CN105579245A - 在冲压工具上通过加设金属层制造表面结构的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在冲压工具上、特别在压板(1)、连续带或压花辊上制造表面结构的方法。为了避免费时的蚀刻过程，按照本发明建议，通过多个重叠设置的金属层制造表面结构。为此完成掩模的至少单次加设，以便覆盖部分区域，并且在未覆盖区域(5、6)上至少单次加设金属层，以便构造具有突起部分的表面结构。在此重复这两个单个方法步骤，直到达到要求的结构深度。通过最后的处理方法可以将表面例如倒圆或设有硬铬层(7)。

Description

在冲压工具上通过加设金属层制造表面结构的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在冲压工具、特别是压板、连续带或压花辊上制造表面结构的方法。

背景技术

将以压板、连续带或压花辊形式的冲压工具在很大范围内用于木加工工业。在这方面可以涉及家具的制造，但同样涉及内部装修的嵌板的制造，其中可以将嵌板用于墙壁、天花板和地板的区域内。借助于冲压工具将材料板的可见表面这样压花，使得可以制造期望的花纹图案、优选天然表面结构的逼真的仿制。在这方面可自由选择表面的结构，从而也可以选择图形结构或图案。为了材料板的制造，在基板层(基板层可以是高密度纤维板、中密度纤维板、USB板、切屑或绝缘木板)上放置树脂浸渍的纸片。纸片包括至少一个装饰纸和一个设置在装饰层上方的覆盖层纸。可自由选择纸层的数目并且按照设置的使用目的校准，例如可以将多个覆盖层纸涂盖在装饰层上，或可以将多个基板层纸敷设在装饰层的下方。

为了避免材料板的弯曲，优选两侧涂覆有接近相同数目的覆盖层纸和底层纸并与基板层压紧。

作为树脂使用热固性塑料树脂，例如以三聚氰胺树脂、苯醛氨基树脂或三聚氰胺/尿素树脂的形式，其可以透明地显现纸层，从而在完成的产品中只明显可见地显现装饰层或彩色纸层的印刷部。

在冲压设备、例如在单层冲压设备中加热材料板并与纸压紧。冲压时间和温度决定树脂的交联度及其表面品质。在冲压时间的过程以后树脂已达到要求的交联度并且处于固体相。在该过程中树脂表面接受冲压工具的表面结构。

此外多个利用树脂浸渍的纸层(其例如由苏打牛皮纸和优质纸浆制成)可以作为HPL层相互压紧。在这方面可以打印或单色折叠各个纸层，其中由于各纸层的透明度在用树脂浸渍以后明显可见装饰图案或色彩。这种技术方案在这方面如同在材料板中通过装饰纸(例如其可以具有石块、皮革、织物或木材仿真)是成本高的，其中通过使用的冲压工具这些在冲压过程以后可以设有同步设置的结构。在层压地板的制造中例如装饰结构与压板上的同步延伸的结构压紧并由此特别加强地引起木材仿造的真实性。所使用的装饰纸在此通过压入的结构叠加，亦即发生重合的压花，从而凹槽例如跟随花纹图案的走向并由此特别突出材料板或HPL层的逼真性。HPL层例如可以借助于粘合剂连结于基板层。

为了表面设计，对此使用结构化的金属压板或连续带、优选钢板作为冲压工具。如果使用压花辊，其可以在外面上同样具有结构或用冲压板包封。为了改善金属表面的耐磨性和分离特性，冲压工具附加设有涂层。涂层中可以例如是铬涂层。

在过去借助于丝网印刷方法或替代地通过加设感光层完成冲压工具的制造，感光层紧接着经受曝光，以便在最后感光层显影以后压板或连续带经受清洁过程，从而只仍保持感光层的为稍后的蚀刻过程形成掩模的各部分。替代地存在这样的可能性，即借助数字化的打印技术加设必需的掩模，以便使被预先处理的冲压工具经受蚀刻过程。在此为了掩模的加设也可以精确地使用装饰纸的数据，从而在最终处理的材料板中可以制造特别明显的重合一致的压花。在最后所述情况下借助于打印头加设掩模，其中打印头可沿X轴和Y轴移动或在固定的打印头时使工作平台连同支承的冲压工具在打印头下方移动。

作为替代方案存在这样的可能性，即通过水射流方法或借助激光技术实施直接的结构化。在这种情况下为了表面结构化事先不需要加设掩模。

与以哪种形式制造冲压工具的表面的结构化无关，这些经受多个清洁过程并且可以附加覆盖有镍层、黄铜层或铜层，以便紧接着通过进一步的金属涂层使表面完美。为此优选使用铬层。通过金属涂层，表面得到要求的光泽度和必需的表面硬度。光泽度对下列情况负责，即在待加工的材料板借助冲压工具的完成冲压以后被冲压的结构得到各种不同的底纹和彩色反射。

全部描述的方法技术导致冲压工具的耗费的加工，其最后又反映于制造成本中。特别是冲压工具的多次蚀刻需要长的加工时间。

发明内容

出于上述原因，因此本发明的目的在于，提供一种新式的方法，在其中几乎可以完全放弃蚀刻方法。

为了实现该方法目的，为了在具有原来光滑的表面的冲压工具上制造结构化的表面，建议以下步骤：

至少加设一次掩模，以便覆盖部分区域；和

在未覆盖的区域上至少加设一次金属层，以便形成具有多个突起部分的表面结构。

从各从属权利要求得出方法的进一步有利的实施形式。

为了表面结构的制造，按照建议的方法放弃蚀刻。取而代之，在准备的冲压工具(在此首先仅仅是钢板)上至少加设一次掩模，以便覆盖表面的部分区域。在完成掩模以后，通过在未覆盖区域上至少加设一次金属层，形成第一金属层以构建具有多个突起部分的表面结构。

通过加设第一金属涂层，已完成轻微的表面结构化，其通过各个方法步骤的多次重复，例如重新加设掩模和再次加设金属层，导致各突起部分的分层构造。在这时待加设的层的数目在这方面只通过待得到的表面结构的深度决定。在需要情况下可以叠置地加设多个单层，其中为了加设一个新的金属层事先必须加设新的掩模。由此按这种方式和方法通过多个金属层的叠置设置，仿佛形成金字塔形的结构，从而在最简单的情况下可以放弃除去事先加设的掩模。更确切地说可以直接在存在的掩模和金属层的其它的部分区域上加设另外的掩模。只要加设的层的数目对应于以后要求的结构深度，就可以在一个工序中除去全部掩模。替代地当然存在这样的可能性，即在加设新的掩模之前除去过去的掩模。

这样的处理方法的优点在于，在这些方法步骤中可以完全放弃冲压工具的蚀刻。只通过其它的重叠设置的金属层的加设来完成表面结构的制造。对于金属层可以例如加设镍层、铜层或铬层。在结束表面结构化以后可以附加加设硬铬层。

为了加设掩模，按照本发明规定数字的打印技术，其中优选使用UV(紫外线)漆，其在加设以后通过UV源照射以固化。在这时在工作平台上借助于打印头完成掩模的加设。该打印头在通过X分量和Y分量限定的平面内可移动设置。替代地存在这样的可能性，即使用固定的打印头并且将工作平台与冲压工具一起沿X方向和Y方向移动。

为了表面结构化，在方法的进一步实施形式中设定，将多个接下来的掩模加设在接近相同的部分区域上。通过第一次加设的掩模在此确定这样的区域，其形成各稍后的凹槽，而与此相对在未覆盖的区域内通过加设多个金属层逐步地形成表面结构。由于这种原因如果事先不除去老的掩模，则各个掩模彼此叠置，或金属涂层的相同区域和边缘区域利用掩膜覆盖，以便能够只在各突出的区域内实现进一步的涂层过程。由于叠置地加设多个金属层，借此形成垂直于冲压工具表面的分层地突出的结构。为了实现金字塔形的结构，各接下来加设的掩模的特征在于变宽的线宽度()，其连续地增大，直到最后仅仅各突起部分的窄的区域用于制造最后的金属层。

为了待加设的掩模的更好的粘附或为了冲压工具的需要的预处理，在本发明的进一步实施形式中设定，在第一次掩模加设之前电镀地、化学地或机械地预处理冲压工具的表面，以便例如达到金属表面的变粗糙。

在成金字塔形重叠设置各个金属层以后，在本发明的进一步实施形式中设定，冲压工具的表面在加设最后的金属层之后经受电镀的、化学的或机械的处理。在这方面可以采用蚀刻方法，以便实施多个分层加设的金属层的倒圆。此外可以借助其它的处理步骤导致冲压工具的精制，其中例如通过电解抛光或机械抛光完成接下来的表面处理，以便制造规定的光泽度。替代地存在这样的可能性，在接下来的表面处理时通过蚀刻或消光蚀刻制造光泽度。在该处理方法中通常沿冲压工具的整个表面均匀地设定光泽度。

为了制造不同的光泽度，在本发明的进一步实施形式中设定。作为接下来的表面处理完成全面的和/或部分的光泽度校准，其中通过金属的涂层的加设、通过化学的方法或通过机械的方法校准光泽度。替代地在这种情况下也存在这样的可能性，即通过蚀刻或消光蚀刻实施光泽度设定/校准。基本上在这里取决于材料板的使用目的。就此而论为家具工业使用制成的材料板。实现化学的和机械的处理方法用以校准光泽度和紧接下来的硬镀铬，就此而论可以将材料板用于制造地板嵌板而为了校准光泽度不需要另外加设其它的金属涂层，其中在表面结构化时已经可以校准在冲压工具的突起部分的区域内的第一光泽度。

在本发明的进一步实施形式中设定，作为接下来的表面处理，完成全面的和/或部分的光泽度设定。通过局部的硬铬层的构成，在此也可以影响光泽度并且例如使得凹槽相对于突起部分以不同的光泽度显现，首先作为在冲压工具上的负像并且紧接着在材料板的表面的挤压变形以后显现。哪些区域应该具有低的光泽度和哪些区域应该具有高的光泽度，只在于顾客的判断：他想怎样制造成品。通过提供的各方法步骤，原则上在光泽度方面存在任何形成可能性。

当前的方法的基本的发明构想在这方面在于，为了制造表面结构放弃蚀刻并且在加设各单个掩模以后借助金属层完成部分的涂层，其中这可以多次重复，直到分层地形成要求的表面结构。

此外本发明的目的在于，提供一种用于使用该方法的设备。

按照本发明的设备包括供冲压工具进行表面处理用的支承装置，其中为了控制掩模加设，使用仿真的表面结构的数字化的数据，并且其中打印头能沿X坐标和Y坐标的方向在由这两个坐标轴形成的平面内移动或在打印头固定的情况下支承装置能沿X方向和Y方向移动，并且能加设至少一个掩模，该至少一个掩膜至少覆盖部分的区域，以便在电镀装置中在未覆盖的区域上加设至少一个第一金属涂层。该过程可以至少重复一次、优选多次，从而在冲压工具上形成分层布置的表面结构。在此优选在各已完成的层上加设其它的层，这使得能够在放弃蚀刻方法的情况下实现表面结构化。在这方面将需要的掩模加设到以后的冲压工具的表面上、优选钢板上，以便紧接着在电镀装置中、优选电镀浴中析出第一金属层。

在从电镀浴中移除以后，清洁表面并且可以除去第一掩模。在这之后可以加设第二掩模并且重复在金属涂层方面的过程。可以多次连续地完成这两个过程，从而形成表面结构化的分层的构造。但替代除去掩模，在该方法技术中也存在这样的可能性，即，将各掩模保留在表面上，因为任何进一步的加设的掩模比先前的掩模具有较宽的线宽度。因此人们在表面结构化结束以后可以在一个工序中除去全部的掩模或在一个工作步骤中除去多个加设的掩模。就此而论这有可能，例如不必担心由于操纵和多次加设导致的掩模剥落。

此外本发明规定冲压工具(其更确切地说以压板、连续带或圆柱形压花辊的形式)的应用，该冲压工具按照方法权利要求中任一项制造并且用于对材料板进行挤压和/或压花而使得木材板具有逼真的结构化的表面，该结构化的表面具有至多500μm的深度，其中通过金属层的分层加设实现表面结构化。

此外本发明涉及一种材料板，其在使用冲压工具的情况下按照方法步骤之一制成有分层加设的表面结构。

附图说明

此外借助各图更详细地说明本发明。其中：

图1具有表面结构化的压板的透视图，

图2从图1中已知的具有分层加设的表面结构的压板的显著放大的横剖视图，和

图3用于实施按照本发明的方法的设备的俯视图。

具体实施方式

图1示出具有表面结构化的压板1的透视图，该压板可以由钢板或黄铜板构成。在压板1的表面2上仿制木纹3，其例如通过掩模和紧接的金属涂层的多次加设制成。原则上可以制造任意的表面结构化，例如仿制地理图案的天然石材表面或替代的木结构。

环绕的边缘4在此用于容纳和夹在未示出的液压的单层或多层压力机内。

图2示出压板1的显著放大的剖视图，由其中可见，压板1具有承载体8，在其上叠置地设置各个金属层9。层结构在这方面通过在承载体8的部分区域上加设掩模和紧接下来进行金属涂层而形成，加设掩模和金属涂层可以多次重复。为此总是需要加设新的掩模和新的金属涂层直到要求的结构深度，其通过突出的区域5和通过较深设置的区域6构成。在俯视图中各区域5和6形成一种结构，其例如从图1中通过木装饰的仿造形成。按照本发明的方法在此设定，放弃表面结构的蚀刻并且取而代之在掩模的每次加设以后加设各单个金属层。在此可以通过金属层3的数量设定深度分布。在结束时在金属层3上加设硬铬层10，其例如可以沿压板1的全表面延伸。替代地在此也存在这样的可能性，即只在较深设置的区域6的区域内加设硬铬层10，而与此相对各突出的区域5用另外的铬层覆盖，其例如具有不同的光泽度。通过该措施可以实现待用压板1制造的材料板的结构化和光泽度设定。

图3示出用于实施按照本发明的方法的设备40，其包括打印头46。设备40包括具有平面的工作面42的支承台41，在工作面42内构成多个凹槽43，其连接于真空泵，从而在工作面42上支承的压板1可以被吸住并且由此为了进一步的加工过程被固定。打印头46可沿Y坐标的方向在横梁45上移动。与之不同，横梁45可沿X坐标的方向移动，从而打印头40可以到达压板1的表面的任何点。代替打印头46的移动，也可以使用固定的打印头46并且使工作面42连同支承的压板1沿X方向和Y方向移动。

经由控制装置47实现横梁45和打印头46的可移动性，其中控制装置经由仿真的3D结构的数字化的数据来控制。在制成掩模以后可以给压板46加设金属层。

附图标记清单

1压板10硬镀铬

2表面40设备

3木纹41支承台

4边缘42工作面

5区域43凹槽

6区域45横梁

7硬铬层46打印头

8承载体47控制装置

9层

Claims (15)

1.一种用于在冲压工具、特别是压板(1)、连续带或压花辊上制造表面结构的方法，至少包括以下步骤：

至少加设一次掩模，以便覆盖部分区域；和

在未覆盖的区域(5、6)上至少加设一次金属层，以便形成具有多个突起部分的表面结构。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，多次地分层地加设掩模和金属层。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过数字的打印技术加设掩模，其中优选使用UV漆，其在加设以后通过UV源照射以发生固化。

4.按照权利要求1、2或3中任一项所述的方法，其特征在于，将多个接下来的掩模加设在接近相同的部分区域(5、6)上。

5.按照权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，叠置地加设多个金属层，借此构成垂直于冲压工具表面的分层地突出的结构。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，接下来的覆盖相同区域的掩模具有连续地增加的线宽度。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，接下来的各个金属层成金字塔形地叠置。

8.按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，在第一次掩模加设之前电镀地、化学地或机械地预处理冲压工具的表面。

9.按照权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，冲压工具的表面在加设最后的金属层之后经受电镀的、化学的或机械的处理。

10.按照权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，通过电解抛光或机械抛光实现接下来的表面处理。

11.按照权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，实施全面的和/或部分的光泽度校准作为接下来的表面处理，其中通过金属涂层的加设、通过化学方法或通过机械方法实现光泽度。

12.按照权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，实现表面结构的完全的和/或部分的硬镀铬(10)作为接下来的表面处理。

13.一种用于应用按照权利要求1至12中任一项所述的方法的设备，包括供冲压工具进行表面处理用的支承装置，其特征在于，为了控制掩模加设，使用仿真的表面结构的数字化的数据，其中打印头(46)能沿X坐标和Y坐标的方向在由这两个坐标轴形成的平面内移动或在打印头(46)固定的情况下支承装置能沿X方向和Y方向移动，并且能加设至少一个掩模，该至少一个掩膜至少覆盖部分的区域(5、6)，以便在电镀装置中在未覆盖的区域(5、6)上加设至少一个第一金属涂层，至少重复一次掩模加设和涂层，使得形成表面结构的分层布置。

14.一种冲压工具、更确切地说压板(1)、连续带或圆柱形压花辊的应用，该冲压工具按照权利要求1至12中任一项制造，该冲压工具用于材料板的挤压和/或压花而使得木材板具有逼真的结构化的表面，该结构化的表面具有至多500μm的深度，其中通过金属层的分层加设实现表面结构化。

15.一种材料板，其在使用冲压工具的情况下按照方法权利要求1至12中任一项制成有分层加设的表面结构。