DE10125598A1 - Method and device for producing a screen printing stencil for applying adhesive - Google Patents
Method and device for producing a screen printing stencil for applying adhesiveInfo
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Abstract
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Siebdruckschablone 1 mit einer Spanneinrichtung 12 zum Einspannen eines zylinderförmigen Schablonenrohlings 1 mit einer dünnen Wandung, der entlang seiner Längsachse A drehbar gelagert ist einer bewegbaren Strahlungsquelle 8, die einen Schmelzstrahl zum punktweisen Durchschmelzen der Wandung abgibt und mit einer Austrittsöffnung, durch die ein unter Druck stehendes Preßgas zum Durchstoßen der geschmolzenen Wandungsstellen des Schablonenrohlings 1 abgegeben wird.Method and device for producing a screen printing stencil 1 with a clamping device 12 for clamping a cylindrical stencil blank 1 with a thin wall, which is rotatably supported along its longitudinal axis A, a movable radiation source 8 which emits a melt jet for melting the wall at points and with an outlet opening, through which a pressurized pressurized gas is released for piercing the molten wall points of the template blank 1.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Siebdruckschablone zum Aufbringen von Kleb stoff auf eine zu beschichtende Oberfläche, wobei die Durch trittsöffnungen, durch die der Klebstoff hindurchtritt, mit tels eines energiereichen Strahles, insbesondere eines Laser strahles, erzeugt werden. Bei einem Durchdruckverfahren wird der aufzubringende Stoff, beispielsweise Druckfarbe, durch Durchtrittsöffnungen einer Druckschablone bzw. Durchdruckform hindurch auf den zu bedruckenden Stoff aufgebracht. Eine weit verbreitete Variante des Durchdruckverfahrens ist der soge nannte Siebdruck. Bei dem Aufbringen bzw. Bedruckvorgang wird das aufzubringende flüssige Material durch Öffnungen des Sie bes bzw. der Siebdruckschablone hindurch auf eine zu beschich tende Oberfläche aufgebracht. Dies kann manuell, aber auch ma schinell in Flachform- oder Rotationssiebdruckmaschinen erfol gen.The invention relates to a method and an apparatus for Production of a screen printing stencil for applying adhesive fabric on a surface to be coated, the through openings through which the adhesive passes means of a high-energy beam, in particular a laser beam. With a printing process the substance to be applied, for example printing ink Through openings of a printing stencil or printing form through applied to the fabric to be printed. A far The most common variant of the printing process is the so-called called screen printing. When applying or printing the liquid material to be applied through openings of the you bes or the screen printing stencil to coat one applied surface. This can be done manually, but also ma Fast in flat form or rotary screen printing machines gene.
Das Siebdruckverfahren eignet sich neben dem Aufbringen von Druckfarbe insbesondere auch zum Aufbringen von Klebstoffen auf zu beschichtende Oberflächen. Herkömmliche Siebdruckschab lonen für Klebstoffe werden dabei aus galvanisch aufgebautem Nickel hergestellt. Dabei wird auf einem Kupferkörper in einem galvanischen Prozeß Nickelmaterial abgeschieden, bis eine zy linderförmige Siebdruckschablone mit einer dünnen Wandung ent steht. Die Siebdruckschablone aus Nickel weist dabei eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen auf, wobei die Durchmesser und die Abstände zwischen den Durchtrittsöffnungen nach der galvanischen Abscheidung festgelegt sind.The screen printing process is suitable in addition to the application of Printing ink, especially for applying adhesives on surfaces to be coated. Conventional screen printing scraper Ions for adhesives are made of galvanic Made of nickel. It is based on a copper body in one galvanic process deposited nickel material until a zy lenticular screen printing stencil with a thin wall stands. The screen printing stencil made of nickel has one Variety of openings, the diameter and the distances between the openings after the galvanic deposition are defined.
Siebdruckschablonen zum Aufbringen von Klebstoff, die galva nisch hergestellt sind, weisen jedoch erhebliche Nachteile auf. Die galvanisch abgeschiedenen Werkstoffe sind thermisch bis zu einer bestimmten Temperatur belastbar, die in vielen Fällen unterhalb der Verarbeitungstemperatur des aufzubringen den Klebstoffes liegt, d. h. bei derjenigen Temperatur, bei der der Klebstoff die gewünschte Verarbeitungsviskosität aufweist. Galvanisch aufgebaute Siebdruckschablonen zum Aufbringen von Klebstoff werden durch die notwendigen Übertemperaturen, die zum Erreichen der Verarbeitungstemperatur des Klebstoffes er forderlich sind, bei Klebstoffen mit hohen Verarbeitungstempe raturen in vielen Fällen beschädigt oder sogar zerstört. Daher eignen sich galvanisch aufgebaute Siebdruckschablonen, insbe sondere aus Nickel aufgebaute Siebdruckschablonen nicht zum Aufbringen von Klebstoffen mit relativ hohen Verarbeitungstem peraturen.Screen printing stencils for applying glue, the galva are made niche, but have significant disadvantages on. The galvanically separated materials are thermal resilient up to a certain temperature, which in many Cases below the processing temperature to be applied the adhesive is d. H. at the temperature at which the adhesive has the desired processing viscosity. Electroplated screen printing stencils for the application of Adhesive are caused by the necessary excess temperatures to reach the processing temperature of the adhesive are required for adhesives with a high processing temperature in many cases damaged or even destroyed. Therefore galvanic screen printing stencils are particularly suitable special screen printing stencils made of nickel not for Application of adhesives with relatively high processing time temperatures.
Ein weiterer Nachteil von galvanisch aufgebauten Siebdruck schablonen besteht darin, daß für jeden galvanischen Herstel lungsprozeß zur Herstellung der Siebdruckschablone ein weite rer zylinderförmiger Kupferkörper zum Abscheiden des Nickelma terials erforderlich ist. Bei jeder Änderung der Anordnung der Durchtrittsöffnungen, bei jeder Änderung des Abstandes zwi schen den Durchtrittsöffnungen und bei jeder Änderung der Durchmesser der verschiedenen Durchtrittsöffnungen ist eine neue Siebdruckschablone erforderlich, so daß ein neuer Kupfer körper benötigt wird. Die Herstellung von galvanisch aufgebau ten Siebdruckschablonen ist somit sehr kostspielig und infle xibel gegenüber Änderungen des gewünschten Siebdruckmusters.Another disadvantage of galvanic screen printing stencils is that for every galvanic manufacturer development process for the production of the screen printing stencil cylindrical copper body for the deposition of the nickel material terials is required. Every time the arrangement of the Through openings, each time the distance between two between the openings and every time the The diameter of the different passage openings is one new screen printing stencil required, so that a new copper body is needed. The production of galvanic screen printing stencils is therefore very expensive and infle xibel to changes in the desired screen printing pattern.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Siebdruckschablone sowie ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, die auch für Klebstoffe mit einer hohen Verarbei tungstemperatur geeignet ist.It is therefore the object of the present invention, a Screen printing stencil and a process for its production create that also for adhesives with a high processing tion temperature is suitable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen, durch eine Vorrich tung mit den im Patentanspruch 17 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Siebdruckschablone mit den im Patentanspruch 20 an gegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved by a method with the features specified in claim 1, by a Vorrich tion with the features specified in claim 17 and by a screen printing stencil with the in claim 20 given characteristics solved.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen einer Sieb
druckschablone mit den folgenden Schritten, nämlich
Drehen eines zylinderförmigen Schablonenrohlings, der eine
dünne Wandung aus thermisch belastbarem Material aufweist, um
eine Längsachse herum,
stellenweises Bestrahlen des sich drehenden Schablonenrohlings
mit einem energiereichen Strahl zum Durchschmelzen der Wan
dung,
Erzeugen von Durchtrittsöffnungen an den geschmolzenen Stellen
der Wandung mittels eines Preßgases.The invention provides a method for producing a screen printing stencil with the following steps, namely
Turning a cylindrical template blank, which has a thin wall made of thermally resilient material, around a longitudinal axis,
irradiation of the rotating template blank with a high-energy beam to melt the wall,
Creation of through openings at the molten points of the wall by means of a pressurized gas.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Siebdruckschablone besteht darin, daß die Anordnung, die Durchmesser und die Abstände zwischen den Durchtrittsöffnungen flexibel entsprechend dem gewünschten aufzubringenden Kleb stoffmuster herstellbar sind.An advantage of the manufacturing method according to the invention a screen printing stencil is that the arrangement that Diameter and the distances between the openings flexible according to the desired adhesive to be applied fabric samples can be produced.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird der sich drehende Schablonenroh ling mit einem Laserstrahl bestrahlt.In a preferred embodiment of the invention Manufacturing process is the rotating template tube ling irradiated with a laser beam.
Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird der sich drehende Schablonenroh ling mit einem Elektronenstrahl bestrahlt.In an alternative embodiment of the invention Manufacturing process is the rotating template tube irradiated with an electron beam.
Der Schmelzstrahl wird vorzugsweise von einer Strahlungsquelle abgegeben, deren relative Lage zu dem sich drehenden zylinder förmigen Schablonenrohling durch eine Steuereinheit gesteuert wird. The melt stream is preferably from a radiation source given their relative position to the rotating cylinder shaped template blank controlled by a control unit becomes.
Dabei wird die Strahlungsleistung des von der Strahlungsquelle abgegebenen Schmelzstrahles vorzugsweise durch eine weitere Steuereinheit eingestellt.The radiation power of the radiation source emitted melt jet preferably by another Control unit set.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Schmelzstrahl von der Strahlungsquelle pulsförmig abgegeben.In a particularly preferred embodiment, the Melt jet emitted in pulsed form from the radiation source.
Die Strahlungsleistung, die Pulsdauer der Strahlungspulse und die Anzahl der Strahlungspulse, die zum Durchschmelzen der Wandung für eine Durchtrittsöffnung von der Strahlungsquelle abgegeben werden, werden vorzugsweise von der Steuereinheit in Abhängigkeit von einem gewünschten Solldurchmesser der Durch trittsöffnung eingestellt.The radiation power, the pulse duration of the radiation pulses and the number of radiation pulses required to melt the Wall for a passage opening from the radiation source are preferably issued by the control unit in Dependence on a desired nominal diameter of the through step opening set.
Die Durchtrittsöffnungen werden vorzugsweise derart herge stellt, daß sie auf der Zylinderoberfläche hexagonal angeord net sind.The passage openings are preferably made in this way represents that they are arranged hexagonally on the cylinder surface are not.
Der Abstand der hexagonal angeordneten Durchtrittsöffnungen wird vorzugsweise durch die Steuereinheit eingestellt.The distance between the hexagonal openings is preferably set by the control unit.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens tritt das unter Druck stehende Preßgas aus einer Preßgas-Austrittsöffnung aus und wird auf die ge schmolzene Stelle des Schablonenrohlings zum Durchstoßen der Wandung gelenkt.In a preferred embodiment of the invention Manufacturing process occurs the pressurized pressurized gas from a pressurized gas outlet opening and is on the ge melted part of the template blank to pierce the Wall directed.
Der zylinderförmige Schablonenrohling besteht vorzugsweise aus einem Metall.The cylindrical template blank preferably consists of a metal.
Der Schablonenrohling wird vorzugsweise vor dem Bestrahlen entfettet und gereinigt.The template blank is preferably used before the irradiation degreased and cleaned.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird der zylinderförmige Schablonenrohling an einem Ende in eine Spanneinrichtung ein gespannt und pneumatisch fixiert.In a particularly preferred embodiment of the invent The manufacturing method according to the invention becomes cylindrical Template blank at one end in a clamping device clamped and pneumatically fixed.
Der Brennpunkt des Schmelzstrahles wird vorzugsweise manuell eingestellt.The focus of the melt jet is preferably manual set.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird die Strahlungsquelle bei der Be strahlung des Schablonenrohlings parallel zu der Längsachse von der Spannvorrichtung weg zu dem anderen Ende des zylinder förmigen Schablonenrohlings hin bewegt.In a preferred embodiment of the invention Manufacturing process is the radiation source at Be radiation of the template blank parallel to the longitudinal axis away from the jig to the other end of the cylinder shaped template blank.
Dies bietet den besonderen Vorteil, daß die Wärmeausdehnung des Schablonenrohlings ausgeglichen werden kann.This offers the particular advantage that thermal expansion of the template blank can be compensated.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungs gemäßen Herstellungsverfahrens wird nach dem Erzeugen einer vorgegebenen Anzahl von Durchtrittsöffnungen die Strahlungs leistung der Strahlungsquelle durch eine Meßeinrichtung gemes sen und die Strahlungsquelle anschließend gereinigt, wenn die gemessene Strahlungsleistung unterhalb einer vorgegebenen Min destleistung liegt.In a further preferred embodiment of the Invention according to the manufacturing process after the generation of a predetermined number of openings through the radiation power of the radiation source measured by a measuring device sen and then cleaned the radiation source when the measured radiation power below a specified min minimum performance is.
Hierdurch können Herstellungsfehler aufgrund von Verbrennungs rückständen verhindert werden.This can cause manufacturing defects due to combustion residues can be prevented.
Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung
einer Siebdruckschablone mit
einer Spanneinrichtung zum Einspannen eines zylinderförmigen
Schablonenrohlings mit einer dünnen Wandung, der entlang sei
ner Längsachse drehbar gelagert ist,
einer bewegbaren Strahlungsquelle, die einen Schmelzstrahl zum
punktweisen Durchschmelzen der Wandung abgibt,
und mit einer Austrittsöffnung, durch die ein unter Druck ste
hendes Gas zum Durchstoßen der geschmolzenen Wandungsstellen
des Schablonenrohlings abgegeben wird.The invention also provides a device for producing a screen printing stencil
a clamping device for clamping a cylindrical template blank with a thin wall, which is rotatably mounted along its longitudinal axis,
a movable radiation source, which emits a melt jet for melting the wall point by point,
and with an outlet opening, through which a pressurized gas is emitted for piercing the molten wall locations of the stencil blank.
Die erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung weist vorzugswei se eine erste Steuereinheit auf, die die Relativlage der Strahlungsquelle zu dem Schablonenrohling und die Drehge schwindigkeit, mit der der Schablonenrohling gedreht wird, steuert.The manufacturing device according to the invention preferably has two se a first control unit, which determines the relative position of the Radiation source to the template blank and the rotary speed at which the template blank is rotated, controls.
Die erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung weist ferner vor zugsweise eine zweite Steuereinheit auf, wie die Strahlungs leistung, die Pulsdauer der Strahlungspulse und die Anzahl der Strahlungspulse, die zum Durchschmelzen der Wandung für eine Durchtrittsöffnung von der Strahlungsquelle abgegeben werden, steuert.The manufacturing device according to the invention also has preferably a second control unit, such as the radiation power, the pulse duration of the radiation pulses and the number of Radiation pulses that melt the wall for a Passage opening are emitted by the radiation source, controls.
Die Erfindung schafft ferner eine Siebdruckschablone zum Auf bringen von Klebstoff auf einer Wandung, die eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen aufweist, durch welche flüssiger Kleb stoff an eine zu beschichtende Oberfläche abgegeben wird, wobei die Wandung aus einem thermisch belastbaren Material be steht.The invention also provides a screen printing stencil for opening bring glue on a wall that a variety of Has passage openings through which liquid adhesive material is delivered to a surface to be coated, wherein the wall be made of a thermally resilient material stands.
Die Wandung der erfindungsgemäßen Siebdruckschablone besteht bei einer ersten Ausführungsform aus Edelstahl.The wall of the screen printing stencil according to the invention is made in a first embodiment made of stainless steel.
Die Wandung der erfindungsgemäßen Siebdruckschablone besteht bei einer alternativen Ausführungsform aus einem thermisch be lastbaren Kunststoff.The wall of the screen printing stencil according to the invention is made in an alternative embodiment from a thermal resilient plastic.
Die Durchtrittsöffnungen der erfindungsgemäßen Siebdruckschab lone sind vorzugsweise hexagonal angeordnet. The passage openings of the screen printing scraper according to the invention Ions are preferably arranged hexagonally.
Dabei weist die Wandung der erfindungsgemäßen Siebdruckschab lone vorzugsweise eine Wandstärke zwischen 75 und 400 µm auf.The wall of the screen printing scraper according to the invention lone preferably a wall thickness between 75 and 400 microns.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Siebdruckschablone ist die Siebdruckschablone zy linderförmig.In a particularly preferred embodiment of the invention The screen printing template according to the invention is the screen printing template zy relieving shaped.
Im weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfin dungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen einer Siebdruckschablone zum Aufbringen von Klebstoff unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Er läuterung erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben.Preferred embodiments of the invention are described below method according to the invention and the device according to the invention for the production of a screen printing stencil for the application of Adhesive with reference to the accompanying figures for Er purification of features essential to the invention described.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung einer erfindungsge mäßen Siebdruckschablone; Fig. 1 shows a device for producing a screen printing stencil erfindungsge MAESSEN;
Fig. 2 eine Anordnung von Durchtrittsöffnungen bei der er findungsgemäßen Siebdruckschablone. Fig. 2 shows an arrangement of through openings in the inventive screen printing stencil.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Erläuterung des Herstellungs vorganges einer erfindungsgemäßen Siebdruckschablone. Ein zy linderförmiger Schablonenrohling 1 ist an einem Ende in eine Spanneinrichtung 2 eingespannt. Der Schablonenrohling 1 be steht aus einem thermisch belastbaren Material, beispielsweise aus einem thermisch belastbaren Metall oder aus einem ther misch belastbaren Kunststoff. Der Schablonenrohling weist eine relativ geringe Wandstärke von vorzugsweise 75-400 µm auf. Die Länge L des zylinderförmigen Schablonenrohlings 1 hängt von der gewünschten Auftragsbreite des Klebstoffes auf das zu be druckende Material ab. Der Durchmesser D des zylinderförmigen Schablonenrohlings 1 hängt von der Art und Weise ab, wie der aufzubringende Klebstoff durch den Schablonenrohling 1 bei dem Aufbringen gedrückt bzw. gepreßt wird. Der Schablonenrohling 1 kann in unterschiedlicher Weise hergestellt werden. Der Schab lonenrohling 1 kann entweder aus einem ebenen Blech gebogen werden, bei dem die beiden Enden miteinander verschweißt wer den, wobei zur Beseitigung der dabei entstehenden Schweißnaht der Zylinder auf einen Dorn gesteckt und gewalzt wird. Alter nativ dazu wird der Schablonenrohling hergestellt, indem man ein gezogenes oder gegossenes Rohr auf einen Dorn aufsteckt und ebenfalls walzt. Der Walzprozeß wird in beiden Fällen so lange durchgeführt, bis die gewünschte Wandstärke w erreicht ist. Fig. 1 shows an arrangement for explaining the manufacturing process of a screen printing stencil according to the invention. A zy-cylindrical template blank 1 is clamped at one end in a clamping device 2 . The template blank 1 be made of a thermally resilient material, for example a thermally resilient metal or a thermally resilient plastic. The template blank has a relatively small wall thickness of preferably 75-400 μm. The length L of the cylindrical stencil blank 1 depends on the desired application width of the adhesive on the material to be printed. The diameter D of the cylindrical template blank 1 depends on the manner in which the adhesive to be applied is pressed or pressed by the template blank 1 during the application. The template blank 1 can be manufactured in different ways. The Schab ion blank 1 can either be bent from a flat sheet metal, in which the two ends are welded to each other, the cylinder being put on a mandrel and rolled to eliminate the resulting weld seam. Alternatively, the template blank is made by placing a drawn or cast tube on a mandrel and also rolling it. In both cases, the rolling process is carried out until the desired wall thickness w is reached.
Der in die Einspannvorrichtung 2 eingespannte zylinderförmige Schablonenrohling 1 wird um seine Längsachse A mit einer ein stellbaren Drehgeschwindigkeit gedreht. Die Drehgeschwindig keit wird durch eine erste Steuereinheit 3, die die Spannvor richtung 2 über eine Steuerleitung 4 ansteuert, gesteuert. Die erste Steuereinheit 3 steuert ferner über eine Steuerleitung 5 einen Stellmotor 6 für eine Halterung 7, die eine Strahlungs quelle 8 und eine Austrittsdüse 9 aufweist. Die Steuereinheit 3 steuert die relative Lage der Halterung 7 zu dem sich dre henden zylinderförmigen Schablonenrohling 1. Dabei ist die Halterung 7 vorzugsweise in drei Ebenen x, y, z durch den an gesteuerten Motor 6 bewegbar.The cylindrical template blank 1 clamped in the clamping device 2 is rotated about its longitudinal axis A at an adjustable rotational speed. The speed of rotation is controlled by a first control unit 3 , which controls the Spannvor device 2 via a control line 4 . The first control unit 3 also controls, via a control line 5, a servomotor 6 for a holder 7 , which has a radiation source 8 and an outlet nozzle 9 . The control unit 3 controls the relative position of the holder 7 to the rotating cylindrical template blank 1 . The bracket 7 is preferably movable in three planes x, y, z by the controlled motor 6 .
Die Strahlungsquelle 8 ist eine Strahlungsquelle zur Abgabe einer energiereichen Strahlung, die von der Strahlungsquelle 8 auf die rotierende Oberfläche des sich drehenden Schablonen rohlings gerichtet ist. Bei der Strahlungsquelle 8 handelt es sich vorzugsweise um eine Laserstrahlungsquelle. Bei einer al ternativen Ausführungsform ist die Strahlungsquelle 8 eine E lektronenstrahlquelle. Die Strahlungsquelle wird über eine Steuerleitung 10 durch eine weitere Steuereinheit 11 angesteu ert. Die von der Strahlungsquelle 8 abgegebene Strahlung ist vorzugsweise pulsförmig, wobei die Steuereinheit 11 die Strah lungsleistung und die Pulsdauer der Strahlungspulse einstellt. The radiation source 8 is a radiation source for emitting high-energy radiation, which is directed from the radiation source 8 onto the rotating surface of the rotating template blank. The radiation source 8 is preferably a laser radiation source. In an alternative embodiment, the radiation source 8 is an electron beam source. The radiation source is controlled via a control line 10 by a further control unit 11. The radiation emitted by the radiation source 8 is preferably pulse-shaped, the control unit 11 setting the radiation power and the pulse duration of the radiation pulses.
Die Steuereinheit 11 stellt ferner die Anzahl der Strahlungs pulse ein, die zum Durchschmelzen der Wandung des Schablonen rohlings 1 zur Herstellung einer Durchtrittsöffnung von der Strahlungsquelle 8 abzugeben sind. Dabei werden die Strah lungsleistung, die Pulsdauer der Strahlungsimpulse sowie die Anzahl N der innerhalb einer Impulsgruppe abgegebenen Strah lungsimpulse zur Herstellung einer Durchtrittsöffnung in Ab hängigkeit von einem gewünschten Solldurchmesser der Durch trittsöffnung eingestellt.The control unit 11 also adjusts the number of radiation pulses which are to be emitted by the radiation source 8 in order to melt the wall of the template blank 1 in order to produce a passage opening. The radiation power, the pulse duration of the radiation pulses and the number N of radiation pulses emitted within a pulse group for producing a passage opening are set as a function of a desired nominal diameter of the passage opening.
Bei der Laserstrahlquelle 8 handelt es sich vorzugsweise um einen Festkörperlaser, wie er beispielsweise zum Schweißen und Schneiden bei verschiedenen industriellen Anwendungen einge setzt wird. Dabei verfügt die Laserstrahlungsquelle 8 vorzugs weise über folgende Leistungsdaten. Die minimale Ausgangsleis tung beträgt etwa 50 Watt, die Strahlenqualität liegt bei etwa 10 mm × mrad und die minimal notwendige Pulsleistung beträgt etwa 3 kW. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform be trägt die Ausgangsleistung der Laserstrahlungsquelle bei der erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtung 75 Watt. Aufgrund der höheren Ausgangsleistung der Strahlen, die auf die Schab lonenoberfläche des Schablonenrohlings 1 auftreffen, kann die notwendige Pulsdauer der Strahlungsimpulse reduziert werden, so daß der Bearbeitungsvorgang insgesamt verkürzt wird. Kleine und mittlere Durchtrittsöffnungen, deren Durchmesser zwischen 100 und 400 µm liegen, werden von Strahlungsimpulsen erzeugt. Bei einer eingestellten Ausgangsleistung von 1,0 kW, einer Pulsdauer von 0,02 s werden in etwa 15-30 Laserstrahlungsim pulse pro Durchtrittsöffnung je nach gewünschtem Durchmesser benötigt, um eine Durchtrittsöffnung innerhalb eines Zeitraums von etwa 0,3 bis 0,5 s zu erzeugen. Zur Herstellung größerer Durchtrittsöffnungen, deren Durchmesser über 400 µm liegt, gibt die Strahlungsquelle 8 einen Dauerlaserstrahl auf die O berfläche des Schablonenrohlings 8 ab. Durch Ansteuerung des Motors 6 der Halterung 7 durch die Steuereinheit 3 wird die Halterung 7 derart bewegt, daß ein Kreis in die Oberfläche des Schablonenrohlings 1 geschnitten wird.The laser beam source 8 is preferably a solid-state laser, as is used, for example, for welding and cutting in various industrial applications. The laser radiation source 8 preferably has the following performance data. The minimum output power is about 50 watts, the radiation quality is about 10 mm × mrad and the minimum necessary pulse power is about 3 kW. In a particularly preferred embodiment, the output power of the laser radiation source in the manufacturing device according to the invention is 75 watts. Due to the higher output power of the rays that strike the stencil surface of the stencil blank 1 , the necessary pulse duration of the radiation pulses can be reduced, so that the machining process is shortened overall. Small and medium-sized openings with a diameter between 100 and 400 µm are created by radiation pulses. With a set output power of 1.0 kW, a pulse duration of 0.02 s, approximately 15-30 laser radiation pulses per passage opening are required, depending on the desired diameter, in order to close a passage opening within a period of approximately 0.3 to 0.5 s produce. In order to produce larger passage openings, the diameter of which is more than 400 μm, the radiation source 8 emits a permanent laser beam onto the surface of the template blank 8 . By controlling the motor 6 of the holder 7 by the control unit 3 , the holder 7 is moved such that a circle is cut into the surface of the template blank 1 .
Der von der Strahlungsquelle 8 abgegebene hochenergetische Schmelzstrahl führt zu einem Schmelzen der Wandung des Schab lonenrohlings 1. Die eigentliche Durchtrittsöffnung 12 an der Zylinderoberfläche des Schablonenrohlings 1 entsteht mittels eines Preßgases bzw. Schußgases, das von der Austrittsöffnung 9 innerhalb der Halterung 7 ausgegeben wird. Das unter Druck stehende Preßgas befindet sich in einem Behälter 13, der über ein steuerbares Ventil 14 und eine Zufuhrröhre 15 mit der Aus trittsöffnung bzw. Austrittsdüse 9 verbunden ist. Das Ventil 14 wird über eine Steuerleitung 16 von einer weiteren Steuer einheit 17 angesteuert. Während des Herstellungsvorgangs wird das Ventil 14 auf die Steuereinheit 17 geöffnet, so daß das unter Hochdruck stehende Preßgas durch die Austrittsöffnung 9 mit relativ hohem Druck parallel zu dem erzeugten Schmelz strahl auf die Oberfläche des Schablonenrohlings 1 gerichtet wird. Dabei sind der Luftstrahl und der Laserstrahl entweder deckungsgleich oder leicht versetzt auf den gleichen Punkt ge richtet. Bei dem Preßgas kann es sich um beliebige Gase, wie beispielsweise Stickstoff oder Preßluft handeln. Während Preß luft besonders kostengünstig ist, zeichnet sich Stickstoff da durch aus, daß sich am Lochrand der Durchtrittsöffnungen weni ger verkohlte Rückstände bilden. Ferner wird Preßluft vorzugs weise nur bei einem Schablonenmaterial eingesetzt, das weitge hend unempfindlich gegenüber Sauerstoff ist.The high-energy melt beam emitted by the radiation source 8 leads to a melting of the wall of the template blank 1 . The actual passage opening 12 on the cylinder surface of the stencil blank 1 is created by means of a pressurized gas or shot gas which is emitted from the outlet opening 9 within the holder 7 . The pressurized pressurized gas is in a container 13 which is connected via a controllable valve 14 and a feed tube 15 with the outlet opening or outlet nozzle 9 . The valve 14 is controlled via a control line 16 from a further control unit 17 . During the manufacturing process, the valve 14 on the control unit 17 is opened so that the pressurized pressurized gas is directed through the outlet opening 9 at a relatively high pressure parallel to the melt jet generated onto the surface of the template blank 1 . The air jet and the laser beam are either congruent or slightly offset at the same point. The compressed gas can be any gases, such as nitrogen or compressed air. While compressed air is particularly inexpensive, nitrogen is characterized by the fact that less charred residues form at the hole edge of the passage openings. Furthermore, compressed air is preferably used only with a stencil material that is largely insensitive to oxygen.
Mit der in Fig. 1 dargestellten Herstellungsvorrichtung ist es möglich, ein beliebiges Muster von Durchtrittsöffnungen 12 zu erzeugen. Dabei kann die Halterung 7 vorzugsweise in drei Richtungen x, y, z bewegt werden. Ferner wird die Drehung des Schablonenrohlings 1 durch die Steuereinheit 3 gesteuert. Die Durchtrittsöffnungen 12 können in einem beliebigen Muster und in einem beliebigen Abstand zueinander hergestellt werden. Zu sätzlich ist es möglich, durch Ansteuerung der Strahlungsquel le 8 die Durchmesser der verschiedenen Durchtrittsöffnungen 12 individuell einzustellen.With the manufacturing device shown in FIG. 1, it is possible to generate any pattern of through openings 12 . The holder 7 can preferably be moved in three directions x, y, z. Furthermore, the rotation of the template blank 1 is controlled by the control unit 3 . The passage openings 12 can be produced in any pattern and at any distance from one another. In addition, it is possible to individually adjust the diameters of the different passage openings 12 by controlling the radiation source 8 .
Durch die auftreffende Strahlung erwärmt sich der Schablonen rohling 1 und es kommt zu einer Wärmeausdehnung. Bei einer be vorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungs verfahrens wird die Halterung 7 nach manuellem Einstellen des Strahlungsbrennpunktes zu einem Ende des Schablonenrohlings 1 in der Nähe der Spannvorrichtung 2 bewegt. Anschließend wird die Strahlungsquelle 8 durch die Steuereinheit 11 aktiviert, und die pulsförmige Laserstrahlung trifft auf die Oberfläche des Schablonenrohlings 1 auf. Die Strahlungsquelle wird unter Steuerung der Steuereinheit 3 von der Spannvorrichtung 2 weg bewegt. Hierdurch ist es möglich, die Wärmeausdehnung des Schablonenmaterials bei der Erzeugung weiterer Durchtrittsöff nungen zu berücksichtigen.Due to the incident radiation, the template blank 1 heats up and there is thermal expansion. In a preferred embodiment of the manufacturing method according to the invention, the holder 7 is moved to the end of the template blank 1 in the vicinity of the clamping device 2 after manual adjustment of the radiation focal point. The radiation source 8 is then activated by the control unit 11 , and the pulsed laser radiation strikes the surface of the template blank 1 . The radiation source is moved away from the tensioning device 2 under the control of the control unit 3 . This makes it possible to take into account the thermal expansion of the stencil material when generating further openings.
Die Steuereinheit 11 enthält einen internen Zähler und zählt die Anzahl der erzeugten Durchtrittsöffnungen. Nach einer ge wissen Anzahl von erzeugten Durchtrittsöffnungen, beispiels weise 100 Reihen von hergestellten Durchtrittsöffnungen, fährt die Laseroptik eine Meßfläche neben dem Schablonenrohling 1 an und gibt einige Strahlungsimpulse ab. Die Strahlungsintensität der abgegebenen Impulse wird durch eine Meßeinrichtung gemes sen und mit einem Sollwert durch die Steuereinheit 11 vergli chen. Falls der gemessene Wert nicht innerhalb eines vorgege benen Toleranzbereichs liegt, meldet die Steuereinheit 11 eine Störung, die in der Regel durch Verbrennungsrückstände hervor gerufen ist. Nach einem Beseitigen der Verbrennungsrückstände wird der Bestrahlungsvorgang fortgesetzt. Während des Reini gungsvorgangs werden vorzugsweise einige der zuletzt herge stellten Durchtrittsöffnungen durch eine Meßoptik ausgemessen und ihre Durchmesser mit den gewünschten Solldurchmessern ver glichen. Befinden sich die gemessenen Durchmesser der herge stellten Durchtrittsöffnungen 12 in einem vorgegebenen Tole ranzbereich, wird der Bestrahlungsvorgang ohne eine Änderung der Strahlungsleistung der Laserquelle 8 fortgesetzt. Im umge kehrten Fall wird die Strahlungsleistung der Strahlungsquelle 8 durch die Steuereinheit 11 nachgeregelt.The control unit 11 contains an internal counter and counts the number of through openings generated. After a known number of through openings, for example 100 rows of through openings, the laser optics drives a measuring surface next to the template blank 1 and emits some radiation pulses. The radiation intensity of the emitted pulses is measured by a measuring device and compared with a target value by the control unit 11 . If the measured value is not within a predetermined tolerance range, the control unit 11 reports a malfunction which is usually caused by combustion residues. After the combustion residues have been removed, the irradiation process is continued. During the cleaning process, some of the passage openings last produced are preferably measured by measuring optics and their diameters compared with the desired nominal diameters. If the measured diameters of the passage openings 12 produced are within a predetermined tolerance range, the irradiation process is continued without changing the radiation power of the laser source 8 . In the opposite case, the radiation power of the radiation source 8 is readjusted by the control unit 11 .
Die Durchtrittsöffnungen 12 können durch die erfindungsgemäße
Herstellungsvorrichtung in einem beliebigen Muster der Sieb
druckschablone vorgesehen werden. Bei einer bevorzugten Aus
führungsform werden die Durchtrittsöffnungen 12 hexagonal auf
der Oberfläche der Siebdruckschablone angeordnet. Fig. 2 zeigt
eine derartige hexagonale Anordnung. Dabei ist jede Durch
trittsöffnung 12 von sechs weiteren Durchtrittsöffnungen umge
ben. Die umgebenden Durchtrittsöffnungen weisen zu der im
Zentrum befindlichen Durchtrittsöffnung 12 stets den gleichen
Abstand auf. Die hexagonale Anordnung setzt sich entlang der
Zylinderoberfläche fort. Der Abstand zwischen den Durchtritts
öffnungen 12 ist einstellbar. Dabei kann durch die erfindungs
gemäße Herstellungsvorrichtung eingestellt werden, wieviele
Durchtrittsöffnungen auf der Länge von einem Zoll, d. h.
25,4 mm angeordnet sind. Die hierbei übliche Einheit zur Anga
be der Anzahl von Durchtrittsöffnungen pro Zoll ist das soge
nannte "Mesh", wobei für die Anzahl der Durchtrittsöffnungen
beispielsweise bei Textilbeschichtungen Werte von 5 bis
30 Mesh üblich sind. Für bestimmte technische Anwendungen sind
größere Mesh-Zahlen, etwa in einem Bereich von 30-130 Mesh
möglich. Je größer die Mesh-Zahl, desto kleiner ist der Durch
messer der Durchtrittsöffnungen und damit die auf die Oberflä
che aufgetragenen Klebstoffmengen. Der Durchmesser der Durch
trittsöffnungen wird vorzugsweise mit folgender Formel angenä
hert:
The passage openings 12 can be provided by the manufacturing device according to the invention in any pattern of the screen printing stencil. In a preferred embodiment, the passage openings 12 are arranged hexagonally on the surface of the screen printing stencil. Fig. 2 shows such a hexagonal arrangement. Each through opening 12 of six further through openings is reversed ben. The surrounding passage openings are always at the same distance from the passage opening 12 located in the center. The hexagonal arrangement continues along the cylinder surface. The distance between the passage openings 12 is adjustable. It can be set by the manufacturing device according to the Invention, how many openings are arranged on the length of one inch, ie 25.4 mm. The usual unit for specifying the number of through openings per inch is the so-called “mesh”, values of 5 to 30 mesh being common for the number of through openings, for example in textile coatings. Larger mesh numbers, for example in a range of 30-130 mesh, are possible for certain technical applications. The larger the mesh number, the smaller the diameter of the through openings and thus the amount of adhesive applied to the surface. The diameter of the passage openings is preferably approximated using the following formula:
Durchmesser (µm) = 10,16 × 10+3 µm × 1/MeshDiameter (µm) = 10.16 × 10 +3 µm × 1 / mesh
Die durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren herge stellte Siebdruckschablone eignet sich zum Aufbringen beliebi ger Klebstoffe auf beliebige Oberflächen. Mit der hergestell ten Siebdruckschablone wird der Klebstoff partiell auf die O berfläche aufgebracht. Das so entstehende Beschichtungsbild bzw. Klebstoffdruckbild besteht im allgemeinen aus halbkugeli gen Klebstoffpunkten. Es können allerdings auch andere geomet rische Muster, etwa Rauten, erzeugt werden. Der Klebstoff wird herkömmlicherweise der Beschichtungsmaschine als Verbundmate rial zugeführt. Das Verbundmaterial besteht aus einem Oberma terial aus Papier, Kunststoff, Metall, Textil, Fließstoff, Filtermaterial, Schaumstoff oder dergleichen, wobei auf dem O bermaterial die Klebstoffschicht aufgebracht ist. Der Kleb stoff wird ferner von einem sogenannten Trägermaterial abge deckt, das bei der Verarbeitung des Verbundmaterials abgezogen wird. Hierzu ist die Oberfläche des Trägermaterials zu dem Klebstoff antihaftbeschichtet.Herge by the manufacturing method according to the invention provided screen printing stencil is suitable for any application ger adhesives on any surface. With the manufactured The screen printing stencil partially applies the adhesive to the O surface applied. The resulting coating image or adhesive print image generally consists of hemispherical against glue points. However, others can also be geometry patterns, such as diamonds. The glue will conventionally the coating machine as a composite material rial fed. The composite material consists of an upper dimension material made of paper, plastic, metal, textile, non-woven material, Filter material, foam or the like, where on the O the adhesive layer is applied. The glue fabric is also abge from a so-called carrier material covers that is peeled off when processing the composite material becomes. For this purpose, the surface of the carrier material is to the Non-stick adhesive.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Sieb druckschablone eignet sich zum Aufbringen von am Markt erhält lichen Schmelzklebstoffen, die in kaltem Zustand nicht-klebend sind. Darüber hinaus eignet sich die erfindungsgemäße Sieb druckschablone zum Aufbringen von Schmelzhaftklebstoffen, die bei Raumtemperatur klebrig sind. Neben den thermoplastischen Polymeren können auch kalte Acrylatsysteme aufgebracht werden. Diese werden mit UV- oder Elektronenstrahlungen nachvernetzt bzw. gehärtet.The sieve produced with the method according to the invention Printing stencil is suitable for applying on the market Hot melt adhesives that are non-sticky when cold are. The sieve according to the invention is also suitable printing template for applying hotmelt PSAs, the are sticky at room temperature. In addition to the thermoplastic Cold acrylic systems can also be applied to polymers. These are post-crosslinked with UV or electron radiation or hardened.
Zur Herstellung der Siebdruckschablone wird ausgehend von der Auswendung der Klebstofftyp, die notwendige Klebkraft und das Auftragsgewicht des Klebstoffs bestimmt. In Abhängigkeit von dem ausgewählten Klebstofftyp, der Klebkraft und dem Auftrags gewicht werden die notwendigen Durchmesser der Durchtrittsöff nungen 12 durch einen Prozeßrechner berechnet. In Abhängigkeit von den berechneten Lochdurchmessern wird durch die Steuerein heit 11 die Strahlungsquelle 8 zur Erzeugung eines Laser strahlsignals angesteuert. For the production of the screen printing stencil, the type of adhesive, the necessary adhesive strength and the application weight of the adhesive are determined based on the application. Depending on the type of adhesive selected, the adhesive strength and the application weight, the necessary diameters of the passage openings 12 are calculated by a process computer. Depending on the calculated hole diameters, the control unit 11 controls the radiation source 8 to generate a laser beam signal.
Mit der erfindungsgemäß hergestellten Siebdruckschablone kön nen Klebstoffe in den unterschiedlichsten technischen Anwen dungsgebieten zur Herstellung unterschiedlichster Gegenstände aufgebracht werden. Beispielsweise werden Schutzfolien und Ü berzüge für die Kfz-Industrie, d. h. Möbel- und Fahrzeugschutz folien, Dichtungs- und Abschirmfolien mit Klebstoff beschich tet. Ferner ist es möglich, Kaschierfolien für die Verpa ckungsindustrie sowie Schmuck und Dekorfolien für Kartonagen mit Klebstoff zu beschichten. Weitere Anwendungen sind die Herstellung von Klebebandsystemen und Abdeckklebebändern für die Industrie sowie für Büro und Haushalt, die Herstellung von Schaumstoffbändern und Transferbändern. Ein weiteres Anwen dungsgebiet ist die Herstellung von medizinischen Pflastern für Wundverbände aller Art, von Heilpflastern, Rheumapflastern und chirurgischen Abdeckfolien bzw. Abdeckgeweben. Mit der er findungsgemäßen Siebdruckschablone ist ferner die Herstellung selbstklebender Etiketten aller Art möglich. Weitere Anwen dungsgebiete sind die Herstellung selbstklebender Formulare, Drucksachen und Kuverts sowie die Herstellung von Montagehil fen, d. h. Transferklebstoffsysteme aller Art und von Fixier etiketten.With the screen printing stencil produced according to the invention adhesives in a wide variety of technical applications areas for the production of various objects be applied. For example, protective films and Ü covers for the automotive industry, d. H. Protection of furniture and vehicles Cover foils, sealing and shielding foils with adhesive tet. It is also possible to use laminating foils for packaging packaging industry as well as jewelry and decorative films for cardboard to be coated with adhesive. Other applications are Manufacture of adhesive tape systems and masking tapes for the industry as well as for office and household, the production of Foam ribbons and transfer ribbons. Another application The area of application is the production of medical plasters for wound dressings of all kinds, from healing plasters, rheumatic plasters and surgical cover sheets or cover fabrics. With which he inventive screen printing stencil is also the manufacture self-adhesive labels of all kinds possible. Other users Areas of application are the production of self-adhesive forms, Printed matter and envelopes as well as the production of assembly aids fen, d. H. Transfer adhesive systems of all kinds and from Fixier labels.
Claims (25)
- a) Drehen eines zylinderförmigen Schablonenrohlings (1), der eine dünne Wandung aus thermisch belastbarem Ma terial aufweist, um eine Längsachse (A);
- b) stellenweises Bestrahlen des sich drehenden Schablo nenrohlings (1) mit einem energiereichen Strahl zum Durchschmelzen der Wandung;
- c) Erzeugen von Durchtrittsöffnungen an den geschmolze nen Stellen der Wandung mittels eines Preßgases.
- a) rotating a cylindrical template blank ( 1 ) which has a thin wall of thermally resilient material Ma about a longitudinal axis (A);
- b) irradiation of the rotating stencil blank ( 1 ) with a high-energy beam to melt the wall;
- c) generating through-openings at the molten areas of the wall by means of a pressurized gas.
- a) einer Spanneinrichtung (12) zum Einspannen eines zy linderförmigen Schablonenrohlings (1) mit einer dün nen Wandung, der entlang seiner Längsachse (A) dreh bar gelagert ist;
- b) einer bewegbaren Strahlungsquelle (8), die einen Schmelzstrahl zum punktweisen Durchschmelzen der Wan dung abgibt;
- c) und mit einer Austrittsöffnung (9), durch die ein un ter Druck stehendes Preßgas zum Durchstoßen der ge schmolzenen Wandungsstellen des Schablonenrohlings (1) abgegeben wird.
- a) a clamping device ( 12 ) for clamping a cylindrical stencil blank ( 1 ) with a thin wall, which is rotatably supported along its longitudinal axis (A);
- b) a movable radiation source ( 8 ) which emits a melt jet for melting the wall punctually;
- c) and with an outlet opening ( 9 ) through which a pressurized un-pressurized gas for piercing the molten wall locations of the stencil blank ( 1 ) is released.
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- 2002-05-24 WO PCT/EP2002/005736 patent/WO2002094567A1/en not_active Application Discontinuation
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WO2002094567A1 (en) | 2002-11-28 |
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