WO2015169410A1 - Method for visualizing and cleaning contaminations - Google Patents

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WO2015169410A1
WO2015169410A1 PCT/EP2015/000646 EP2015000646W WO2015169410A1 WO 2015169410 A1 WO2015169410 A1 WO 2015169410A1 EP 2015000646 W EP2015000646 W EP 2015000646W WO 2015169410 A1 WO2015169410 A1 WO 2015169410A1
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coating material
cleaning
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PCT/EP2015/000646
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Eyuep Akin ÖZDENIZ
Dezsoe Schilling
Hardy BÜRKLE
Udo Schimpf
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Daimler Ag
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/10—Oxides, borides, carbides, nitrides or silicides; Mixtures thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18—After-treatment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
    • G01N2021/945—Liquid or solid deposits of macroscopic size on surfaces, e.g. drops, films, or clustered contaminants

Definitions

  • the invention relates to a method for visualizing contaminants of a component according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for cleaning areas of a component according to the preamble of claim 6.
  • German Patent Application DE 103 18 681 A1 describes a method and a device for removing an edge region of a layer applied to a substrate and a method and a device for coating the substrate.
  • the coating should be realized in particular with photoresist.
  • the substrate may be, for example, wafers, masks, blanks, photomasks or substrates for use in LCD displays. Typically, these are also co-coated on the edge and edges of the substrate. At these points, however, the coating is undesirable. According to the idea described in the German patent application, therefore, a method for removing an edge region of the coating that has been applied to the substrate is presented. For this purpose, a laser beam is directed to the edge area in order to remove the coating here.
  • German patent application DE 10 2006 059 990 A1 describes a device for coating a component. This has a distributor for a
  • a device for thermal coating for example in the form of a
  • This spray always generates a certain overspray, which can be largely absorbed by masks, but which, despite a mask, still reaches a part in areas where it is undesirable.
  • Removed compressed gas outlet which is directed to the areas of the surface, which should not be coated and possibly contaminated.
  • the procedure is based on the removal of contamination due to the coating in the areas in which it is assumed that such a coating is present. It is problematic in both cases if there is no coating in these areas. By cleaning the surface is possibly attacked, which is also undesirable. In both methods, it is also not possible to inspect areas outside the suspected areas for a coating and, if necessary, to clean them.
  • thermal coating as they are preferably in the thermal coating
  • Cylinder liners in cylinder crankcases of internal combustion engines is common, another key problem is that the material of the coating color is difficult to distinguish from the material of the substrate. A possible contamination can not be recognized optically or only very badly. It is therefore very difficult to carry out a targeted cleaning, both manually as well as via robotic cleaning methods. In addition, the pollution that occurs can hardly be detected and quantified, so that it is also difficult to make a meaningful and reliable assessment of the effectiveness and efficiency of cleaning processes, which is a decisive disadvantage in production development.
  • the object of the present invention is now to provide a method for
  • this object is achieved by a method for the visualization of
  • Claim 6 which uses the visualization method, the task.
  • Coating material has been contaminated, uses a corrosion process to which the component is exposed to change the color of the coating material as a result of this corrosion process. This overcomes the problem that unwanted coating material, so-called overspray, depending on
  • Coating technology partly on the component or substrate which has been coated, is not or hardly recognizable. If the coating is, for example, a thermal coating, preferably a
  • Arc wire spraying then is common, for example in the field of
  • Cylinder crankcase made of an aluminum base material applied. Both materials are mainly dominated by a gray color, so that any overspray of the thermal coating on the material of the cylinder crankcase is barely visible.
  • the iron-based alloy of the coating can now be corroded. The corrosion process can vary depending on the materials used
  • the coating material is changed by him, but not the material of the component or substrate is attacked.
  • at least one image of the component or parts of the component can be created and by means of image processing, the
  • Method for visualizing the impurities for example, to optimize the injection process in production development can be used, because now can be reliably and easily determined via an image processing software, in which areas how much overspray has arrived. Just as well can by an appropriate image processing before and after a cleaning process a
  • the coating may preferably be in the form of a thermal coating, in particular by means of
  • Image processing is not a problem, since it can be easily programmed in which areas the coating is desired and in which not, so that between the desired coating and overspray can be easily distinguished.
  • this is in the vast majority of cases not a problem, for example in the already mentioned thermal coating, in particular cylinder surfaces, with an iron-based alloy. In these cases is It is common that a reworking of the coating surface, for example, by turning, grinding and / or honing occurs. The minimal corrosion layer which forms on the surface during the corrosion process in the method according to the invention is then removed again and thus does not present a problem.
  • a masking be provided so that during the corrosion, the areas in which the coating is wanted to be masked accordingly.
  • the responsible for the corrosion or oxidation conditions thus do not reach into the area of the surface of the intended coating, so that it is not attacked, and thus desired by the corrosion color change only occurs in the areas in which it is desired.
  • the location and the amount of the undesirable coating material can be ascertained. As already mentioned, this information can also be used for cleaning or for assessing the quality of cleaning. In a method according to the invention for cleaning
  • Coating material corrodes and changes color. Thereafter, at least one image of the component or parts of the component is created, and by means of image processing, the locations and amounts of the unwanted coating material are determined. About this determined data on location and amount of unwanted coating then a cleaning robot is driven, which removes the overspray,
  • a three-dimensionally guided robotic arm with a suitable cleaning tool such as a high-pressure water jet lance or
  • various cleaning nozzles with abrasive media is equipped.
  • the values obtained via image processing can be used for cleaning in specific areas where it is necessary.
  • a mask has already been used during the oxidation, then it can preferably remain on the component.
  • control of the cleaning robot can be improved by continuous image acquisition and processing.
  • the cleaning robot thus receives not only one for controlling
  • Impurities have already been removed and which are not, so that a very targeted and reliable control of the robot in the manner of a scheme with a feedback on the cleaning success, is possible.
  • Another very favorable embodiment of the method according to the invention for cleaning it also provides that the cleaning before a finishing of the component, in particular a finishing of the coated surfaces occurs. On the one hand, this makes sense in order to be able to remove a potential surface corrosion of the coating, so that no elaborate masks or the like are necessary here.
  • a minimal impairment of the coating on its surface by the cleaning process for example, by abrasive particles in the area of the coating of a blasting process are largely uncritical, since the subsequent processing of the coating their surface is revised again and the cleaning agents used for cleaning typically Do not leave any damage to the surface, which is so large that it could not be eliminated during reworking.
  • Visualization on the one hand and for cleaning on the other hand in particular for use in thermally sprayed layers, for example in tribological coatings of cylinder liners in cylinder crankcases of internal combustion engines. It can However, be used in all other combinations of materials, whereby corrosion or oxidation, a change in color of the coating or at least the overspray of the coating can be achieved in order to recognize these contaminants according to good and make it detectable via image processing.

Abstract

The invention relates to a method for visualizing contaminations of a component, regions of which have been contaminated as a result of being undesirably coated with the coating material. The method according to the invention is characterized in that the component is exposed to a corrosion and/or oxidation process, as a result of which the coating material corrodes and changes color, after which at least one image of the component or of parts of the component is created, and after which the undesired coating material is recognized by means of image processing. The visualization may be used, for example, to actuate a cleaning robot.

Description

Verfahren zum Visualisieren und Reinigen von Verunreinigungen  Method for visualizing and cleaning impurities
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Visualisieren von Verunreinigungen eines Bauteils gemäß der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Reinigen von Bereichen eines Bauteils gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6. The invention relates to a method for visualizing contaminants of a component according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1. The invention further relates to a method for cleaning areas of a component according to the preamble of claim 6.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik ist es bekannt, dass beim Veredeln von Bauteilen durch Beschichten Beschichtungsmaterial unerwünscht in Bereiche gelangen kann, welche eigentlich nicht hätten beschichtet werden sollen. Diese ungewollt beschichteten bzw. mit Partikeln der Beschichtung, dem sogenannten Overspray, kontaminierten Bereiche sind für die Bauteilqualität nachteilig. Es wäre daher It is known from the general state of the art that, when coating components by coating, coating material can undesirably reach areas which should not have been coated. This unintentionally coated or contaminated with particles of the coating, the so-called overspray areas are detrimental to the component quality. It would therefore be
wünschenswert, diese Kontaminationen nach Möglichkeit vollständig zu entfernen. desirable to completely remove these contaminants wherever possible.
Die deutsche Patentanmeldung DE 103 18 681 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen eines Randbereichs einer auf ein Substrat aufgebrachten Schicht sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten des Substrats. Die Beschichtung soll dabei insbesondere mit Fotolack realisiert werden. Bei dem Substrat kann es sich beispielsweise um Wafer, Masken, Rohlinge, Fotomasken oder Substrate zur Verwendung in LCD-Displays handeln. Typischerweise werden diese auch am Rand und an den Kanten des Substrats mitbeschichtet. An diesen Stellen ist die Beschichtung jedoch unerwünscht. Gemäß der in der deutschen Patentanmeldung beschriebenen Idee wird daher ein Verfahren zum Entfernen eines Randbereichs der Beschichtung, die auf das Substrat aufgebracht worden ist, vorgestellt. Dazu wird ein Laserstrahl auf den Randbereich gerichtet, um die Beschichtung hier abzutragen. Der Vorteil bei derartigen Beschichtungen liegt darin, dass bekannt ist, an welchen Stellen beschichtet worden ist, und an welchen Stellen die Beschichtung nicht gewünscht ist. Die Beschichtung muss daher lediglich wieder abgetragen werden, ohne dass hierfür die Notwendigkeit besteht, dass erkannt werden muss, in welchem Bereich genau die Beschichtung ist, da immer davon ausgegangen werden kann, dass die betreffenden Bereiche in jedem Fall beschichtet und damit im Sinne der Funktionalität mit dem Beschichtungsmaterial kontaminiert sind. German Patent Application DE 103 18 681 A1 describes a method and a device for removing an edge region of a layer applied to a substrate and a method and a device for coating the substrate. The coating should be realized in particular with photoresist. The substrate may be, for example, wafers, masks, blanks, photomasks or substrates for use in LCD displays. Typically, these are also co-coated on the edge and edges of the substrate. At these points, however, the coating is undesirable. According to the idea described in the German patent application, therefore, a method for removing an edge region of the coating that has been applied to the substrate is presented. For this purpose, a laser beam is directed to the edge area in order to remove the coating here. The advantage of such coatings is that it is known at which points has been coated, and at which points the coating is not desired. The coating must Therefore, only be removed again without the need for it must be recognized, in which area exactly the coating, since it can always be assumed that the respective areas coated in each case and thus in terms of functionality with the coating material contaminated.
Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2006 059 990 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Beschichten eines Bauteils. Diese weist eine Verteilvorrichtung für einen German patent application DE 10 2006 059 990 A1 describes a device for coating a component. This has a distributor for a
aufgeschmolzenen Beschichtungswerkstoff auf. Es handelt sich dabei insbesondere um eine Einrichtung zur thermischen Beschichtung, beispielsweise in Form eines melted coating material. It is in particular a device for thermal coating, for example in the form of a
Lichtbogendrahtspritzens. Über eine Druckgasdüse für den Transport des Arc wire spraying. Via a compressed gas nozzle for the transport of the
aufgeschmolzenen Beschichtungswerkstoffs wird dieser auf die zu beschichtende melted coating material, this is to be coated on the
Oberfläche des Bauteils aufgebracht. Dieser Sprühstrahl erzeugt dabei immer auch einen gewissen Overspray, welcher zwar durch Masken weitgehend aufgefangen werden kann, welcher aber, trotz einer Maskierung, immer noch zu einem Teil in Bereiche gelangt, in denen er unerwünscht ist. Dieser Overspray, welcher anliegende Oberflächen Surface of the component applied. This spray always generates a certain overspray, which can be largely absorbed by masks, but which, despite a mask, still reaches a part in areas where it is undesirable. This overspray, which applied surfaces
verunreinigt, wird gemäß dieser deutschen Patentschrift durch einen zweiten contaminated, according to this German patent specification by a second
Druckgasauslass entfernt, welcher auf die Bereiche der Oberfläche gerichtet ist, welche nicht beschichtet werden sollen und gegebenenfalls verunreinigt wurden. Removed compressed gas outlet, which is directed to the areas of the surface, which should not be coated and possibly contaminated.
Auch hier liegt ähnlich wie in der zuvor genannten Schrift als Vorgehensweise das Entfernen einer Kontamination aufgrund der Beschichtung in den Bereichen zugrunde, in denen davon ausgegangen wird, dass eine solche Beschichtung vorliegt. Problematisch in beiden Fällen ist es, wenn in diesen Bereichen keine Beschichtung vorliegt. Durch die Reinigung wird die Oberfläche gegebenenfalls angegriffen, was ebenfalls unerwünscht ist. In beiden Verfahren ist es außerdem nicht möglich, Bereiche außerhalb der vermuteten Bereiche hinsichtlich einer Beschichtung zu überprüfen und diese, falls eine Beschichtung vorliegt, gegebenenfalls zu reinigen. Again, as in the aforementioned document, the procedure is based on the removal of contamination due to the coating in the areas in which it is assumed that such a coating is present. It is problematic in both cases if there is no coating in these areas. By cleaning the surface is possibly attacked, which is also undesirable. In both methods, it is also not possible to inspect areas outside the suspected areas for a coating and, if necessary, to clean them.
Insbesondere bei der thermischen Beschichtung, wie sie vorzugsweise bei In particular, in the thermal coating, as they are preferably in
Zylinderlaufbahnen in Zylinderkurbelgehäusen von Verbrennungsmotoren üblich ist, liegt eine weitere entscheidende Problematik darin, dass das Material der Beschichtung farblich kaum von dem Material des Substrats zu unterscheiden ist. Eine eventuelle Kontamination kann damit optisch nicht oder nur außerordentlich schlecht erkannt werden. Es ist daher sehr schwierig, eine gezielte Reinigung durchzuführen, sowohl manuell als auch über robotergestützte Reinigungsverfahren. Außerdem lässt sich die aufgetretene Verschmutzung kaum erfassen und quantifizieren, sodass es auch schwierig ist, die Wirksamkeit und Effizienz von Reinigungsprozessen sinnvoll und zuverlässig zu beurteilen, was in der Produktionsentwicklung ein entscheidender Nachteil ist. Cylinder liners in cylinder crankcases of internal combustion engines is common, another key problem is that the material of the coating color is difficult to distinguish from the material of the substrate. A possible contamination can not be recognized optically or only very badly. It is therefore very difficult to carry out a targeted cleaning, both manually as well as via robotic cleaning methods. In addition, the pollution that occurs can hardly be detected and quantified, so that it is also difficult to make a meaningful and reliable assessment of the effectiveness and efficiency of cleaning processes, which is a decisive disadvantage in production development.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur The object of the present invention is now to provide a method for
Visualisierung derartiger Verunreinigungen anzugeben, welches eine Auswertung und Bewertung der Verunreinigungen einerseits und die Reinigung andererseits verbessert. To indicate visualization of such impurities, which improves an evaluation and evaluation of impurities on the one hand and the cleaning on the other hand.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Visualisierung von According to the invention, this object is achieved by a method for the visualization of
Verunreinigungen mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen. Impurities with the features in claim 1 solved. Advantageous embodiments and further developments emerge from the subclaims dependent thereon.
Außerdem löst ein Verfahren zum Reinigen eines Bauteils mit den Merkmalen im In addition, a method for cleaning a component with the features in the
Anspruch 6, welches das Verfahren zur Visualisierung nutzt, die Aufgabe. Claim 6, which uses the visualization method, the task.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Visualisierung von Verunreinigungen eines The inventive method for visualizing impurities of a
Bauteils, von welchem Bereiche infolge einer Beschichtung unerwünscht mit dem Part of which areas undesirable due to a coating with the
Beschichtungsmaterial verunreinigt worden sind, nutzt einen Korrosionsprozess, welchem das Bauteil ausgesetzt wird, um die Farbe des Beschichtungsmaterials infolge dieses Korrosionsprozesses zu verändern. Damit wird die Problematik umgangen, dass unerwünschtes Beschichtungsmaterial, sogenannter Overspray, je nach Coating material has been contaminated, uses a corrosion process to which the component is exposed to change the color of the coating material as a result of this corrosion process. This overcomes the problem that unwanted coating material, so-called overspray, depending on
Beschichtungstechnologie teilweise auf dem Bauteil bzw. Substrat, welches beschichtet worden ist, nicht oder kaum zu erkennen ist. Handelt es sich bei der Beschichtung beispielsweise um eine thermische Beschichtung, vorzugsweise ein Coating technology partly on the component or substrate which has been coated, is not or hardly recognizable. If the coating is, for example, a thermal coating, preferably a
Lichtbogendrahtspritzen, dann wird häufig, beispielsweise im Bereich der Arc wire spraying, then is common, for example in the field of
Zylinderlaufflächen von Zylinderkurbelgehäusen, ein Eisenbasismaterial auf das Cylinder faces of cylinder crankcases, an iron base material on the
Zylinderkurbelgehäuse aus einem Aluminiumbasismaterial aufgetragen. Beide Materialien sind im Wesentlichen von einer grauen Farbgebung dominiert, sodass ein eventueller Overspray der thermischen Beschichtung auf dem Material des Zylinderkurbelgehäuses kaum zu erkennen ist. Über den erfindungsgemäßen Korrosionsprozess, welchem das Bauteil ausgesetzt wird, kann nun die Eisenbasislegierung der Beschichtung korrodiert werden. Der Korrosionsprozess kann dabei je nach eingesetzten Materialien Cylinder crankcase made of an aluminum base material applied. Both materials are mainly dominated by a gray color, so that any overspray of the thermal coating on the material of the cylinder crankcase is barely visible. By means of the corrosion process according to the invention, to which the component is exposed, the iron-based alloy of the coating can now be corroded. The corrosion process can vary depending on the materials used
vorzugsweise so ausgewählt werden, dass das Beschichtungsmaterial durch ihn verändert wird, das Material des Bauteils beziehungsweise Substrats jedoch nicht angegriffen wird. Im oben genannten Beispiel würde durch die Korrosion des Beschichtungsmaterials dieses seine Farbe in Richtung eines Rotbrauns ändern, das Eisenbasismaterial würde rosten. Anschließend an eine solche Korrosion ist es nun möglich, den Overspray sehr leicht zu erkennen, da dieser sich in Form von rotbraunen Punkten bzw. Bereichen von der grauen Oberfläche des Substrats abhebt. Andere Farbgestaltungen bei anderen chemischen Korrosionsprozessen, je nach eingesetzten Materialien, sind dabei selbstverständlich möglich. Durch diese farbige Hervorhebung des unerwünschten Beschichtungsmaterials durch den Korrosionsvorgang wird dieser also sehr gut sichtbar. Anschließend kann dann wenigstens ein Bild des Bauteils oder von Teilen des Bauteils erstellt werden und mittels einer Bildverarbeitung kann das preferably be selected so that the coating material is changed by him, but not the material of the component or substrate is attacked. In the above example, by the corrosion of the coating material, this would change its color toward a reddish brown, the iron base material would rust. Subsequent to such corrosion, it is now possible to detect the overspray very easily, since it stands out in the form of red-brown dots or areas from the gray surface of the substrate. Other color designs in other chemical corrosion processes, depending on the materials used, are of course possible. This colored highlighting of the unwanted coating material by the corrosion process so this is very visible. Subsequently, at least one image of the component or parts of the component can be created and by means of image processing, the
unerwünschte Beschichtungsmaterial dann sehr leicht erkannt werden. Hierdurch ist es möglich, das Beschichtungsmaterial hinsichtlich seiner Menge und der Orte, an welchen es anzutreffen ist, sehr einfach zu quantifizieren, sodass das erfindungsgemäße unwanted coating material can then be detected very easily. This makes it possible to easily quantify the coating material in terms of its amount and the places where it is found, so that the inventive
Verfahren zur Visualisierung der Verunreinigungen beispielsweise zur Optimierung des Spritzprozesses in der Produktionsentwicklung eingesetzt werden kann, weil nunmehr zuverlässig und einfach über eine Bildverarbeitungssoftware festgestellt werden kann, in welchen Bereichen wieviel Overspray gelangt ist. Genauso gut kann durch eine entsprechende Bildverarbeitung vor und nach einem Reinigungsprozess eine Method for visualizing the impurities, for example, to optimize the injection process in production development can be used, because now can be reliably and easily determined via an image processing software, in which areas how much overspray has arrived. Just as well can by an appropriate image processing before and after a cleaning process a
Optimierung der Produktionsentwicklung von Reinigungsverfahren für die Reinigung derartiger Bauteile vorgenommen werden. Optimization of the production development of cleaning procedures for the cleaning of such components are made.
Wie bereits erwähnt kann die Beschichtung gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise als thermische Beschichtung, insbesondere mittels As already mentioned, according to an advantageous development of the invention, the coating may preferably be in the form of a thermal coating, in particular by means of
Lichtbogendrahtspritzen, aufgetragen werden. Dabei kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung hiervon ein Eisenbasismaterial für die Beschichtung verwendet werden. Arc wire spraying, applied. In this case, according to an advantageous development thereof, an iron base material can be used for the coating.
Durch den Korrosionsprozess, dem typischerweise das gesamte Bauteil ausgesetzt wird, wird dabei nicht nur das unerwünschte Beschichtungsmaterial sondern typischerweise auch das gewünscht aufgetragene Beschichtungsmaterial mitkorrodiert. Für die By the corrosion process, which is typically exposed to the entire component, not only the unwanted coating material but also typically the desired applied coating material is mitkorrodiert. For the
Bildverarbeitung ist dies kein Problem, da hier einfach einprogrammiert werden kann, in welchen Bereichen die Beschichtung erwünscht ist und in welchen nicht, sodass zwischen gewünschter Beschichtung und Overspray sehr einfach unterschieden werden kann. Hinsichtlich des Fertigungsprozesses ist dies in den allermeisten Fällen auch kein Problem, beispielsweise bei der bereits angesprochenen thermischen Beschichtung, insbesondere von Zylinderlaufflächen, mit einer Eisenbasislegierung. In diesen Fällen ist es üblich, dass eine Nachbearbeitung der Beschichtungsfläche beispielsweise durch Drehen, Schleifen und/oder Honen erfolgt. Die minimale Korrosionsschicht, welche sich an der Oberfläche während des Korrosionsprozesses bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bildet, wird dann wieder abgetragen und stellt somit kein Problem dar. Image processing is not a problem, since it can be easily programmed in which areas the coating is desired and in which not, so that between the desired coating and overspray can be easily distinguished. With regard to the manufacturing process, this is in the vast majority of cases not a problem, for example in the already mentioned thermal coating, in particular cylinder surfaces, with an iron-based alloy. In these cases is It is common that a reworking of the coating surface, for example, by turning, grinding and / or honing occurs. The minimal corrosion layer which forms on the surface during the corrosion process in the method according to the invention is then removed again and thus does not present a problem.
Ist dies unerwünscht oder aufgrund des Fertigungsablaufs nicht möglich, dann kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens außerdem eine Maskierung vorgesehen werden, sodass während der Korrosion die Bereiche, in denen die Beschichtung gewollt ist, entsprechend maskiert werden. Die für die Korrosion bzw. Oxidation verantwortlichen Bedingungen gelangen somit nicht in den Bereich der Oberfläche der gewollten Beschichtung, sodass diese nicht mit angegriffen wird, und die durch die Korrosion gewünschte Farbveränderung somit lediglich in den Bereichen auftritt, in denen sie auch gewünscht ist. If this is undesirable or not possible due to the manufacturing process, then according to an advantageous development of the method according to the invention also a masking be provided so that during the corrosion, the areas in which the coating is wanted to be masked accordingly. The responsible for the corrosion or oxidation conditions thus do not reach into the area of the surface of the intended coating, so that it is not attacked, and thus desired by the corrosion color change only occurs in the areas in which it is desired.
Wie bereits erwähnt kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Visualisierung der Verunreinigungen über die Bildverarbeitung der Ort und die Menge des unerwünschten Beschichtungsmatehals festgestellt werden. Diese Informationen können, wie ebenfalls bereits erwähnt, auch zur Reinigung oder zur Beurteilung der Reinigungsqualität eingesetzt werden. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Reinigen von As already mentioned, in the method according to the invention for the visualization of the impurities via the image processing, the location and the amount of the undesirable coating material can be ascertained. As already mentioned, this information can also be used for cleaning or for assessing the quality of cleaning. In a method according to the invention for cleaning
Bereichen eines Bauteils, welche in Folge einer Beschichtung unerwünscht mit dem Beschichtungsmaterial verunreinigt worden sind, erfolgt nun genau dies indem das Bauteil analog zum oben beschriebenen Verfahren zur Visualisierung der Areas of a component, which have been contaminated as a result of a coating undesirable with the coating material, is now done just this by the component analogously to the method described above for visualizing the
Verunreinigungen einem Korrosionsprozess ausgesetzt wird, infolge dessen das Impurities is exposed to a corrosion process, as a result of which
Beschichtungsmaterial korrodiert und seine Farbe ändert. Danach wird wenigstens ein Bild des Bauteils oder von Teilen des Bauteils erstellt, und mittels einer Bildverarbeitung werden die Orte und die Mengen des unerwünschten Beschichtungsmaterials festgestellt. Über diese festgestellten Daten über Ort und Menge der unerwünschten Beschichtung wird dann ein Reinigungsroboter angesteuert, welcher den Overspray entfernt, Coating material corrodes and changes color. Thereafter, at least one image of the component or parts of the component is created, and by means of image processing, the locations and amounts of the unwanted coating material are determined. About this determined data on location and amount of unwanted coating then a cleaning robot is driven, which removes the overspray,
beispielsweise indem ein dreidimensional geführter Roboterarm mit einem geeigneten Reinigungswerkzeug, beispielsweise einer Wasserhochdruckstrahllanze oder For example, by a three-dimensionally guided robotic arm with a suitable cleaning tool, such as a high-pressure water jet lance or
verschiedenen Reinigungsdüsen mit abrasiven Medien, ausgestattet wird. Über die über die Bildverarbeitung erhaltenen Werte kann die Reinigung dabei sehr gezielt in den Bereichen erfolgen, in denen sie notwendig ist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Reinigungsverfahrens kann es dabei vorgesehen sein, dass während der Reinigung die Bereiche der Beschichtung die gewollt sind, entsprechend maskiert werden. Insbesondere beim Einsatz von various cleaning nozzles with abrasive media, is equipped. The values obtained via image processing can be used for cleaning in specific areas where it is necessary. According to a further advantageous embodiment of the cleaning method, it may be provided that during the cleaning, the areas of the coating are intended to be masked accordingly. Especially when using
Reinigungsdüsen mit abrasiven Medien kann dies ein entscheidender Vorteil sein, da auch hier ein„Overspray" der abrasiven Medien in den Bereich der eigentlich This can be a decisive advantage with cleaning nozzles with abrasive media, since here too an "overspray" of the abrasive media in the area of the actual
gewünschten Beschichtung und eine entsprechende Beschädigung derselben nicht erwünscht ist. Wurde bereits während der Oxidation eine Maske angewandt, dann kann diese vorzugsweise auf dem Bauteil verbleiben. desired coating and a corresponding damage to the same is not desirable. If a mask has already been used during the oxidation, then it can preferably remain on the component.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee kann dabei durch eine ständige Bilderfassung und -Verarbeitung die Ansteuerung des Reinigungsroboters verbessert werden. Der Reinigungsroboter erhält also zur Ansteuerung nicht nur eine In accordance with a very advantageous development of the idea, the control of the cleaning robot can be improved by continuous image acquisition and processing. The cleaning robot thus receives not only one for controlling
Startauswertung eines Bildes, sondern wird beispielsweise über eine Kamera Start evaluation of an image, but is for example via a camera
entsprechend überwacht, sodass fortwährend ermittelt werden kann, welche monitored accordingly, so that it can be continuously determined which
Verunreinigungen bereits entfernt worden sind und welche noch nicht, sodass eine sehr gezielte und zuverlässige Ansteuerung des Roboters in der Art einer Regelung mit einer Rückmeldung über den Reinigungserfolg, möglich ist. Impurities have already been removed and which are not, so that a very targeted and reliable control of the robot in the manner of a scheme with a feedback on the cleaning success, is possible.
Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Reinigen sieht es dabei ferner vor, dass die Reinigung vor einer Endbearbeitung des Bauteils, insbesondere einer Endbearbeitung der beschichteten Flächen, erfolgt. Dies ist einerseits sinnvoll, um eine potenzielle Oberflächenkorrosion der Beschichtung abtragen zu können, sodass hier keine aufwändigen Masken oder dergleichen notwendig sind. Auch eine minimale Beeinträchtigung der Beschichtung an ihrer Oberfläche durch den Reinigungsprozess, beispielsweise durch in den Bereich der Beschichtung gelangter abrasiver Partikel eines Strahlprozesses, sind dabei weitgehend unkritisch, da durch die nachfolgende Bearbeitung der Beschichtung ihre Oberfläche nochmals überarbeitet wird und die zur Reinigung eingesetzten Reinigungsmittel typischerweise keine Schäden in der Oberfläche hinterlassen, welche so groß sind, dass sie bei einer Nachbearbeitung nicht wieder eliminiert werden könnten. Another very favorable embodiment of the method according to the invention for cleaning, it also provides that the cleaning before a finishing of the component, in particular a finishing of the coated surfaces occurs. On the one hand, this makes sense in order to be able to remove a potential surface corrosion of the coating, so that no elaborate masks or the like are necessary here. A minimal impairment of the coating on its surface by the cleaning process, for example, by abrasive particles in the area of the coating of a blasting process are largely uncritical, since the subsequent processing of the coating their surface is revised again and the cleaning agents used for cleaning typically Do not leave any damage to the surface, which is so large that it could not be eliminated during reworking.
Wie bereits mehrfach erwähnt eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur As already mentioned several times, the inventive method for
Visualisierung einerseits und zur Reinigung andererseits insbesondere für den Einsatz bei thermisch gespritzten Schichten, beispielsweise bei tribologischen Beschichtungen von Zylinderlaufbahnen in Zylinderkurbelgehäusen von Verbrennungsmotoren. Es kann jedoch auch bei allen anderen Materialkombinationen eingesetzt werden, wodurch eine Korrosion oder Oxidation eine Farbveränderung der Beschichtung bzw. zumindest des Oversprays der Beschichtung erzielt werden kann, um diese Verunreinigungen entsprechend gut erkennen zu können und über eine Bildverarbeitung erfassbar zu machen. Visualization on the one hand and for cleaning on the other hand, in particular for use in thermally sprayed layers, for example in tribological coatings of cylinder liners in cylinder crankcases of internal combustion engines. It can However, be used in all other combinations of materials, whereby corrosion or oxidation, a change in color of the coating or at least the overspray of the coating can be achieved in order to recognize these contaminants according to good and make it detectable via image processing.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Visualisierung von Verunreinigungen eines Bauteils, von welchem Bereich infolge einer Beschichtung unerwünscht mit dem Beschichtungsmaterial verunreinigt worden sind A method of visualizing contaminants of a component from which area as a result of a coating have been undesirably contaminated with the coating material
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Bauteil einem Korrosions- bzw. Oxidationsprozess ausgesetzt wird, infolge dessen das Beschichtungsmaterial korrodiert und seine Farbe verändert, wonach wenigstens ein Bild des Bauteils oder von Teilen des Bauteils erstellt wird, und wonach das unerwünschte Beschichtungsmaterial mittels einer Bildverarbeitung erkannt wird.  the component is subjected to a corrosion or oxidation process, as a result of which the coating material corrodes and changes its color, after which at least one image of the component or parts of the component is created, and then the unwanted coating material is detected by means of image processing.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Beschichtung als thermische Beschichtung, insbesondere durch  the coating as a thermal coating, in particular by
Lichtbogendrahtspritzen, aufgetragen wird.  Arc wire spraying, is applied.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
eine Eisen-Basislegierung für die Beschichtung verwendet wird.  an iron-based alloy is used for the coating.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, 4. The method according to claim 1, 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
während der Korrosion bzw. Oxidation die Bereiche, in denen die Beschichtung gewollt ist, maskiert werden. During corrosion or oxidation, the areas where the coating is intended to be masked.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
über die Bildverarbeitung der Ort und die Menge des unerwünschten  about image processing the place and the amount of unwanted
Beschichtungsmaterials festgestellt werden.  Be detected coating material.
6. Verfahren zum Reinigen von Bereichen eines Bauteils, welche infolge einer 6. A method for cleaning areas of a component, which as a result
Beschichtung unerwünscht mit dem Beschichtungsmaterial verunreinigt worden sind,  Coating have been undesirable contaminated with the coating material,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Bauteil einem Korrosions- bzw. Oxidationsprozess ausgesetzt wird, infolge dessen das Beschichtungsmaterial korrodiert und seine Farbe ändert, wonach wenigstens ein Bild des Bauteils oder von Teilen des Bauteils erstellt wird, wonach das unerwünschte Beschichtungsmaterial mittels einer Bildverarbeitung erkannt wird, wobei über die Bildverarbeitung der Ort und die Menge des unerwünschten Beschichtungsmaterials festgestellt werden, und wonach die Daten über Ort und Menge des unerwünschten Beschichtungsmaterials zur Ansteuerung eines Reinigungsroboters verwendet werden.  the component is subjected to a corrosion or oxidation process, as a result of which the coating material corrodes and changes color, after which at least one image of the component or parts of the component is created, whereafter the unwanted coating material is detected by means of image processing, wherein the image processing of Locate and the amount of unwanted coating material are determined, and then the data on the location and amount of unwanted coating material used to drive a cleaning robot.
7. Verfahren nach Anspruch 6, 7. The method according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
während der Reinigung von Bereichen des Bauteils die Bereiche, in denen die Beschichtung gewollt ist, maskiert werden.  During cleaning of areas of the component, the areas in which the coating is intended to be masked.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, 8. The method according to claim 6 or 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
durch eine ständige Bilderfassung und -Verarbeitung die Ansteuerung des  by a constant image acquisition and processing the control of the
Reinigungsroboters verbessert wird.  Cleaning robot is improved.
9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, 9. The method according to claim 6, 7 or 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Reinigung von Bereichen des Bauteils vor einer Endbearbeitung des Bauteils, insbesondere vor einer Endbearbeitung der Beschichtung, erfolgt.  the cleaning of areas of the component before a finishing of the component, in particular before a finishing of the coating takes place.
10. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 9 zur Visualisierung bzw. Reinigung von unerwünscht mit Beschichtungsmaterial verunreinigten Bereichen Zylinderkurbelgehäuses nach einer thermischen Beschichtung der Zylinderlaufbahnen, insbesondere mittels Lichtbogendrahtsspritzen. 10. Use of the method according to any one of claims 1 to 5 and / or the method according to any one of claims 6 to 9 for visualization or cleaning undesirable with coating material contaminated areas of the cylinder crankcase after a thermal coating of the cylinder liners, in particular by means of arc wire spraying.
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