用于通过材料去除制造出覆盖元件中的弱化线的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于通过借助激光的材料去除制造出覆盖元件中的弱化线的方法，如专利文献DE 10 2013 104 138 B3所公知的那样。
【背景技术】
[0002]在车辆或者交通工具中，气囊系统的使用通常是目前的标准配置。为了不损害给乘客的美感，气囊被尽可能不可见地布置在车辆的内饰部件之后。内饰(下面称为覆盖元件)通常通过由塑料或复合材料制成的稳定且平的模制部件构成。因为气囊在释放的情况下穿过覆盖元件抛出，所以必须在覆盖元件中存在气囊活门。气囊活门通常通过覆盖元件的专门结构化的区域形成，这些区域具有沿着气囊活门的边缘引入的预定破裂点，通过这些预定破裂点确保了覆盖元件的可靠且限定的撕裂。
[0003]在覆盖元件的有价值的实施方案中，稳定的成型的层经常设有覆层材料，通过它们为覆盖元件的朝向客舱的表面赋予了视觉和触觉方面的提升。这些覆层材料通常是泡沫材料以及柔性的且薄壁的材料，例如塑料薄膜、人造革、针织物、超细纤维无纺布或者天然皮革。为了气囊的可靠的展开，还必须为气囊活门区域中的覆层材料设置预定破裂点。和在稳定的成型的层的情况下一样，为此引入了弱化线。出于外观方面的原因，这种引入通常在覆层材料的从客舱不可见的后侧进行。除了弱化线的可精确设定的保留的撕裂强度，仅当弱化线在覆层材料的面对乘客的观察侧上在视觉和触觉方面不可感知时，才满足了对表面的最高质量要求。
[0004]存在有一系列用于引入弱化线的方法。
[0005]专利文献DE 10 2006 054 592 B3中公开了如下方法，其中，通过激光在由多层组成的覆盖元件(在那里被称为饰面复合板)中引入弱化部。饰面复合板通常由观察侧上的饰面材料和饰面载体材料组成，在它们之间布置有一个或多个填充物层。在多个彼此相继的工序中引入弱化部。在第一工序中，进行饰面载体的不贯穿的预弱化，从而使得在经过预弱化的区域中在至少一个第二工序中进行贯穿饰面载体的孔洞的形式的再弱化。在预弱化区域或者孔洞之间保留有未经弱化的隔片，该隔片在第二加工步骤中以至少一个盲孔进行再弱化。上述文献没有给出关于实施通孔或者使穿孔深度与饰面材料的厚度波动相匹配的说明。
[0006]在公开文本DE 11 2006 000 443 T5中描述了另一激光方法。在这里，以脉冲激光束在例如仪表板的覆盖元件(在那里被称为气囊护板)中引入孔洞。仪表板至少通过基础层和由塑料制成的较薄的表层(观察侧)构成。孔洞从基础层那一侧引入并且可以延伸直至表层中。通过使用不同脉冲周期的激光脉冲，形成了深的主凹陷和较浅的辅助凹陷。在该文献中也没有提及使穿孔深度匹配于层的可能的厚度波动。
[0007]公开文本WO 2005/049261A1中公开了如下方法，其中，通过借助脉冲激光对具有皮革饰面层的覆盖元件(在那里被称为装饰部件)进行穿孔来制造弱化线。该穿孔由沿着弱化线通过保留的隔片彼此分离开的多个单个的孔洞组成。
[0008]和在前面提到的现有技术WO 2005/049261A1中受到重视的文献一样，弱化线的引入在激光相对于覆层材料的单次实施的相对运动期间进行，其中，相继地完成孔洞。通过脉冲周期和激光功率与相对运行速度的相应匹配，实现了对穿孔深度的影响或者调整出覆层材料的剩余的残余壁厚。
[0009]此外，还提出将覆层材料的热负荷在激光加工过程中保持得很低的措施。为此，利用短激光脉冲或超短激光脉冲并以各个激光脉冲之间的相应间歇制造出相继布置在弱化线上的穿孔。根据给出的方法，必须从这些间歇是通过降低脉冲频率实现的出发，从而使得以较高频率入射的激光脉冲的能量输入不会在时间上累积。
[0010]与之前提到的方法不同，用该方法可以制造出具有更精确的撕裂强度和明显更小的撕裂强度波动范围的弱化线。由于激光脉冲之间要保持的间歇和为此而降低的激光脉冲频率，加工过程变得很缓慢。
[0011]一种以类似方式运行的方法在专利文献DE 10 2007 013 108 B3中公开。这里要穿孔的覆盖元件在要制造的穿孔线的走向中具有交替地设有较大材料厚度和较小材料厚度的区域，在这些区域中，激光分别以第一或第二激光模式(Laserregime)运行，以产生期望的盲孔残壁厚度。材料厚度区域的识别在第一激光模式中通过限定的且保持不必拿的激光辐射指示脉冲序列来进行，其在每个穿孔的开始施加。在具有小材料厚度的区域中，指示脉冲序列足以制造出盲孔，直至检测到透射的激光辐射。在大材料密度的区域，利用指示脉冲序列不能制造出足够的穿孔，因此在用于制造出盲孔的指示脉冲序列结束后，切换到具有较高的激光功率的激光模式。受制于原理，该方法不适用于调整残壁厚度。
[0012]在上述专利文献DE 10 2013 104 138 B3中描述了一种用于通过材料去除在覆层材料中引入限定的弱化线的方法，其中，脉冲激光束的线形的引导(如上述文献中所公知的那样)是扫描运动的多次重复，其中，沿着该线针对每个入射点仅发出一个激光脉冲。在这种情况下，将激光脉冲的参数选择为使得该激光脉冲导致如下能量输入，该能量输入在相应的入射点处致使覆层材料被加热到烧蚀阈值之上的温度，但是在与相应的入射点邻接的覆层材料区域中的温度保持在会导致覆层材料结构变化的边界温度之下。
[0013]扫描运动的多次重复可以进行直至实现很小的残壁厚度，在该残壁厚度的情况下，传感器检测到此时透射的激光辐射。在各个入射点处实现最小容许的残壁厚度的情况下，在扫描运动过程中进行激光束的位置分辨的切断。
[0014]通过针对每个入射点仅入射一个激光脉冲，将扫描运动的速度和脉冲激光束的脉冲重复频率彼此协调一致。
[0015]作为备选，激光束在重复扫描运动过程中有利地根据固定的模式可以被接通和切断，其中，沿着该线引入的弱化线具有狭缝-隔片线的形式，其具有狭缝和隔片的交替的排列。
[0016]通过针对每个入射点检测到达到最小残壁厚度并进行相应的位置分辨的切断，可以产生弱化线，该弱化线不依赖于材料厚度波动地具有在其长度上恒定的撕裂强度。因此，耐撕裂度可以不受剩余的残壁厚度的影响，并且因此必须通过入射点的数量或者所产生的除了残壁之外贯穿材料的孔洞的数量以及其间距或者隔片长度来进行调整。具有不同的残壁厚度或者具有由于可能透射的激光辐射仍处于传感器的阈值之下而还无法检测到的残壁厚度的孔洞或狭缝不能用该方法产生。因此，残壁厚度仅可以非常受限地用于调整期望的撕裂强度或者弱化等级，并且对于一些材料该方法是完全不适用的，因为沿着整个弱化线的最小残壁厚度不能保证长时间的不可见性。
[0017]在由专利文献EP O 991 551 BI所公开的方法或者气囊护板中，借助脉冲激光束通过一系列多个相继产生的孔洞来产生弱化线。孔洞可以彼此重叠地或者由剩余的隔片彼此间隔开地引入。一旦检测到激光辐射透射过剩余的残余材料，孔洞就制造完成了。除了穿孔，也可以产生弱化线、弱化线中的片段或者单个的孔，而不将材料完全打穿。这种没有打穿的弱化部的深度可以根据脉冲数量和/或脉冲周期进行估计和调整，这对于穿孔的制造是必需的。该文献没有公开用于调整深度的具体说明。
【发明内容】
[0018]本发明基于如下任务:改进根据上述DE 10 2013 104 138 B3和EPO 991 551 BI的方法，从而利用该方法可以在覆盖元件中制造出具有狭缝的弱化线，该狭缝具有可自由选择的残壁厚度。
[0019]对于用于制造弱化线的方法，该任务通过覆盖元件上的材料去除得以解决，该覆盖元件具有观察侧和背对观察侧的后侧。与现有技术相同，在这种情况下将具有由脉冲幅度和脉冲长度确定的能量的激光脉冲对准后侧，并以进给速度分别在加工循环中多次重复地沿着虚拟线进行引导。在这种情况下，激光脉冲的能量被输入覆盖元件中。由于进行了至少一个具有狭缝长度的狭缝形式的材料去除而产生了弱化线。存在于至少一个狭缝下方并且与观察侧邻接的残壁具有残壁厚度，该残壁厚度随着每个加工循环变得越来越小，直至其小到使激光脉冲透射过残壁的能量分量由布置在观察侧这一侧的传感器装置检测到。
[0020]对于本发明重要的是，沿着至少一个狭缝，点状地沿着虚拟线，在具有第一长度的至少一个第一区段中比在具