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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Markierung eloxierter Aluminiumteile
nach Anspruch 1.
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Viele
Aluminiumteile, bspw. Gehäusebleche, werden
eloxiert, da die sehr harte und witterungsbeständige Eloxalschicht das darunterliegende
Aluminium vor Umwelteinflüssen
und mechanischem Abrieb schützt.
Es besteht natürlich
häufig
der Bedarf, auf den eloxierten Aluminiumteilen Beschriftungen oder andere
Markierungen anzubringen. Hierbei kann es sich bspw. um technische
Informationen, Markenzeichen, graphische Gestaltungselemente und
so weiter handeln. Zusammenfassend wird das Anbringen beliebiger
Zeichen im Weiteren als Markieren bezeichnet.
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Ein
gängiges
Verfahren zum Markieren eloxierter Aluminiumteile ist das sogenannte Alu-Print-Verfahren.
Hierbei wird auf das frisch eloxierte Aluminiumteil im Siebdruckverfahren
eine Farbe aufgedruckt, und die Eloxalschicht wird anschließend verdichtet.
Dieses Verfahren macht sich den Umstand zu Nutze, dass die Eloxalschicht
nach dem Eloxieren zunächst
noch grobporig ist. Die aufgebrachte Farbe lagert sich in erster
Linie in den Poren ab und beim späteren Verdichten werden diese
Poren geschlossen, so dass die Farbe an den entsprechenden Stellen
ein dauerhafter und integraler Bestandteil der Eloxalschicht wird.
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Auch
wenn dieses Verfahren zu sehr guten Ergebnissen führt, so
hat es doch auch zwei entscheidende Nachteile. Zum Einen ist aufgrund
des Siebdruck-Schrittes
relativ viel manuelle Arbeit notwendig und eine Automatisierung
des Gesamtprozesses ist nur sehr bedingt möglich. Weiterhin können nur
frisch eloxierte Aluminiumteile markiert werden, da eine bereits
verdichtete Eloxalschicht praktisch keine Farbe mehr aufnimmt. Dies
ist insbesondere dann hinderlich, wenn bereits fertig eloxierte Aluminiumteile
von einem anderen Hersteller zugekauft werden, die dann noch entsprechend
gekennzeichnet werden sollen (bspw. Anbringen eines Markenzeichens
des Endherstellers).
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Aus
der
EP 0 048 988 B1 ist
ein Verfahren zur Erzeugung eines Streifenmusters auf einem eloxierten
Aluminiumteil bekannt. Hierbei wird das Aluminiumteil zunächst einer
erneuten anodischen Oxidation unterzogen und anschließend kathodisch elektrolysiert.
Nach einer nochmaligen anodischen Oxidation wird die Oberfläche einem
Färbevorgang unterzogen.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren
zur Markierung eloxierter Aluminiumteile zur Verfügung zu
stellen, das zum Einen einen hohen Automatisierungsgrad erlaubt,
und das zum Anderen auch bei bereits verdichteten Eloxalschichten
angewendet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
gelöst.
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Beim
erfindungsgemäßen Verfahren
wird zunächst
die bestehende, verdichtete Eloxalschicht an denjenigen Stellen,
welche eingefärbt
werden sollen, abgetragen, d. h. lokal zerstört. Diese lokale Zerstörung erfolgt
mittels eines Lasers oder durch Gravieren. Falls das Verfahren bei
einem Aluminiumteil mit noch unverdichteter Eloxalschicht angewendet
werden soll, muss vor dem lokalen Entfernen der bestehenden Eloxalschicht
diese verdichtet werden.
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Im
nächsten
Verfahrensschritt wird das Aluminiumteil einer erneuten anodischen
Oxidation unterworfen, wobei sich an denjenigen Stellen, an denen
die alte Eloxalschicht entfernt wurde, eine neue Eloxalschicht bildet.
Da das Aluminiumteil an allen anderen Bereichen durch die bestehende
Eloxalschicht passi viert ist, nehmen diese Bereiche an der Oxidation
nicht teil. Es ist deshalb auch möglich, das zu behandelnde Aluminiumteil
nur teilweise, nämlich mit
den zu markierenden Bereichen, in das Eloxalbad einzutauchen. Häufig muss
vor dem Durchführen
der Oxidation noch eine Kontaktstelle geschaffen werden, über die
das Aluminiumteil an eine Stromquelle angeschlossen werden kann.
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Die
sich durch das erneute Eloxieren bildenden jungen Eloxalschichten
sind grobporig. Das Aluminiumteil wird nun, zumindest mit den zu
markierenden Bereichen, in ein Farbbad eingetaucht. Die neue, grobporige
Eloxalschicht nimmt Farbe auf, die alte, bereits verdichtete Eloxalschicht
jedoch nicht. Insbesondere ist gemäß Anspruch 4 hier ein Farbbad
mit einer Farbe geeignet, die sich elektrolytisch abscheiden lässt. Die
noch junge, porenreiche Eloxalschicht leitet noch ausreichend Strom,
um eine entsprechende Farbablagerung zu erreichen, die alte, bereits
verdichtete Eloxalschicht leitet den Strom hingegen so gut wie überhaupt
nicht mehr. Somit wird die gewünschte
Wirkung, nämlich
dass sich die Farbe nur in dem gewünschten Bereichen anlagert,
durch einen doppelten Effekt erzielt.
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Abschließend wird
in der Regel die Eloxalschicht erneut verdichtet (Anspruch 2), so
dass sich die Poren der neuen Eloxalschicht schließen und
die eingelagerte Farbe dauerhaft gebunden wird. In manchen Anwendungsfällen mag
es jedoch ausreichend sein, die neue Eloxalschicht dem natürlichen Alterungsprozess
auszusetzen, der auch zu einer Verschließung der Poren führt.
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Das
Verfahren kann mehrfach hintereinander durchgeführt werden, so dass sich auch
mehrfarbige Markierungen erzeugen lassen, Anspruch 6.
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Die
Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf
die Figuren näher erläutert. Es
zeigen:
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1 Einen
Ausschnitt durch die Oberfläche eines
Aluminiumteils mit einer Eloxalschicht,
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2 Eine
schematische Darstellung des ersten Verfahrensschrittes,
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3 Die
Oberfläche
aus 1 nach Durchführung
des ersten Verfahrensschrittes,
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4 Eine
schematische Darstellung des zweiten Verfahrensschrittes,
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5 Die
Oberfläche
aus 1 nach Durchführung
des zweiten Verfahrensschrittes,
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6 Die
Durchführung
des dritten Verfahrensschrittes,
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7 Die
Oberfläche
aus 1 nach Durchführung
des dritten Verfahrensschrittes,
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8 Die
schematische Darstellung eines Verdichtungsprozesses,
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9 Die
Oberfläche
aus 1 nach Durchführung
eines Verdichtungsschrittes,
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1 zeigt
einen Ausschnitt einer Oberfläche
eines Aluminiumteils 10 mit einer bestehenden, verdichteten
Eloxalschicht 20.
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In
einem ersten Verfahrensschritt wird die bestehende Eloxalschicht 20 in
Form der zu erzeugenden Markierung, hier bspw. ein A, lokal zerstört. Wie
in 2 angedeutet ist, kann dies bspw. mittels eines
Lasers 30 geschehen. 3 zeigt
das Ergebnis dieses ersten Verfahrensschrittes. Die bestehende Eloxalschicht 20 hat
nun eloxalfreie Stellen 22 an denen das darunter liegende
Aluminiumteil 10 blank liegt. Natürlich kann auch das darunter
liegende Aluminiumteil 10 an den eloxalfreien Stellen 22 etwas abgetragen
sein.
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Im
zweiten Verfahrensschritt wird das Aluminiumteil 10 erneut
eloxiert, also einer anodischen Oxidation unterworfen, siehe 4.
Als Eloxalbad 40 kann bspw. Schwefelsäure oder eine andere hierfür übliche Chemikalie
dienen.
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5 zeigt
schematisch das Ergebnis dieser erneuten anodischen Oxidation. An
den Stellen, an denen die alte Eloxalschicht abgetragen wurde, hat sich
eine neue, großporige
Eloxalschicht 24 ausgebildet. In die Poren des neuen Eloxals
soll nun Farbe eingelagert werden, dies erfolgt im nächsten Verfahrensschritt:
Das Aluminiumteil 10 wird in ein Farbbad 50 eingetaucht,
das eine Farbe enthält,
die sich elektrolytisch abscheidet. Die Abscheidung erfolgt hierbei ausschließlich in
der neuen Eloxalschicht 24. Dies ist in 7 schematisch
angedeutet.
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Im
letzten Verfahrensschritt wird die neue Eloxalschicht 24 verdichtet,
was, wie dies in 8 angedeutet ist, bspw. durch
Kochen in einem Heißwasserbad 60 erfolgen
kann. Es können
jedoch auch andere bekannte Methoden zur Verdichtung von Eloxalschichten
angewendet werden, bspw. die Behandlung mit heißen Chromat- Azetat- oder Silikatlösungen.
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Als
Ergebnis dieser Verdichtung entsteht eine neue, verdichtete Eloxalschicht 25,
in der die Farbe eingelagert ist, wie dies in 9 angedeutet ist.
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Wie
man sieht, kommt das Verfahren ohne die Anwendung handwerklicher
Methoden aus, so dass zum Einen ein hoher Automatisierungsgrad möglich ist,
weiterhin liefert das Verfahren sehr reproduzierbare und gleichbleibende
Ergebnisse.
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Da
nach Abschluss des Verfahrens wieder das gesamte Aluminiumteil eloxiert
ist, weist es auch wieder die entsprechend hohe Witterungsbeständigkeit
auf.
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- 10
- Aluminiumteil
- 20
- alte,
verdichtete Eloxalschicht
- 22
- eloxalfreie
Stelle
- 24
- neue
Eloxalschicht
- 25
- neue,
verdichtete Eloxalschicht
- 30
- Laser
- 40
- Eloxalbad
- 50
- Farbbad
- 60
- Heißwasserbad