DE102005016651A1

DE102005016651A1 - Method for manufacture of contoured and finely structured surface of tool for producing of plastic film entails producing contour and fine structure by means of numerically controlled machine tool in a machine cutting

Info

Publication number: DE102005016651A1
Application number: DE200510016651
Authority: DE
Inventors: Thorsten Dipl.-Ing. Blöcker; Antonius Köster
Original assignee: Antonius Koester Modellbau E K; Antonius Koster Modellbau Ek; Frimo Group GmbH
Current assignee: Antonius Koester Modellbau E K; Antonius Koster Modellbau Ek; Frimo Group GmbH
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2005-04-12
Publication date: 2006-10-26

Abstract

The method for the manufacture of a contoured and finely structured surface of a tool for the producing of a plastic film entails producing the contour and fine structure by means of a numerically controlled machine tool in a machine cutting. The data used for control of the machine comprises contour data, which three-dimensionally describes the contour of the plastic film, and fine structure data which three-dimensionally describes the image of the surface of an original pattern (4). The contour data and fine structure data is added together for control of the machine tool. An independent claim is included for a device for carrying out the method according to the invention comprising a numerically controlled milling machine.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer konturierten und feinstrukturierten Oberfläche eines Werkzeugs zur Herstellung einer mit Aus- und/oder Einwölbungen versehenen und hinterschäumbaren Kunststofffolie in nur einem Arbeitsgang.The The invention relates to a method for producing a contoured and finely textured surface a tool for producing a with and / or indentations provided and foamable Plastic film in just one operation.

Ein solches Verfahren ist aus der DE PS 198 51 117 bekannt. Dabei ist es vorgesehen, die gewünschte Musterung in die mit dem Dekormaterial in Berührung tretende Oberfläche des Werkzeugs einzuarbeiten, um das Formen und Strukturieren der Oberfläche in einem einzigen Arbeitsgang zu bewirken.One Such method is known from DE PS 198 51 117. It is it provided the desired Patterning in the coming into contact with the decorative material surface of the Tooling to the shaping and structuring of the surface in one single operation.

Über die Art der Einarbeitung der Musterung ist der Druckschrift nichts entnehmbar.About the Type of incorporation of the pattern is the reference nothing removable.

Aus der DE 197 31 315 ist es bekannt, Strukturierungsflächen eines Formwerkzeuges mit Hilfe einer CNC-gesteuerten Werkzeugmaschine herzustellen, um eine Oberflächenvergrößerung zu erzielen. Hinweise auf die Herstellung von Oberflächenstrukturierungen, die einer Originalvorlage folgen, sind der Druckschrift nicht entnehmbar.From the DE 197 31 315 It is known to produce patterning surfaces of a molding tool by means of a CNC-controlled machine tool in order to achieve a surface enlargement. References to the production of surface structuring, which follow an original document, the document can not be removed.

Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung einer konturierten und feinstrukturierten Oberfläche eines Werkzeugs zur Herstellung einer mit Aus- und/oder Einwölbungen versehenen und hinterschäumbaren Kunststofffolie in nur einem Arbeitsgang bekannt, bei dem ein Positivmodell des herzustellenden Werkstücks mit Naturleder oder Kunststoff-Strukturfolien überzogen und anschließend auf galvanischem Wege in die Gestalt eines Negativwerkzeugs überführt wird, das bei der Thermoformung und dem Prägen der Kunststofffolie zur Anwendung gelangt. Dabei können sich Probleme ergeben insoweit, als das Naturleder dazu neigt, sich von den zurückspringenden Oberflächenbestandteilen des Positivmodells abzulösen und in die ursprüngliche, ebene Gestalt zurückzuformen, bevor es gelingt, das Negativwerkzeug zu erhalten. Dies liegt daran, dass Naturleder und Kunststofffolien nur begrenzt dehnbar sind und zum vollständigen Abdecken der mehr oder weniger gekrümmten Oberflächen das ebene Material eingeschnitten oder aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt werden muss. Stoßstellen zwischen den verschiedenen Naturlederstücken oder -abschnitten sind dabei fast immer erkennbar, was in vielen Anwendungen unerwünscht ist.It is also a method for producing a contoured and finely textured surface a tool for producing a provided with bulges and / or indentations and hinterschaumbar Plastic film known in only one operation, where a positive model of the workpiece to be produced coated with natural leather or plastic structural films and then electroplated Paths in the shape of a negative tool is transferred, the thermoforming and embossing the plastic film used. It can be Problems arise insofar as the natural leather tends to differ from the recessed Surface components of the Replace positive model and in the original, to reshape a plane shape, before it manages to get the negative tool. This is because that natural leather and plastic films are only limited elastic and to the full Cover the more or less curved surfaces of the flat material cut or composed of several individual parts must become. joints between the different natural leather pieces or sections almost always recognizable, which is undesirable in many applications.

Darstellung der Erfindungpresentation the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung einer konturierten und feinstrukturierten Oberfläche eines Werkzeugs zur Herstellung einer mit Aus- und/oder Einwölbungen versehenen und hinterschäum- oder hinterspritzbaren Kunststofffolie in nur einem Arbeitsgang zu zeigen, das kostengünstiger als die bisherigen Verfahren anwendbar ist und es gestattet, die Oberflächenstrukturierung beliebig zu gestalten.Of the Invention is based on the object, a process for the preparation a contoured and finely textured surface of a tool for production one with Aus- and / or indentations provided and foamy or injectable plastic film in just one operation to show that cost-effective as the previous method is applicable and allows the surface structuring to design arbitrarily.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.These Task is according to the invention in a Method of the type mentioned above with the characterizing features of claim 1 solved. On advantageous embodiments take the dependent claims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer konturierten und feinstrukturierten Oberfläche eines Werkzeugs zur Herstellung einer mit Aus- und/oder Einwölbungen versehenen und hinterschäum- oder hinterspritzbaren Kunststofffolie in nur einem Arbeitsgang ist es vorgesehen, dass die Kontur und die Feinstruktur der Oberfläche mit Hilfe einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine spanabhebend erzeugt wird und dass

a) die zur Steuerung der Werkzeugmaschine verwendeten Daten Konturdaten umfassen, die die Kontur der Kunststofffolie dreidimensional beschreiben sowie
b) Feinstrukturdaten, die das Abbild eines Originalmusters dreidimensional beschreiben und dass
c) die Konturdaten und die Feinstrukturdaten einander addierend zur Steuerung der Werkzeugmaschine verwendet werden.

In the method according to the invention for producing a contoured and finely structured surface of a tool for producing a plastic film provided with bulges and / or indentations and foamable or injectable in only one operation, it is provided that the contour and the fine structure of the surface can be determined numerically controlled machine tool is produced by machining and that

a) the data used to control the machine tool include contour data describing the contour of the plastic film in three dimensions and
b) Fine structure data describing the image of an original pattern three-dimensionally and that
c) the contour data and the fine structure data are added to each other used to control the machine tool.

Auf diese Weise gelingt es, auf eine besonders einfache und schnelle Weise die Kontur und die Feinstruktur reproduzierbar, maschinell und zügig in die Oberfläche des Werkzeugs einzuarbeiten.On This way succeeds in a particularly simple and fast Make the contour and the fine structure reproducible, machine and fast in the surface of the tool.

Es ist bereits bekannt, die Struktur der Oberfläche eines Werkzeugs numerisch zu beschreiben und die Strukturdaten zur Herstellung der Werkzeugoberfläche zu verwenden. Solche Strukturdaten einer Werkzeugoberfläche gelangen bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ebenfalls zur Anwendung.It is already known, the structure of the surface of a tool numerically to describe and to use the structural data for the production of the tool surface. Such structural data of a tool surface arrive in the application the method according to the invention also for use.

Die Srukturdaten werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch erstmals mit Feinstrukturdaten überlagert, was zu einer Werkzeugoberfläche führt, die sowohl die Strukturdaten als auch die Feinstrukturdaten in sich vereint. Die Feinstrukturdaten können dabei durch einen Scan – Prozess von einem Originalmuster der gewünschten Oberfläche numerisch abgenommen werden.However, in the method according to the invention, the structure data are for the first time superimposed with fine structure data, which leads to a tool surface which combines both the structure data and the fine structure data. The fine structure data can be determined by a scan process from an original pattern of the desired surface be taken numerically.

Falls das Originalmuster nicht die Größe der herzustellenden Kunststofffolie hat, besteht die Möglichkeit, die Feinstrukturdaten durch eine so genannte Kachelung zu erhalten. Dabei wird ein Ausschnitt des Originalmusters, der in gegebenenfalls zwei Richtungen endlos aneinander reihbar ist und beispielsweise die Form eines Rechtecks, eines Quadrates, eines Dreiecks oder eines Sechsecks hat, EDV – mäßig an den Rändern so verfälscht, dass er ohne erkennbare Unterbrechung des Musterungsbildes lückenlos an einen bereits vorhanden, identischen Ausschnitt angesetzt werden kann. Die diesbezüglichen Gegebenheiten lassen sich am Bildschirm sehr genau kontrollieren, was es sehr einfach macht, die Feinstrukturdaten auf beliebig große Formwerkzeuge zu übertragen. Auch können gegebenenfalls voneinander abweichende Feinstrukturdaten auf die Kontur eines bestimmten Werkzeugs übertragen werden, ohne dass es erforderlich ist, größeren Aufwand in die Bereitstellung einer solchen Modifizierung zu investieren. Wechselnden Modetrends lässt sich so besonders einfach entsprechen.If the original pattern is not the size of the produced Plastic film has the possibility of the fine structure data to get through a so-called tiling. This will be a section of the Original pattern, in any two directions endlessly together is rebarable and, for example, the shape of a rectangle, a square, a triangle or a hexagon, EDP - moderately at the edges like that corrupted that he without any noticeable interruption of the pattern image gapless be attached to an already existing, identical section can. The relevant ones Conditions can be very precisely controlled on the screen which makes it very easy, the fine structure data on arbitrarily large molds transferred to. Also can possibly differing fine structure data on the Contour of a particular tool can be transmitted without that It is required greater effort to invest in providing such a modification. Changing fashion trends leaves to be so easy to match.

Ferner besteht die Möglichkeit, die Feinstrukturierung in den einzelnen Teilbereichen unterschiedlich zu gestalten und an bestimmten Stellen Piktogramme, Griffleisten oder abstrakte Bilder vorzusehen.Further it is possible, the fine structuring differs in the individual subareas to design and in certain places pictograms, handles or to provide abstract images.

Als vorteilhaft hat es sich bewährt, wenn die Feinstrukturdaten aus einem ebenen Schattenbild des Originalmusters oder einer damit übereinstimmenden Sekundärbeschichtung der gewünschten Feinstrukturierung gewonnen werden, indem der Schwärzungsgrad der Grautönung der einzelnen Zonen des Originals zur Beschreibung der Tiefe der Feinstruktur in den verschiedenen Zonen verwendet wird. Um die Grauzonen in qualitativer Hinsicht besser erfassen zu können, besteht dabei die Möglichkeit das Originalmuster vor der Ermittlung der Feinstrukturdaten mit einer kontinuierlichen Beschichtung zu überziehen, beispielsweise mit einer Beschichtung, die durch Aufdampfen eines Metalls auf das Original- muster aufgetragen wird. Eine solche Beschichtung kann ferner vor der Ermittlung der Feinstrukturdaten oxidiert und/oder gefärbt werden, beispielsweise in einem weißen Farbton. Nachfolgend kann ein solches Muster mit einer weiteren, in die Vertiefungen eindringenden Sekundärbeschichtung aus einer kostrastfarbenen, opaken Masse überzogen werden, die an ihrer Oberseite in eine ebene Gestalt überführt und gegebenenfalls gehärtet wird. Das Originalmuster lässt sich anschließend anhand der unterschiedlichen Grautönungen der Oberfläche besonders einfach digitalisieren. Natürlich besteht hierbei auch die Möglichkeit, die gehärtete und mit den Feinstrukturdaten des Originalmusters versehene Sekundärbeschichtung von dem Originalmuster abzuziehen und an einer getrennten Stelle, beispielsweise auf einer hinterleuchteten Glasplatte abzuscannen, um die die Feinstruktur des Originalmusters wiedergebende Schattierung der Sekundärbeschichtung in digitalisierter Form leichter erfassen zu können. Eine solche Sekundärbeschichtung kann beispielsweise aus opakem Silikonkautschuk bestehen.When Advantageously, it has proven if the fine structure data is a flat silhouette of the original pattern or a matching one secondary coating the desired fine structuring be obtained by the degree of blackening the gray tint the individual zones of the original to describe the depth of the fine structure used in the different zones. To the gray areas in qualitative Better able to grasp there is the possibility the original sample before the determination of the fine structure data with to coat a continuous coating, for example with a coating obtained by vapor deposition of a metal on the original pattern is applied. Such a coating may further the determination of the fine structure data are oxidized and / or colored, for example in a white one Hue. Subsequently, such a pattern with another, into the recesses penetrating secondary coating of a cost-colored, opaque mass coated be transformed on their top in a flat shape and optionally cured becomes. The original pattern leaves afterwards especially easy due to the different gray tones of the surface digitize. Naturally there is also the possibility the hardened and secondary coating provided with the fine pattern data of the original pattern deduct from the original sample and at a separate location, for example, to scan on a backlit glass plate, around the shading reproducing the fine structure of the original pattern the secondary coating in digital form easier to grasp. Such a secondary coating may for example consist of opaque silicone rubber.

Die Feinstrukturdaten des Originalmusters können auch durch eine Messung des Abstandes X der verschiedenen Teilzonen von einer willkürlich angenommenen Bezugsebene ermittelt werden, beispielsweise in Bezug auf eine gedachte, ebene Bezugsfläche, die von den am weitesten vorstehenden Zonen den Abstand Null hat. Eine additive Ergänzung der Strukturdaten der Oberfläche ist in einem solchen Falle ganz besonders einfach. Die Messung des Abstandes X kann unter Verwendung eines optischen oder elektrischen Entfernungsmessers vorgenommen werden.The Fine structure data of the original pattern can also be obtained by a measurement the distance X of the different subzones of an arbitrary assumed Reference plane, for example in relation to an imaginary, plane reference surface, which has the distance zero from the furthest protruding zones. An additive supplement the structural data of the surface is especially easy in such a case. The measurement of Distance X can be measured using an optical or electrical Odometer can be made.

Die zur Verarbeitung gelangenden Kunststofffolien können je nach Art und Qualität ein mehr oder weniger ausgeprägtes Rückformungs- und Kriechverhalten haben, das insbesondere bei der Abkühlung und/oder einer nachfolgenden Erwärmung dazu führen kann, dass die ursprüngliche Feinstrukturierung ganz oder teilweise wieder verloren geht. Häufig treten solche unschönen Effekte erst während der bestimmungsgemäßen Verwendung auf, was teure Reklamationen nach sich ziehen kann.The Depending on the type and quality, plastic films that are to be processed may have one more or more less pronounced Rückformungs- and creep, especially during cooling and / or a subsequent heating to to lead that can be the original one Fine structuring completely or partially lost again. Often occur such unsightly Effects only during the intended use on what expensive reclamation can entail.

Erfindungsgemäß ist es daher nach einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, die aus der Messung der Grautönung oder des Abstandes erhaltenen Feinstrukturdaten vor ihrer Verwendung mit einem Faktor X zu multiplizieren, um die sich bei der Abkühlung und/oder einer erneuten Erwärmung der verarbeiteten Kunststofffolie ergebenden Schrumpf- und/oder Kriecheffekte auszugleichen. Die vorhandene Digitalisierung der Feinstrukturdaten macht dieses ganz besonders einfach. Ledernachbildungen lassen sich dadurch qualitativ besser und dauerhafter als bisher auf die zur Anwendung gelangenden Kunststofffolien übertragen.It is according to the invention Therefore, according to an advantageous embodiment, provided the measurement of the gray color or the distance obtained fine structure data before use multiply by a factor of X, which is reflected in the cooling and / or a renewed warming the processed plastic film resulting shrinkage and / or Kriecheffekte compensate. The existing digitization of fine structure data makes this very easy. Leather imitations can be This qualitatively better and more durable than before on the Transfer applied plastic films.

Die nach der Datenerfassung erhaltenen Kontur- und Feinstrukturdaten lassen sich durch Fräsen, Hobeln, Schleifen, Ultraschall- und/oder eine Laserbehandlung auf das Werkzeug übertragen. Erstaunlich ist es, dass es auf diese Weise gelingt, äußerst hochwertig erscheinende Ledernachbildungen zu erzeugen, obwohl keine galvanischen Nachbildungsprozesse zur Anwendung gelangen. Die Ledernachbildung ist dabei in allen Teilbereichen von völlig übereinstimmender Qualität, was z.B. in Bezug auf die Bezugsstoffe von Armaturenbrettern bisher nicht erreichbar war. Vorstehende und zurückspringende Ecken und Kanten unterschieden sich bisher immer ganz erheblich von den Zonen, die in mehr oder weniger ebenen Flächenbereichen angeordnet waren.The contour and fine structure data obtained after data acquisition can be transferred to the tool by milling, planing, grinding, ultrasonic and / or laser treatment. It is astonishing that in this way it is possible to produce extremely high-quality leather replicas, although no galvanic replication processes are used. The leather imitation is in all areas of completely consistent quality, which was previously not accessible, for example, in relation to the fabrics of dashboards. Projecting and receding corners and edges differed so far always quite significantly from the zones, which were arranged in more or less flat surface areas.

Als vorteilhaft hat sich die Verwendung einer numerisch gesteuerten Fräsmaschine bewährt, mit einem Fingerfräser eines Durchmessers von 0,05 bis 1,0 mm bestückbar ist, vorteilhaft mit einem Fingerfräsen eines Durchmessers von 0,15 bis 0,4 mm. Derart kleine Fingerfräser sind bisher nicht bei der Bearbeitung von Werkstücken einer Kantenlänge von mehr als 1 m zur Anwendung gelangt. Gerade derart große Werkstücke lassen sich erfindungsgemäß problemlos erzeugen.When Advantageously, the use of a numerically controlled milling Machine proven, with a finger cutter a diameter of 0.05 to 1.0 mm can be fitted, advantageously with a finger milling a diameter of 0.15 to 0.4 mm. Such a small end mill are so far not in the machining of workpieces of an edge length of more than 1 m is used. Just let such large workpieces according to the invention easily produce.

Um eine möglichst genaue Nachbildung von Lederoberflächen zu ermöglichen, hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn der Fingerfräser eine gerundete Fräserspitze aufweist. Er kann dabei auch Schneiden mit einem Schneidenwinkel von mind. 90° umfassen, um bei der Herstellung des Werkzeugs zugleich eine Aufrauung der Oberfläche zu erhalten, die die Entstehung unerwünschter Reflexionszonen vermeidet.Around one possible To allow accurate replication of leather surfaces, it has proven to be beneficial proven, when the endmill a rounded cutter tip having. He can also cut with a cutting angle of at least 90 °, at the same time a roughening of the surface to obtain, which avoids the formation of unwanted reflection zones.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei der Herstellung einer Positivkontur der Kunststofffolie ebenso zur Anwendung gelangen wie bei der Herstellung einer Negativkontur und damit ebenso zur Herstellung von qualitativ deutlich verbesserten Galvanowerkzeugen wie zur Herstellung von höherwertigen Thermoformwerkzeugen.The inventive method can in the production of a positive contour of the plastic film as well come into application as in the production of a negative contour and thus also for the production of significantly improved quality Electroplating tools as for the production of higher quality thermoforming tools.

Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine hinterschäumte Kunststofffolie, bei der die Kontur und die Feinstruktur einander überlagern 1 a foam-backed plastic film in which the contour and the fine structure overlap one another

2 eine hinterschäumte Kunststofffolie, die nur die in sich gewölbte Struktur aufweist 2 a foam-backed plastic film, which has only the curved structure

3 ein Originalmuster 4 mit einer Oberfläche, die zum Scannen der Feinstruktur der Grautönung der einzelnen Zonen abgeschattet ist 3 an original pattern 4 with a surface that is shaded to scan the fine texture of the gray shading of each zone

4 ein Originalmuster 4 mit einer Oberfläche, über die zum Scannen des Abstandes der verschiedenen Teilzonen der Feinstruktur ein Entfernungsmesser in einer willkürlich angenommen, sich im wesentlichen parallel zur Oberfläche erstreckenden Ebene 5 hinweggeführt wird. 4 an original pattern 4 with a surface over which, for scanning the distance of the various sub-zones of the fine structure, a range finder in an arbitrarily assumed, substantially parallel to the surface extending plane 5 is carried away.

5 den theoretischen Aufbau der Messung des Abstandes X nach 4 in einer Anordnung, bei der das Scannen des Abstandes aus einer Ebene heraus erfolgt, die von der am weitesten vorstehenden Stelle des Originalmusters 4 den Abstand Null hat. 5 the theoretical structure of the measurement of the distance X after 4 in an arrangement in which the scanning of the distance is from a plane out from the most prominent position of the original pattern 4 the distance is zero.

6 die Schneide eines Fingerfräsers in längsgeschnittener Darstellung, bei der der Schneidenwinkel α 90° beträgt. 6 the cutting edge of a milling cutter in longitudinal section, in which the cutting angle α is 90 °.

7 eine Fräsvorrichtung bei der schneidenden Bearbeitung eines Formwerkzeuges 7 a milling device during the cutting machining of a molding tool

Ausführung der ErfindungExecution of the invention

Das durch die Zeichnung verdeutlichte Verfahren dient zur Herstellung einer konturierten und feinstrukturierten Oberfläche 10 eines Werkzeugs 11 zur Herstellung einer mit Aus- und/oder Einwölbungen versehenen und hinterschäumbaren Kunststofffolie 1 in nur einem Arbeitsgang. Dabei wird in einem ersten Schritt die gewünschte Kontur 2 numerisch erfasst, beispielsweise die Oberfläche der Armaturentafel für ein Kraftfahrzeug. Derartige Oberflächen sind zumeist durch eine im wesentlichen ununterbrochene Aneinanderreihung von Aus- und Einwölbungen unterschiedlicher Radien in mehreren Richtungen charakterisiert.The illustrated by the drawing process is used to produce a contoured and finely textured surface 10 a tool 11 for producing a plastic film provided with bulges and / or indentations and foamable 1 in just one operation. In this case, in a first step, the desired contour 2 numerically detected, for example, the surface of the instrument panel for a motor vehicle. Such surfaces are usually characterized by a substantially continuous juxtaposition of bulges and indentations of different radii in several directions.

Diese dreidimensional aus- und eingewölbten Oberflächen werden kontinuierlich durchgehend mit einer Feinstruktur 3 überlagert, die zum Beispiel derjenigen des natürlichen Leders entspricht.These three-dimensional vaulted surfaces become continuously continuous with a fine structure 3 superimposed, which corresponds for example to that of natural leather.

Dazu wird gemäß 1 die Feinstruktur 3 der Oberfläche mit Hilfe einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine 12 spanabhebend erzeugt, wobei die zur Steuerung der Werkzeugmaschine 12 verwendeten Daten Konturdaten umfassen, die die Kontur 2 der Kunststofffolie 1 dreidimensional beschreiben sowie Feinstrukturdaten, die die Feinstruktur 3 eines Originalmusters 4 dreidimensional beschreiben und wobei die Konturdaten und die Feinstrukturdaten einander addierend zur Steuerung der Werkzeugmaschine verwendet werden. Überraschender Weise gelingt es hierdurch unter Vermeidung von galvanischen Prozessen in einem einzigen Arbeitsgang, eine Oberfläche zu erzeugen, die allen Ansprüchen in Bezug auf ein ästhetisch ansprechendes Aussehen genügt.This is done according to 1 the fine structure 3 the surface using a numerically controlled machine tool 12 produced by machining, which for controlling the machine tool 12 data used Contour data include the contour 2 the plastic film 1 describe three-dimensional as well as fine structure data, the fine structure 3 an original pattern 4 describing three-dimensionally, and wherein the contour data and the fine structure data are used in combination to control the machine tool. Surprisingly, thereby avoiding galvanic processes in a single operation, it is possible to produce a surface which satisfies all the requirements for an aesthetically pleasing appearance.

Die Feinstrukturdaten können aus einem ebenen Schattenbild des Originalmusters oder einer damit übereinstimmenden Sekundärbeschichtung 9 durch Scannen der gewünschten Feinstrukturierung gewonnen werden, indem der Schwärzungsgrad der Grautönung der einzelnen Zonen des Originals zur Beschreibung der Tiefe der Feinstruktur in den verschiedenen Zonen verwendet wird. Dazu wird das Originalmuster im einfachsten Falle mit Schräglicht beleuchtet, um die Feinstruktur in Gestalt eines Schattenbildes deutlich sichtbar zu machen.The fine structure data may be a flat shadow of the original pattern or a matching secondary coating 9 can be obtained by scanning the desired fine structure by using the degree of blackness of the gray scale of the individual zones of the original to describe the depth of the fine structure in the different zones. For this purpose, the original pattern is illuminated in the simplest case with obliquely to make the fine structure in the form of a shadow image clearly visible.

Falls gemäß 3 eine aushärtbare Sekundärbeschichtung 9 zur Anwendung gelangt, beispielweise eine solche aus opakem Silikonkautschuk, dann besteht auch die Möglichkeit, dies Sekundärbeschichtung 9 zur Erfassung der Feinstrukturdaten der Feinstruktur des Originalmusters 4 von diesem abzulösen und gegebenenfalls an einer örtlich getrennten Stelle, beispielsweise auf einem hinterleuchteten Glastisch abzuscannen. Die dunkleren Zonen repräsentieren dabei die dickeren Stellen des Sekundärmusters und lassen sich verhältnismäßig einfach und präzise digitalisieren, wobei der Schwärzungsgrad des Abbildes der jeweiligen Tiefe T der Feinstruktur in analoger Weise entspricht. Die digitalen Daten können daher auch zu Steuerung einer Werkzeugmaschine verwendet werden, die das Originalmuster in einem schneidenden Prozess reproduzierbar erzeugt.If according to 3 a curable secondary coating 9 is used, for example, such an opaque silicone rubber, then there is the possibility of this secondary coating 9 for acquiring the fine structure data of the fine structure of the original pattern 4 detach from this and, if necessary, to scan in a spatially separated location, for example on a backlit glass table. The darker zones represent the thicker points of the secondary pattern and can be relatively easily and precisely digitized, the degree of blackening of the image corresponding to the respective depth T of the fine structure in an analogous manner. The digital data can therefore also be used to control a machine tool that reproducibly generates the original pattern in a cutting process.

Die Feinstrukturdaten können im Zuge eines Scann-Prozesses auch durch eine Messung des Abstandes X der verschiedenen Teilzonen eines Originalmusters 4 von einer willkürlich angenommenen Bezugsebene 5 ermittelt werden. Dabei hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Messung des Abstandes X in Bezug auf eine gedachte, ebene Bezugsfläche vorzunehmen, die von der am weitesten vorstehenden Zone des Originalmusters 4 den Abstand Null hat. Die Übertragung der Feinstruktur auf die Grobstruktur des dreidimensional gewölbten Werkzeuges 11 gestaltet sich bei einem solchen Vorgehen sehr einfach.In the course of a scanning process, the fine structure data can also be obtained by measuring the distance X of the different subzones of an original pattern 4 from an arbitrary reference plane 5 be determined. It has proven to be particularly useful to make the measurement of the distance X with respect to an imaginary, flat reference surface, that of the most prominent zone of the original pattern 4 the distance is zero. The transfer of the fine structure to the coarse structure of the three-dimensional curved tool 11 designed in such a procedure is very simple.

Die Messung des Abstandes X kann unter Verwendung eines optischen oder elektrischen Entfernungsmessers 6 vorgenommen werden, beispielsweise unter Verwendung eines Laserentfernungsmessers.The measurement of the distance X can be made using an optical or electric rangefinder 6 be made, for example, using a laser range finder.

Zur Verbesserung des Messergebnisses kann das Originalmuster 4 vor der Ermittlung der Feinstrukturdaten mit einer Beschichtung 7 überzogen werden, insbesondere durch Aufdampfen eines Films aus einem Metall auf das Originalmuster 4. Die Reflexionen und die Abstufung der Grautönung lassen sich dadurch verbessern.To improve the measurement result, the original pattern 4 before the determination of the fine structure data with a coating 7 be coated, in particular by vapor deposition of a film of a metal on the original pattern 4 , The reflections and the gradation of the gray shade can be improved thereby.

Eine solche kontinuierliche Beschichtung 7 kann zusätzlich vor der Ermittlung der Feinstrukturdaten oxidiert und/oder gefärbt wird.Such a continuous coating 7 may additionally be oxidized and / or colored before the determination of the fine structure data.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, die aus der Messung der Grautönung oder des Abstandes X erhaltenen Feinstrukturdaten vor ihrer Verwendung mit einem Faktor Z multipliziert werden, um die sich bei der Abkühlung und/oder einer erneuten Erwärmung der verarbeiteten Kunststofffolie 1 ergebenden Schrumpf- und/oder Kriecheffekte auszugleichen. Derartige Effekte treten bei thermogeformten Kunststofffolien je nach Art und Qualität der Kunststofffolien immer in mehr oder weniger ausgeprägtem Maße auf, was schon nach kurzer Zeit zu einer Beeinträchtigung des Aussehens und der Feinstruktur führen kann, insbesondere aber zu Reklamationen, die sich auf dem Reparaturweg nicht beseitigen lassen und die dementsprechend teuer zu beheben sind. Die Erfindung überwindet solche Schwierigkeiten.According to another embodiment of the invention, it is provided that the fine structure data obtained from the measurement of the gray tint or the distance X are multiplied by a factor Z prior to their use in order to obtain the cooling and / or re-heating of the processed plastic film 1 compensate for the resulting shrinkage and / or creep effects. Depending on the type and quality of the plastic films, such effects always occur to a greater or lesser degree in thermoformed plastic films, which can lead to a deterioration of the appearance and the fine structure after a short time, but in particular to complaints that are not eliminated on the repair path let and which are accordingly expensive to fix. The invention overcomes such difficulties.

Die Feinstruktur sogar von Naturleder unterschiedlichster Qualitäten kann überraschend einfach und in ansprechender Qualität durch Fräsen, Hobeln, Schleifen, Ultraschall- und/oder eine Laserbehandlung erzeugt werden.The Fine structure even of natural leather of different qualities can be surprising simple and appealing quality through milling, planing, grinding, ultrasonic and / or a laser treatment are generated.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erweisen, wenn die zur Durchführung des Verfahrens benutzte Vorrichtung eine numerisch gesteuerte Fräsmaschine 12 umfasst und wenn die Fräsmaschine 12 mit einem Fingerfräser 13 eines Durchmessers von 0,05 bis 1,0 mm bestückbar ist, vorteilhaft mit einem Fingerfräser 8 einen Durchmessers von 0,15 bis 0,4 mm. Derart kleine Fingerfräser sind bisher noch nicht bei der Herstellung von Werkzeugen der vorliegend in Rede stehenden Größe von mindestens 1 m Kantenlänge zur Anwendung gelangt. Gleichwohl werden die gewünschten Feinstrukturen unter Verwendung modernder NC – Maschinen überraschend schnell und kostengünstig erhalten, verglichen mit den bisherigen Methoden. Bevorzugt gelangen Fingerfräser 13 mit einer gerundeten Fräserspitze zur Anwendung.It has proved to be particularly advantageous if the apparatus used to carry out the method is a numerically controlled milling machine 12 includes and if the milling machine 12 with a finger cutter 13 a diameter of 0.05 to 1.0 mm can be fitted, advantageously with a finger milling cutter 8th a diameter of 0.15 to 0.4 mm. Such small endmills have not yet been used in the manufacture of tools of the present size in question of at least 1 m edge length used. Nevertheless, the desired fine structures are obtained using modern NC machines surprisingly quickly and inexpensively compared to the previous methods. Finger cutters preferably arrive 13 with a rounded cutter tip for use.

Die erhaltenen Oberflächen können auf an sich bekannte Weise nachbehandelt werden, um bestimmten Effekte zu erzielen oder zu verdeutlichen. Derartige Verfahren können eine chemische und/oder mechanische Oberflächennachbehandlung umfassen, beispielsweise ein Anätzen und/oder ein Bürsten der erhaltenen Oberfläche. Im Rahmen der Erfindung wird demgegenüber eine Ausführung bevorzugt, bei der auch die Nachbehandlung spanabhebend bewirkt wird unter Verwendung eines Fingerfräsers 13, der Schneiden 13.1 mit einem Schneidenwinkel α von mind. 90° umfasst. Derartige Fingerfräser haben eher eine Schab- als eine Schneidwirkung mit der Folge eines besonders geringen Spanabtrags, wobei sich eine besonders fein strukturierte und kaltverfestigte Oberfläche der Werkzeugs ergibt. Dies ist sowohl für das Aussehen als auch für die Langlebigkeit des Werkzeugs von sehr großem Vorteil.The resulting surfaces can be post-treated in a manner known per se in order to achieve or clarify certain effects. Such methods may include chemical and / or mechanical surface post-treatment, for example, etching and / or brushing the resulting surface. In the context of the invention, in contrast, an embodiment is preferred in which the post-treatment is effected by machining using a finger milling cutter 13 , the cutting 13.1 with a cutting angle α of at least 90 °. Such endmills have a scraping rather than a cutting action with the consequence of a particularly low chip removal, resulting in a particularly finely structured and work hardened surface of the tool. This is very beneficial for both the appearance and longevity of the tool.

Das Verfahren lässt sich in ausgezeichneter Weise verwenden in Bezug auf die Herstellung der Positivkontur 3 der Kunststofffolie 1 in einem Kunststoffmodell. Derartige Kunststoffmodelle dienen zur Herstellung von Galvanowerkzeugen. Sie bestehen zumeist aus einem mechanisch weichen Werkstoff, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Polyester oder aus Kunststoffblockmaterialien, beispielsweise aus Polyurethan. Sie lassen sich demgemäss mit hohen Schnittgeschwindigkeiten und damit äußerst schnell schneidend bearbeiten.The method can be used in an excellent manner with respect to the production of the positive contour 3 the plastic film 1 in a plastic model. Such plastic models are used for the production of electroplating tools. They usually consist of a mechanically soft material, such as glass fiber reinforced polyester or plastic block materials, such as polyurethane. Accordingly, they can be processed with high cutting speeds and thus very quickly cutting.

Bevorzugt gelangt das Verfahren demgegenüber bei der Herstellung einer Negativkontur der Kunststofffolie 1 in einem Originalthermoformwerkzeug aus gesintertem oder ungesintertem Metall, bevorzugt aus Stahl oder Aluminium, zur Anwendung. Im Vergleich zur bisher für unverzichtbar gehaltenen Galvanotechnik ist dies auch mit erheblichen Kostenvorteilen verbunden.In contrast, the method preferably achieves the production of a negative contour of the plastic film 1 in an original thermoforming tool made of sintered or unsintered metal, preferably of steel or aluminum, for use. Compared to previously regarded as indispensable electroplating technology this is also associated with significant cost advantages.

Claims

Method for producing a contoured and finely structured surface ( 10 ) of a tool ( 11 ) for producing a plastic film provided with bulges and / or indentations and foamable ( 1 ) in only one operation, characterized in that a) that the contour ( 2 ) and the fine structure ( 3 ) of the surface using a numerically controlled machine tool ( 12 ) is produced by machining and that b) that for controlling the machine tool ( 12 ) data includes contour data that matches the contour of the plastic film ( 1 ) describe three-dimensionally as well as c) fine-structure data representing the image of the surface of an original sample ( 4 ) describe three-dimensionally and that d) the contour data and the fine structure data add each other to the control of the machine tool ( 12 ) be used.

A method according to claim 1, characterized in that the fine structure data from a plane silhouette of the original pattern ( 4 ) or a matching secondary coating ( 9 ) of the desired fine structuring can be obtained by the degree of blackening of the gray scale of the individual zones of the original pattern ( 4 ) for the description of the depth T of the fine structure ( 3 ) is used in the different zones.

A method according to claim 1, characterized in that the fine structure data by measuring the distance X of the different sub-zones of the original pattern ( 4 ) of an arbitrarily assumed, flat reference surface ( 5 ) be determined.

A method according to claim 3, characterized in that the measurement of the distance X with respect to an imaginary flat reference surface 5 is made, which has the distance zero from the most prominent zones.

A method according to claim 3 or 4, characterized in that the measurement of the distance X using an optical or electric rangefinder ( 6 ) is made.

Method according to one of claims 2 to 5, characterized in that the original pattern ( 4 ) prior to the determination of the fine structure data with a continuous coating ( 7 ) is coated.

Method according to claim 6, characterized in that the coating ( 7 ) by vapor deposition of a layer of a metal on the original pattern ( 4 ) is applied.

Decaying according to claim 6 or 7, characterized in that the coating ( 7 ) is oxidized and / or colored before the determination of the fine structure data.

Method according to one of claims 2 to 8, characterized in that the fine structure data obtained from the measurement of the gray tone or the distance X are multiplied before their use by a factor Y in order to reduce the cooling and / or re-heating of the processed plastic film ( 1 ) compensate for shrinking and / or Kriecheffekte.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized that the fine structure by milling, Grinding, planing, ultrasonic and / or laser treatment generated becomes.

Apparatus for carrying out the method according to one of claims 1 to 10, characterized in that it is a numerically controlled milling machine 11 includes and that the milling machine 11 with a finger cutter 13 a diameter of 0.05 to 1, 0 mm can be fitted.

Device for carrying out the method according to claim 11, characterized in that the end mill ( 13 ) has a diameter of 0.15 to 0.4 mm.

Apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the end mill ( 13 ) has a rounded cutter tip.

Device according to one of claims 10 to 13, characterized in that the end mill ( 13 ) Includes cutting with a cutting angle α of at least 90 °.