dadurch ist der Strömungswiderstand durch die Einzelδffnung im Vergleich zu der Düsenöffnung vergrößert, wodurch eine Konzentration auf den Zentralstrahl durch die Düsenöffnung ergibt . Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wozu auf die beigefügte Zeichnung verwiesen wird. In der Zeichnung zeigenIn particular, if individual openings are positioned close to the nozzle opening, there is a risk that the plasma will not seek its way through the nozzle opening, but through one of the individual openings. In order to prevent this, the nozzle opening preferably has a cross section which is larger than the cross section of each of the individual openings. As a result, the flow resistance through the individual opening is increased in comparison to the nozzle opening, which results in a concentration on the central jet through the nozzle opening. Further embodiments of the present invention are explained below using exemplary embodiments, for which reference is made to the attached drawing. Show in the drawing
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen eines atmosphärischen Plasmastrahls zum Entfernen einer anorganischen Schicht von einem Bauteil,1 shows a device according to the invention for generating an atmospheric plasma jet for removing an inorganic layer from a component,
Fig. 2 den Düsenkopf der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung im Querschnitt,2 shows the nozzle head of the device shown in FIG. 1 in cross section,
Fig. 3 den Düsenkopf der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in einer Vorderansicht,3 shows the nozzle head of the device shown in FIG. 1 in a front view,
Fig. 4 den Düsenkopf der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,4 shows the nozzle head of the device shown in FIG. 1 in a perspective view,
Fig. 5 einen Teil eines ersten Bauteils mit einer anorganischen Schicht im Querschnitt,5 shows a part of a first component with an inorganic layer in cross section,
Fig. 6 , einen Teil eines zweiten Bauteils mit einer anorganischen Schicht im Querschnitt,6, a part of a second component with an inorganic layer in cross section,
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Scheinwerfers mit einer anorganischen Beschichtung im Querschnitt,7 is a schematic representation of a headlamp with an inorganic coating in cross section,
Fig. 8 das zweite Bauteil während der Bearbeitung mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bis 4,8 shows the second component during processing with the device according to FIGS. 1 to 4,
Fig. 9 das zweite Bauteil mit einer teilweise abgelösten anorganischen Schicht und Fig. 10 eine Bearbeitungsstation zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren.9 shows the second component with a partially detached inorganic layer and 10 shows a processing station for carrying out the method according to the invention.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Erzeugen eines Plasmastrahls zum Entfernen einer anorganischen Schicht von einem Bauteil. Bevor auf die Besonderheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingegangen wird, wird im Folgenden eine detaillierte Beschreibung der Funktionsweise der Vorrichtung 10 angegeben, die nachfolgend auch als Plasmadüse 10 bezeichnet wird.1 to 4 show a device 10 according to the invention for generating a plasma jet for removing an inorganic layer from a component. Before going into the special features of the device according to the invention, a detailed description of the functioning of the device 10 is given below, which is also referred to below as the plasma nozzle 10.
Die in Fig. 1 gezeigte Plasmadüse 10 weist ein Düsenrohr 12 auf, das mit einem Düsenkopf 14 verbunden ist oder einstückig mit diesem ausgebildet ist. Der Düsenkopf 14 ist vorliegend in besonderer Weise für das Erzeugen eines intensiven Plasmastrahls ausgebildet und wird weiter unten näher erläutert .The plasma nozzle 10 shown in FIG. 1 has a nozzle tube 12 which is connected to a nozzle head 14 or is formed in one piece therewith. In the present case, the nozzle head 14 is designed in a special way for generating an intense plasma jet and is explained in more detail below.
Der Düsenkopf 14 besteht zumindest an der Innenseite aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere aus einem Metall. Das Düsenrohr 12 besteht ebenfalls bevorzugt aus Metall, jedoch können auch nicht elektrisch leitende Materialien verwendet werden. Am dem Düsenkopf 14 entgegengesetzten Ende weist das Düsenrohr 12 einen Gaseinlass 16 für ein Arbeitsgas auf, beispielsweise für Druckluft .The nozzle head 14 consists at least on the inside of an electrically conductive material, in particular a metal. The nozzle tube 12 is also preferably made of metal, but non-electrically conductive materials can also be used. At the end opposite the nozzle head 14, the nozzle tube 12 has a gas inlet 16 for a working gas, for example for compressed air.
Als Arbeitsgase kommen auch andere Gase oder Gasmischungen als Luft oder Formiergas in Frage. Bevorzugt ist dabei, dass ein Anteil eines reaktiven Gases vorhanden ist. So kann beispielsweise ein reines Sauerstoffgas, ein Gemisch aus einem Edelgas wie Argon und aus Sauerstoff oder ein Gemisch aus Wasserstoff und Stickstoff (Formiergas) verwendet werden. Nicht zuletzt aus verfahrenstechnischen Gründen ist jedoch Luft bevorzugt, da dieses Arbeitsgas sehr einfach verfügbar ist und oftmals keine zusätzlichen Installationen erfordert.Other gases or gas mixtures than air or forming gas are also suitable as working gases. It is preferred that a proportion of a reactive gas is present. For example, a pure oxygen gas, a mixture of a noble gas such as argon and oxygen or a mixture of hydrogen and nitrogen (forming gas) be used. Air is preferred, not least for process engineering reasons, since this working gas is very easily available and often does not require any additional installations.
Für die Betriebsweise der Vorrichtung 10 hat es sich als sehr vorteilhaft herausgestellt, dass das Arbeitsgas in Form eines Wirbels durch das Düsenrohr strömt. Dennoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, dass ein solcher Wirbel während des Betriebes der Vorrichtung erzeugt wird.For the mode of operation of the device 10, it has been found to be very advantageous that the working gas flows through the nozzle tube in the form of a vortex. Nevertheless, the present invention is not limited to the fact that such a vortex is generated during the operation of the device.
Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Vorrichtung 10 eine bevorzugt aus einem elektrisch leitenden Material bestehende Zwischenwand 18 vorgesehen, die den Gaseinlass 16 vom Innenraum des Düsenrohres 12 abtrennt. Für ein gezieltes Einlassen des Arbeitsgases weist die Zwischenwand 18 einen Kranz von schräg in Umfangsrichtung angestellten Bohrungen 20 auf und bildet so eine Dralleinrichtung für das Arbeitsgas. Der strömungsabwärts gelegene Teil des Düsenrohres 12 wird deshalb vom Arbeitsgas in der Form eines Wirbels 22 durchströmt, dessen Kern auf der Längsachse des Düsenrohres 12 verläuft.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, an intermediate wall 18, which preferably consists of an electrically conductive material, is provided in the device 10 and separates the gas inlet 16 from the interior of the nozzle tube 12. For a targeted admission of the working gas, the intermediate wall 18 has a ring of bores 20 made obliquely in the circumferential direction and thus forms a swirl device for the working gas. The downstream part of the nozzle tube 12 is therefore flowed through by the working gas in the form of a vortex 22, the core of which runs on the longitudinal axis of the nozzle tube 12.
An der Unterseite der Zwischenwand 18 ist mittig eine Innenelektrode 24 angeordnet, die koaxial in das Düsenrohr 12 hineinragt. Die Innenelektrode 24 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen rotationssymmetrischen, an der Spitze abgerundeten Stift gebildet, beispielsweise bestehend aus Kupfer, der durch einen Isolator 26 elektrisch gegenüber der Zwischenwand 18 und den übrigen Teilen des Düsenrohres 12 isoliert ist. Andere Ausführungsformen der Innenelektrode mit von der dargestellten Form abweichenden Dimensionen und sogar auch asymmetrisch angeordnete Innenelektroden sind ebenso möglich.An inner electrode 24 is arranged centrally on the underside of the intermediate wall 18 and projects coaxially into the nozzle tube 12. In the present exemplary embodiment, the inner electrode 24 is formed by a rotationally symmetrical pin rounded off at the tip, for example consisting of copper, which is electrically insulated from the intermediate wall 18 and the other parts of the nozzle tube 12 by an insulator 26. Other embodiments of the inner electrode with the Shown deviating dimensions and even asymmetrically arranged internal electrodes are also possible.
Letztlich kommt es nur darauf, dass die Innenelektrode 24 gegenüber dem als Gegenelektrode fungierenden Düsenkopf 14 elektrisch isoliert ist. Somit können die Zwischenwand 18 und/oder das Düsenrohr 12 auch selbst aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen.Ultimately, it is only important that the inner electrode 24 is electrically insulated from the nozzle head 14 which acts as the counter electrode. Thus, the partition 18 and / or the nozzle tube 12 itself can also consist of an electrically insulating material.
Über einen isolierten Schaft 28 ist die Innenelektrode 24 mit einem Hochfrequenztransformator 30 verbunden, der eine hochfrequente Wechselspannung erzeugen kann. Die hochfrequente WechselSpannung ist bevorzugt variabel regelbar und beträgt - gemessen Spitze- zu-Spitze, Uss - beispielsweise 500 V oder mehr, vorzugsweise 1 - 5 kV, insbesondere auch größer als 5 kV.Via an insulated shaft 28, the inner electrode 24 is connected to a high-frequency transformer 30, which can generate a high-frequency AC voltage. The high-frequency alternating voltage is preferably variably controllable and is - measured peak-to-peak, U ss - for example 500 V or more, preferably 1-5 kV, in particular also greater than 5 kV.
Die Frequenz liegt beispielsweise in der Größenordnung von 1 bis 30 kHz oder auch darüber und ist vorzugsweise ebenfalls regelbar. Der Schaft 28 ist mit dem Hochfrequenztransformator 30 über ein vorzugsweise flexibles Hochspannungskabel 32 verbunden.The frequency is, for example, in the order of magnitude of 1 to 30 kHz or even higher and is preferably also adjustable. The shaft 28 is connected to the high-frequency transformer 30 via a preferably flexible high-voltage cable 32.
Die angegebenen Werte für die Größe und die Frequenz der WechselSpannung weisen deshalb so große Bereiche auf, da diese Werte erheblich von der gewählten Geometrie der Vorrichtung 10 abhängen. Auch die Form des Spannungsverlaufes ist nicht wesentlich. Die Wechselspannung kann also eine sinusförmige Spannung oder auch eine gepulste Spannung sein. Durch die angelegte hochfrequente Spannung wird die Entladung in Form eines Lichtbogens 34 zwischen der Innenelektrode 24 und dem Düsenkopf 14 gezündet, wobei das Plasma durch die hohen Frequenz der Spannung bei gleichzeitig niedrigen Strömen stabilisiert wird. Die hohen Frequenz der Spannung führt zu einer im Takt der Frequenz erfolgenden Unterbrechung der Entladung, die somit in der gleichen Frequenz immer wieder gezündet wird. Man kann den Vorgang bspw. bei einer sinusförmigen WechselSpannung auch als ein Dauerzünden der Entladung in jeder Halbwelle beschreiben.The specified values for the size and frequency of the AC voltage therefore have such large ranges that these values depend significantly on the geometry of the device 10 selected. The shape of the voltage curve is also not essential. The AC voltage can therefore be a sinusoidal voltage or a pulsed voltage. The discharge is ignited in the form of an arc 34 between the inner electrode 24 and the nozzle head 14 by the applied high-frequency voltage, the plasma being caused by the high Frequency of voltage is stabilized at low currents. The high frequency of the voltage leads to an interruption of the discharge which occurs in time with the frequency and is thus ignited again and again at the same frequency. With a sinusoidal AC voltage, for example, the process can also be described as a permanent ignition of the discharge in each half-wave.
Liegt zudem eine drallförmige Strömung des Arbeitsgases innerhalb des Düsenrohres 12 vor, so wird der Lichtbogen 34 im Wirbelkern auf der Achse des Düsenrohres 12 bedingt durch den leichten Unterdruck und die isolierende Wirkung der Gasströmung kanalisiert. Dadurch verzweigt sich der Lichtbogen 34 erst im Bereich des Düsenkopfes 14 und trifft dort auf dessen elektrisch leitende Innenwand.If there is also a swirling flow of the working gas within the nozzle tube 12, the arc 34 is channeled in the vortex core on the axis of the nozzle tube 12 due to the slight negative pressure and the insulating effect of the gas flow. As a result, the arc 34 branches only in the region of the nozzle head 14 and hits the electrically conductive inner wall there.
Der Einlass 16 ist über einen nicht gezeigten Schlauch mit einer Druckluftquelle mit variablem Durchsatz verbunden, die vorzugsweise mit dem Hochfrequenzgenerator 30 zu einer Versorgungseinheit kombiniert ist. Die Plasmadüse 10 lässt sich somit mühelos mit der Hand oder mit Hilfe eines Roboterarms bewegen. Das Düsenrohr 12 und die Zwischenwand 18 sind vorzugsweise geerdet, sofern sie selbst aus einem elektrische leitenden Material bestehen.The inlet 16 is connected via a hose, not shown, to a compressed air source with variable throughput, which is preferably combined with the high-frequency generator 30 to form a supply unit. The plasma nozzle 10 can thus be moved effortlessly by hand or with the aid of a robot arm. The nozzle tube 12 and the intermediate wall 18 are preferably grounded, provided that they themselves consist of an electrically conductive material.
Das Arbeitsgas, das im Bereich des Wirbelkerns und damit in unmittelbarer Nähe des Lichtbogens 34 rotiert, kommt mit dem Lichtbogen 34 in eine intensive Berührung und wird dadurch zum Teil in den Plasmazustand überführt. In der Folge tritt ein in Fig. 1 mit gestrichelten Linien dargestellten Plasmastrahl 36 eines atmosphärischen Plasmas aus dem Düsenkopf 14 durch eine Düsenöffnung 38 hindurch aus. Der Plasmastrahl 36 hat dabei in etwa in die Gestalt einer Kerzenflamme. Die Ionentemperatur des Plasmastrahls ist im Vergleich zu thermischen Plasmen gering. So wurde bspw. eine Temperatur im Plasmastrahl mit einem Thermoelement PT100 im Abstand von 10 mm von der Düsenöffnung eine Temperatur von kleiner als 300°C gemessen. Dieser Messwert hat dabei lediglich erläuternden Charakter und schränkt die Erfindung nicht ein.The working gas, which rotates in the region of the vortex core and thus in the immediate vicinity of the arc 34, comes into intensive contact with the arc 34 and is thereby partially converted into the plasma state. As a result, a plasma jet 36 of an atmospheric plasma, shown in dashed lines in FIG. 1, emerges from the nozzle head 14 through a nozzle opening 38. The plasma jet 36 has approximately the shape of a candle flame. The ion temperature of the plasma jet is low compared to thermal plasmas. For example, a temperature in the plasma jet with a thermocouple PT100 at a distance of 10 mm from the nozzle opening was measured a temperature of less than 300 ° C. This measured value is only explanatory and does not limit the invention.
Der aus der Düsenöffnung 38 austretende Plasmastrahl wird vor dem Austreten hauptsächlich durch den in der Entladung auftretenden Pincheffekt beschleunigt. Ebenso kann der Gasdruck und der Düseneffekt beim Austreten des Plasmastrahls aus der Düsenöffnung zu einer Beschleunigung beitragen. Dadurch wird jedenfalls eine hohe Austrittsgeschwindigkeit erreicht. Die hoheThe plasma jet emerging from the nozzle opening 38 is mainly accelerated before emerging through the pinch effect occurring in the discharge. Likewise, the gas pressure and the nozzle effect can contribute to acceleration when the plasma jet emerges from the nozzle opening. In any case, a high exit speed is achieved. The height
Austrittsgeschwindigkeit des Plasmastrahls bewirkt wiederum viele Wechselwirkungen mit der zu bearbeitenden Oberfläche und zugleich eine größere Reichweite des Plasmastrahls. Denn die Stoßverluste im Plasmastrahl sind bei hohen Austrittsgeschwindigkeiten geringer .The exit velocity of the plasma jet in turn causes many interactions with the surface to be processed and at the same time a greater range of the plasma jet. Because the impact losses in the plasma jet are lower at high exit speeds.
Des weiteren ist im Düsenkopf 14 ein Arbeitsgasdurchlass 40 vorgesehen, der strömungstechnisch mit dem Innenraum des Düsenrohr 12 verbunden ist. Der Arbeitsgasdurchlass 40 dient dem Durchlassen des Arbeitsgases, das nicht innerhalb des Düsenrohres 12 zu einem Plasmastrahl 36 umgewandelt worden ist. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass die Querschnittsfläche des Arbeitsgasdurchlasses 40 größer als die Querschnittsfläche der Düsenöffnung 38 sein sollte, um den Anteil des nicht als Plasmastrahl 36 aus dem Düsenkopf 14 austretenden Arbeitsgases zu erhöhen. Dadurch wird eine erhöhte Intensität des Plasmastrahls 36 als auch eine verbesserte Kühlung insbesondere des Düsenkopfes 14 erreicht .In addition, a working gas passage 40 is provided in the nozzle head 14 and is connected to the interior of the nozzle tube 12 in terms of flow. The working gas passage 40 serves to pass the working gas which has not been converted into a plasma jet 36 within the nozzle tube 12. According to the invention, it has been recognized that the cross-sectional area of the working gas passage 40 should be larger than the cross-sectional area of the nozzle opening 38 in order to increase the proportion of the working gas which does not emerge from the nozzle head 14 as a plasma jet 36. This results in an increased intensity of the plasma beam 36 as well improved cooling in particular of the nozzle head 14 is achieved.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Querschnittsfläche des Arbeitsgasdurchlasses 40 mindestens zweimal, vorzugsweise dreimal so groß wie die Querschnittsfläche der Düsenöffnung 38 ist. Dadurch werden die zuvor beschriebenen Vorteile verstärkt. Denn es kommt zu einer geringeren Vermischung des Kernbereiches des Plasmas mit dem Arbeitsgas.It has proven to be advantageous that the cross-sectional area of the working gas passage 40 is at least twice, preferably three times as large as the cross-sectional area of the nozzle opening 38. This increases the advantages described above. Because there is less mixing of the core area of the plasma with the working gas.
Wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist, umgibt der Arbeitsgasdurchlass 40 die Düsenöffnung 38, wobei eine Mehrzahl von Einzelöffnungen 42 vorgesehen sind, die insgesamt den Arbeitsgasdurchlass 40 bilden. Die Einzelöffnungen 42 sind kreisförmig um die Düsenöffnung herum angeordnet, wobei ein innerer Kreis und ein äußerer Kreis von Einzelöffnungen 42 vorgesehen sind, in deren Mittelpunkten die Düsenöffnung 38 angeordnet ist. Diese symmetrische Anordnung hat sich als vorteilhaft erwiesen, da das aus den Einzelöffnungen 42 austretende Arbeitsgas eine Mehrzahl von Stützstrahlen 44 bildet, die den Plasmastrahl 36 gleichmäßig umgeben. Die Stützstrahlen 44 sind in Fig. 1 als gepunktete Linien dargestellt.As shown in FIGS. 2 to 4, the working gas passage 40 surrounds the nozzle opening 38, wherein a plurality of individual openings 42 are provided which form the working gas passage 40 as a whole. The individual openings 42 are arranged in a circle around the nozzle opening, an inner circle and an outer circle of individual openings 42 being provided, in the center of which the nozzle opening 38 is arranged. This symmetrical arrangement has proven to be advantageous since the working gas emerging from the individual openings 42 forms a plurality of support jets 44 which uniformly surround the plasma jet 36. The support beams 44 are shown in FIG. 1 as dotted lines.
Es ist jedoch auch möglich unsymmetrische Anordnungen bzw. Verteilungen der Einzelöffnungen 42 vorzusehen. Dieses kann je nach Anwendung gewählt werden. Insbesondere können die Einzelöffnungen 42 auch teilweise in der Seitenwand 46 des Düsenkopfes 14 angeordnet sein.However, it is also possible to provide asymmetrical arrangements or distributions of the individual openings 42. This can be selected depending on the application. In particular, the individual openings 42 can also be partially arranged in the side wall 46 of the nozzle head 14.
Die Form der Einzelöffnungen 42 des dargestellten Ausführungsbeispiels sind rund ausgebildet, so dass diese durch Bohrungen in einfacher Weise erzeugt werden können. Selbstverständlich können die Einzelöffnungen 42 auch ringförmig, elliptisch, rechteckförmig oder in einer beliebigen andere Form ausgebildet sein.The shape of the individual openings 42 of the exemplary embodiment shown are round, so that they can be produced in a simple manner through bores. Of course, the individual openings 42 can also have an annular, elliptical, rectangular or any other shape.
Ebenso kann die Form der Düsenöffnung 38 kreisförmig - wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt- , elliptisch, rechteckförmig oder in einer beliebigen anderen Form ausgebildet sein. Als Beispiel wird weiterhin eine schlitzförmige Düsenöffnung angegeben.Likewise, the shape of the nozzle opening 38 can be circular - as shown in FIGS. 1 to 4 -, elliptical, rectangular or in any other shape. A slot-shaped nozzle opening is also given as an example.
Dieser symmetrisch Aufbau ist vorteilhaft, jedoch nicht zwingend für die Ausgestaltung der Erfindung. Eine asymmetrische Anordnung der Düsenöffnung relativ zur Mittelachse der Plasmadüse 10 ist ebenso möglich.This symmetrical structure is advantageous, but not essential for the configuration of the invention. An asymmetrical arrangement of the nozzle opening relative to the central axis of the plasma nozzle 10 is also possible.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, dass die maximale Innenabmessung der Düsenöffnung 38 kleiner als 4 mm, vorzugsweise kleiner als 3 mm und insbesondere kleiner als 2 mm ist. Dadurch wird sichergestellt, dass auch bei hohen Gasdurchsätzen des Arbeitsgases keine Streamer der Entladung aus dem Düsenkopf austreten können. Die Potenzialfreiheit des Plasmastrahls wird somit sichergestellt .It has also proven to be advantageous that the maximum inside dimension of the nozzle opening 38 is less than 4 mm, preferably less than 3 mm and in particular less than 2 mm. This ensures that, even with high gas throughputs of the working gas, no discharge streamers can emerge from the nozzle head. This ensures the potential freedom of the plasma jet.
Wie sich weiterhin aus den Darstellungen der Fig. 1 bis 4 ergibt, weist die Düsenöffnung 38 einen Querschnitt aufweist, der größer als der Querschnitt jeder der Einzelöffnungen 42 ist. Diese Maßnahme führt dazu, dass der Plasmastrahl 36 durch die Düsenöffnung 38 und nicht durch eine der Einzelöffnungen 42 hindurchtritt. Somit kann sichergestellt werden, dass die Vorrichtung immer in der gleichen Weise arbeitet, insbesondere dass der Plasmastrahl 36 immer aus der mittig auf der Mittelachse der Vorrichtung 10 austritt. Weiterhin ist der Plasmastrahl 36 immer in gleicher Weise von den Stützstrahlen 44 umgeben.1 to 4, the nozzle opening 38 has a cross section that is larger than the cross section of each of the individual openings 42. This measure means that the plasma jet 36 passes through the nozzle opening 38 and not through one of the individual openings 42. It can thus be ensured that the device always works in the same way, in particular that the plasma beam 36 always runs from the center on the central axis of the device 10 exits. Furthermore, the plasma beam 36 is always surrounded in the same way by the support beams 44.
Die Fig. 1 und 2 zeigen weiterhin, dass Bohrungen 48 und 50 im Düsenkopf 14 vorgesehen sind, die an der Vorderseite des Düsenkopfes 14 einerseits die Düsenöffnung 38 und andererseits die Einzelöffnungen 42 des1 and 2 also show that bores 48 and 50 are provided in the nozzle head 14, which on the one hand have the nozzle opening 38 on the front of the nozzle head 14 and on the other hand the individual openings 42 of the
Arbeitsgasdurchlasses 40 bilden und diese mit dem Düsenrohr 12 strömungstechnisch verbinden. Dabei hat es sich wiederum als vorteilhaft erwiesen, dass die Bohrungen 48 und 50 eine Länge aufweisen, die mindestens dem Vierfachen des Durchmessers der Bohrungen 48 und 50 entspricht. Die Länge der Bohrungen 48 und 50 begünstig den Wärmeübertrag zwischen dem Düsenkopf 14 und dem Arbeitsgas und verbessert somit die Kühlung des Düsenkopfes 14. Dadurch wird wiederum ein geringerer Verschleiß des Düsenkopfes erreicht.Form working gas passages 40 and fluidically connect them to the nozzle tube 12. It has again proven advantageous that the bores 48 and 50 have a length that corresponds to at least four times the diameter of the bores 48 and 50. The length of the bores 48 and 50 favors the heat transfer between the nozzle head 14 and the working gas and thus improves the cooling of the nozzle head 14. This in turn results in less wear on the nozzle head.
Die Bohrungen 48 und 50 enden - wie die Fig. 1 und 2 zeigen - auf der zum Düsenrohr 12 zugewandten Innenseite des Düsenkopfes 14 auf einer konisch zulaufenden Fläche 52. Der Konus vermindert das Auftreten von zusätzlichen Gaswirbeln. Diese Ausbildung begünstigt den oben beschriebenen Effekt, dass der Plasmastrahl 36 durch die dafür vorgesehen Düsenöffnung 38 und nicht durch eine der Einzelöffnungen 42 hindurchtritt. Gleiches gilt dafür, dass innerhalb des Düsenkopfes 14 eine zylindrische Fläche 54 angeordnet ist, die sich an die konisch zulaufende Fläche 52 anschließt.The bores 48 and 50 end - as shown in FIGS. 1 and 2 - on the inside of the nozzle head 14 facing the nozzle tube 12 on a conically tapering surface 52. The cone reduces the occurrence of additional gas vortices. This design favors the effect described above that the plasma jet 36 passes through the nozzle opening 38 provided for this purpose and not through one of the individual openings 42. The same applies to the fact that a cylindrical surface 54 is arranged within the nozzle head 14, which adjoins the conically tapering surface 52.
Im folgenden werden das Verfahren zum Entfernen einer anorganischen Schicht, das Verfahren zum Verkleben zweier Bauteile und das Verfahren zum Bearbeiten eines Scheinwerfers beschrieben. Zunächst werden dazu zunächst zwei Ausführungsbeispiele von Bauteilen mit einer anorganischen Schicht dargestellt, deren Bearbeitung anhand der Fig. 7 bis 10 erläutert wird.The following describes the method for removing an inorganic layer, the method for gluing two components and the method for processing a headlight. First, two exemplary embodiments of components with one inorganic layer shown, the processing of which is explained with reference to FIGS. 7 to 10.
Fig. 5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Bauteils 60, das eine Schicht 62 aus einem Trägermaterial aus Kunststoff, insbesondere aus einem Duroplast besteht. Auf der Schicht 62 ist eine weitere Schicht 64 aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium angeordnet. Das Aluminium wird während der Herstellung bevorzugt durch Aufsputtern aufgebracht. Diese Schicht 64 ist wiederum mit einer Schutzschicht 66, beispielsweise aus Si02 versehen, die ein Korrodieren der Schicht 64 verhindert.FIG. 5 shows a first exemplary embodiment of a component 60 which consists of a layer 62 made of a carrier material made of plastic, in particular of a thermoset. A further layer 64 made of a metal, in particular aluminum, is arranged on the layer 62. The aluminum is preferably applied by sputtering during manufacture. This layer 64 is in turn provided with a protective layer 66, for example made of SiO 2 , which prevents the layer 64 from corroding.
Fig. 6 zeigt einen alternativen Aufbau eines Bauteils 60, bei dem das Trägermaterial der Schicht 62 aus einem Metall, vorzugsweise aus einem verzinkten Stahlblech besteht. Des weiteren sind - wie schon zuvor beschrieben - die Metallschicht 64 und die Schutzschicht 66 vorgesehen. Da für den Sputterprozess eine glatte Schicht vorhanden sein muss, ist bei dem in Fig. 6 dargestelltenFIG. 6 shows an alternative construction of a component 60, in which the carrier material of the layer 62 consists of a metal, preferably a galvanized steel sheet. Furthermore, as already described, the metal layer 64 and the protective layer 66 are provided. Since a smooth layer must be present for the sputtering process, the one shown in FIG
Ausführungsbeispiel zwischen dem Trägermaterial der Schicht 62 und der Metallschicht 64 eine elektrisch und auch thermisch isolierende Zwischenschicht 68 angeordnet ist, die bevorzugt aus einer lackierten, vorzugsweise pulverlackierten Schicht besteht.In the exemplary embodiment, an electrically and also thermally insulating intermediate layer 68 is arranged between the carrier material of the layer 62 and the metal layer 64, which preferably consists of a lacquered, preferably powder-lacquered layer.
Ein Schichtaufbau nach Fig. 5 oder Fig. 6 ist charakteristisch für reflektierende Bauteile wie Scheinwerfer, Spiegel oder andere optische bzw. glänzende dekorative Elemente. Fig. 7 zeigt dazu beispielhaft in schematischer Form einen Scheinwerfer 70 im Querschnitt. Der Scheinwerfer 70 weist einen Schichtaufbau gemäß Fig. 6 auf. Der Schichtaufbau gemäß Fig. 5 kann ebenso verwendet werden. Der Schichtaufbau erstreckt sich über die dreidimensionale Form des Scheinwerfers 70. Die am unteren Ende der Vertiefung 72 des Scheinwerfers 70 ist eine Öffnung dargestellt, in der das Leuchtmittel des Scheinwerfers 70 angeordnet werden kann.A layer structure according to FIG. 5 or FIG. 6 is characteristic of reflective components such as headlights, mirrors or other optical or shiny decorative elements. 7 shows an example of a headlight 70 in cross section in schematic form. The headlight 70 has a layer structure according to FIG. 6. 5 can also be used. The layer structure extends over the three-dimensional shape of the headlight 70. An opening is shown at the lower end of the recess 72 of the headlight 70 in which the illuminant of the headlight 70 can be arranged.
In Fig. 8 ist in schematischer Form das Verfahren zum Entfernen einer anorganischen Schicht von einem Bauteil 60 dargestellt. Im folgenden wird erläutert, wie insgesamt zwei Schichten, nämlich die Schutzschicht 66 und die Metallschicht 64 vom Bauteil 60 entfernt werden. Dieses dient der Erläuterung der speziellen Anwendung bei einem Scheinwerfer. Selbstverständlich kann das Verfahren auch dazu genutzt werden, nur eine Schicht abzulösen, sofern das Trägermaterial der Schicht 62 nur mit einer anorganischen Schicht beschichtet ist. Beispielsweise könnte dieses ausschließlich die Metallschicht 64 sein, die nicht mit einer Schutzschicht versehen ist, wie bspw. verchromte Kunststoffbauteile .8 shows the method for removing an inorganic layer from a component 60 in schematic form. The following explains how a total of two layers, namely the protective layer 66 and the metal layer 64, are removed from the component 60. This serves to explain the special application for a headlight. Of course, the method can also be used to remove only one layer, provided that the carrier material of layer 62 is only coated with an inorganic layer. For example, this could exclusively be the metal layer 64, which is not provided with a protective layer, such as, for example, chrome-plated plastic components.
Wie Fig. 8 zeigt, wird mit Hilfe einer atmosphärischen Entladung in einem Sauerstoff enthaltenden Arbeitsgas ein Plasmastrahl 36 erzeugt. Dazu wird beispielsweise eine Vorrichtung 10 verwendet, die oben anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert worden ist. In Fig. 8 ist lediglich der Düsenkopf 14 als Ausschnitt der Vorrichtung 10 dargestellt.As shown in FIG. 8, a plasma jet 36 is generated with the aid of an atmospheric discharge in a working gas containing oxygen. For this purpose, a device 10 is used, for example, which was explained above with reference to FIGS. 1 to 4. 8 only the nozzle head 14 is shown as a section of the device 10.
Der Plasmastrahl 36 wird - vorliegend zusammen mit den Stützstrahlen 44 - auf die anorganische Schicht bestehend aus der Metallschicht 64 und der Schutzschicht 66 gerichtet. Der Plasmastrahl 36 überträgt die chemische Energie, die sich in der starken Elektronenanregung bedingt durch die hohe Elektronentemperatur auch in der Oberfläche befindet, auf die Oberfläche der anorganischen Schicht 64 und 66. Die übertragene Energie schmelzt und sublimiert zumindest teilweise die anorganische Schicht. Es kann sogar ein Verbrennungsprozess in Gang gesetzt werden, der selbst Energie freisetzt und die Verbrennung verstärkt. Dieses bewirkt ein weiteres Schmelzen und Verdampfen des anorganischen Materials. Die- somit geschmolzene oder angeschmolzene anorganische Schicht wird dann durch den Gasstrom des Plasmastrahls selbst und ggf. durch den Strom des durch den Arbeitsgasdurchlass austretenden Arbeitsgases von der Oberfläche weggeblasen und entfernt.The plasma beam 36 is directed — in the present case together with the support beams 44 — onto the inorganic layer consisting of the metal layer 64 and the protective layer 66. The plasma beam 36 transfers the chemical energy, which is also in the surface due to the high electron temperature due to the high electron temperature, to the surface of the inorganic layers 64 and 66. The transferred energy melts and sublimates at least partially the inorganic layer. A combustion process can even be started, which releases energy itself and increases the combustion. This causes the inorganic material to melt and evaporate further. The inorganic layer thus melted or melted is then blown away and removed from the surface by the gas stream of the plasma jet itself and possibly by the stream of the working gas emerging through the working gas passage.
Durch diesen Vorgang wird die anorganische Schicht vollständig abgetragen, ohne dass das Trägermaterial 62 oder die Zwischenschicht 68 aufgrund ihrer geringen thermischen Leitfähigkeit und ihrer Duroplastizität angegriffen werden. Zusätzlich wird die Oberfläche aktiviert, so dass diese für eine Weiterverarbeitung mit einer Flüssigkeit leicht benetzt werden kann. Im Gegensatz zum Abtragen durch einen Laserstrahl reagieren die freigesetzten Kohlenwasserstoffe ab und kondensieren nicht neben bzw. auf der Behandlungsspur .As a result of this process, the inorganic layer is completely removed without the carrier material 62 or the intermediate layer 68 being attacked on account of their low thermal conductivity and their thermoset plasticity. In addition, the surface is activated so that it can be easily wetted with a liquid for further processing. In contrast to ablation by a laser beam, the hydrocarbons released react and do not condense next to or on the treatment track.
Fig. 9 zeigt dann den Schichtaufbau des Bauteils 60 nach der vollständigen Bearbeitung durch den Plasmastrahl. Die oberen beiden Schichten 64 und 66 sind in dem bearbeiteten Bereich der Oberfläche entfernt worden, während die Zwischenschicht 68 und das Trägermaterial 62 nahezu unverändert geblieben sind.9 then shows the layer structure of the component 60 after complete processing by the plasma jet. The upper two layers 64 and 66 have been removed in the machined area of the surface, while the intermediate layer 68 and the carrier material 62 have remained almost unchanged.
Das zuvor beschriebene Verfahren kann vor allem für das Entfernen von relativ dünnen anorganischen Schichten verwendet werden. Bei dickeren anorganischen Schichten kann es zu einem Einbrennen der Schicht kommen, was an sich nicht nachteilig sein muss, aber nicht das Ziel des Verfahrens ist. Daher empfiehlt sich eine Vorbereitung durch einen Laserstrahl . Daher wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Oberfläche des Bauteils vor der Behandlung mit dem Plasmastrahl mit einem Laserstrahl bearbeitet wird und ein Teil der anorganischen Schicht bereits durch den Laserstrahl entfernt wird. Der Laserstrahl bewirkt also eine grobe Vorarbeit, während der Plasmastrahl die Feinarbeit erledigt.The method described above can be used above all for the removal of relatively thin inorganic layers. In the case of thicker inorganic layers, the layer can be burned in, which in itself need not be disadvantageous, but is not the aim of the process. Therefore, preparation is recommended through a laser beam. It is therefore further proposed that the surface of the component is processed with a laser beam before the treatment with the plasma beam and that part of the inorganic layer is already removed by the laser beam. The laser beam does a rough preparatory work, while the plasma beam does the fine work.
Dieser Vorgang ist in Fig. 10 schematisch anhand einer Bearbeitungsstation dargestellt. Das Bauteil 60 wird relativ zur Bearbeitungsstation bewegt, die einen Laser 80 und eine Plasmaquelle 82 wie beispielsweise die Plasmadüse 10 gemäß den Fig. 1 bis 4 aufweist. Bei der Relativbewegung wird die Oberfläche des Bauteils 60 zunächst mit dem Laserstrahl 81 des Lasers 80 bearbeitet, wodurch ein erheblicher Anteil der anorganischen Schicht 64 und 66 abgetragen wird. Es verbleiben jedoch noch Reste auf der Oberfläche der Zwischenschicht 68, diese ist also nicht vollständig gereinigt.This process is shown schematically in FIG. 10 using a processing station. The component 60 is moved relative to the processing station, which has a laser 80 and a plasma source 82, such as the plasma nozzle 10 according to FIGS. 1 to 4. During the relative movement, the surface of the component 60 is first processed with the laser beam 81 of the laser 80, as a result of which a substantial proportion of the inorganic layers 64 and 66 is removed. However, residues remain on the surface of the intermediate layer 68, which means that it is not completely cleaned.
Durch die weitere Relativbewegung des Bauteils 60 zur Bearbeitungsstation wird die Oberfläche anschließend durch den Plasmastrahl 83 der Plasmaquelle 82 bearbeitet, wodurch die verbliebenen Reste der anorganischen Schicht entfernt werden und die so gereinigte Oberfläche aktiviert wird.Due to the further relative movement of the component 60 to the processing station, the surface is then processed by the plasma jet 83 of the plasma source 82, as a result of which the remaining residues of the inorganic layer are removed and the surface cleaned in this way is activated.
Im Folgenden wird das Verfahren zum Verkleben zweier Bauteile mit jeweils einer Klebefläche basierend auf dem zuvor beschriebenen Entschichtungsverfahren beschrieben. Mindestens eine Klebefläche der beiden Bauteile weist zu Beginn eine anorganische Beschichtung auf. Diese wird entsprechend des zuvor anhand der Fig. 8 und 9 beschriebenen Verfahrens von der mindestens einen Klebefläche entfernt. Anschließend wird die von der anorganischen Schicht befreite Klebefläche durch Auftrag eines Klebstoffes und durch Kontakt mit der weiteren Klebefläche verklebt.The method for gluing two components, each with an adhesive surface, is described below on the basis of the previously described stripping method. At least one adhesive surface of the two components initially has an inorganic coating. This is removed from the at least one adhesive surface in accordance with the method previously described with reference to FIGS. 8 and 9. Then the from the inorganic layer freed adhesive surface by applying an adhesive and glued by contact with the other adhesive surface.
Diesen Vorgang zeigt wiederum Fig. 10. Wie zuvor beschrieben worden ist, wird die Oberfläche, hier die Klebefläche des Bauteils 60, durch den Laserstrahl 81 des Lasers 82 und des Plasmastrahls 83 der Plasmaquelle 84 zunächst gereinigt und aktiviert. Während der weiteren Bewegung des Bauteils 60 relativ zur Bearbeitungsstation wird mittels einer Auftragsvorrichtung 84 eine KlebstoffSchicht 86 aufgebracht. Die KlebstoffSchicht 86 kann die weitgehend gereinigte und aktivierte Oberfläche gut benetzen und somit eine ausreichende Haftung aufbauen. Anschließend wird das weitere Bauteil, das nicht in Fig. 10 dargestellt ist, mit seiner Klebefläche in Kontakt mit der mit der Klebstoffschicht 86 versehenen Klebefläche des Bauteils 60 gebracht. Nach Aushärten des Klebstoffes ergibt sich eine dauerhafte und zuverlässige Klebeverbindung.FIG. 10 shows this process again. As has been described above, the surface, here the adhesive surface of the component 60, is first cleaned and activated by the laser beam 81 of the laser 82 and the plasma beam 83 of the plasma source 84. During the further movement of the component 60 relative to the processing station, an adhesive layer 86 is applied by means of an application device 84. The adhesive layer 86 can wet the largely cleaned and activated surface well and thus build up sufficient adhesion. Subsequently, the further component, which is not shown in FIG. 10, is brought with its adhesive surface into contact with the adhesive surface of the component 60 provided with the adhesive layer 86. After the adhesive has hardened, a permanent and reliable adhesive connection results.
Das zuvor beschriebene mehrstufige Verfahren kann insbesondere für eine Bearbeitung eines Scheinwerfers eingesetzt werden.The multi-stage method described above can be used in particular for machining a headlight.
Der Scheinwerfer 70 weist - wie anhand der Fig. 7 beschrieben worden ist - einen Schichtaufbau aus mindestens einem Trägermaterial 62, ggf. einer Zwischenschicht 68, einer aus einem Metall bestehenden Reflexionsschicht 64 und ggf. einer Schutzschicht 66 auf. Am Randbereich 74 des Scheinwerfers 70 ist die Klebefläche angeordnet, die mit einer Klebefläche einer Abdeckscheibe verklebt werden soll.The headlight 70 has - as has been described with reference to FIG. 7 - a layer structure composed of at least one carrier material 62, possibly an intermediate layer 68, a reflection layer 64 made of a metal and possibly a protective layer 66. At the edge area 74 of the headlight 70, the adhesive surface is arranged, which is to be glued to an adhesive surface of a cover plate.
Problematisch ist dabei, dass die Klebefläche 74 mit der Schutzschicht 66 oder ggf. nur mit der Metallschicht 64 versehen ist, die an sich eine schlechte Haftung zum Lack aufweist .The problem here is that the adhesive surface 74 with the protective layer 66 or possibly only with the metal layer 64 is provided, which in itself has poor adhesion to the paint.
Wird nun die Klebefläche 74 mit dem in Fig. 10 dargestellten Verfahren so bearbeitet, dass die Schutzschicht und die Reflexionsschicht zumindest abschnittsweise entfernt werden und die freigelegte Oberfläche mit einem Klebstoff versehen wird, so kann die Klebefläche 74 sehr gut mit der Klebefläche der Abdeckscheibe verklebt werden. If the adhesive surface 74 is now processed with the method shown in FIG. 10 in such a way that the protective layer and the reflection layer are removed at least in sections and the exposed surface is provided with an adhesive, the adhesive surface 74 can be bonded very well to the adhesive surface of the cover pane ,

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT CLAIMS
1. Verfahren zum Entfernen mindestens einer anorganischen Schicht von einem Bauteil, bei dem mit Hilfe einer atmosphärischen Entladung in einem ein reaktives Gas enthaltenden Arbeitsgas ein Plasmastrahl erzeugt wird, bei dem der Plasmastrahl auf die anorganische Schicht gerichtet wird, bei dem die anorganische Schicht durch den Plasmastrahl zumindest teilweise geschmolzen wird und bei dem die zumindest teilweise geschmolzene anorganische Schicht durch den Gasstrom des Plasmastrahls von der Oberfläche entfernt wird.1. A method for removing at least one inorganic layer from a component in which a plasma jet is generated with the aid of an atmospheric discharge in a working gas containing a reactive gas, in which the plasma jet is directed onto the inorganic layer, in which the inorganic layer through the Plasma jet is at least partially melted and the at least partially melted inorganic layer is removed from the surface by the gas stream of the plasma jet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem unter Anwendung einer hochfrequenten Hochspannung eine Folge von Entladungen zwischen zwei Elektroden einer Plasmadüse erzeugt wird und das Arbeitsgas teilweise zu einem aus der Plasmadüse austretenden Plasma angeregt wird.2. The method of claim 1, wherein a sequence of discharges between two electrodes of a plasma nozzle is generated using a high-frequency high voltage and the working gas is partially excited to a plasma emerging from the plasma nozzle.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , bei dem der Plasmastrahl als streamfreier Plasmastrahl erzeugt wird.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the plasma jet is generated as a stream-free plasma jet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem als Arbeitsgas ein ein oxidierendes Gas, insbesondere Sauerstoff enthaltendes Gas, vorzugsweise Luft, oder ein reduzierendes Gas, insbesondere Wasserstoff enthaltendes Gas, vorzugsweise Formiergas, oder ein Stickstoff enthaltendes Gas verwendet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, in which an oxidizing gas, in particular oxygen-containing gas, preferably air, or a reducing gas, in particular hydrogen-containing gas, preferably forming gas, as the working gas, or a gas containing nitrogen is used.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem vor der Behandlung mit dem Plasmastrahl die Oberfläche mit einem Laserstrahl bearbeitet wird und ein Teil der anorganischen Schicht durch den Laserstrahl entfernt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface is processed with a laser beam before the treatment with the plasma beam and part of the inorganic layer is removed by the laser beam.
6. Verfahren zum Verkleben zweier Bauteile mit jeweils einer Klebefläche, wobei mindestens eine Klebefläche eine anorganische Beschichtung aufweist, bei dem mit Hilfe eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 die anorganische Schicht von der mindestens einen Klebefläche entfernt wird und bei dem die von der anorganischen Schicht befreite Klebefläche des einen Bauteils durch Auftrag eines Klebstoffes und durch Kontakt mit der Klebefläche des anderen Bauteils verklebt wird.6. A method for gluing two components, each with an adhesive surface, at least one adhesive surface having an inorganic coating, in which the inorganic layer is removed from the at least one adhesive surface using a method according to one of claims 1 to 5, and in which the inorganic layer freed adhesive surface of one component is glued by applying an adhesive and by contact with the adhesive surface of the other component.
7. Verfahren nach Anspruch 6 , bei dem während des Ablosens der anorganischen Schicht die Klebefläche aktiviert wird.7. The method according to claim 6, wherein the adhesive surface is activated during the detachment of the inorganic layer.
8. Verfahren zum Bearbeiten eines Scheinwerfers, bei dem der Scheinwerfer einen Schichtaufbau aus mindestens einem Trägermaterial und einer Reflexionsschicht aufweist und bei dem die Reflexionsschicht mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zumindest abschnittsweise entfernt wird.8. A method for processing a headlamp in which the headlamp has a layer structure of at least one carrier material and a reflection layer and in which the reflection layer is removed at least in sections with a method according to one of claims 1 to 5.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Reflexionsschicht aus Aluminium besteht. 9. The method according to claim 8, wherein the reflection layer consists of aluminum.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem eine Schutzschicht auf der Reflexionsschicht vorgesehen ist, die mit der Reflexionsschicht zumindest abschnittsweise entfernt wird.10. The method according to claim 8 or 9, wherein a protective layer is provided on the reflection layer, which is removed at least in sections with the reflection layer.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Schutzschicht aus Si02 besteht.11. The method according to claim 10, wherein the protective layer consists of Si0 2 .
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem das Trägermaterial aus Metall, vorzugsweise aus einem verzinkten Stahlblech besteht.12. The method according to any one of claims 8 to 11, wherein the carrier material consists of metal, preferably of a galvanized steel sheet.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem zwischen dem Trägermaterial und der Metallschicht eine elektrisch isolierende Zwischenschicht angeordnet ist, die insbesondere aus einer lackierten, vorzugsweise pulverlackierten Schicht besteht .13. The method according to claim 12, wherein an electrically insulating intermediate layer is arranged between the carrier material and the metal layer, which consists in particular of a painted, preferably powder-coated layer.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem das Trägermaterial aus einem Kunststoff, insbesondere einem Duroplast besteht.14. The method according to any one of claims 8 to 11, wherein the carrier material consists of a plastic, in particular a thermoset.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, bei dem der von der Metallschicht und gegebenenfalls der Schutzschicht befreite Abschnitt des Bauteils als Klebefläche dient und mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7 verklebt wird.15. The method according to any one of claims 8 to 14, wherein the portion of the component freed from the metal layer and optionally the protective layer serves as an adhesive surface and is bonded using a method according to one of claims 6 or 7.
16. Vorrichtung zum Erzeugen eines atmosphärischen Plasmastrahls, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit einem mit einem Gaseinlass (16) verbundenen Düsenrohr (12) , mit einem eine Düsenöffnung (38) aufweisenden Düsenkopf (14) , mit einer elektrisch gegenüber dem Düsenkopf (-14) isolierten Innenelektrode (24) und mit einem im Düsenkopf (14) angeordneten und strömungstechnisch mit dem Düsenrohr (12) verbundenen Arbeitsgasdurchlass (40) , wobei die Spitze der Innenelektrode (24) in Strömungsrichtung des Arbeitsgases axial gegenüber dem Düsenkopf (14) zurückversetzt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Arbeitsgasdurchlasses (40) größer als die Querschnittsfläche der Düsenöffnung (38) ist.16. Device for generating an atmospheric plasma jet, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 15, with a nozzle tube (12) connected to a gas inlet (16), with a nozzle head (14) having a nozzle opening (38), with an inner electrode (24) which is electrically insulated from the nozzle head (-14) and with a working gas passage (40) arranged in the nozzle head (14) and connected to the nozzle tube (12) in terms of flow technology. , wherein the tip of the inner electrode (24) in the flow direction of the working gas is axially offset from the nozzle head (14), characterized in that the cross-sectional area of the working gas passage (40) is larger than the cross-sectional area of the nozzle opening (38).
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Arbeitsgasdurchlasses (40) mindestens zweimal, vorzugsweise dreimal so groß wie die Querschnittsfläche der Düsenöffnung (38) ist.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the cross-sectional area of the working gas passage (40) is at least twice, preferably three times as large as the cross-sectional area of the nozzle opening (38).
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsgasdurchlass (40) zumindest abschnittsweise die Düsenöffnung (38) umgibt.18. The apparatus according to claim 16 or 17, characterized in that the working gas passage (40) surrounds the nozzle opening (38) at least in sections.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsgasdurchlass (40) eine Mehrzahl von Einzelöffnungen (42) aufweist. 19. Device according to one of claims 16 to 18, characterized in that the working gas passage (40) has a plurality of individual openings (42).
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelöffnungen (42) zumindest teilweise um die Düsenöffnung (38) herum angeordnet sind.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the individual openings (42) are at least partially arranged around the nozzle opening (38).
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelöffnungen (42) kreisförmig, ringförmig, elliptisch oder rechteckförmig ausgebildet sind.21. The apparatus according to claim 19 or 20, characterized in that the individual openings (42) are circular, ring-shaped, elliptical or rectangular.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnung (38) kreisförmig, elliptisch oder rechteckförmig ausgebildet ist.22. Device according to one of claims 16 to 21, characterized in that the nozzle opening (38) is circular, elliptical or rectangular.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Innenabmessung der Düsenöffnung (38) kleiner als 4 mm, vorzugsweise kleiner als 3 mm und insbesondere kleiner als 2 mm ist.23. Device according to one of claims 16 to 22, characterized in that the maximum inner dimension of the nozzle opening (38) is less than 4 mm, preferably less than 3 mm and in particular less than 2 mm.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnung (38) einen Querschnitt aufweist, der größer ist als der Querschnitt jeder der Einzelöffnungen (42) ist.24. Device according to one of claims 19 to 23, characterized in that the nozzle opening (38) has a cross section which is larger than the cross section of each of the individual openings (42).
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass Bohrungen (48,50) im Düsenkopf (14) vorgesehen sind, die die Düsenöffnung (38) und die Einzelöffnungen (42) mit dem Düsenrohr (12) strömungstechnisch verbinden. 25. Device according to one of claims 19 to 24, characterized in that bores (48, 50) are provided in the nozzle head (14) which connect the nozzle opening (38) and the individual openings (42) with the nozzle tube (12) in terms of flow.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (48,50) eine Länge aufweisen, die mindestens dem Vierfachen des Durchmessers der Bohrungen (48,50) entspricht.26. The device according to claim 25, characterized in that the bores (48, 50) have a length which corresponds to at least four times the diameter of the bores (48, 50).
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (48,50) auf der zum Düsenrohr (12) zugewandten Innenseite auf einer konisch zulaufenden Fläche (52) enden.27. The device according to claim 25 or 26, characterized in that the bores (48, 50) end on the inner side facing the nozzle tube (12) on a conically tapering surface (52).
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Düsenkopfes (14) eine zylindrische Fläche (54) angeordnet ist, die sich an die konische Fläche (52) anschließt. 28. The apparatus according to claim 27, characterized in that a cylindrical surface (54) is arranged within the nozzle head (14), which adjoins the conical surface (52).
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100484361C (en) * 2006-02-24 2009-04-29 清华大学 Atmospheric discharging cold plasma generator and array based on contraction and enlargement channel structure
DE102008052102A1 (en) 2008-10-20 2010-04-29 INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Device for pre- and / or after-treatment of a component surface by means of a plasma jet
WO2012152714A1 (en) 2011-05-06 2012-11-15 Tesa Se Method for increasing the adhesive properties of pressure-sensitive adhesive compounds on substrates by way of plasma treatment
DE102012220286A1 (en) 2012-11-07 2014-05-08 Tesa Se Increasing adhesion between pressure-sensitive adhesive layer comprising surface facing opposite to substrate and surface facing substrate, and surface of substrate, comprises treating substrate facing surface of adhesive layer with plasma
DE102015009764A1 (en) 2015-07-31 2017-02-02 Tesa Se Reactive adhesive film system for bonding nonpolar surfaces
DE102016201565A1 (en) 2015-11-25 2017-06-01 Tesa Se Bonding with improved moisture-heat resistance
WO2018115335A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Plasmatreat Gmbh Nozzle assembly and device for generating an atmospheric plasma jet

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3106634A (en) * 1961-04-21 1963-10-08 Union Carbide Corp Nozzle for arc heating devices
GB1008687A (en) * 1962-03-30 1965-11-03 Union Carbide Corp Improvements in and relating to arc working
US3366772A (en) * 1964-07-20 1968-01-30 Union Carbide Corp Plasma arc cutting with swirl flow
US5970993A (en) * 1996-10-04 1999-10-26 Utron Inc. Pulsed plasma jet paint removal
US6100496A (en) * 1993-12-09 2000-08-08 Seiko Epson Corporation Method and apparatus for bonding using brazing material
US6222156B1 (en) * 1997-06-12 2001-04-24 International Business Machines Corporation Laser repair process for printed wiring boards
US6432830B1 (en) * 1998-05-15 2002-08-13 Applied Materials, Inc. Semiconductor fabrication process
US6709119B2 (en) * 2001-04-27 2004-03-23 Alusuisse Technology & Management Ltd. Resistant surface reflector

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3106634A (en) * 1961-04-21 1963-10-08 Union Carbide Corp Nozzle for arc heating devices
GB1008687A (en) * 1962-03-30 1965-11-03 Union Carbide Corp Improvements in and relating to arc working
US3366772A (en) * 1964-07-20 1968-01-30 Union Carbide Corp Plasma arc cutting with swirl flow
US6100496A (en) * 1993-12-09 2000-08-08 Seiko Epson Corporation Method and apparatus for bonding using brazing material
US5970993A (en) * 1996-10-04 1999-10-26 Utron Inc. Pulsed plasma jet paint removal
US6222156B1 (en) * 1997-06-12 2001-04-24 International Business Machines Corporation Laser repair process for printed wiring boards
US6432830B1 (en) * 1998-05-15 2002-08-13 Applied Materials, Inc. Semiconductor fabrication process
US6709119B2 (en) * 2001-04-27 2004-03-23 Alusuisse Technology & Management Ltd. Resistant surface reflector

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100484361C (en) * 2006-02-24 2009-04-29 清华大学 Atmospheric discharging cold plasma generator and array based on contraction and enlargement channel structure
DE102008052102A1 (en) 2008-10-20 2010-04-29 INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Device for pre- and / or after-treatment of a component surface by means of a plasma jet
JP2010097931A (en) * 2008-10-20 2010-04-30 Inpro Innovations Ges Fuer Fortgeschrittene Produktionssysteme In Der Fahrzeugindustrie Mbh Device for performing pre-treatment and/or post-treatment on surface of component with plasma jet
DE102008052102B4 (en) * 2008-10-20 2012-03-22 INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Device for pre- and / or after-treatment of a component surface by means of a plasma jet
WO2012152714A1 (en) 2011-05-06 2012-11-15 Tesa Se Method for increasing the adhesive properties of pressure-sensitive adhesive compounds on substrates by way of plasma treatment
WO2012152715A1 (en) 2011-05-06 2012-11-15 Tesa Se Method for increasing the adhesive properties of pressure-sensitive adhesives on substrates by means of plasma treatment
DE102012220286A1 (en) 2012-11-07 2014-05-08 Tesa Se Increasing adhesion between pressure-sensitive adhesive layer comprising surface facing opposite to substrate and surface facing substrate, and surface of substrate, comprises treating substrate facing surface of adhesive layer with plasma
DE102015009764A1 (en) 2015-07-31 2017-02-02 Tesa Se Reactive adhesive film system for bonding nonpolar surfaces
DE102016201565A1 (en) 2015-11-25 2017-06-01 Tesa Se Bonding with improved moisture-heat resistance
WO2018115335A1 (en) * 2016-12-23 2018-06-28 Plasmatreat Gmbh Nozzle assembly and device for generating an atmospheric plasma jet
US11357093B2 (en) 2016-12-23 2022-06-07 Plasmatreat Gmbh Nozzle assembly, device for generating an atmospheric plasma jet, use thereof, method for plasma treatment of a material, in particular of a fabric or film, plasma treated nonwoven fabric and use thereof

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