DE102006026789A1 - Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem Dektor versehenen Kunststoffprofils - Google Patents
Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem Dektor versehenen Kunststoffprofils Download PDFInfo
- Publication number
- DE102006026789A1 DE102006026789A1 DE102006026789A DE102006026789A DE102006026789A1 DE 102006026789 A1 DE102006026789 A1 DE 102006026789A1 DE 102006026789 A DE102006026789 A DE 102006026789A DE 102006026789 A DE102006026789 A DE 102006026789A DE 102006026789 A1 DE102006026789 A1 DE 102006026789A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- line
- laser
- decorated
- sections
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
- B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
- B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/001—Combinations of extrusion moulding with other shaping operations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B44—DECORATIVE ARTS
- B44C—PRODUCING DECORATIVE EFFECTS; MOSAICS; TARSIA WORK; PAPERHANGING
- B44C1/00—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects
- B44C1/005—Processes, not specifically provided for elsewhere, for producing decorative surface effects by altering locally the surface material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B44—DECORATIVE ARTS
- B44D—PAINTING OR ARTISTIC DRAWING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PRESERVING PAINTINGS; SURFACE TREATMENT TO OBTAIN SPECIAL ARTISTIC SURFACE EFFECTS OR FINISHES
- B44D5/00—Surface treatment to obtain special artistic surface effects or finishes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92009—Measured parameter
- B29C2948/92019—Pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92009—Measured parameter
- B29C2948/92247—Optical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92009—Measured parameter
- B29C2948/92314—Particular value claimed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
- B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
- B29C2948/92323—Location or phase of measurement
- B29C2948/92428—Calibration, after-treatment, or cooling zone
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/07—Flat, e.g. panels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/07—Flat, e.g. panels
- B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/12—Articles with an irregular circumference when viewed in cross-section, e.g. window profiles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/16—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers
- B29C48/17—Articles comprising two or more components, e.g. co-extruded layers the components having different colours
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Zur Herstellung eines mit einem Dekor (2) versehenen Kunststoffprofils (3) wird letzteres zunächst extrudiert. Anschließend wird das Kunststoffprofil (3) durch Beaufschlagen einer zu dekorierenden Profiloberfläche (7) mit einem für den Profilkunststoff zumindest teilweise absorbierenden Laserstrahl (9) dekoriert. Die zu dekorierende Profiloberfläche (7) wird mit dem Laserstrahl (9) zeilenweise derart abgerastert, dass zu dekorierende Abschnitte auf der abgerasterten Zeile definiert mit Lasertrahlung oberhalb einer vorgegebenen Intensitätsschwelle beaufschlagt werden. In Abschnitten zwischen den zu dekorierenden Abschnitten liegt zumindest die gemittelte Intensität der Laserstrahlung unterhalb der Intensitätsschwelle. Ein Zeilenvorschub für das zeilenweise Abrastern erfolgt zumindest teilweise durch den Extrusionsvorschub (6). Eine entsprechende Dekorherstellungsvorrichtung (1) hat einen Extruder (4), einen Dekorlaser, mindestens einen Scanspiegel zum zeilenweisen Abrastern und eine mit einer Extruder-Steuereinrichtung (11) zusammenwirkende Dekorsteuervorrichtung.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem Dekor versehenen Kunststoffprofils.
- Ein derartiges Verfahren sowie eine derartige Vorrichtung sind bekannt aus der
DE 102 34 276 A1 des Anmelders. Dieses Verfahren hat sich als für die Praxis sehr aufwändig herausgestellt. Ferner ist es bekannt, ein Dekor zu erzeugen, in dem eine bedruckte Folie auf eine zu dekorierende Profiloberfläche aufgebracht wird. Diese Folienaufbringung hat verschiedene Nachteile. Es ist besonders bei empfindlichen Profilen nicht immer auszuschließen, dass beim Aufbringen der Folie das Profil beschädigt oder verformt wird. Zudem muss peinlich darauf geachtet werden, dass die zu beklebende Oberfläche keine Unregelmäßigkeiten oder Verschmutzungen aufweist. - Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass mit geringerem Aufwand ein optisch ansprechendes Dekor erzeugt werden kann.
- Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
- Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich die grundsätzlich aus anderen Bereichen schon bekannte Technik des Lasermarkierens auch zum Dekorieren von Kunststoffprofilen einsetzen lässt. Als überraschend hat sich dabei herausgestellt, dass die Farbtöne, die mit Hilfe des Laserdekorierens erzeugt werden können, vom Markt her gewünschten Farbtönen praktisch identisch entsprechen. Zudem hat sich herausgestellt, dass typische Profilkunststoffe ohne zusätzliche Additive für das Laserdekorieren verwendet werden können. Das Laserdekorieren stellt ein kontaktloses Druckverfahren dar, welches daher auch auf unebenen Profiloberflächen eingesetzt werden kann.
- Eine entsprechende Ansteuerung vorausgesetzt, lassen sich praktisch beliebige Dekors erzeugen, wobei keine Beschränkung auf bestimmte Rapportlängen erfolgen muss. Eine Trocknungszeit entfällt. Beim unmittelbaren Dekoraufdruck werden keine Verbrauchsmaterialien, wie zum Beispiel Folien, nötig. Neben gewölbten können auch strukturierte Oberflächen bedruckt werden. Da es sich um einen kontaktlosen Druck handelt, können auch gegenüber Verformung empfindliche Materialien oder Profilquerschnitte bedruckt werden. Es resultiert ein dauerhafter, verschleißfester und insbesondere auch fälschungssicherer Druck. Mit dem Laserdekor ist insbesondere auch eine hohe Dekorauflösung mit einer Linienbreite, die geringer ist als 100 μm, möglich.
- Bei einem Verfahren nach Anspruch 2 kann die gesamte vom Laser erzeugte Strahlung genutzt werden.
- Ein Verfahren nach Anspruch 3 ermöglicht eine konstante Strahlablenkung, was die Anforderungen an die Steuerung für das Abrastern reduziert.
- Durch ein Beaufschlagen nach Anspruch 4 kann ein gewünschter Matt-Effekt auch in Freiflächen, also in Flächen der zu dekorierenden Profiloberfläche, auf die kein Dekor aufgebracht werden soll, erzielt werden.
- Eine Korrekturablenkung nach Anspruch 5 ermöglicht ein gleichmäßiges Dekorieren auch dann, wenn gewisse Schwankungen beim Extrusionsvorschub vorliegen. Wie erfindungsgemäß erkannt wurde, können hierbei Korrekturverfahren aus einem anderen technischen Gebiet, nämlich der Laserstanztechnik, übernommen werden.
- Die eingangs erwähnte Aufgabe ist, was die Vorrichtung angeht, erfindungsgemäß gelöst durch den im Anspruch 6 angegebenen Gegenstand.
- Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen denjenigen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Verfahren erwähnt wurden.
- Eine optische Einrichtung nach Anspruch 10 kann gezielt so justiert werden, dass eine Fokalebene des Laserstrahls nicht mit der Ebene der zu dekorierenden Profiloberfläche zusammenfällt, sodass auf der Profiloberfläche der Laserstrahl mit einem Durchmesser auftrifft, der größer ist als dessen Fokaldurchmesser. Eine derartige gezielte Defokussierung kann zu einem gewünscht weicherem Dekoreindruck führen.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
-
1 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem Dekor versehenen Kunststoffprofils; -
2 schematisch einen Dekorlaser sowie eine Laserstrahl-Ablenkvorrichtung der Herstellungsvorrichtung nach1 ; -
3 eine alternative Laserstrahl-Ablenkvorrichtung; -
4 schematisch und nicht maßstabsgetreu einen Teil-Querschnitt durch das Kunststoffprofil bei der Beaufschlagung durch einen Laserstrahl des Dekorlasers; -
5 und6 zu3 ähnliche Momentaufnahmen während der Laserstrahl-Beaufschlagung; -
7 schematisch und nicht maßstabsgetreu einen Teil-Querschnitt durch das dekorierte Kunststoffprofil; und -
8 eine Ausschnittsvergrößerung aus7 . -
1 zeigt eine Übersicht einer insgesamt mit1 bezeichneten Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem Dekor2 versehenen Kunststoffprofils3 . Beim Kunststoffprofil3 handelt es sich insbesondere um ein Fensterprofil, zum Beispiel ein Rahmenprofil, ein Blendprofil oder um eine Glasleiste. In der1 ist zur Verdeutlichung der Orientierung von Vorrichtungskomponenten ein kartesisches xyz-Koordinatensystem eingezeichnet. Die x-Richtung zeigt in der1 nach links, die y-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene auf den Betrachter zu und die z-Richtung verläuft in der1 nach oben. - Zur Herstellungsvorrichtung
1 gehört ein schematisch dargestellter Extruder4 zum Extrudieren des Kunststoffprofils3 . Letzteres tritt aus einer Düse5 des Extruders4 aus und wird in Richtung eines Extrusionsvorschubs6 , der parallel zur x-Achse verläuft, gefördert, wobei es von einer nicht dargestellten Profilauflage unterstützt wird. Die Vorschubgeschwindigkeit des Kunststoffprofils3 beträgt etwa 6 m/min. - Auch andere Extrusionsvorschubgeschwindigkeiten zwischen 1 m/min und 10 m/min sind möglich. Das Kunststoffprofil
3 hat eine zu dekorierende Erstreckung in y-Richtung von etwa 75 mm. Auch andere zu dekorierende y-Erstreckungen sind, je nach Geometrie und Dekoranforderungen an das Kunststoffprofil3 , möglich. Eine zu dekorierende Profiloberfläche7 kann, wie in der Zeichnung angedeutet, eben sein. Genauso ist es möglich, mit der Herstellungsvorrichtung1 eine unebene, insbesondere gewölbte Profiloberfläche zu dekorieren. - Zum Dekorieren des Kunststoffprofils
3 weist die Herstellungsvorrichtung1 eine insgesamt mit8 bezeichnete Dekorvorrichtung auf, die später anhand der2 und3 noch im Detail beschrieben wird. Die Laserdekorvorrichtung8 erzeugt einen Laserstrahl9 , der die zu dekorierende Profiloberfläche7 beaufschlagt. Der Laserstrahl9 hat eine Wellenlänge, die vom Profilkunststoff des Kunststoffprofils3 zumindest teilweise absorbiert wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Wellenlänge 1,064 μm. Auch andere Wellenlänge, insbesondere im nahen Infrarot, sind möglich. -
2 zeigt eine erste Ausführungsform der Dekorvorrichtung8 . Über eine Signalleitung10 steht die Dekorvorrichtung8 mit einer Extruder-Steuereinrichtung11 in Verbindung. Letztere hat als Strahlungsquelle einen insbesondere dioden-gepumptem Nd:YAG-Festkörperlaser12 . In der Ausführung nach2 erzeugt der Laser12 Laserpulse in gesteuerten zeitlichen Abständen. Die zeitlichen Abstände zwischen einzelnen Laserpulsen sind also gesteuert variierbar. Die Intensität eines einzelnen Laserpulses kann mittels eines Modulators13 , der dem Laser12 als Vorsatzmodul zugeordnet ist, in gesteuertem Maß geschwächt werden. Dadurch lässt sich die Intensität eines einzelnen Laserpulses zum Beispiel stufenlos oder aber auch in mehreren diskreten Stufen zwischen 0 und einer vorgegebenen Maximalintensität variieren. - Nach dem Durchtritt durch den Modulator
13 passiert der Laserstrahl9 ein Teleskop14 zur Strahlaufweitung. Anschließend wird der Laserstrahl9 von einem x-Scanspiegel15 und nachfolgend von einem y-Scanspiegel16 reflektiert. Der x-Scanspiegel ist um eine zur y-Achse parallele Achse gesteuert verkippbar und sorgt für eine gezielte Verlagerung eines Auftreffpunktes17 des Laserstrahls9 auf der Profiloberfläche7 in x-Richtung. Der y-Scanspiegel16 ist um eine zur x-Achse parallele Kippachse gesteuert verschwenkbar. Mit dem y-Scanspiegel16 erfolgt ein zeilenweises Abrastern der zu dekorierenden Profiloberfläche7 mit dem Laserstrahl9 . - Diese Kippablenkung der Scanspiegel
15 ,16 erfolgt galvanisch. Zwischen dem y-Scanspiegel16 und dem Auftreffpunkt17 wird der Laserstrahl9 durch eine in der2 als Linse angedeutete optische Einrichtung17a gebündelt. - Die Ausschnittsvergrößerung aus der Profiloberfläche
7 zeigt extrem und nicht maßstäblich vergrößert einen Ausschnitt dreier benachbarter Dekorzeilen18 . Benachbarte Dekorzeilen18 haben einen Abstand A zueinander von typischerweise 100 μm bis 300 μm. Innerhalb einer der Dekorzeilen18 haben benachbarte Pixel19 , also Soll-Auftreffpunkte für den Laserstrahl9 , einen Abstand A zueinander, der ebenfalls zwischen 100 μm und 300 μm liegt. Am Auftreffpunkt17 hat der Laserstrahl9 einen 1/e-Bündeldurchmesser D zwischen 100 μm und 300 μm. - Eine Dekorsteuervorrichtung
20 der Dekorvorrichtung8 steht über eine Signalleitung21 mit dem Laser12 in Signalverbindung. Über nicht dargestellte Signalleitungen steht die Dekorsteuervorrichtung20 über eine Scanspiegel-Steuereinheit22 mit den Scanspiegeln15 ,16 und über eine Modulator-Steuereinheit23 mit dem Intensitätsmodulator13 in Signalverbindung. Die Dekorsteuervorrichtung20 wirkt mit den Steuereinheiten22 ,23 derart zusammen, dass zu dekorierende Abschnitte auf der jeweils abgerasterten Dekorzeile18 definiert mit Laserstrahlung oberhalb einer vorgegebenen Intensitätsschwelle beaufschlagt werden. In Abschnitten zwischen den zu dekorierenden Abschnitten erfolgt keine Beaufschlagung der Profiloberfläche7 mit Laserpulsen des Laserstrahls9 . In diesen Abschnitten liegt also die gemittelten Intensität bei 0, also unterhalb der vorgegebenen Intensitätsschwelle. - Die Erzeugung eines Dekorpixels verdeutlicht der in den
4 bis6 wiedergegebene Ablauf. In einer oberflächennahen Schicht der Profiloberfläche7 sind in eine Polymermatrix24 absorbierende Additive25 , insbesondere Pigmente, eingelagert. Der auf die Pigmente25 auftreffende Laserstrahl9 wird absorbiert, wodurch lokal die oberflächennahe Schicht der Profiloberfläche7 erhitzt wird, was zu einer durch Blasen angedeuteten Karbonisierung der Polymermatrix24 führt.4 zeigt eine Momentaufnahme, kurz bevor der Laserstrahl9 beim zeilenweisen Abrastern auf das Pigment25 trifft.5 zeigt den Moment des Auftreffens des Laserstrahls9 auf das Pigment25 und den Beginn der Karbonisierung der Polymermatrix24 .6 zeigt die Situation nach dem Auftreffen des Laserstrahls9 auf das Pigment25 mit vollständiger Karbonisierung. Die Pigmente25 liegen bei typischen Profilkunststoffen vor, müssen also in der Regel nicht zusätzlich eingebracht werden. -
7 und8 zeigen ein weiteres Beispiel für ein karbonisiertes Pixel19 . Das Pixel19 kann 0 μm bis 10 μm über die Profiloberfläche7 überstehen. Die Tiefenerstreckung des Pixels19 unter der Profiloberfläche7 ist vergleichbar zum 1/e-Bündeldurchmesser D und beträgt bei der Ausführung nach7 zwischen 80 μm und 150 μm. Auch eine Tiefenerstreckung bis zu 400 μm ist möglich. - Die Dekorsteuervorrichtung
20 wirkt über die Signalleitung10 mit der Extruder-Steuereinrichtung11 so zusammen, dass der Zeilenvorschub in x-Richtung für das zeilenweise Abrastern in y-Richtung hauptsächlich durch den Extrusionsvorschub6 erfolgt. Das zeilenweise Abrastern wird durch Ablenkung des Laserstrahls9 mit Hilfe des y-Scanspiegels bewerkstelligt. Überlagert wird das zeilenweise Abrastern durch eine korrigierende x-Ablenkung durch den x-Scanspiegel15 . Die Kippbewegung des x-Scanspiegels15 wird von der Scanspiegel-Steuereinheit22 zum korrigierenden Ablenken in x-Richtung, also senkrecht zur y-Zeilenablenkung angesteuert. Diese Korrekturablenkung in x-Richtung dient zum Ausgleich von Schwankungen im Absolutwert der Extrusionsvorschubgeschwindigkeit. - Mit Hilfe der Herstellungsvorrichtung
1 nach den1 und2 können insbesondere Holzdekore und Steindekore erzielt werden. Bei der Verwendung eines Nd:YAG-Lasers erfolgt bei einer Karbonisierung typischer Profilkunststoffe eine Graufärbung, wobei der Grauwert von der Intensität des Laserpulses am Auftreffpunkt17 abhängt. Weniger intensive Laserpulse erzeugen ein helles Grau. Intensivere Laserpulse erzeugen ein mittleres, noch intensivere ein dunkleres Grau, welches bis zur Schwärzung gehen kann. Bei der Verwendung eines Nd:YAG-Lasers sind auch leichte Brauntöne möglich. - Beim Einsatz eines CO2-Lasers mit Laserwelle 10,6 μm kann eine entsprechend abgestufte Braunfärbung der Pixel
19 erzeugt werden. - Bei einer Dekorzeilenbreite von 75 mm und einem Pixelabstand A von 300 μm werden pro Dekorzeile
18 maximal 250 Pixel19 als Dekor aufgebracht. Eine Extrusionsvorschubgeschwindigkeit von 5 m/min vorausgesetzt, muss der Laser12 eine Pulswiederholrate von im Mittel 69,5 kHz bereitstellen. Bei einem geringerem Pixelabstand A von 100 μm steigt diese Pulswiederholrate um einen Faktor 9, liegt also bei 625 kHz. -
3 zeigt eine alternative, dem Laser12 nachgeschaltete Einrichtung zum gesteuerten zeilenweisen Abrastern der zu dekorierenden Profiloberfläche7 . Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend schon unter Bezugnahme auf die1 und2 erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. - Ausgehend vom in der
3 nicht dargestellten Laser12 passiert der Laserstrahl9 zunächst den Modulator13 . Anschließend wird der Laserstrahl9 von einem Polygonspiegel26 reflektiert. Letzterer kann, angetrieben von einem nicht dargestellten Drehantrieb, um eine Drehachse27 , die parallel zur z-Achse verläuft, gedreht werden. Derartige Polygonspiegel-Ablenkungen sind für Laserdrucker bekannt. Auch im Bereich des Laser-Farbfernsehens finden sich derartige Polygonspiegel-Ablenkungen. Solange der Laserstrahl9 von einer Facette28 reflektiert wird, erfolgt das Abrastern einer der Dekorzeilen18 . Der Übergang von einer Facette28 auf die nächst entspricht einem Wechsel der Dekorzeilen18 . Nach der Reflexion am Polygonspiegel26 durchtritt der Laserstrahl9 die optische Einrichtung17a , die in der Ausführung nach3 als asphärische Linse dargestellt ist. Anschließend wird der Laserstrahl9 von einem geneigten, langgestreckten Spiegel29 nach unten auf die Profiloberfläche reflektiert, wobei das Dekor2 erzeugt wird. Bei der Ausführung nach3 ist der Laser12 insbesondere ein gepulster Laser, der mit fester Impulsfrequenz, zum Beispiel mit 69,5 kHz oder mit 625 kHz, arbeitet. Innerhalb einer Dekorzeile18 nicht zu beaufschlagende, also nicht oder nicht vollständig zu karbonisierende Abschnitte werden durch entsprechende Schwächung des Laserstrahls9 durch den Modulator13 überbrückt. Dies reduziert die Anforderungen an die Scanspiegel-Steuereinheit bei der Ausführung nach3 erheblich. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass sich der Polygonspiegel26 mit konstanter Drehzahl dreht. Der Laserstrahl9 wird durch den Polygonspiegel26 also mit konstanter Ablenkgeschwindigkeit abgelenkt. Diese Drehzahl hängt ab von der Extrusionsvorschubgeschwindigkeit, dem Abstand der Dekorzeilen18 sowie der Anzahl der Facetten28 auf dem Polygonspiegel26 . - Alternativ zu einem Nd:YAG- oder einem CO2-Laser kann zum Beispiel auch ein Faserlaser eingesetzt werden.
- Eine typische mittlere Ausgangsleistung des Lasers
12 beträgt 16 W. Je größer die Ausgangsleistung des Lasers12 ist, desto größer ist die erreichbare maximale Extrusionsvorschubgeschwindigkeit zum Dekorieren eines Kunststoffprofils3 mit gegebener Dekorbreite und mit gegebenem Pixelabstand A. Es kann daher auch ein Laser12 mit einer mittleren Ausgangsleistung von zum Beispiel 30, 50 oder 100 W eingesetzt sein. - Bei der Laserdekorierung mit der Herstellungsvorrichtung
1 muss in den Dekorabschnitten, in denen keine sichtbare Verfärbung des Kunststoffprofils3 erfolgen soll, sichergestellt sein, dass zumindest die gemittelte Intensität in diesen Abschnitten unterhalb einer vorgegebenen Intensitätsschwelle liegt. Unschädlich ist es, wenn auch in den Freiflächen oder Freiabschnitten, also in den nicht zu dekorierenden Abschnitten, einzelne karbonisierte Pixel ausgeführt werden, da diese Einzelpixel vom Auge praktisch nicht wahrgenommen werden. Diese Einzelpixel und die damit einhergehende Modifikation der Profiloberfläche7 führen dazu, dass die gesamte dekorierte Profiloberfläche7 hinsichtlich ihres Glanzgrades gleichmäßig matt wirkt. - Durch die optische Einrichtung
17a kann der Laserstrahl9 in die Ebene der Profiloberfläche fokussiert werden. Alternativ ist es möglich, die optische Einrichtung17a so zu justieren, dass der Fokus des Laserstrahls9 gegenüber der Ebene der Profiloberfläche7 versetzt liegt. Als vorteilhaft hat sich bei einem Laserstrahl9 mit einem Fokaldurchmesser im Bereich von einigen 10 μm herausgestellt, die Fokalebene des Laserstrahls9 gegenüber der Ebene der Profiloberfläche7 um etwa 0,9 mm ins Innere des Kunststoffprofils3 zu versetzen. - Die Erfassung des Extrusionsvorschubes durch die Herstellungsvorrichtung
1 erfolgt bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen durch ein Abfragen der Extruder-Steuereinrichtung11 durch die Dekorsteuervorrichtung20 . Alternativ ist es möglich, den Extrusionsvorschub durch eine von der Extruder-Steuereinrichtung11 unabhängige Extrusionsvorschub-Erfassungseinrichtung zu erfassen. Eine derartige unabhängige Erfassung kann beispielsweise durch eine optische Erfassung der Extrudatbewegung oder durch ein auf dem Extrudat abrollendes Rad erfolgen, dessen Drehbewegung erfasst wird.
Claims (10)
- Verfahren zur Herstellung eines mit einem Dekor (
2 ) versehenen Kunststoffprofils (3 ) mit folgenden Schritten: – Extrudieren des Kunststoffprofils (3 ), – Dekorieren des Kunststoffprofils (3 ) durch Beaufschlagen einer zu dekorierenden Profiloberfläche (7 ) mit einem für den Profilkunststoff zumindest teilweise absorbierenden Laserstrahl (9 ), – zeilenweises Abrastern der zu dekorierenden Profiloberfläche (7 ) mit dem Laserstrahl (9 ) derart, dass zu dekorierende Abschnitte auf der abgerasterten Zeile (18 ) definiert mit Laserstrahlung oberhalb einer vorgegebenen Intensitätsschwelle beaufschlagt werden, wobei in Abschnitten zwischen den zu dekorierenden Abschnitten zumindest die gemittelte Intensität der Laserstrahlung unterhalb der Intensitätsschwelle liegt, – wobei ein Zeilenvorschub für das zeilenweise Abrastern zumindest teilweise durch den Extrusionsvorschub (6 ) erfolgt. - Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Verwenden gepulster Laserstrahlung, wobei innerhalb einer Zeile (
18 ) im Zeitraum zwischen den Laserpulsen nicht zu beaufschlagende Abschnitte durch entsprechende Strahlablenkung überbrückt werden. - Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Verwenden gepulster Laserstrahlung, die mit konstanter Ablenkgeschwindigkeit auf der zu dekorierenden Profiloberfläche (
7 ) abgelenkt wird, wobei innerhalb einer Zeile (18 ) nicht zu beaufschlagende Abschnitte durch entsprechende Strahlschwächung überbrückt werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch das Beaufschlagen der zu dekorierenden Profiloberfläche (
7 ) auch in nicht zu dekorierenden Abschnitten. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das korrigierende Ablenken des Laserstrahls (
9 ) senkrecht (x) zur Zeilenablenkung (y) zum Ausgleich von Schwankungen im Extrusionsvorschub (6 ). - Vorrichtung (
1 ) zur Herstellung eines mit einem Dekor (2 ) versehenen Kunststoffprofils (3 ) mit – einem Extruder (4 ) zum Extrudieren des Kunststoffprofils (3 ), – einem Dekorlaser (12 ) zum Dekorieren des Kunststoffprofils (3 ) durch Beaufschlagen einer zu dekorierenden Profiloberfläche (7 ) mit einem für den Profilkunststoff zumindest teilweise absorbierenden Laserstrahl (9 ), – mindestens einem Scanspiegel (15 ,16 ;26 ) zum zeilenweisen Abrastern der zu dekorierenden Profiloberfläche (7 ) mit dem Laserstrahl (9 ), – einer Dekorsteuervorrichtung (20 ), die mit einer Scanspiegel-Steuereinheit (22 ) und/oder mit einem Laserstrahl-Intensitätsmodulator (13 ) derart zusammenwirkt, dass zu dekorierende Abschnitte auf der abgerasterten Zeile (18 ) definiert mit Laserstrahlung (9 ) oberhalb einer vorgegebenen Intensitätsschwelle beaufschlagt werden, wobei in Abschnitten der Dekorzeilen (18 ) zwischen den zu dekorierenden Abschnitten zumindest die gemittelte Intensität der Laserstrahlung unterhalb der Intensitätsschwelle liegt, – wobei die Dekorsteuervorrichtung (20 ) mit einer Extruder-Steuereinrichtung (11 ) oder mit einer Extrusionsvorschub-Erfassungseinrichtung derart zusammenwirkt, dass ein Zeilenvorschub für das zeilenweise Abrastern zumindest teilweise durch den Extrusionsvorschub (6 ) erfolgt. - Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen gepulsten Dekorlaser (
12 ), wobei die Scanspiegel-Steuereinheit (22 ) derart arbeitet, dass innerhalb einer Dekorzeile (18 ) im Zeitraum zwischen den Laserpulsen nicht zu beaufschlagende Abschnitte durch entsprechende Strahlablenkung überbrückt werden. - Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen gepulsten Dekorlaser, wobei der Laserstrahl-Intensitätsmodulator (
13 ) derart arbeitet, dass innerhalb einer Dekorzeile (18 ) nicht zu beaufschlagende Abschnitte durch entsprechende Strahlabschwächung überbrückt werden. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens einen weiteren Scanspiegel (
15 ), der von der Scanspiegel-Steuereinheit (22 ) zum korrigierenden Ablenken (x) senkrecht zur Zeilenablenkung (y) zum Ausgleich von Schwankungen im Extrusionsvorschub (6 ) angesteuert wird. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch eine optische Einrichtung (
17a ), die die Laserstrahlung (9 ) so in einer Ebene der zu dekorierenden Profiloberfläche (7 ) bündelt, dass die Laserstrahlung (9 ) dort einen 1/e-Durchmesser (D) im Bereich von 100 bis 500 μm, vorzugsweise im Bereich von 300 μm hat.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006026789A DE102006026789A1 (de) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem Dektor versehenen Kunststoffprofils |
FR0704016A FR2902044A1 (fr) | 2006-06-07 | 2007-06-05 | Procede et dispositif pour fabriquer un profile muni d'un decor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006026789A DE102006026789A1 (de) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem Dektor versehenen Kunststoffprofils |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102006026789A1 true DE102006026789A1 (de) | 2007-12-13 |
Family
ID=38663744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102006026789A Withdrawn DE102006026789A1 (de) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem Dektor versehenen Kunststoffprofils |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102006026789A1 (de) |
FR (1) | FR2902044A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007024546A1 (de) * | 2007-05-24 | 2008-11-27 | Nwl Lasertechnologie Gmbh | Verfahren zum Kennzeichnen extrudierter Kunststoffprofile |
WO2009131708A1 (en) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | Echelon Laser Systems, Lp | Combination extrusion and laser-marking system, and related method |
EP3868567A1 (de) * | 2020-02-18 | 2021-08-25 | Fischer Oberflächentechnologie GmbH | Verfahren zum herstellen einer dekoroberfläche und bauteil mit der dekoroberfläche |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6252196B1 (en) * | 1996-10-11 | 2001-06-26 | Technolines Llc | Laser method of scribing graphics |
DE10234276A1 (de) * | 2002-07-27 | 2004-02-12 | Rehau Ag + Co. | Verfahren zur Steuerung und Überwachung der Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen insbesondere in einem Inline-Produktionsprozess mit Bedruckungsvorgang |
DE10336010B3 (de) * | 2003-08-01 | 2005-04-21 | Orga Systems Gmbh | Verfahren zur Lasermarkierung mittels schaltbarer, diffraktiver optischer Elemente |
DE102004027622A1 (de) * | 2004-06-05 | 2006-01-05 | Rehau Ag + Co | Laserstrahlmarkierverfahren, Laserstrahlmarkiervorrichtung und Verwendung einer Laserstrahlmarkiervorrichtung |
-
2006
- 2006-06-07 DE DE102006026789A patent/DE102006026789A1/de not_active Withdrawn
-
2007
- 2007-06-05 FR FR0704016A patent/FR2902044A1/fr active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6252196B1 (en) * | 1996-10-11 | 2001-06-26 | Technolines Llc | Laser method of scribing graphics |
DE10234276A1 (de) * | 2002-07-27 | 2004-02-12 | Rehau Ag + Co. | Verfahren zur Steuerung und Überwachung der Herstellung von thermoplastischen Extrusionsprofilen insbesondere in einem Inline-Produktionsprozess mit Bedruckungsvorgang |
DE10336010B3 (de) * | 2003-08-01 | 2005-04-21 | Orga Systems Gmbh | Verfahren zur Lasermarkierung mittels schaltbarer, diffraktiver optischer Elemente |
DE102004027622A1 (de) * | 2004-06-05 | 2006-01-05 | Rehau Ag + Co | Laserstrahlmarkierverfahren, Laserstrahlmarkiervorrichtung und Verwendung einer Laserstrahlmarkiervorrichtung |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007024546A1 (de) * | 2007-05-24 | 2008-11-27 | Nwl Lasertechnologie Gmbh | Verfahren zum Kennzeichnen extrudierter Kunststoffprofile |
WO2009131708A1 (en) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | Echelon Laser Systems, Lp | Combination extrusion and laser-marking system, and related method |
EP3868567A1 (de) * | 2020-02-18 | 2021-08-25 | Fischer Oberflächentechnologie GmbH | Verfahren zum herstellen einer dekoroberfläche und bauteil mit der dekoroberfläche |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2902044A1 (fr) | 2007-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3210948B1 (de) | Beschichteter glas- oder glaskeramikartikel | |
DE102010006665B4 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Farbkontrastmusters | |
DE69833974T2 (de) | Vorrichtung zum Härten von Tinten mittels UV-Licht | |
EP3031785A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines glaskeramikelements mit strukturierter beschichtung | |
DE2719275A1 (de) | Verfahren und vorrichtung fuer die materialabtragende bearbeitung von getrennten, in einem vorgegebenen muster angeordneten flaechen auf einem sich kontinuierlich bewegenden gegenstand | |
WO2001039920A1 (de) | Vorrichtung zum bearbeiten von substraten und verfahren unter verwendung einer solchen vorrichtung | |
DE3826355C2 (de) | ||
EP3529084A2 (de) | Sicherheitselement und verfahren zum herstellen eines sicherheitselements | |
DE102016103524A1 (de) | Beschichteter Glas- oder Glaskeramikartikel | |
DE102006026789A1 (de) | Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines mit einem Dektor versehenen Kunststoffprofils | |
DE102012006558A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Flexodruckform | |
DE102014118497A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Glaskeramikelements mit strukturierter Beschichtung | |
EP3515654B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur herstellung einer strukturierten funktionellen beschichtung auf einer gebogenen glas-schicht | |
EP1897699B1 (de) | Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines Polyethylen-Gegenstands mit einer maschinenlesbar codierten Informationsmarkierung | |
EP3135424B1 (de) | Verfahren zum einbringen von strukturen in die oberfläche eines fahrzeugluftreifens | |
DE102010013858A1 (de) | Lichtdurchlässige Wand, Gewächshaus, Fenster, Fassade und Dach | |
WO2011124627A9 (de) | Verfahren zum bruchtrennen von werkstücken, werkstück und lasereinheit | |
EP2561987B1 (de) | Verfahren zum Gravieren einer Druckplatte | |
DE102020000518B3 (de) | Einrichtung zur großflächigen Laserbearbeitung zur Kornorientierung von Elektroblechen | |
EP1995073B1 (de) | Verfahren zum Kennzeichnen extrudierter Kunststoffprofile | |
DE102005052157A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bebilderung einer löschbaren und wieder verwendbaren Tiefdruckform | |
EP3354460B1 (de) | Verfahren zum gravieren einer intaglio-stichtiefdruckplatte | |
EP2601005B1 (de) | Verfahren zum formgebenden umschmelzen von werkstücken mit einem energetischen strahl | |
DE102021108256B3 (de) | Leuchte mit Dekorschicht und Matrix von Lichtquellen sowie zugehöriges Verfahren zur Ansteuerung | |
DE102017100242A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Glaskeramik-Kochfläche mit lokal erhöhter Transmission und verfahrensgemäß herstellbare Glaskeramik-Kochfläche |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |