Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Maskierungsvorrichtung zum Herstellen einer Maskierungsstrukur auf einem mittels eines Oberflächenbearbeitungsverfahrens zu bearbeitenden Bauteils einer Strömungsmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung umfasst zudem ein Verfahren zum Herstellen einer Maskierungsstrukur auf einem mittels eines Oberflächenbearbeitungsverfahren zu bearbeiten Bauteils einer Strömungsmaschinen gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 14 sowie eine Maskierungsstrukur gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 15.

Bei der Fertigung von Bauteilen für Strömungsmaschinen kommen Oberflächenbearbeitungsverfahren, beispielsweise galvanische Verfahren zum Einsatz. Hierbei kann es erwünscht sein, bestimmte Bereiche der Oberfläche eines zu bearbeitenden Bauteils der Strömungsmaschine von der Bearbeitung auszunehmen. Hierfür ist es erforderlich, die entsprechenden Bereiche zu maskieren, um einen Kontakt des Bereichs der Oberfläche mit den in dem Oberflächenbearbeitungsverfahren verwendeten Chemikalien zu verhindern. Die Maskierung erfolgt mittels einer Auftragung einer Maske, wobei es sich um eine Maskierungsschicht handelt, welche den zu schützenden Bereich abdeckt. Die Maskierungsschicht kann beispielsweise Wachs umfassen oder andere Materialien, welche einen unterliegenden Bereich der Oberfläche während des Galvanisierungsverfahrens schützt.

Verbreitete Verfahren zum Aufträgen einer solchen Maskierungsschicht weisen verfahrensabhängige Nachteile auf. Diese Nachteile können beispielsweise ein Erfordernis umfangreicher Vor- und/oder Nacharbeitungen vor, beziehungsweise nach dem Oberflächenbearbeitungsverfahren umfassen. Andere Nachteile können eine nicht ausreichende Genauigkeit der aufgetragenen Maskierungsschicht umfassen, wodurch Grenzen der zu schützenden Bereiche der Oberfläche nicht genau genug festgelegt werden können.

Bereiche, die nicht mit einem galvanischen Prozess bearbeitet werden sollen, werden nach dem Stand der Technik üblicherweise mit Wachs, dem aushärtbarem Kunststoff TurcoMask, Plastisol oder mittels Hardfacing abgedeckt. Jede dieser Maskierungsmethoden besitzt Vor- und Nachteile und eignet sich daher für ein bestimmtes Bauteilspektrum. Für Bauteile mit schwer zugänglichen Bereichen oder sehr hohen Anforderungen an die Abdeckgenauigkeit sind diese Methoden nur bedingt verwendbar.

Wachs erfordert Vorarbeit beim Maskieren, beispielsweise ein Abkleben von beschichteten Bereichen, zudem sind mehrere Tauchgänge nötig. Eine Nacharbeit ist vor der Entschichtung nötig und kann ein Freischneiden des zu bearbeitenden Bereichs umfassen, wodurch es zu Schädigungen des Bauteils und einer Haftungsreduzierung kommen kann. Bei Wachs kann es zu Unterwanderung kommen. Zudem ist ein weiterer Prozessschritt beim Demaskieren im Wachsbad erforderlich, der ein chemisches Bad und eine entsprechende Reinigung erfordert.

Bei einer Verwendung von TurcoMask sind Vorarbeiten beim Maskieren, wie ein Abkleben von beschichteten Bereichen sowie mehrere Tauchgänge mit Aushärtephasen nötig. Eine Nacharbeit vor der Entschichtung ist bei TurcoMask ebenfalls nötig und kann ein Freischneiden des zu behandelnden Bereichs umfassen, wodurch es zu Schädigungen des Bauteils und einer Haftungsreduzierung kommen kann. Bei TurcoMask kann es ebenfalls zu Unterwanderung kommen. Zudem ist ein weiterer Prozessschritt beim Demaskieren erforderlich, der ein chemisches Bad und eine entsprechende Reinigung erfordert.

Bei einer Verwendung von Plastisol kann es zu einem Schrumpfen des Maskierungsmittels beim Aushärten kommen, wodurch eine erforderliche Abdeckgenauigkeit eventuell nicht gegeben sein kann. Zudem kann es zu einer zu großen Unterwanderung kommen. Hardfacing kann für bestimmte Anwendungen zu ungenau sein, wodurch es nur für grobes großflächiges Abdecken geeignet ist.

In der DE 10 309 396 B4 ist eine Klebestation für eine automatisierte Serienproduktion von Bauteilen offenbart. Die Klebestation umfasst einen Kleberroboter der wenigstens eine Auftragungsdüse aufweist, mit welcher der Kleberroboter im Betrieb automatisch einen Klebstoff auf einen Bauteil aufträgt. Die Klebestation weist eine Schneideinrichtung auf, mit welcher ein aus der Auftragungsdüse herausragendes, nicht ausgehärtetes Klebstoffstück abschneidbar ist. In der US 2007/0000442 Al ist ein Kleberroboter, umfassend eine Vorrichtung zum Aufträgen von Klebstoff auf ein Werkstück offenbar. Der Kleberroboter weist einen Düsenkopf auf, der eine weist eine mit dem viskosen Klebstoff unter Druck beaufschlagbare Auftragsdüse auf. Der Düsenkopf und das Werkstück sind relativ zueinander verschiebbar. Der aus der Auftragsdüse in einem Sprühstrahl austretende Klebstoff kann entlang einer vorgegebenen Auftragslinie in Form eines Klebstoffstreifens auf dem Werkstück aufgetragen werden.

In dem Artikel „Autoteile zuverlässig kleben und abdichten“ von Klaus Hiemer, erschienen am 15. Dezember 2016 auf der Webseite der Zeitschrift Produktion ist ein Verfahren beschrieben, wobei ein Dichtmaterial auf ein Autoteil mittels einer Roboterzelle aufgetragen wird um das Bauteil vor diversen Einflüssen wie hohem Druck, Temperaturschwankungen oder Chemikalieneinwirkungen zu schützen.

In der Untemehmensbekanntmachung der Rampf-Gruppe zum Thema „Curing-on-Demand- Technologie für Klebeverfahren in der Automobilindustrie ist eine Technik für Klebeverfahren in der Automobilindustrie offenbart. Die Technik kann durch eine automatisierte Produktionszelle genutzt werden wobei Klebstoffe für die Automobilindustrie genau dosiert aufgetragen werden können um eine gewünschte Haftung und innere Festigkeit zu erreichen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine flexible Auftragung einer Maskierungsstruktur auf einem mittels eines Oberflächenbearbeitungsverfahrens zu bearbeitenden Bauteils zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Maskierungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie eine Maskierungsstruktur gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen jedes Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen der jeweils anderen Erfindungsaspekte anzusehen sind.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Maskierungsvorrichtung zum Herstellen einer Maskierungsstruktur auf einem mittels eines Oberflächenbearbeitungsverfahren zu bearbeitenden Bauteils einer Strömungsmaschine. Bei dem Bauteil kann es sich beispielsweise um eine Schaufel für die Strömungsmaschine handeln. Es kann vorgesehen sein, dass das Bauteil mittels des Oberflächenbearbeitungsverfahrens bearbeitet werden muss wobei es sich beispielsweise um ein galvanisches Verfahren handeln kann. Es kann erforderlich sein, einen vorbestimmten Bereich der Oberfläche des Bauteils von der Oberflächenbearbeitung auszunehmen. Um den entsprechenden Bereich der Oberfläche vor den Chemikalien, welche während des Oberflächenbearbeitungsverfahrens verwendet werden können zu schützen, ist es erforderlich die Maskierungsstruktur auf dem Bauteil aufzutragen um den zu schützenden Bereich zu verdecken. Die Maskierungsstruktur kann eine Einschicht- oder eine Mehrschichtstruktur sein und wenigstens die eine Maskierungsschicht aufweisen.

Die Maskierungsvorrichtung arbeitet automatisiert, adaptiv und ist dazu eingerichtet, in einem Auftragungsverfahrensschritt zumindest eine Dosiereinheit der Maskierungsvorrichtung durch einen Auftragungsroboterarm der Maskierungsvorrichtung entlang einer vorbestimmten Maskierungszone des Bauteils zu verfahren, und dabei eine erste Maskierungsschicht aus einem Maskierungsmittel in der Maskierungszone durch die Dosiereinheit aufzutragen. Das Verfahren kann entlang vorbestimmter Bahnen erfolgen, welche in einem vorgegebenen Abstand zu einer Oberfläche des Bauteils erfolgen kann. Als Maskierungsmittel werden bevorzugt lösungsmittelfreie, lichthärtende Einkomponentenklebstoffsysteme, sogenannte IK-Klebstoffsysteme, verwendet, die aus den Grundbestandteilen Photoinitiatoren , additive Modifier, Monomeren und Oligomeren, insbesondere Urethanacrylat, bestehen. Das fertige Polymerisat ist der Kunststoffklasse der Elastomere zuzuordnen.

Mit anderen Worten ist die Maskierungsvorrichtung dazu eingerichtet, in dem Auftragungsverfahrensschritt die zumindest eine Dosiereinheit der Maskierungsvorrichtung durch den Auftragungsroboterarm der Maskierungsvorrichtung zu verfahren und dabei die erste Maskierungsschicht der Maskierungsstruktur aus dem Maskierungsmittel in dem vorbestimmten Bereich der Maskierungszone auf der Oberfläche des Bauteils durch die Dosiereinheit aufzutragen. Mit weiteren anderen Worten ist die Maskierungsvorrichtung dazu eingerichtet, die erste Maskierungsschicht in dem vorbestimmten Bereich der Maskierungszone auf der Oberfläche des Bauteils aufzutragen. Der vorbestimmte Bereich der Maskierungszone kann vorgegeben sein und den Bereich beschreiben, an dem die zu fertigende Maskierungsstruktur an der Oberfläche des Bauteils anliegen soll. Um dies zu ermöglichen ist die Maskierungsvorrichtung dazu eingerichtet, die zumindest eine Dosiereinheit während des Auftragungsverfahrensschritts mittels des Auftragungsroboterarms zu verfahren um eine Auftragung des Maskierungsmittels durch die Dosiereinheit in dem vorbestimmten Bereich der Maskierungszone zu ermöglichen. Der Auftragungsroboterarm kann eine Roboterwechseleinrichtung aufweisen, um die zumindest eine Dosiereinheit aufzunehmen.

Die Maskierungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, in einem Aushärtungsverfahrensschritt nach Abschluss oder parallel zum Auftragungsverfahrensschrittes die aufgetragene erste Maskierungsschicht zumindest bereichsweise durch eine Bestrahlungseinrichtung der Maskierungsvorrichtung zu bestrahlen, um das Maskierungsmittel der Maskierungsschicht auszuhärten.

Mit anderen Worten ist die Maskierungsvorrichtung dazu eingerichtet in einem Aushärtungsverfahrensschritt, welcher zeitlich auf den Auftragungsverfahrensschritt folgt, die aufgetragene erste Maskierungsschicht zumindest bereichsweise durch eine Bestrahlungseinrichtung zu bestrahlen um das Maskierungsmittel der Maskierungsschicht auszuhärten.

Mit weiteren anderen Worten ist vorgesehen, dass die Maskierungsvorrichtung zur Durchführung des auf den Auftragungsverfahrensschritt folgenden Aushärtungsverfahrensschritts eingerichtet ist. In dem Aushärtungsverfahrensschritt ist es vorgesehen, das Maskierungsmittel der Maskierungsschicht durch die Bestrahlungseinrichtung zu bestrahlen um das Maskierungsmittel auszuhärten. Es kann sich bei dem Maskierungsmittel beispielsweise um ein photochemisches Härtungsverfahren handeln. Das Maskierungsmittel kann beispielsweise ein Kunststoff sein, welcher durch die zumindest eine Dosiereinheit mittels Sprühen oder Pressen auf dem Bauteil aufgetragen werden kann und in einem ersten Zustand nach der Auftragung eine viskose Konsistenz aufweist. Es kann somit erforderlich sein, das Maskierungsmittel der ersten Maskierungsschicht zu härten, um die Auftragung weiterer Maskierungsschichten der Maskierungsstruktur auf der ersten Maskierungsschicht zu ermöglichen und/oder eine gewünschte Konsistenz der fertiggestellten Maskierungsstruktur zu erreichen. Zu diesem Zweck kann das Maskierungsmittel durch die Bestrahlungseinrichtung mit einer Strahlung bestrahlt werden, welche eine Aushärtung des Maskierungsmittels, beispielsweise durch Polymerisation des Maskierungsmittels unter Einwirkung der Strahlung bewirken kann. Die Strahlung kann elektromagnetische Strahlung sein und beispielsweise Wärmestrahlung und/oder ultraviolette Strahlung und/oder Strahlung im sichtbaren Lichtspektrum umfassen. Die Strahlung kann eine vorbestimmte, auf das Maskierungsmittel abgestimmte Intensität aufweisen. Als Maskierungsmittel werden bevorzugt lösungsmittelfreie, lichthärtende IK-Klebstoffsysteme verwendet, die aus den Grundbestandteilen Photoinitiatoren , additive Modifier, Monomeren und Oligomeren, insbesondere Urethanacrylat, bestehen. Das fertige Polymerisat ist der Kunststoffklasse der Elastomere zuzuordnen.

Die Maskierungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, nach Abschluss des Aushärtungsverfahrensschritts zur Aushärtung der ersten Maskierungsschicht zur Herstellung weiterer Maskierungsschichten der Maskierungsstruktur den Auftragungsverfahrensschritt und den folgenden Aushärtungsverfahrensschritt zur Auftragung weiterer Schichten zu wiederholen bis die Maskierungsschichten der Maskierungsstruktur aufgetragen sind, und die Maskierungsstruktur fertig gestellt ist.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine schichtweise Auftragung von Maskierungsstrukturen auf Bauteilen ermöglicht wird.

Die Erfindung umfasst Weiterbildungen, durch die sich weitere Vorteile ergeben.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Auftragungsroboterarm der Maskierungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die zumindest eine Dosiereinheit in dem Auftragungsverfahrensschritt in einer Dosiereinheitenablage der Maskierungsvorrichtung abzulegen, zumindest eine weitere Dosiereinheit aus der Dosiereinheitenablage aufzunehmen, und die Auftragung der Maskierungsschicht mit der weiteren Dosiereinheit fortzuführen.

Mit anderen Worten sieht die Weiterbildung vor, dass die Maskierungsvorrichtung die Dosiereinheitenablage zum Bereitstellen zumindest einer weiteren Dosiereinheit aufweist und der Auftragungsroboterarm dazu eingerichtet ist, die zumindest eine weitere Dosiereinheit aus der Dosiereinheitenablage aufzunehmen und/oder in der Dosiereinheitenablage abzulegen. Mit anderen Worten ist der Auftragungsroboterarm der Maskierungsvorrichtung dazu eingerichtet, die zumindest eine weitere Dosiereinheit aus der Dosiereinheitenablage aufzunehmen und/oder abzulegen wobei durch die Dosiereinheitenablage mehrere der Dosiereinheit bereitgestellt sein können. Der Auftragungsroboterarm kann insbesondere dazu eingerichtet sein, die zumindest eine Dosiereinheit zum Aufträgen des Maskierungsmittels während des jeweiligen Auftragungsverfahrensschrittes durch zumindest eine weitere der Dosiereinheiten der Dosiereinheitenablage zu ersetzen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Auftragungsroboterarm einen Roboterflansch aufweist, welcher eine nicht permanente Anordnung der Dosiereinheit an dem Auftragungsroboterarm und ein W echsel der Do- siereinheit ermöglicht. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass jeweilige Bereiche der Maskierungszone durch unterschiedliche der Dosiereinheiten aufgetragen werden können. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass durch die Dosiereinheitenablage Sprühdosierer und/oder Nadeldosierer bereitgestellt sein können. Durch die jeweiligen Dosiereinheiten kann das Maskierungsmittel in einer jeweiligen Genauigkeit oder Geometrie aufgetragen werden. Es kann möglich sein, dass eine Auftragung in jeweiligen Bereichen der Maskierungszone nur durch eine einzige der Dosiereinheiten durchführbar sein kann. Dadurch kann es erforderlich sein, dass ein erster Bereich der Maskierungszone durch eine erste der Dosiereinheiten gefertigt und ein zweiter Bereich der Maskierungszone durch eine zweite der Dosiereinheiten gefertigt werden muss. Zu diesem Zweck kann der Auftragungsroboterarm dazu eingerichtet sein, nach der Auftragung des Maskierungsmittels in dem ersten Bereich mittels der ersten Dosiereinheit, diese in der Dosiereinheitenablage abzulegen und die zweite der Dosiereinheiten aufzunehmen, um mittels der zweiten der Dosiereinheiten das Maskierungsmittels in dem zweiten Bereich der Maskierungszone aufzutragen. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass eine Auftragung des Maskierungsmittels durch unterschiedliche Dosiereinheiten während des Auftragungsverfahrensschrittes oder zwischen aufeinanderfolgenden Auftragungsverfahrensschritten ermöglicht ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Bestrahlungseinrichtung zumindest einen Bestrahlungsroboterarm umfasst, der dazu eingerichtet ist, in dem Aushärtungsverfahrensschritt zumindest eine Bestrahlungseinheit der Bestrahlungseinrichtung entlang der vorbestimmten Maskierungszone des Bauteils zu verfahren, um die aufgetragene erste Maskierungsschicht zumindest bereichsweise zu bestrahlen.

Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Maskierungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, in dem Aushärtungsverfahren zumindest eine Bestrahlungseinheit durch den zumindest einen Bestrahlungsroboterarm der Maskierungsvorrichtung zu verfahren, um die erste Maskierungsschicht aus dem Maskierungsmittel zu bestrahlen. Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Maskierungsvorrichtung, die zumindest einen Bestrahlungsroboterarm aufweist, welcher dazu vorgesehen ist, zumindest eine Bestrahlungseinheit der Maskierungsvorrichtung während des Aushärtungsverfahrensschritts entlang einer vorgegebenen Bahn zu verfahren, um die Maskierungsschicht aus dem Maskierungsmittel mit der Bestrahlungseinheit zu bestrahlen. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass ein selektives örtliches Bestrahlen durch die Maskierungsvorrichtung ermöglicht wird. Es kann beispielsweise der Fall sein, dass zumindest eine Bestrahlungseinheit dazu eingerichtet ist, nur einen bestimmten Bestrahlungsbereich mit einer erforderlichen Intensität zur Aushärtung des Maskierungsmittels zu bestrahlen. Dieser Bestrahlungsbereich kann jedoch zu klein sein, um die gesamte Maskierungszone durch eine statisch angeordnete Bestrahlungseinheit in einem Schritt zu bestrahlen. Zu diesem Zweck kann es vorgesehen sein, dass die Bestrahlungseinheit mit dem Strahlungsroboterarm der Maskierungsvorrichtung entlang einer vorgegebenen Bahn über die Maskierungszone mit der aufgetragenen Maskierungsschicht verfahren wird, um nacheinander die Maskierungszone zu bestrahlen, und ein Aushärten der Maskierungsschicht in der Maskierungszone zu ermöglichen.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Bestrahlungsroboterarm dazu eingerichtet ist, die zumindest eine Bestrahlungseinheit in dem Aushärtungsverfahrensschritt in einer Bestrahlungseinheitenablage der Maskierungsvorrichtung abzulegen, zumindest eine weitere Bestrahlungseinheit aus der Bestrahlungseinheitenablage aufzunehmen, und die Bestrahlung der Maskierungsschicht mit der weiteren Bestrahlungseinheit fortzuführen.

Mit anderen Worten umfasst die Maskierungsvorrichtung eine Bestrahlungseinheitenablage zum Bereitstellen der zumindest einen weiteren Bestrahlungseinheit. Der Bestrahlungsroboterarm ist dazu eingerichtet ist, die zumindest eine weitere Bestrahlungseinheit aus der Bestrahlungseinheitenablage aufzunehmen und/oder in der Bestrahlungseinheitenablage abzulegen. Mit anderen Worten weist die Maskierungsvorrichtung die Bestrahlungseinheitenablage auf, welche dazu eingerichtet ist, die Bestrahlungseinheiten aufzunehmen und ein Aufnehmen und/oder Ablegen der Bestrahlungseinheiten durch den Bestrahlungsroboterarm zu ermöglichen. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Bestrahlungsroboterarm einen Roboterflansch aufweist, welcher eine nicht permanente Anordnung der Bestrahlungseinheiten an dem Bestrahlungsroboterarm und einen Wechsel der Bestrahlungseinheit ermöglicht. Der Bestrahlungsroboterarm kann beispielsweise während des jeweiligen Aushärtungsverfahrensschritts eine der Bestrahlungseinheiten an der Bestrahlungseinheitenablage mittels des Flansches aufnehmen und die Maskierungsschicht durch die aufgenommene Bestrahlungseinheit bestrahlen. Es kann vorgesehen sein, dass während des jeweiligen Aushärtungsverfahrensschritts durch die Bestrahlung durch den Bestrahlungsroboterarm verschiedene der Bestrahlungseinheiten nacheinander aufgenommen werden, um jeweilige Bereiche der Maskierungsschicht durch verschiedene Bestrahlungseinheiten zu bestrahlen. Dies kann beispielsweise aus ge- ometrischen Gründen erforderlich sein, wenn der Bestrahlungsbereich einer der Bestrahlungseinheiten zu groß beziehungsweise zu klein für bestimmte Bereiche ist, oder verschiedene Intensitäten und/oder Wellenlängenbereiche für jeweilige Bereiche erforderlich sind.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Maskierungsvorrichtung eine Reinigungseinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, die zumindest eine Dosiereinheit zu reinigen. Es kann, vorgesehen sein, dass die Reinigungseinrichtung dazu eingerichtet ist, zumindest eine der Dosiereinheiten von Rückständen des Maskierungsmittels oder anderen Verunreinigungen zu reinigen. Die Reinigung kann beispielsweise ein Ausblasen einer als Sprühdosierer eingerichteten Dosiereinheit vorsehen oder ein Reinigen einer Dosiernadel einer als Nadeldosierer ausgebildeten Dosiereinheit. Es kann vorgesehen sein, dass die Reinigungseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Dosiereinheiten in der Dosiereinheitenablage zu reinigen. Alternativ dazu kann die Reinigungseinrichtung eine Aufnahme aufweisen, in welche die zu reinigende Dosiereinheit durch den Auftragungsroboterarm für die Reinigung eingeführt werden muss. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass ein regelmäßiges automatisiertes Reinigen der Dosiereinheiten durch die Maskierungsvorrichtung ermöglicht ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Maskierungsvorrichtung zumindest eine Aufnahmeeinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, das zu maskierende Bauteil aufzunehmen. Die Aufnahme einrichtung der Maskierungsvorrichtung kann beispielsweise einen Drehtisch oder einen Dreh- und Schwenktisch aufweisen. Die Aufnahmeeinrichtung kann zum Spannen des Bauteils Spannbacken aufweisen, die dazu eingerichtet sein können, das Bauteil an nach innen oder außen gerichteten Oberflächen des Bauteils zu verspannen. Für den Auftragungsverfahrensschritt und den Aushärtungsverfahrensschritt können jeweilige unterschiedliche Aufnahme einrichtungen bereitgestellt sein.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Maskierungsvorrichtung zumindest eine erste Kameraeinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Geometrie des Bauteils zu erfassen. Mit anderen Worten ist die erste Kameraeinheit dazu vorgesehen, geometrische Parameter des Bauteils oder eine Lage des Bauteils zu erfassen und der Maskierungsvorrichtung bereitzustellen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Führung der Roboterarme entlang der Oberfläche des Bauteils an die Lage des Bauteils oder eine Form des Bauteils angepasst werden kann, um Variationen der Bauteilgeometrie oder eine Anordnung des Bauteils zu berücksichtigen. Es kann auch eine Plausibilisierung vorgesehen sein, welche eine durch die erste Kameraeinheit erfasste Geometrie mit einer in einem Programm zur Maskierung des Bauteils vorgegebenen Geometrie vergleichen kann. Im Fall einer Abweichung kann eine Einleitung des Auftragungsverfahrens und/oder des Aushärtungsverfahrens gesperrt werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Dosiereinheit und/oder die zumindest eine weitere Dosiereinheit als Sprühdosierer ausgebildet ist. Mit anderen Worten weist die zumindest eine Dosiereinheit eine Sprüheinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist das Maskierungsmittels aus einer Düse auf das Bauteil aufzusprühen. Der Sprühdosierer kann beispielsweise ein ViscoTec preeflow eco-SPRAY sein.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die zumindest eine Dosiereinheit und/oder die zumindest eine weitere Dosiereinheit als Nadeldosierer ausgebildet ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei zumindest einer Dosiereinheit um einen Nadeldosierer, welcher dazu eingerichtet ist, das Maskierungsmittel aus einer Dosiemadel auf dem Bauteil aufzutragen. Der Nadeldosierer kann beispielsweise ein ViscoTec preeflow eco-PEN450 oder eco-PEN600 sein, wobei sich die Nadeldosierer hinsichtlich der eingesetzten Dosiernadeln voneinander unterscheiden können.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Maskierungsvorrichtung einen Nadelvermessungssensor aufweist. Der Nadelvermessungssensor ist dazu eingerichtet, eine Länge und/oder Ausrichtung und/oder Position der Dosiernadeln zu erfassen. Die Erfassung kann bezüglich der Dosiereinheit oder einer Referenz in Bezug auf den Auftragungsroboterarm erfolgen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine vorliegende Abweichung der Länge und/oder Ausrichtung und/oder Position der Dosiernadeln während der Führung der Dosiereinheit durch den Auftragungsroboterarm entlang des Bauteils während des Auftragungsverfahrensschrittes durch die Maskierungsvorrichtung berücksichtigt werden kann. Die Maskierungsvorrichtung kann hierbei beispielsweise einen vorbestimmten Führungsweg der Dosiereinheit entlang des Bauteils anpassen, um einen vorbestimmten Abstand der Nadel zu einer Oberfläche des Bauteils einzuhalten und/oder Kollisionen der Nadel mit dem Bauteil zu verhindern. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Maskierungsvorrichtung eine Auftragungszelle zur Durchführung des Auftragungsverfahrensschritts und eine Aushärtungszelle zur Durchführung des Aushärtungsverfahrensschritts aufweist, wobei die Maskierungsvorrichtung einen Aktuatorarm umfasst, der dazu eingerichtet ist, das Bauteil zur Durchführung des Auftragungsverfahrensschritts in der Auftragungszelle anzuordnen und das Bauteil zur Durchführung des Aushärtungsverfahrensschritts in der Aushärtungszelle anzuordnen. Mit anderen Worten weist die Maskierungsvorrichtung eine Auftragungszelle und eine Aushärtungszelle auf, wobei der Auftragungsroboterarm in der zumindest einen Auftragungszelle angeordnet ist und der zumindest eine Bestrahlungsroboterarm in der zumindest einen Aushärtungszelle angeordnet ist. Die Maskierungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, den jeweiligen Auftragungsverfahrensschritt in der zumindest einen Auftragungszelle und den jeweiligen Aushärtungsverfahrensschritt in der zumindest einen Aushärtungszelle durchzuführen. Die Zellen können beispielsweise luftdicht verschlossen sein und eine Absaugeinrichtung aufweisen, um ein Entweichen von Prozessgasen aus der Zelle zu verhindern. Um eine Durchführung der jeweiligen Verfahrensschritte in den beiden Zellen zu ermöglichen, weist die Maskierungsvorrichtung eine Aktuatoreinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, das Bauteil in der zumindest einen Auftragungszelle anzuordnen und das Bauteil aus der zumindest einen Auftragungszelle zu entnehmen. Die Aktuatoreinrichtung ist auch dazu eingerichtet, das Bauteil in der Aushärtungszelle anzuordnen und aus der Aushärtungszelle zu entnehmen. Die Aktuatoreinrichtung ist mit anderen Worten dazu eingerichtet, das Bauteil zur Durchführung des Auftragungsverfahrens in der Auftragungszelle anzuordnen und nach der Durchführung des Auftragungsverfahrens das Bauteil aus der Auftragungszelle zu entnehmen und in der zumindest einen Aushärtungszelle anzuordnen. Zur Durchführung eines weiteren Auftragungsverfahrensschritts ist die Aktuatoreinrichtung dazu eingerichtet, das Bauteil aus der Aushärtungszelle zu entnehmen und zur Durchführung des weiteren Auftragungsverfahrens erneut in der Auftragungszelle anzuordnen. Durch die Weiterbildung ergibt sich der Vorteil, dass das Auftragungsverfahren und das Aushärtungsverfahren in jeweiligen Zellen durchgeführt werden kann, welche für die jeweiligen Verfahren optimiert sein können.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Auftragungsroboterarm eine zweite Kameraeinheit aufweist, die dazu eingerichtet ist, eine Auftragung des Maskierungsmittels durch die an dem Roboterarm angeordnete Dosiereinheit zu erfassen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine Ausgabe des Maskierungsmittels erfasst und zur automatischen oder manuellen Kontrolle der Ausgabe der Maskierungsvorrichtung bereitgestellt werden kann. Es können beispielsweise Bilder der Aus- gäbe an einer Benutzereingabeeinrichtung bereitgestellt werden. Ein Nutzer kann somit beispielsweise eine fehlerhafte Auftragung erkennen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Auftragung durch Bilderfassungsverfahren überwacht werden, welche bei vorgegebenen Fehlem eine Korrektur oder eine Änderung des Auftragungsverfahrens einleiten können.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Auftragungsroboterarm einen Punktlaser zur Erfassung eines Abstandes einer Referenzposition des Auftragungsroboterarms zu einer Oberfläche des Bauteils zu erfassen. Mit anderen Worten weist der Auftragungsroboterarm und/oder der Bestrahlungsroboterarm eine Haltemng auf, an der der Punktlaser fest oder abnehmbar angeordnet sein kann. Der Punktlaser ist zur Erfassung eines Abstandes des Referenzpunktes zu der Oberfläche des Bauteils eingerichtet. Der Referenzpunkt kann eine Düse oder Nadelspitze der durch den Auftragungsroboterarm aufgenommenen Dosiereinheit und/oder ein Flanschelement des Auftragungsroboterarms sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein vorgegebener Abstand zur Auftragung oder Bestrahlung eingehalten wird. Der Punktlaser kann durch den jeweiligen Roboterarm auf einen Vorlaufbereich in einer Führungsrichtung ausgerichtet sein, um einer Erfassung von Kanten zu ermöglichen, auf welche die Nadel auftreffen könnte.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Maskierungsstruktur auf einem mittels eines Oberflächenbearbeitungsverfahrens zu bearbeitenden Bauteils einer Strömungsmaschine. Das Verfahren umfassend zumindest einen Auftragungsverfahrensschritt, einen zeitlich darauf folgenden Aushärtungsverfahrensschritt, und eine oder mehrere Wiederholungen des Auftragungsverfahrensschritts und des zeitlich darauf folgenden Aushärtungsverfahrensschritts, bis die Ma skierungs Struktur fertig gestellt ist.

Ein erster Schritt kann ein Durchführen des Auftragungsverfahrensschrittes erfolgen, wobei in dem Auftragungsverfahrensschritt zumindest eine Dosiereinheit einer Maskierungsvorrichtung durch einen Auftragungsroboterarm der Maskierungsvorrichtung entlang eines vorbestimmten Bereichs einer Maskierungszone des Bauteils verfahren wird, und durch die zumindest eine Dosiereinheit eine erste Maskierungsschicht der Maskierungsstruktur aus einem Maskierungsmittel in dem vorbestimmten Bereich der Maskierungszone aufgetragen wird. Nach Abschluss des Auftragungsverfahrensschritts wird ein Aushärtungsverfahrensschritt durchgeführt, wobei in dem Aushärtungsverfahrensschritt die erste aufgetragene Maskierungsschicht zumindest bereichsweise durch eine Bestrah- lungseinrichtung der Maskierungsvorrichtung bestrahlt wird, um das Maskierungsmittel der ersten Maskierungsschicht auszuhärten.

Es erfolgt ein Wiederholen des Auftragungsverfahrensschritts und des Aushärtungsverfahrensschritts nach Abschluss des Aushärtungsverfahrensschritts zur Aushärtung der ersten Maskierungsschicht, zur Herstellung weiterer Maskierungsschichten der Maskierungsstruktur auf der ersten Maskierungsschicht der Maskierungsstruktur, bis die Maskierungsstruktur fertiggestellt wird. Mit anderen Worten wird in dem Verfahren durch die Maskierungsvorrichtung in dem Auftragungsverfahrensschritt die zumindest eine Dosiereinheit durch den Auftragungsroboterarm der Maskierungsvorrichtung verfahren, und dabei die erste Maskierungsschicht aus dem Maskierungsmittel in dem vorbestimmten Bereich einer Maskierungszone des Bauteils durch die zumindest eine Dosiereinheit aufgetragen. In dem folgenden Aushärtungsverfahrensschritt wird die erste aufgetragene Maskierungsschicht zumindest bereichsweise durch die Bestrahlungseinrichtung der Maskierungsvorrichtung bestrahlt, um das Maskierungsmittel der ersten Maskierungsschicht auszuhärten. Das Verfahren kann mehrere der Auftragungsverfahrensschritte und Aushärtungsverfahrensschritte umfassen, um jeweilige der Maskierungsschichten aufeinander zu schichten und um die Maskierungsstruktur auf dem Bauteil zu erzeugen.

Weitere Merkmale und deren Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Maskierungsstruktur auf einem Bauteil, welche durch das beschriebene Verfahren des zweiten Erfindungsaspekts gefertigt ist. Die Maskierungsstruktur kann eine oder mehrere Maskierungsschichten umfassen und auf einem Bauteil angeordnet sein. Die Maskierungsstruktur kann aus einem oder mehreren verschiedenen Maskierungsmitteln durch die Maskierungsvorrichtung gemäß dem ersten Erfindungsaspekt gefertigt sein.

Weitere Merkmale und deren Vorteile sind den Beschreibungen des ersten und zweiten Erfindungsaspekts zu entnehmen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinatio- nen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen. Dabei zeigt:

FIG. 1 eine schematische Darstellung einer Maskierungsvorrichtung;

FIG. 2 eine weitere schematische Darstellung der in FIG. 1 gezeigten Maskierungsvorrichtung;

FIG. 3 eine schematische Darstellung einer Auftragungszelle, wie sie in FIG. 1 und FIG. 2 gezeigt ist;

FIG. 4 eine schematische Darstellung einer Aushärtungszelle, wie sie in FIG. 1 und FIG. 2 gezeigt ist;

FIG. 5 eine schematische Darstellung einer Dosiereinheitenablage;

FIG. 6 eine schematische Darstellung eines mittels eines Linienlasers erfassten Profils eines Bauteils;

FIG. 7 eine schematische Darstellung einer mittels der Maskierungsvorrichtung gefertigten Maskierungsstruktur; und

FIG. 8 eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens. FIG. 1 und FIG. 2 zeigen eine schematische Darstellung einer Maskierungsvorrichtung 1. Die Maskierungsvorrichtung 1 kann zum Herstellen einer Maskierungsstruktur 2 auf einem mittels eines Oberflächenbearbeitungsverfahrens zu bearbeitenden Bauteils 3 einer Strömungsmaschine vorgesehen sein. Bei dem Bauteil 3 kann es sich beispielsweise um eine Schaufel für die Strömungsmaschine handeln. Die Maskierungsvorrichtung 1 kann eine Auftragungszelle 4 und eine Aushärtezelle 5 umfassen. Die Maskierungsvorrichtung 1 kann zumindest eine Aufnahmeeinrichtung 6 aufweisen. Eine der Aufnahmeeinrichtungen 6 kann einen Dreh-Schwenktisch in der Auftragungszelle 4 umfassen. Die Auftragungszelle 4 und die Aushärtezelle 5 können eine jeweilige Einhausung aufweisen.

Die Maskierungsvorrichtung 1 umfasst die zumindest eine Aufnahmeeinrichtung 6 zur Aufnahme des Bauteils 3. Die Aufnahme des Bauteils 3 kann entweder direkt an einem Innen-/ Außendurchmesser einer Fläche des Bauteils 3 oder am Innen-/ Außendurchmesser einer Fläche der Aufnahmeeinrichtung 6, in der das Bauteil 3 angeordnet sein kann, erfolgen. Eine automatische Fixierung des Bauteils 3 kann durch die zumindest eine Aufnahmeeinrichtung 6 gewährleistet sein. Bauteile 3 bis zu 50 kg können ohne weitere Fixierungselemente um 90° geschwenkt werden. Wenn das Bauteil 3 nur einseitig gespannt ist, kann bei einem längeren Bauteil 3 eine Unwucht auftreten, in solchen Fällen kann an der zumindest einen Aufnahmeeinrichtung 6 eine zusätzliche Stützrolle angebracht sein. Bauteile 3 mit einer Länge von maximal 500 mm können ohne die Stützrolle bearbeitet werden.

In der Grundausführung können die Aufnahmeeinrichtungen 6 in den beiden Zellen jeweilige Drehteller mit einem Dreibackenfutter für das Bauteil 3 eines Innendurchmessers von 90 bis 570 mm umfassen. Durch einen Wechseln von Spannbacken auf eine andere Spannvorrichtung der Aufnahmeeinrichtungen 6 kann auch ein Bauteil 3 eines Außendurchmessers von 90 bis 850 mm gespannt werden. Mit den gleichen Spannbacken können mehrere Durchmesserbereiche abgedeckt werden. Es kann ein Spannhub von 75 mm pro Backe zur Verfügung stehen. Das Dreibackenfutter kann auf einer Platte montiert sein und kann bei Bedarf komplett ausgetauscht werden, um eine andere Spannvorrichtung zu verwenden. Eine Beschädigung des Bauteils 3 kann durch Spannbacken aus Polyetheretherketon (PEEK) verhindert werden. Die Maskierungsvorrichtung 1 kann mehrere verschiedene Dosiereinheiten 8 (eco-PEN450, eco- PEN600 und/ oder eco-SPRAY) mit unterschiedlichen Dosiernadeln 9 umfassen. Die Dosiereinheiten 8 können zur Auftragung des Maskierungsmittels 11 eingerichtet sein. Die Dosiereinheiten 8 können Nadeldosiereinheiten 8, wie 2 x eco-PEN450, 2x eco-PEN600 zur Erzeugung von Raupen in der Maskierungszone umfassen, die in einer Dosiereinheitenablage 13 der Maskierungsvorrichtung 1 bereitgestellt sein können. Die Maskierungsvorrichtung 1 kann zumindest eine als Sprühdosiereinheit 8 ausgebildete Dosiereinheit 8, wie eine 1 x eco-SPRAY zur Erzeugung flächiger Abdeckungen aufweisen, welche in der Dosiereinheitenablage 13 der Maskierungsvorrichtung 1 bereitgestellt sein kann. Es können volumetrische Dosiereinheiten 8 eingesetzt werden, welche unabhängig von einer Schlauchlänge zu der Dosiereinheit 8 arbeiten können.

Verwendete Dosiemadeln 9, der Nadeldosiereinheiten 8 wie zum Beispiel eine G16 und/oder eine G20 können zum Schutz der Bauteile 3 UV -blockenden Kunststoff aufweisen und einen Luer-Lock (Schnittstelle zu eco-PEN450/650) als Verbindungselement aufweisen. Ein einfaches Wechseln der Dosiereinheiten 8 durch die Dosiereinheitenwechseleinrichtung 10 an der Dosiereinheitenablage 13 ist möglich. Der Wechsel zwischen den verschiedenen Dosiereinheiten 8 kann bauteilbezogen automatisch im Programmablauf erfolgen. Ein notwendiger Wechsel innerhalb eines Programms (zum Beispiel Wechsel eco-PEN auf eco-SPRAY) kann gewährleistet sein. Ein Volumenstrom des Maskierungsmittels 11 für das Dosieren kann direkt an der Dosiereinheit 8 über die SPS (Programmierung) bauteilspezifisch geregelt sein. Eine individuelle Änderung der Volumenströme des Maskierungsmittels 11 während des Auftragungsverfahrens kann gewährleistet sein. Die eco-PENs und der eco-SPRAY können durch einen gleichen Controller gesteuert werden. Ein Sprühcontroller eco-SPRAY kann der Master sein und mit einem Steuergerät, beispielsweise des Typs preeflow Speed Control „plug’n‘Dose“ AM verbunden sein. Das Steuergerät kann mit der Dosiereinheit 8 am Auftragungsroboterarm 14 verbunden sein. Der Controller verfügt über unterschiedliche Programme, jedoch werden hier nur Grundeinstellungen vorgenommen. Die variablen Werte wie Vorschub oder Rückzug können über die angelegte Spannung via Speicherprogrammierbarer Steuerung (SPS) gesteuert und beliebig angepasst werden.

Die Dosiereinheiten 8 samt Kartuschen 12 (eco-PEN, eco-SPRAY) können auf einer als Platte mit einer Dosiereinheitenwechseleinrichtung 10 ausgebildeten Dosiereinheitenablage 13 aufgebaut sein. Die Roboterwechseleinrichtung 15 des Auftragungsroboterarms 14 kann eine genaue Referenz speichern, sodass bei einem Austausch einer der Dosiereinheiten 8 die Ausgangsposition abgesi- chert ist. Die Roboterwechseleinrichtung 15 kann mit Druckluftanschlüssen für ein Kartuschensystem sowie für die Sprühdosiereinheit 8 ausgestattet sein. Des Weiteren können elektrische Kontakte für die Dosiereinheiten 8 und Sensoren vorgesehen sein.

Es ist sichergestellt, dass während eines Wechsels der Dosiereinheit 8 keine Spannung an der Schnittstelle anliegt. Wird die jeweilige Dosiereinheit 8 von der Roboterwechseleinrichtung 15 abgebaut (zum Beispiel Wartung, Defekt) ist sichergestellt, dass die neue Dosiereinheit 8 wieder an der exakt selben Position auf der Roboterwechseleinrichtung 15 montiert werden kann. Die Position, in der die unterschiedlichen Dosiereinheiten 8 gelagert sind, sowie die Grundstellung einer Bewegungseinheit können so gestaltet sein, dass die Dosiereinheiten 8 UV-geschützt sind, um ein Aushärten des Maskierungsmittels 11 zu verhindern. Die Dosiereinheiten 8 können auf einer gut zugänglichen Seite der Anlage in einer Art Magazin abgelegt sein.

Ein Austausch der Dosiereinheiten 8 zur Wartung oder Reinigung und Nadelwechsel können in dieser Position von außerhalb der Zellen möglich sein, ohne die Anlage betreten zu müssen. Alle notwendigen Sicherheitsanforderungen dafür können durch die Dosiereinheitenablage 13 erfüllt sein. Ein Aushärten, Verklumpen von Material, Verstopfen von Düsen oder Leitungen kann durch ein Reinigen der Dosiereinheiten 8 durch eine Reinigungseinrichtung 16 der Maskierungsvorrichtung 1 verhindert werden. In der Auftragungszelle 4 kann eine Reinigungseinrichtung 16 angeordnet sein, welche eine stationäre Nadelreinigungseinheit 17 umfassen kann. Diese kann nach separatem Programmaufruf oder vor jedem Auftragungsverfahrensschritt S3 automatisch alle vorhandenen Dosiereinheiten 8 mit der entsprechenden gerüsteten Nadel reinigen. Für eine Entleerung oder Wartung der Reinigungseinrichtung 16 kann diese von außen gut zugänglich und erreichbar angeordnet sein.

Für eine als Sprüheinheit eco- SPRAY ausgebildete Dosiereinheit 8 kann eine separate Reinigungseinrichtung 16 eine Düsenreinigungseinheit 18 geben. Diese kann zum Ausblasen einer Düse der Dosiereinheit 8 vorgesehen sein. Die Düse kann durch eine Vor- und Nachlaufzeit einer Druckluft sauber gehalten werden. Zur manuellen Reinigung können nur Aceton, Ethanol oder Isopropanol verwendet werden. Die Position, in der die unterschiedlichen Dosiereinheiten 8 gelagert sind, sowie die Grundstellung einer Bewegungseinheit können so gestaltet sein, dass die Dosiereinheiten 8 (eco- PEN) inklusive der Dosiernadeln 9 und der Sprüheinheit (eco-SPRAY) vor der Strahlung, insbeson- dere vor Strahlung im UV- Spektrum, geschützt sind, um ein Aushärten des Maskierungsmittels 11 an oder in den Dosiereinheiten 8 zu verhindern.

Ein stationär in der Auftragungszelle 4 verbauter Nadelsensor 19 (Fig. 9) kann dazu eingerichtet sein, die vorhandenen Dosiereinheiten 8 mit der entsprechenden gerüsteten Dosiernadel 9 mittels Laser zu vermessen. Bei Abweichungen zwischen einer gemessenen Lage der Dosiernadel 9 und einer vorgegebenen Lage der Dosiernadel 9 können die entsprechenden Verschiebungswerte an die Steuereinheit 20 übertragen und automatisch korrigiert werden. Diese kann nach separatem Programmaufruf oder vor jedem Auftragungsverfahrensschritt S3 fest vorgegeben automatisch erfolgen. Der Nadelsensor 19 kann so positioniert beziehungsweise gekapselt sein, dass ein versehentliches Anfahren oder Beschädigen des Nadelsensors 19 beim Rüsten vermieden wird. Der Nadelsensor 19 kann optional zum Vermessen des Nadeldurchmessers verwendet werden. Der Durchmesser kann bestimmt werden indem der Auftragungsroboterarm 14 die Nadel langsam quer durch einen ausgesandten Laserstrahl des Nadelsensors 19 fährt. Der Durchmesser kann über die steigende Flanke des Signalverlaufs des Lasers ermittelt werden.

In Auftragungszelle 4 kann eine stationäre Waage 21 der Maskierungsvorrichtung 1 zur Gewichtskalibrierung angeordnet sein. Ein Gewicht kann zentral über eine Benutzereingabeeinrichtung 7 der Maskierungsvorrichtung 1 angezeigt werden. Ein Austausch von Auffangbehältern der Waage 21 ist leicht möglich. Diese kann nach separatem Programmaufruf oder vor jedem Auftragungsverfahrensschritt S3 fest hinterlegt automatisch erfolgen. Die spezifischen Toleranzen können vorgegeben sein und von der verwendeten Dosiereinheit 8 abhängen. Bei einer Abweichung kann dies in der Benutzereingabe dargestellt sein. Die Waage 21 (Fig. 9) kann zum automatischen tarieren eingerichtet sein.

In der Aushärtezelle 5 kann zumindest eine Bestrahlungseinheit 22 angeordnet sein. Die Aufnahmeeinrichtung 6 der Aushärtezelle 5 kann einen in der Aushärtezelle 5 angeordneten Drehtisch umfassen.

Die Maskierungsvorrichtung 1 kann zum Aushärten des Maskierungsmittels 11 mittels UV -Licht je nach Anwendungsfall eine Bestrahlungseinrichtung umfassen, welche zumindest eine als Flächenoder Punktstrahler eingerichtete Bestrahlungseinheit 22 aufweisen kann. Die Bestrahlungseinrich- tung kann in der Auftragungszelle 4, und/oder auch in der separaten Aushärtezelle 5 angeordnet sein. Beim Aushärten entstehende Dämpfe können durch eine Saugeinrichtung der Maskierungsvorrichtung 1 abgesogen werden.

Zur Positionierung und Führung der zumindest einen Dosiereinheit 8 in Bezug auf das Bauteil 3 in der Auftragungszelle 4 kann die Maskierungsvorrichtung 1 einen Auftragungsroboterarm 14 aufweisen. Zur Positionierung der zumindest einen Bestrahlungseinheit 22 in Bezug auf das Bauteil 3 kann die Bestrahlungseinrichtung der Maskierungsvorrichtung 1 zumindest einen Bestrahlungsroboterarm 23 in der Auftragungszelle 4 und/oder der Aushärtungszelle aufweisen. Der Auftragungsroboterarm 14 und/oder der Bestrahlungsroboterarm 23 (Fig. 2) können jeweils 6- Achs- Industrieroboter der Firma Yaskawa vom Typ GP7 sein. Der Auftragungsroboterarm 14 in der Auftragungszelle 4 kann, um die Anforderungen hinsichtlich der Bauteilzugänglichkeit zu erfüllen, elektrisch verfahrbar auf einer horizontalen, Achse befestigt sein, welche wiederum an der Decke der beiden Zellen montiert sein kann. In der Aushärtungszelle kann der Bestrahlungsroboterarm 23 auf einer vertikal verlaufenden Achse angebracht sein.

An einem Flansch eines jeweiligen der Roboterarme kann jeweils eine automatische Roboterwechseleinrichtung 15 angeordnet sein, welches dazu eingerichtet sein kann, die jeweilige Dosiereinheit 8 beziehungsweise die jeweilige Bestrahlungseinheit 22 aufzunehmen. Die Roboterarme können die Genauigkeitsanforderungen von +/- 0,1 mm erfüllen.

In der Auftragungszelle 4 und der Aushärtungszelle kann jeweils die zumindest eine als Punktstrahler oder Flächenstrahler eingerichtete Bestrahlungseinheit 22 integriert sein, welche beispielsweise Strahlung im UV-Bereich abgeben kann. Um ein Verheddern von Kabeln und Lichtleitern für die zumindest eine Bestrahlungseinheiten 22 mit dem Auftragungsroboterarm 14 zu verhindern, ist der Bestrahlungsroboterarm 23 mit einer Schnittstelle für einen Lichtleiter und für eine elektrische Verbindung ausgestattet. Der Lichtleiter sowie die Verkabelung sind am Bestrahlungsroboterarm 23 befestigt. Die als Flächenstrahler ausgebildete Bestrahlungseinheit 22 ist dazu eingerichtet, nur aktiviert zu sein, solange die Bestrahlungseinheit 22 an dem Bestrahlungsroboterarm 23 angeordnet ist. Sobald die Bestrahlungseinheit 22 gewechselt ist, ist der Flächenstrahler deaktiviert, da er von der Schnittstelle des Bestrahlungsroboterarms 23 dekontaktiert ist. Die Bestrahlungseinheiten 22 können UV -Einheiten der Firma Dymax GmbH umfassen. Dies kann beispielsweise das BlueWave , EC, oder ECE System als Anwendung für einen 8 mm Punktstrahler oder Flächenstrahler sein. Unabhängig von der verbauten Lichtleiterlänge kann es erforderlich sein, z.B. eine Intensität von 900 - 1000 mW/cm ² bei einem Abstand zwischen dem Lichtleiterausgang zur Bauteiloberfläche von 1,0 -1,5 cm zu gewährleisten. Die Lichtleiter können einen Wellenlängenbereich von 280-435 nm übertragen.

Die zumindest eine als Flächenstrahler ausgebildete Bestrahlungseinheit 22 kann beispielsweise das ECE 5000 Modul umfassen. Dieses kann ebenfalls Strahlung im Wellenlängenbereich von 280-435 nm abgeben. Es kann je Zelle eine Bestrahlungseinheitenablage 24 angeordnet sein, welche zur Bereitstellung der Bestrahlungseinheiten 22 eingerichtet sein kann. Eine jeweilige der Bestrahlungseinheiten 22 kann eine lichtdichte UV -Box 25 umfassen, welche eine Parkposition für den Flächenstrahler bereitstellen kann, während die Bestrahlungseinheit 22 am Bestrahlungsroboterarm 23 oder am Bestrahlungsroboter Auftragungszelle 4 hängt. Dadurch kann ein Aus-ZEinschalten des Flächenstrahlers obsolet werden und damit eine Reduzierung der Lebensdauer der als Flächenstrahler ausgebildeten Bestrahlungseinheit 22 verhindert werden. Eine händische Entnahme der als Flächenstrahler ausgebildeten Bestrahlungseinheit 22, beispielsweise in einem Anlemvorgang kann durch eine entsprechende Verriegelung verhindert werden. Wenn die als Flächenstrahler ausgebildete Bestrahlungseinheit 22 aktiviert ist, können Schutzeinrichtungen erst geöffnet werden, sobald die als Flächenstrahler ausgebildete Bestrahlungseinheit 22 in einer für den Anwender sicheren Position ist. Die Bestrahlungseinheiten 22 können so angeordnet sein, dass jeweilige Betriebsstundenzähler der Bestrahlungseinheiten 22 gut sichtbar sind. Alternativ können die Betriebsstunden an der Benutzereingabe angezeigt sein. Die Bestrahlungseinheiten 22 können so angeordnet sein, dass eine Kalibrierung leicht möglich ist.

Für die Bestrahlung in der Aushärtungszelle und/oder der Auftragungszelle 4 kann eine flexible, automatische Positionierung der als Punktstrahler oder Flächenstrahler ausgebildeten Bestrahlungseinheiten 22 für ein Aushärten mit dem in der Aushärtungszelle und/oder der Auftragungszelle 4 angeordneten Bestrahlungsroboterarm 23 ermöglicht sein. Je nach Bedarf kann die Bestrahlungseinheit 22 durch die entsprechende Roboterwechseleinrichtung 15 des Bestrahlungsroboterarms 23 aufgenommen werden. Die Roboterwechseleinrichtung 15 ist so gestaltet, dass die bestmöglichste Zugänglichkeit zum Bauteil 3 gegeben ist. Kabel und Zuleitungen sind so angeordnet, dass eine Kollisi- on mit anderen Einheiten und Bauteilen 3 verhindert wird. Bei Bedarf können weitere der Bestrahlungseinheiten 22, zum Beispiel LED UV Einheiten, nachgerüstet werden und in die bestehende SPS integriert werden.

Ein Punktlaser 26 kann an der Roboterwechseleinrichtung 15 des Auftragungsroboterarms 14 und/oder des Bestrahlungsroboterarm 23 angeordnet sein. Der Punktlaser 26 dient zum einen zur Kollisionserkennung und zur Z-Achsen (Werkzeugstoßrichtung) Korrektur der jeweiligen Dosiereinheiten 8 mit der entsprechend gerüsteten Düse. Der Punktlaser 26 (Fig. 5) kann so am jeweiligen der Roboterarme angebracht sein, dass er die Flexibilität des jeweiligen der Roboterarme und die Zugänglichkeit zum Bauteil 3 nicht beeinträchtigt. Die Kollisionserkennung kann zu Beginn des jeweiligen Auftragungsverfahrensschrittes S3, beim Anfahren der Dosierposition an einer bauteilspezifischen Position durchgeführt werden. Es kann ein Abstand zwischen einer Referenzposition, beispielsweise einer Düse der jeweiligen Dosiereinheit 8 und der Oberfläche des Bauteils 3 erfasst werden. Zur Erfassung kann eine gesamte Umdrehung durchgeführt werden. Bei Abweichungen des Abstands oberhalb eines bestimmten Toleranzwertes kann eine Einleitung der Auftragung des Maskierungsmittels 11 gesperrt werden. Eine Darstellung der Messergebnisse ist in der Benutzereingabeeinrichtung 7 abrufbar. Die Erkennung kann optional vor jedem Auftragungsverfahrensschritt S3 durchgeführt werden. Dazu kann ein separates Programm aufgerufen werden, oder im jeweiligen Bauteilprogramm, welches ein der jeweiligen Dosiereinheit 8 zugeordnetes Unterprogramm sein kann, fest hinterlegt werden. Optional kann der Punktlaser 26 komplett abgeschaltet oder im Programm deaktiviert werden.

Die Z-Achsen-Korrektur dient zur Erkennung und gleichzeitigen Korrektur von Abweichungen während des Auftragungsverfahrensschritts S3. Der Punktlaser 26 erkennt dabei voranlaufend Verschiebungen am Bauteil 3, beispielsweise aufgrund von Unwuchten, in Z-Richtung (Werkzeugstoßrichtung). Die Abweichungen in dem Abstand zwischen der Düse und der Bauteiloberfläche können automatisch im laufenden Prozess durch ein entsprechendes Verfahren des Auftragungsroboterarms 14 auf einen fest definierten Wert korrigiert werden. Bei Situationen wie Nahtstellen, mehrere Raupen nebeneinander oder 3D Konturen beeinflusst der Punktlaser 26 nicht das Maskier - Ergebnis. Optional kann der Punktlaser 26 komplett abgeschaltet oder im Programm deaktiviert werden. Es kann ein Punktlaser 26 mit Laserklasse 2 eingesetzt werden. Ein in der Auftragungszelle 4 und/oder der Aushärtungszelle vorhandene Linienlaser 27 (Fig. 9) kann zur Konturkontrolle der aufgebrachten Maskierung am Bauteil 3 zur Qualitätsüberprüfung eingerichtet sein. Optional kann dieser vor dem Auftragungsverfahrensschritt S3 als Kantenerkennung am Bauteil 3 genutzt werden. Der Linienlaser 27 kann separat als einzelne Einheit vom Auftragungsroboterarm 14 über die Roboterwechseleinrichtung 15 des Auftragungsroboterarms 14 aufgenommen und an das Bauteil 3 geführt werden. Bei der Kantenerkennung detektiert der Linienlaser 27 Abweichungen in Z-Richtung (radial) und Y-Richtung (axial) am Bauteil 3 (zum Beispiel Dosier- Start-Kante) vor dem Auftragungsverfahrensschritt S3. Der Linienlaser 27 kann um 360 Grad um eine Längsachse der Dosiereinheit 8 gedreht werden. Somit kann dieser die Kanten in einem Vorlauf scannen. Danach erfolgt ein Auftrag der Raupen mit den entsprechenden Korrekturwerten bei detektierten Abweichungen. Die Kontur kann durch die Benutzereingabe dargestellt werden. Es kann beispielsweise der Profillaser LJV7200 der Firma Keyence zur Bestimmung des Profils 33 als Linienlaser 27 eingesetzt werden. Die Scanbreite liegt zwischen 51 mm und 73 mm bei einer Messdistanz zwischen 152 mm und 248 mm gemessen vom Profilkopf aus. Die Messgenauigkeit beträgt 1 pm für die Höhe und bei 20 pm für die Breite. Es kann ein Linienlaser 27 der Laserklasse 2 eingesetzt werden.

In Auftragungszelle 4 können zwei Kameraeinheiten 28, 29 angeordnet sein. Eine erste Kameraeinheit 28 der Kameraeinheiten kann oberhalb der Aufnahmeeinrichtung 6 angeordnet sein. Eine zweite Kameraeinheit 29 kann an dem Auftragungsroboterarm 14 oder am Bestrahlungsroboterarm 23 angeordnet sein.

Die erste Kameraeinheit 28 kann zur Erkennung der Startposition bei symmetrischen und asymmetrischen Bauteilen 3 vorgesehen sein. Sie kann oberhalb einer Drehschwenkeinheit angebracht sein und kann während des Beladens der Aufnahmeeinrichtung 6 mit dem Bauteil 3 weggeschwenkt werden. Mit einer elektrischen Achse kann der Fokus der ersten Kameraeinheit 28 nachgestellt werden. Die erste Kameraeinheit 28 ist dazu eingerichtet, die Position von Bohrungen und Langlöchern am Bauteil 3, die aufgefüllt oder maskiert werden sollen, zu erfassen und diese an die SPS zu übermitteln. Eine Stirnseitenerkennung durch die erste Kameraeinheit 28 kann für stehende Bauteile 3 mit einem maximalen Durchmesser von 800 mm und einer Höhe von 0-600 mm möglich sein. Neben der Bohrungserkennung kann die erste Kameraeinheit 28 dazu eingerichtet sein, eine Plausibili- tätsprüfung durchzuführen und dabei zu prüfen, ob das aufgerüstete ausgewählte Dosierprogramm für das Bauteil 3 geeignet ist.

Die zweite Kameraeinheit 29 kann am Auftragungsroboterarm 14 befestigt sein. Die zweite Kameraeinheit 29 kann dazu eingerichtet sein, das Dosieren und/oder das Aufträgen des Maskierungsmittels 11 auf dem Bauteil 3 zu erfassen. Dadurch kann der Dosierprozess in Echtzeit an der Benutzereingabe zur Mitverfolgung bereitgestellt werden. Die Befestigung der zweiten Kameraeinheit 29 kann direkt am Roboterflansch vorgesehen sein. Dadurch ist es möglich, die zweite Kameraeinheit 29 unabhängig von der angeordneten Dosiereinheit 8 zu verwenden. Ein Kamerasichtbereich der zweiten Kameraeinheit 29 kann für eine Nadeldosiereinheit 8 optimiert sein. Die Befestigung kann jedoch dazu eingerichtet sein, ein manuelles Verstellen der Position und/oder die Ausrichtung der zweiten Kameraeinheit 29 zu ermöglichen. Optional kann die zweite Kameraeinheit 29 komplett abgeschaltet oder im Programm deaktiviert werden. Die zweite Kameraeinheit 29 darf aus Sicherheitsgründen nur während des laufenden Prozesses mitlaufen oder während eines vorbestimmten Einrichtbetriebs.

Zum Bestücken der Auftragungszelle 4 und der Aushärtezelle 5 kann die Maskierungsvorrichtung 1 einen als Schwenkkran ausgebildeten Aktuatorarm 30 umfassen. Dieser kann eine maximale Tragfähigkeit von 100 kg aufweisen.

Zum Maskieren der Bauteile 3 können beispielsweise die Maskierungsmittel 11 SpeedMask® 734- BT oder SpeedMask® 750-SC verwendet werden. Die Maskierungsvorrichtung 1 kann dazu eingerichtet sein, jeweils 550 g Original DYMAX-Kartuschen 12 aufzunehmen. Diese können außerhalb der Auftragungszelle 4 leicht getauscht werden. Die jeweilige Kartusche 12 kann in eine Hülse 31 der Maskierungsvorrichtung 1, welche außerhalb der Auftragungszelle 4 angeordnet sein kann, angeordnet werden. Nach einem Aufschrauben eines Deckels kann durch die Maskierungsvorrichtung 1 mittels Druckluft der Kartuscheninhalt in die jeweilige Dosiereinheit 8 gedrückt werden. Eine Kartusche 12 kann nur eine Dosiereinheit 8 mit Maskierungsmittel 11 versorgen, eine Verteilung auf mehrere Dosiereinheiten 8 mittels T-Stück ist nicht zulässig. Ein aktueller Füllstand der einzelnen Kartuschen 12 kann in der Benutzereingabe visualisiert werden. Eine nachvollziehbare Zuordnung der Kartuschen 12 zu den jeweiligen Dosiereinheiten 8 ist gegeben. Die Maskierungsvorrichtung 1 ist dazu eingerichtet, eine Einleitung eines Auftragungsverfahrensschrittes S3 zu sperren, wenn die Maskierungsvorrichtung 1 einen Leerstand oder ein Unterschreiten einer vorbestimmten Menge an verfügbarem Maskierungsmittel 11 in der Kartusche 12 einer zu verwendenden Dosiereinheit 8 erfasst hat. Bei einem Tausch der Kartuschen 12 kann ein Mindesthaltbarkeitsdatum des Maskierungsmittels 11 in der Kartusche 12 in der Eingabeeinrichtung 7 eingetragen werden. Bei einem Überschreiten des Mindesthaltbarkeitsdatums kann ein Wamhinweis an der Eingabeeinrichtung 7 ausgegeben werden.

FIG. 3 eine schematische Darstellung einer Auftragungszelle 4, wie sie in FIG. 1 und FIG. 2 gezeigt ist;

FIG. 4 eine schematische Darstellung einer Aushärtungszelle, wie sie in FIG. 1 und FIG. 2 gezeigt ist;

FIG. 5 eine schematische Darstellung einer Dosiereinheitenablage 13. Die Dosiereinheitenablage 13 kann dazu eingerichtet sein, die Dosiereinheiten 8 aufzunehmen und für den Auftragungsroboterarm 14 bereitzustellen. Die Dosiereinheitenablage 13 kann einen Nadelsensor 19 aufweisen, der dazu eingerichtet sein kann, die Lage, Länge oder Ausrichtung einer jeweiligen Dosiemadel 9 einer Dosiereinheit 8 zu erfassen. An den Dosiereinheiten 8 können Kartuschen 12 angeordnet sein, in welchen das Maskierungsmittel 11 aufgenommen sein kann.

FIG. 6 eine schematische Darstellung eines mittels eines Linienlasers 27 erfassten Profils 33 eines Bauteils 3. Das Bauteil 3 kann beispielsweise einen ersten und einen zweiten Fin 32 umfassen. Es kann auch mehr als drei Fins umfassen. Zwischen den beiden Fins 32 kann die Maskierungsstruktur 2 aufgetragen sein. Der Linienlaser 27 kann durch einen Auftragungsroboterarm 14 zur Erfassung des Profils 33 entlang einer Bahn geführt sein. In dem Profil sind mögliche Maskierungsschichten 37 gekennzeichnet.

FIG. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer mittels der Maskierungsvorrichtung 1 gefertigten Maskierungsstruktur 2. Die Maskierungsstruktur 2 kann auf einem vorgegebenen Bereich einer Maskierungszone 36 auf einer Oberfläche des Bauteils 3 aufgetragen sein, wobei es sich um ein Bauteil 3 für eine Flugzeugturbine handeln kann. Die Maskierungsstruktur 2 kann durch sequentiel- les Aufträgen und Aushärten von mehreren Maskierungsschichten 37 durch die Maskierungsvorrichtung 1 gefertigt sein. Jeweilige Bereiche der Maskierungsstruktur 2 können aus jeweiligen Mas- kierungsmitteb 11 gefertigt sein und durch unterschiedliche Dosiereinheiten 8 aufgetragen und durch unterschiedliche Bestrahlungseinheiten 22 bestrahlt sein. Die Parameter können in einem Programm gespeichert sein, nach welchem die Maskierungsvorrichtung 1 durch eine Steuereinheit 20 zur Fertigung der Maskierungsstruktur 2 gesteuert sein kann. Ein erster Volumenbereich 34 kann aus einem anderen Maskierungsmittel 11 bestehen, als ein zweiter Volumenbereich 35.

FIG 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Verfahrens. Das Verfahren kann für eine Fertigung einer Maskierungsstruktur 2 auf einem Bauteil 3 vorgesehen sein. Das Bauteil 3 kann ein rotationssymmetrisches Triebwerksbauteil 3 sein, welches für eine galvanische Oberflächenbehandlung vorgesehen sein kann. Es kann vorgesehen sein, einen vorgegebenen Bereich einer Maskierungszone 36 einer Oberfläche des Bauteils 3 durch die Maskierungsstruktur 2 vor einer Behandlung zu schützen. Das Verfahren kann durch eine Maskierungsvorrichtung 1 zum automatisierten Maskieren erfolgen.

FIG 9 zeigt nochmal einen anderen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung und zeigt insbesondere den Nadelsensor 19, die Waage 21 sowie den Linienlaser 27.

Die Maskierungsvorrichtung 1 kann mit dem zu maskierenden Bauteil 3 inklusive aller zum Abdecken benötigter Maskierungsvorrichtungen 1 bestückt sein. Nach dem Platzieren und Aufrüsten des Bauteils 3 in der Aufnahmeeinrichtung 6, kann das Bauteil 3 gereinigt werden. Für die Durchführung des automatisierten Maskierungsprozesses kann das Bauteil 3 zunächst auf einen Drehteller einer Aufnahmeeinrichtung 6 der Maskierungsvorrichtung 1 gestellt werden. Der Drehteller kann in einer Auftragungszelle 4 angeordnet sein. Das Bauteil 3 kann durch die Aufnahmeeinrichtung 6 aufgenommen und an dieser lösbar befestigt werden. Nach dem Schließen einer Beladetür, kann der Nutzer das entsprechende Programm für das jeweilige Bauteil 3 und den jeweiligen Maskierbereich in einer Benutzereingabe der Maskierungsvorrichtung 1 auswählen.

Das Verfahren kann mit der Erfassung einer vorbestimmten Benutzereingabe an einer Benutzereingabeeinrichtung 7 der Maskierungsvorrichtung 1 in einem Schritt S1 initiiert werden. In Abhän- gigkeit von der Benutzereingabe kann eine Programm ausgewählt werden, wobei durch das Programm eine aufzutragende Ma skierungs Struktur 2, eine Folge von Maskierungsschichten 37, zumindest eine zu verwendende Dosiereinheit 8 und zumindest eine zu verwendende Bestrahlungseinheit 22 vorgegeben sein können. Gemäß dem Programm kann eine Steuereinheit 20 der Maskierungsvorrichtung 1 die Komponenten der Maskierungsvorrichtung 1 zur Fertigung der gewählten Maskierungsstruktur 2 ansteuern.

Unter der Steuereinheit 20 kann insbesondere ein Datenverarbeitungsgerät verstanden werden, das einen Verarbeitungsschaltkreis enthält. Die Recheneinheit kann also insbesondere Daten zur Durchführung von Rechenoperationen verarbeiten. Darunter fallen gegebenenfalls auch Operationen, um indizierte Zugriffe auf eine Datenstruktur, beispielsweise eine Umsetzungstabelle, LUT (englisch: „look-up table“), durchzuführen.

Die Steuereinheit 20 kann insbesondere einen oder mehrere Computer, einen oder mehrere Mikrocontroller und/oder einen oder mehrere integrierte Schaltkreise enthalten, beispielsweise eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, ASIC (englisch: „application-specific integrated circuit“), eines oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays, FPGA, und/oder eines oder mehrere Einchipsysteme, SoC (englisch: „system on a chip“). Die Recheneinheit kann auch einen oder mehrere Prozessoren, beispielsweise einen oder mehrere Mikroprozessoren, eine oder mehrere zentrale Prozessoreinheiten, CPU (englisch: „central processing unit“), eine oder mehrere Grafikprozessoreinheiten, GPU (englisch: „graphics processing unit“) und/oder einen oder mehrere Signalprozessoren, insbesondere einen oder mehrere digitale Signalprozessoren, DSP, enthalten. Die Steuereinheit 20 kann auch einen physischen oder einen virtuellen Verbund von Computern oder sonstigen der genannten Einheiten beinhalten.

Eine Geometrie und/oder Lage des Bauteils 3 kann durch eine erste Kameraeinheit 28 der Maskierungsvorrichtung 1 in einem Erfassungsverfahrensschritt S2 erfasst werden, welche an einer Decke der Auftragungszelle 4 angeordnet und auf das Bauteil 3 gerichtet sein kann. Durch die erste Kameraeinheit 28 kann eine automatische Bauteilerkennung mittels Bildverarbeitung und ein Plausibilitätscheck durchgeführt werden, um zu erkennen, ob das eingebaute Bauteil 3 mit dem in dem Programm vorgegebenen Bauteil 3 übereinstimmt oder von diesem abweicht. Dies kann mittels eines Objekterkennungsalgorithmus erfolgen. Bei einer Abweichung kann es zu einer Beendigung A des Verfahrens kommen.

Ein Objekterkennungsalgorithmus kann als ein Computeralgorithmus verstanden werden, der in der Lage ist, eines oder mehrere Objekte innerhalb eines bereitgestellten Eingabebildes zu identifizieren, indem er entsprechende Begrenzungsboxen festlegt und jede der Begrenzungsboxen eine entsprechende Objektklasse zuordnet, wobei die Objektklassen aus einem vordefinierten Satz von Objektklassen ausgewählt werden können. Dabei kann die Zuweisung einer Objektklasse zu einer Begrenzungsbox derart verstanden werden, dass ein entsprechender Konfidenzwert oder eine Wahrscheinlichkeit dafür, dass das innerhalb der Begrenzungsbox identifizierte Objekt zu der entsprechenden Objektklasse gehört, bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann der Algorithmus für eine gegebene Begrenzungsbox für jede der Objektklassen einen solchen Konfidenzwert oder eine Wahrscheinlichkeit bereitstellen. Die Zuweisung der Objektklasse kann zum Beispiel die Auswahl oder Bereitstellung der Objektklasse mit dem größten Konfidenzwert oder der größten Wahrscheinlichkeit beinhalten. Alternativ kann der Algorithmus auch lediglich die Begrenzungsboxen festlegen, ohne eine entsprechende Objektklasse zuzuordnen.

Gemäß dem Programm kann zumindest ein jeweiliger Auftragungsverfahrensschritt S3 eingeleitet werden. In einem jeweiligen Auftragungsverfahrensschritt S3 kann auf das Bauteil 3, mittels zumindest einer Dosiereinheit 8, beispielsweise einem Präzisionsvolumendosierer preflow eco-PEN oder eco-SPRAY der Firma viscoTec im Endkolbenprinzip eine dünne Lage in Form einer Raupe oder einer flächigen Sprühschicht ein Maskierungsmittel 11 aufgetragen werden, um die zumindest eine Maskierungsschicht 37 in einem vorbestimmten Bereich einer Maskierungszone auf der Oberfläche aufzutragen. Es ist darauf zu achten, dass ein Maskierungsmittel 11 genutzt wird, das auf der einen Seite eine gute Benetzung des Bauteils 3 zulässt, auf der anderen Seite jedoch kein Verlaufen des Elastomers auf der Oberfläche erfolgt. Bei dem Maskierungsmittel 11 kann es sich um das Material Speedmask der Firma DYMAX handeln. Dies ist ein lösungsmittelfreies und UV -lichthärtender Einkomponenten-Elastomer. Dieses Material besteht aus vier zentralen Inhaltsstoffen: Den Oligo- meren, Monomeren, Additiven/Modifiern und einem Photoinitiator. Diese Inhaltsstoffe bestimmen fundamental die Eigenschaften des Maskierungsmittels 11 und daraus folgend die Anwendungsgebiete. Das Maskierungsmittel 11 besitzt dabei die Eigenschaft, dass es sich nach dem Aushärten rückstandsfrei von allen im Triebwerksbau verwendeten Materialien wie beispielsweise Nickel oder Titan entfernen lässt. Eine Unbedenklichkeit der Anwendung an Triebwerksteilen ist gegeben, weil das Maskierungsmittel 11 keine die Benetzung störende Stoffe umfasst, welche beispielsweise eine Eindringprüfung des Bauteils 3 stören könnten.

Mit anderen Worten kann mittels der geeigneten Dosiereinheit 8 durch die Maskierungsvorrichtung 1 in dem jeweiligen Auftragungsverfahrensschritt S3 zunächst eine dünne Maskierungsschicht 37 des Maskierungsmittels 11, welches einen Elastomer umfassen kann, aufgetragen werden. Dabei muss die Maskierungsvorrichtung 1 dazu vorgesehen sein, der Dosiereinheit 8 die exakte Positionierung der Kunststoffraupe oder der Kunststoffbahn zu ermöglichen. Zudem ist das Maskierungsmittel 11 so abzustimmen, dass sich die Oberfläche des Bauteils 3 gut benetzen lässt, jedoch kein Verlaufen des Maskierungsmittels 11 auf der Oberfläche erfolgt. Eine weitere Anforderung an das Maskierungsmittel 11 ist die Grundwerkstoffverträglichkeit. Des Weiteren ist eine Unterwanderung des Maskierungsmittels 11 zu verhindern. Ein einfaches Entfernen der Maskierungsstruktur 2 zum Beispiel durch ein manuelles Abziehen ohne weitere zusätzlicher Prozesse, wie ein Bad oder eine Reinigung, ist durch die Verwendung der Maskierungsmittel 11 der Gruppe Speedmask gewährleistet. Der Grundwerkstoff des Bauteils 3 muss nach dem Entfernen der Maskierungsstruktur 2 mittels Fluorescent Penetrant Inspection prüfbar sein. Als Maskierungsmittel 11 sind beispielsweise IK-klebstoffsysteme mit oder ohne Additive möglich.

Ein entsprechender Auftragungsroboterarm 14 der Maskierungsvorrichtung 1 kann die exakte Führung und Positionierung der Dosiereinheit 8 in Bezug auf das Bauteil 3 zur Auftragung der Raupen oder flächigen Sprühschichten durchführen. Hierfür kann das Material auf den zuvor definierten, abzudeckenden Bereichen der Maskierungszone aufgetragen werden.

Nach dem jeweiligen Auftragungsverfahrensschritt S3 kann ein jeweiliger Aushärtungsverfahrensschritt S4 durch die Maskierungsvorrichtung 1 durchgeführt werden, um das Maskierungsmittel 11 der Maskierungsschicht 37 auszuhärten. Das Aushärten des Materials kann mittels einer Bestrahlung durch UV-Licht einer Wellenlänge von 320-435 nm erfolgen, welches durch eine Bestrahlungseinheit 22 der Maskierungsvorrichtung 1 ausgestrahlt werden kann. Die Bestrahlungseinheit 22 kann als Lichtleiter oder als Flächenstrahler ausgeführt sein. Vorgesehen ist, dass z.B. eine Intensität von 800-1000 mW/cm ² während der Bestrahlung des Materials gegeben ist. Mit anderen Worten kann es vorgesehen sein, dass nach dem Aufträgen der zumindest einen Maskierungsschicht, diese beispielsweise mit UV -Licht oder Wärmestrahlung durch die Bestrahlungseinheit 22 ausgehärtet wird. Auf die erste dünne, ausgehärtete Maskierungsschicht 37 kann gegebenenfalls eine weitere dünne Maskierungsschicht 37 appliziert und daraufhin wieder ausgehärtet werden. Dies kann solange und in geeigneter Anordnung erfolgen bis eine gewünschte Maskierungsstruktur 2 erzeugt ist.

Der jeweilige Aushärtungsverfahrensschritt S4 kann in der Auftragungszelle 4 oder einer separaten Aushärtungszelle erfolgen. Bei einer Verwendung der Aushärtungszelle kann das Bauteil 3 durch einen Aktuatorarm 30 der Maskierungsvorrichtung 1 aus der Auftragungszelle 4 entnommen und in der Aushärtungszelle angeordnet werden. Die Bestrahlungseinheit 22 kann ortsfest an der Maskierungsvorrichtung 1 angeordnet sein. Die Bestrahlungseinheit 22 kann auch durch einen Bestrahlungsroboterarm 23 über das Bauteil 3 geführt werden, um die Maskierungsschicht 37 auszuhärten. Gegebenenfalls kann das Bauteil 3 hierfür durch den Aktuatorarm 30 der Maskierungsvorrichtung 1 aus der Aushärtungszelle entnommen und in der Auftragungszelle 4 angeordnet werden.

Nach der Aushärtung kann eine weitere Maskierungsschicht 37 in einem jeweiligen Auftragungsverfahrensschritt S3 aufgetragen werden. Hierbei kann auf die erste Maskierungsschicht 37 der Maskierungsstruktur 2 eine weitere Maskierungsschicht 37 appliziert und daraufhin in einem weiterenjeweiligen Aushärtungsverfahrensschritt S4 wieder ausgehärtet werden.

Dies kann solange und in geeigneter Anordnung erfolgen, bis die gewünschte Maskierungsstruktur 2 fertig erzeugt ist S5.

Nach der erfolgten Maskierung kann der bevorzugte galvanische Prozess beispielsweise zur Ent- schichtung oder Reinigung des Bauteils 3 (zum Beispiel MTV321, MTV227 oder MTV562-2) durchgeführt werden, welcher nicht mehr Teil des beschriebenen Verfahrens ist. Als galvanischer Prozess kann zum Beispiel ein Salpetersäure-Bad verwendet werden. Hierbei dient das Maskierungsmittel 11 vor allem dazu, den darunterliegenden Bereich der Oberfläche des Bauteils 3 vor dem galvanischen Prozess zu schützen und eine Unterwanderung zu verhindern.

Nach dem galvanischen Prozess kann die Maskierung beispielsweise durch manuelles Abziehen ohne weitere zusätzlicher Prozesse wie Baden oder Reinigen entfernt werden. Das Verfahren ermöglicht eine Maskierung von schwer zugänglichen Maskierbereichen mit hoher Genauigkeit, Prozess Stabilität und Reproduzierbarkeit. Es sind dünne Maskierungen möglich, die eine ausreichende Haftung auf dem Grundwerkstoff besitzen, um den galvanischen Prozessen standzuhalten. Das Verfahren erfolgt automatisiert und adaptiv. Das Verfahren ermöglicht eine Reduzierung der Unterwanderung und von Durchlaufzeiten durch schnelles Aushärten sowie die Verkürzung von manuellen Vor- und Nacharbeiten.

Die Maskierungsvorrichtung 1 kann schwerpunktmäßig vier unterschiedliche Aufgabenstellungen hinsichtlich des Maskierens von Bauteilen 3, insbesondere Triebwerksbauteilen aus Stahl-, Titan- und Nickelbasiswerkstoffen erfüllen. Das verwendete IK-Material SpeedMask® der Firma Dymax GmbH dient zum Abdecken bestimmter Bauteilbereiche für Prozesse wie dem Alu-Oxid- Strahlen und einem anschließendem thermischen Beschichtungsprozess. Es soll verhindert werden, dass definierte Bauteilbereiche durch die genannten Prozesse beeinträchtigt werden.

Die vier Aufgabenstellungen umfassen:

1. Das Abdichten zwischen dem Bauteil 3 und einer Maskierungsvorrichtung 1 z.B. aus Stahl, Keluglas, Temp- R-Tape (MTH1004) oder Silikonkautschuk.

2. Das Erstellen eines mehrschichtigen Aufbaus zu einem Profil 33 ähnlich einem bestehenden Silikonprofils 33 oder für ein nachgelagertes Erstellen einer definierten Kontur mittels Drehen

3. Das Auffüllen von Bohrungen, Nuten oder Langlöchem

4. Flächiges Aufträgen als Ersatz für die Materialien TurcoMask, ScotchWeld, Elastosil oder Temp- R-Tape ggf. mit nachgelagertem Freidrehprozess

5 Detailliertes und flächiges Aufträgen von Speedmask als Ersatz zu Materialien wie Wachs oder TurcoMask, um in einem nachgelagerten galvanischen Prozess, nur ausgewählte (freigelassene) Bereiche durch galvanische Lösungen zu bearbeiten. Bezugszeichenliste :

1 Masfaerungsvomchtung

2 Maskierungsstruktur

3 Bauteil

4 Auftragungszelle

5 Aushärtezelle

6 Aufnahme einrichtung

7 B enutzereingabe einrichtung

8 Dosiereinheit

9 Dosiernadel

10 Dosiereinheitenablagenwechseleinrichtung

11 Maskierungsmittel

12 Kartusche

13 Dosiereinheitenablage

14 Auftragungsroboterarm

15 Roboterwechseleinrichtung

16 Reinigungseinrichtung

17 N adelreinigungseinheit

18 Düsenreinigungseinheit

19 Nadelsensor

20 Steuereinheit

21 Waage

22 Bestrahlungseinheit

23 Bestrahlungsroboterarm

24 B e strahlungs einheitenablage

25 UV-Box

26 Punktlaser

27 Linienlaser

28 Erste Kameraeinheit

29 Zweite Kameraeinheit

30 Aktuatorarm 31 Hülse

32 Fin

33 Profil

34 Erster Volumenbereich 35 Zweiter Volumenbereich

36 Maskierungszone

37 Maskierungsschicht

S1 Initiierungsverfahrensschritt S2 Erfassungsverfahrensschritt

53 Auftragungsverfahrensschritt

54 Aushärtungsverfahrensschritt

55 Abschlussverfahrensschritt

A Verfahrensabbruch