具有激光形成的撕裂缝的车辆内部面板的制作方法

文档序号:17301205发布日期:2019-04-03 05:00阅读:159来源:国知局
具有激光形成的撕裂缝的车辆内部面板的制作方法

本公开大致涉及车辆内部面板,并且具体与包括安全气囊撕裂缝的车辆内部面板有关。



背景技术:

可膨胀的安全气囊隐藏在现代车辆的不可见区域中,在该区域中,可膨胀的安全气囊等待在发生碰撞时履行其安全功能。当检测到碰撞时,这些设备在零点几秒中膨胀,突然从它们的隐藏点突出,并且进入乘客舱,以帮助防止车辆乘客与车辆的诸如挡风玻璃、方向盘、门框等的刚性更大并因而更危险的部分进行碰撞。当将未膨胀的安全气囊隐藏在车辆内部面板的后面时,面板的至少部分必须在部署安全气囊时快速地移开,从而为膨胀的安全气囊让出空间。在一些情况下,通过安全气囊自身来形成穿过面板的部署开口,该安全气囊在短时间段内将大量力施加至隐藏面板。已研发安全气囊撕裂缝来允许车辆设计师精确地定位这种部署开口。已努力制成对车辆乘客不可见的安全气囊撕裂缝,从而提供外表上审美更使人愉快的乘客舱环境,并且外观上不那么功利。

schlemmer等人的第7976764号美国专利公开了一种技术,该技术用于局部地削弱用于汽车材料的多层合成物修整块,所以修整件在在发生碰撞时,沿着在安全气囊部署上的局部削弱部分可预见地撕裂。该技术包括从背面在修整件中形成盲孔,使得削弱部分为从正面不必可见。该技术依靠仅在将多层组装在一起作为单个部件之后才在修整件中形成的孔,并且还需要多个不同的激光功率-即,瓦特数相对高的激光在一个层中形成部分孔,以及瓦特数相对低的激光在其它层中形成部分孔。



技术实现要素:

根据各种实施方式,在车辆内部面板中形成安全气囊撕裂缝的方法包括以下步骤:在与装潢层的装饰侧部相反侧部中,沿着撕裂缝图案形成间隔开的多个盲切口。该步骤在装潢层设置在半刚性的基板上作为部分车辆内部面板之前执行。盲切口中的每个均通过使用激光光束在多个重叠位置处从装潢层去除材料来形成,并且盲切口中的每个均形成为具有不均匀深度。

在一些实施方式中,在重叠位置中的每个处去除的材料通过离散激光脉冲来去除。

在一些实施方式中,形成步骤包括在多个重叠位置中的每个处多于一次的、每次均通过离散激光脉冲从装潢层来去除材料。

在一些实施方式中,在将任何盲切口完成之前形成每个盲切口的部分。

在一些实施方式中,形成步骤包括以下步骤:在第一切削过程中,在盲切口中的每个的重叠位置中的每个处去除材料的第一部分;以及,随后,在第二切削过程中,在盲切口中的每个的重叠位置中的每个处去除材料的第二部分。材料的每个第一部分和材料的每个第二部分均通过离散激光脉冲来去除。

在一些实施方式中,形成步骤以多个连续的切削过程来执行。多个盲切口中的每个的部分在连续的切削过程中的每个中形成,以及离散激光脉冲在连续的切削过程中的至少一个期间在多个间隔开的位置处从装潢层去除材料。

在一些实施方式中,形成步骤包括以下步骤:在第一多个连续切削过程中,形成盲切口中的每个的凹槽部;以及,随后,在第二多个连续切削过程中,形成盲切口中的每个的手指部。在第一多个切削过程期间,在多个重叠位置处从装潢层去除材料,以及,在第二多个切削过程期间,在每个凹槽部内,在多个间隔开的位置处从装潢层去除材料。

在一些实施方式中,装潢层包括皮革层,该皮革层提供装潢层的装饰侧部,以及盲切口中的每个均部分地延伸穿过皮革层。

在一些实施方式中,装潢层为皮革层,使得在形成步骤期间从装潢层去除的所有材料均来自于皮革层。

在一些实施方式中,形成步骤包括使用多个离散激光脉冲从装潢层去除材料,其中,该多个离散激光脉冲每个均具有比一微微秒短的持续时间。

在一些实施方式中,使用激光扫描器来执行形成步骤,其中,该激光扫描器配置成沿着撕裂缝图案将激光光束从静态源位置引导至多个不同位置,以当装潢层同样静止时在多个不同位置处从装潢层去除材料。

根据各种实施方式,用于在可展开的安全气囊上使用的车辆内部面板包括半刚性的基板、设置在基板上的装饰材料层以及安全气囊撕裂缝。基板配置成用于通过其部署安全气囊。装饰材料层具有装饰侧部和相反侧部,其中,当将面板安装在车辆中时,装饰侧部面向车辆的乘客舱的内部,以及该相反侧部面向基板。撕裂缝包括多个盲切口,该多个盲切口沿着撕裂缝图案在装饰材料层的相反的侧部中形成。每个盲切口均由包括未切削装饰材料的材料桥接部,沿着撕裂缝图案在纵向方向上与相邻盲切口中的一个间隔开,以及每个盲切口均具有比材料桥接部的长度大的长度。

在一些实施方式中,盲切口中的每个均具有不均匀的深度。

在一些实施方式中,装饰材料层具有在装饰侧部中形成的颗粒图案,该颗粒图案为装饰材料层提供不均匀厚度。盲切口中的每个均具有与装饰材料层的最大厚度相对应的最大深度以及与装饰材料层的最小厚度相对应的最小深度。

在一些实施方式中,装饰材料层为皮革。

在前述段落中阐述的各个方面、实施方式、示例、特征和替代物,在权利要求中和/或在以下说明和附图中可独立地或以其任何组合来使用。例如,与一个实施方式结合的公开特征适用于没有不相容特征的所有实施方式。

附图说明

在下文中将结合所附附图来描述一个或多个实施方式,其中,相同的附图标记表示相同的元件,以及在附图中:

图1为示出在安全气囊模块上并且包括安全气囊撕裂缝的部分车辆内部面板的实施方式的切出的立体图;

图2为穿过图1的撕裂缝截取的部分剖视图;

图3为示出部分地限定撕裂缝的多个盲切口的图2的内部面板的装饰层的部分剖视图;

图4a至图4d顺序示出在经由激光材料去除形成撕裂缝的示例性方法期间图3的装饰层;

图5为示出用于盲切口的一个配置的撕裂缝的部分的剖视图;

图6为示出用于盲切口的另一配置的撕裂缝的部分的剖视图;

图7为示出用于盲切口的另一配置的撕裂缝的部分的剖视图;以及

图8为配置成在装饰层中形成撕裂缝的激光扫描器的示意性立体图。

具体实施方式

下文描述了包括安全气囊撕裂缝的车辆内部面板,该安全气囊撕裂缝可形成为沿着撕裂缝图案布置的多个盲切口。在将装潢层组装为内部面板的部分之前,盲切口中的每个均可沿着面板的装潢层在多个位置处通过激光材料除去来形成。在示例性方法中,当从内部面板基板分离时,以一系列极短的脉冲将激光能量传送至装潢层,以在装潢层中形成盲切口。对于皮革装潢材料,该技术和撕裂缝配置尤其有用,已证明的是,在皮革装潢材料中难以形成不可见的和具有功能性的安全气囊撕裂缝。

图1为示出在附着至面板的下侧的安全气囊模块12上的车辆内部面板10的实施方式的立体图。面板10包括半刚性的基板14和设置在基板上的装潢层16。在装饰层中沿撕裂缝图案20形成不可见的安全气囊撕裂缝18,该撕裂缝图案20在示出的示例中为u形图案。撕裂缝图案的其它示例包括h形、x形或y形图案。在图1中示出的面板10的部分为车辆仪表面板的乘客侧,但这些教导适用于布置在可展开的安全气囊上的任何车辆内部面板,在车辆内部面板中,期望配置成通过使用安全气囊膨胀力使安全气囊穿过面板,以可预见地沿着部署的开口撕裂装潢层16。车辆内部面板的其它示例包括内部门面板、方向盘面板、座椅面板、柱面板和顶面板,仅举几个例子。

基板14提供面板10的整体形状和结构。合适的半刚性的结构的示例为注塑成型的玻璃加强聚丙烯,该玻璃加强聚丙烯的壁厚在从2.0mm至4.0mm范围。可使用表现出相似形状维持特性的其它材料和材料组合。将基板14描述为半刚性的,以与完全刚性的(即,完全地不可弯曲)相区分,但是应具有足够的刚性,以支承其自身重量和装潢层16重量以及任何其它附接部件,而不会显而易见的下垂或弯曲。基板14配置成用于通过其部署安全气囊。在图2的剖视图中示出的示例中,将安全气囊门22塑模至基板14中,并且由沿着门的边缘26的间隙或缝24限定,其中,当安全气囊膨胀时,该边缘26在示出的方向a上从基板的其余部分远离。在另一示例中,基板14具有凹槽或其它应力集中点,该凹槽或其它应力集中点塑模至或切入基板中,作为基板撕裂缝,当安全气囊膨胀时,沿该基板撕裂缝形成安全气囊门。或者,基板14可具有穿过其厚度塑模的全尺寸安全气囊部署开口,其中下面的安全气囊模块提供铰接门,该铰接门在该开口上支承装潢层16。还可能为其它布置。

装潢层16包括撕裂缝18,并且是主要的美学部件,该美学部件为面板10提供期望的外观、纹理和触觉感觉,并且自身可包括多层。装潢层16具有装饰侧部28以及相对的不可见侧部30,其中,该装饰侧部28面向车辆的乘客舱内部,面板10安装在车辆的乘客舱内部中,在组装的面板中,相反的不可见侧部30面向基板14。在图2的示例中,装潢层16包括装饰材料层32和设置在基板14与装饰层32之间的夹层34。装饰层32提供装饰侧部28。装饰层32的相反侧部36面向夹层34和基板14。在一些实施方式中,将夹层34省略,并且装饰层32为装潢层16,其中,装饰层的相反侧部36和装潢层16的相反不可见侧部30为相同的一个。

无论是否为多层,装潢层16均具有典型的装饰材料的特性,因为装潢层16以当水平时不能支承其自身重量的薄片且织物状的形式提供,而是依托在其下面的基板14上,与基板14形状一致。用于装饰层32的示例性材料包括皮革和合成皮革或人造革(例如,聚氨酯或增塑pvc)材料。装饰层32可具有在0.8mm至1.5mm或1.0mm至1.2mm的范围内的平均标称厚度(即,排除撕裂缝),然而这些范围为非限制性范围。用于夹层34的示例性材料包括聚合的泡沫材料(例如,聚氨酯或聚烯烃泡沫)、隔离织物和自然的或合成的棉絮,仅举几个例子。夹层34可充当缓冲层,并且为面板提供舒服的触觉感觉。夹层34可具有在1.0mm至4.0mm或2.0mm至3.0mm范围内的厚度,然而这些范围为非限制性的范围。装潢层16的每个层32、层34均可单独设置,或作为单个部件一起设置(例如,粘附或层压在一起)。在图2的示例中,示出夹层34没有撕裂缝。在其它实施方式中,示出的撕裂缝18至少部分地延伸穿过夹层34。在一些实施方式中,夹层34配有单独形成的撕裂缝,诸如在完成的面板中与装饰层32中的撕裂缝18大致对齐的穿孔。

图3为沿着图1的撕裂缝图案20(即,沿着u形形状)的方向截取的、仅装饰层32的剖视图。在该放大视图中,装饰层32相对于图1和图2上下颠倒地示出,并且更详细地示出示例性撕裂缝18。图3的定向可为在形成撕裂缝期间的优选定向,其中装饰侧部28面向下方。撕裂缝18包括在装饰层的相反侧部中形成的多个盲切口38。每个盲切口38均具有长度l,并且由具有长度l的材料桥接部40与相邻的盲切口分开。因而,示出的撕裂缝18为盲切口38与未切的材料桥接部40的交替图案。

每个盲切口38均从装饰层32的相反侧部36延伸,并且仅部分地穿过装饰层至深度d,该深度d为图3中不均匀深度。每个盲切口38还均表现为在装饰层32或装潢层的厚度内的连续空隙容积。每个盲切口38的平均深度d均至少为装饰层32的局部标称厚度和材料桥接部40(即,在相邻盲切口38之间的间隔)的长度l的函数。撕裂缝18应形成为使得当在组装的内部面板下面的安全气囊膨胀时,装潢层沿着撕裂缝18撕裂,以允许安全气囊穿过面板中的部署开口通过。但是这不是唯一要考虑的地方。撕裂缝18还应形成为使得,在车辆的规定使用寿命内,当从车辆的乘客舱观察面板时,撕裂缝18在完成的面板中的存在不显而易见。换言之,期望的是,撕裂缝18的结构足以使得诸如重复热膨胀或收缩、长期材料松弛或材料老化的因素不会引起撕裂缝的位置肉眼可见地出现在面板的装饰侧部处。

对于皮革材料,由于与皮革为天然材料有关的多个因素,实现在适当的撕裂缝功能与长期不可见的撕裂缝之间的平衡尤为困难。例如,给定的皮革件可具有不均匀厚度和/或不均匀强度,以及一块皮革可具有与另一块皮革不同的厚度和/或强度。对于合成材料,这些问题并不普遍。另外,皮革的强度可比热塑性聚合物薄膜的强度大,从而需要更具侵略性的撕裂缝,而该更具侵略性的撕裂缝随着时间的推移,更可能在面板的装饰侧面处变得可见。另外,在聚合材料中形成撕裂缝的方法,诸如机械切削或激光刻痕并不容易地适于皮革。例如,配置成熔化或汽化热塑性材料的激光仅可烧焦且使皮革材料退化。因而,如下文概述配置且形成的撕裂缝解决了安全气囊撕裂缝的技术中长期感觉到但未解决的需求。

与上述的schlemmer的专利的教导相反,形成撕裂缝18的优选方法包括:在将装潢层16设置在面板基板14上之前,形成多个盲切口38。盲切口38中的每个均通过使用激光光束在多个重叠位置处从装潢层16移除材料来形成。在图3的示例中,每个盲切口38均通过在5个重叠位置处从装饰层32移除材料而形成,该5个重叠位置在图3的插入的俯视图中表示为a到e。所述a至e的位置中的每个均表示装饰层32的投影面积,每个均具有大致由激光光束的直径限定的直径或宽度x。处于说明的目的,当每个位置的中心之间的距离x比零大并且小于或等于位置的直径或宽度x(0>x≥x)时,将材料移除的a至e的每个单独位置被称为与另一位置重叠。在示出的示例中,x=x,其中,相邻的去除位置(例如,a和b、b和c,等)共用由图3的剖视图中的虚线代表的边界。

每个盲切口38的不均匀深度d至少部分为在相同的盲切口内的多个位置处激光去除材料的结果,这使得每个盲切口38的端部具有如图3中所示的扇形配置或形状。另外,在示出的示例中,在相同的切口38内,在一个去除位置处比在另一去除位置移除更多的材料。例如,在去除位置c处比在去除位置a或去除位置e处去除更多的材料。这为盲切口38提供不均匀的深度d,即使在每个去除位置处的切口38的端部是平坦的而不是如示出的圆形。在图3的示例中,在每个单独去除位置处的深度d是在相同的位置处的装饰层的厚度的函数。在图3的最左边的盲切口38的长度l内,例如,装饰层32具有最小厚度tm和最大厚度tm,以及从最大厚度区域处比在最小厚度区域处去除更多的材料。这具有在每个去除位置处保持剩余的壁厚(t-d)相对恒定的效果,即使当装饰层32具有不均匀厚度时。

如上所述,皮革材料在同一材料件中有时自然地具有不均匀厚度,因而使得形成具有相应的不均匀深度的盲切口对于皮革材料尤为有用。无论层32是否为皮革,装饰层32均还可具有在装饰侧部28中形成的压花或以其他方式形成的颗粒图案42。例如,一些聚合的装饰层32具有通过压光薄片材料或经由内塑模颗粒(img)过程而凸入装饰侧部的颗粒图案。由于这种颗粒图案的深度可为装饰层32的总厚度的相对显著的部分,因而对于非皮革材料,形成具有不均匀的深度的盲切口38作为撕裂缝18的部分同样可有利。

图4a至图4d示出了形成撕裂缝18的方法的实施方式的部分。该方法使用直接从激光系统的激光源110朝向装潢层16的激光光束100,该装潢层16在这种情况下为装饰层32,使得激光光束冲击装饰层的与装饰侧部28相反的侧部36。激光系统配置成可控制地使激光光束100瞄准与待沿着撕裂缝图案形成的每个盲切口相关联的多个区域位置a至位置e中的任何一个。在该具体示例中,激光光束100以零入射角(即,与面向激光源110的侧面36垂直)冲击装饰层32,其中光束相对于装饰层在由图4a中的轮廓箭头指示的方向上移动。

如在示例性方法期间依次示出的图4a至图4d中所示,每个盲切口38具沿着撕裂缝图案在激光光束100的多个切削过程中形成,其中在每个连续的过程中仅形成每个盲切口的部分。在一些实施方式中,激光光束100以极短的和离散激光脉冲到达装饰层32。如本文中所使用的,极短的激光脉冲为具有比100微微秒(ps)短的持续时间的激光脉冲。微微秒激光系统传送具有在该范围的高端部处的、即,大于或等于1ps的持续时间的激光脉冲。飞秒激光系统传送具有大于或等于1飞秒(fs)并且比1ps(1000fs)小的持续时间的激光脉冲。在具体的实施方式中,使用具有在5w至20w的范围中的瓦特数的激光,激光脉冲的持续时间在400fs至700fs的范围内,其中每个单独激光脉冲以微焦耳(μj)规模例如在25μj至100μj的范围内将能量传送至装饰层32。

图4a示出了脉冲激光光束100在第一切削过程期间的装饰层32。在该示例中,材料的第一部分50已从重叠去除位置a至位置e的一些组去除,以形成相关联的盲切口38的第一部分。在去除材料的第一部分50的一个的期间示出了脉冲激光光束100。在重叠位置中的每个处去除的材料通过离散激光脉冲或脉冲群来去除。脉冲群包括以诸如100khz至500khz的高频率传送的多个极短的激光脉冲。例如,一个或多个极短的激光脉冲在一个盲切口的位置a处从装饰层32去除材料,然后一个或多个极短的激光脉冲在相同的盲切口的重叠位置b处去除材料,然后在相同的盲切口的位置c、位置d和位置e处去除材料,沿着撕裂缝图案在每个盲切口位置处重复该序列。然而,这仅为示例性序列,因为可以以任何序列在每个盲切口的每个位置a至位置e处通过激光脉冲去除材料。

图4b示出了在随后的切削过程期间和在与第一切削过程大致相同的多个连续的切削过程之后的装饰层。示意地以虚线示出了在每个连续的切削过程期间在每个去除位置处去除的材料部分。此时,在该过程中,对于每个盲切口38在多个位置a至位置e中的每个处已去除基本相同数量的材料。图4b还示出了最后的切削过程,在该最后的切削过程期间,将材料从全部盲切口的全部位置a至位置e去除,因为盲切口中的一个在位置b处已到达其最后的深度d。在图4c和图4d中示出的随后的切削过程中,在该具体位置处没有去除材料。

在每个连续的切削过程期间,是否每个盲切口已在切口内的每个位置a至位置e处到达其最后的深度可经由位于层32的装饰侧部28处的激光系统的光传感器120确定。这种传感器120或其部分在激光材料去除过程期间沿着整个撕裂缝图案存在,但是为了图示简洁,仅在图4b中示出。当厚度充分减少时,激光光束100的光的部分会穿过装饰层32的剩余厚度,并且到达传感器120。到达传感器120的光的强度与装饰层32的局部剩余厚度成反比。该强度可由系统处理器130沿着整个撕裂缝图案连续地监控,并且与每个盲切口的每个材料去除位置相关联。当在具体切削过程期间在一个或多个去除位置处的强度到达阈值时,在任何随后的切削过程中都不将激光脉冲传送至关联位置。因而,剩余壁厚可在每个盲切口的多个材料去除位置之中保持相对均匀,即使具有颗粒或以其它方式给予该层不均匀的厚度的不均匀的装饰侧部28。该技术为非限制性的,因为可使用控制每个盲切口38和/或每个盲切口内的剩余的壁厚的其它方法。

图4c示出了在一个或多个另外的切削过程之后的装饰层32,并且示出了先前达到其最终深度的一些附加材料去除位置。图4d示出了所有切削过程完成之后的装饰层,其中所有的盲切口38形成至如图3中所需的非均匀深度。

完成的盲切口38的特征可在于:由凹槽部52和限定每个盲切口的手指部54。在最后的切削过程中限定凹槽部52,在该最后的切削过程期间,将材料从给定盲切口38的全部多个重叠位置a至位置e去除-即,在该示例中的图4b的切削过程。凹槽部52在手指部54之前形成,并且延伸至材料厚度中至一对相邻的去除位置不再重叠的深度。手指部54从凹槽部52进一步延伸至材料的厚度中,并且包括盲切口38的剩余部分。由于存在材料的楔形夹层部56,因而认为这种凹槽和手指配置有助于防止撕裂缝随着时间的推移而在完成的面板的装饰侧部28处变得可见。这些楔形夹层部56提供针对材料的弯曲或下垂的结构阻力和附加阻力,其中材料的厚度已经通过形成撕裂缝的盲切口38而大幅度减少。

如在图5的示例中所示,即使盲切口38在多个去除材料位置中的每个处均形成相同的深度,也可实现该具体优点。在这种情况下,在多个重叠位置a至位置d处经由激光材料去除来形成示出的盲切口38,其中在每个位置处均将材料去除至相同的深度。所得盲切口38仍然具有不均匀的深度d、凹槽部52、手指部54和相关联的材料的楔形夹层部56。

在图6的示例中,盲切口38还形成有不均匀的深度d、凹槽部52、手指部54和相关联的材料的楔形夹层部56。在这种情况下,楔形夹层部56为更明显,并且包括比上述的示例中更多的材料。在示出的盲切口38中,在数量更大的重叠位置a至位置g处从装饰层32去除材料,并且每个位置具有校小的直径或宽度x。另外,手指部54的每个手指58的形状均与上述的示例不同,在盲端部处在形状上为大致圆锥形或椭圆,而不是如在上述示例中的拱形。因此,手指部54为材料的总厚度比凹槽部52大的部分,以及楔形夹层部56可提供另外的结构,以帮助防止撕裂缝随着时间的推移可见或在完成的面板的装饰侧面处透过。该手指形状可以以各种方式获得,诸如通过改变激光光束的区域功率分配,从而在光束的中心处更强,或通过以非零入射角将激光光束引导至材料处。

在图7的示例中,盲切口38还形成有不均匀的深度d、凹槽部52、手指部54和相关联的材料的楔形夹层部56。在这种情况下,凹槽部52占有比图6中的材料厚度大的部分,而手指部占有少的材料厚度的部分。在该示例中,手指部54的单独的手指58为如图6中的相同的形状,但是在相同长度的盲切口38内少一个手指,其中在相邻的手指之间具有相应的更多的楔形夹层部56的材料厚度。盲切口38的该配置可通过以下形成:在凹槽部52的形成期间从重叠位置(例如,图6的a至g)去除材料,然后随后在不重叠的位置处形成手指部54。在这种情况下,通过在6个间隔开的、不重叠的位置处去除材料形成手指部54。在获得期望的凹槽深度之后,在材料去除位置之间的间隔可随着阶梯增加而增加,和/或在材料去除位置之间的间隔可随着将盲切口加深而逐渐增加。

其它变型包括平坦端部手指以及图4至图7的示例的特征的各种组合,例如,诸如使用图4的传感器系统,将单独材料去除位置中的每个形成至图5至图7的示例中的不同深度。

在一些实施方式中,用于在装潢层16中形成撕裂缝的激光系统包括激光扫描器140,该激光扫描器140配置成沿着撕裂缝图案20将激光光束100从激光源110引导至多个不同位置,以从装饰层去除材料,同时激光源110和装潢层16保持静止状态,相对于彼此不移动。图8示意性地示出了这种系统,在该系统中,将装潢层16在固定位置处在装饰侧部28处从下面进行支承。另外,激光源110在靠近图案20的中心的、装潢层16上方的固定位置处。图中示出激光源110沿着撕裂缝图案20在三个不同位置a、b、c处引导激光光束。激光源110可引导光束100连续地沿着撕裂缝图案20从a点至b点至c点,并且例如沿着该图案返回至任何其它点。可在激光源110处提供可倾斜的或以其它方式可移动的光学装置以实现示出的扫描能力,以及该系统还可配备有另外的光学装置,以随着其沿着图案移动并且在源110与装潢层16之间的距离改变,调节激光光束的焦点。这仅为激光扫描器140和扫描序列的一个示例。例如,可沿着一系列平行光栅线引导激光光束,而不是直接地沿着图案的形状进行引导。

如从以上说明显而易见的是,在材料去除过程以及在所得撕裂缝、装饰层和内部面板中存在许多变量。因而,下文概述的各种空间和过程变量范围为非限制性的,因为每个单独的尺寸或过程变量可取决于其它尺寸或过程变量。

参照图3,一些实施方式包括具有长度l的盲切口38,其中长度l比插入的材料桥接部40的长度l大。在一些情况下,盲切口长度l可为桥接部长度l的两倍,或为桥接部长度l的1.25倍至1.75倍。这在装饰材料中形成的撕裂缝中是非常规的,并且对于皮革装饰突出了一个长期问题:为了适当的撕裂缝功能,必须沿着撕裂缝将材料的横截面积的非常大的部分去除,以充分地削弱皮革,但是从不可见的侧部去除这样大的部分通常导致在皮革的可见侧部处的透视。以上描述的方法和盲切口结构允许这些沿着撕裂缝的相对长的盲切口,其中盲切口间具有相对短的材料桥接部。

在具体示例中,装潢层16为具有在1.0mm至1.2mm范围内的厚度的皮革材料层。撕裂缝18包括沿着撕裂缝图案交替的盲切口38和材料桥接部40。每个盲切口38均具有在1.2mm至1.5mm范围内的长度l,并且每个材料桥接部40均具有在0.6mm至0.8mm范围内的长度l。每个盲切口38的平均深度均在0.5mm至0.7mm的范围内,或为总皮革厚度的约1/2至2/3。因而,可沿着撕裂缝18的中心线去除达约装潢层16的横截面积的50%,同时在面板的装饰侧部处维持撕裂缝长期不可见。

在另一具体示例中,在皮革装潢层16具有相同的厚度范围的情况下,每个盲切口均具有约1.25mm的长度l,其中插入的材料桥接部具有约0.75mm的长度l。在该示例中,参照图3,5个重叠材料去除位置a至位置e中的每个均具有0.25mm的直径x和中心至中心的间隔x。在另一示例中,具有相同的装饰层,每个盲切口均具有约1.5mm的长度l,其中在每个盲切口之间具有0.8mm的材料桥接部,并且每个盲切口具有7个重叠材料去除位置,每个去除位置具有约0.25mm的直径。

考虑到任何商业上可用的在皮革中激光成形撕裂缝的总体先前失败,上述激光材料去除技术对于皮革材料意外地成功。如上所述,复杂的天然材料成分(例如胶原、蛋白质等)使其对典型的塑料激光刻痕过程的反应非常不同,因为皮革不像热塑性材料那样熔化或汽化。上述成功为部分地归因于具有极短脉冲的脉冲激光光束。每个极短的脉冲均在没有导致周围材料吸收热的情况下,传送足够的能量,以局部地破坏分子键。因而,极短的激光脉冲允许以非常小的部分去除材料。即使在单个位置处引导的脉冲激光器也会导致比非脉冲激光器小的热影响地带。包括沿着撕裂缝图案的多个连续的切削过程的上述方法,通过将激光光束发送至不同的盲切削位置以在从每个盲切削位置去除新的部分之后去除更多材料,在相同的位置处的进一步激光脉冲之间的延迟。

切削过程的数量仅在图4a至图4d中示意性地示出。在一些实施方式中,切削过程的数量为在25至75的范围内。对于具有在1.0mm至1.2mm范围内的厚度的皮革装饰层,切削过程的数量可在40至60的范围内,其中,在每个切削过程中,去除0.01mm至0.02mm厚度的材料。在一些情况下,在每个切削过程中去除比0.01mm小的下降至约0.005mm厚度的材料。

如上所述,在没有撕裂缝透过的情况下,盲切口的平均深度和需要实现适当的撕裂缝功能的关联的剩余壁厚可随材料而变化。已确定的是,当在具有5cm(50mm)的公称宽度和1.1mm的标称厚度的皮革装饰层中形成时,施加的用于撕裂装饰层的拉力应在具体范围内,以可重复地实现适当的撕裂缝功能,并且在加速老化试验之后维持撕裂缝不可见。对于汽车的内部等级皮革材料,施加的用于打破的最大拉力在300n至600n范围内就足够了,其中,汽车的内部等级皮革材料通常具有900n至1100n的最大撕裂强度而没有撕裂缝。对于标准化厚度的材料,与没有撕裂缝的16.5mpa至20mpa的范围相比,在撕裂缝形成之后的期望极限拉力强度为在约5.5mpa至约10.9mpa的范围内。自然,由于相关变量很多,因而这些范围为非限制性的,因为可用的安全气囊部署力至少会影响最大容许的装饰强度,以及随着时间的推移,诸如鞣革和上色或化学处理的皮革处理可影响材料的松弛性能。

应理解的是,前述内容为对本发明的一个或多个优选示例性实施方式的说明。本发明不限于本文中公开的一个或多个具体实施方式,而是仅由下文的权利要求限定。另外,在上述说明中包括的陈述涉及具体实施方式,并且不应解释为对本发明的范围或在权利要求中使用的术语的定义的限制,除非以上术语或短语清楚地限定。各种其它实施方式和对本公开的一个或多个实施方式的各种变化和修改会变得对本领域技术人员显而易见。所有这种其它实施方式、变化和修改旨在落入所附权利要求的范围内。

如在说明书和权利要求中所使用,术语“例如(forexample)”、“例如(forinstance)”、“诸如”和“等(like)”,以及动词“包括(comprising)”、“具有”、“包括(including)”及其其它动词形式,当与一系列一个或多个部件或其它项目结合使用时,每个均应解释为开放的,旨在不应认为列表排除其他、另外的部件或项目。其它术语应解释为使用它们的宽泛合理的含义,除非它们在需要不同解释的上下文中使用。

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