DE102012011497A1

DE102012011497A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Ausnehmungen in Sandwichplatten

Info

Publication number: DE102012011497A1
Application number: DE201210011497
Authority: DE
Inventors: Jan Herold; Hubertus Delenk; André Wagenführ
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2032-06-05
Also published as: DE102012011497B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (30) zur Herstellung von Ausnehmungen (10, 13) in Sandwichplatten (1), wobei die Sandwichplatten (1) einen Materialkern (2) enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht (3) und einer unteren Deckschicht (4) angeordnet ist, wobei das Verfahren mit folgenden Schritten gekennzeichnet ist: – Ausrichten einer Sandwichplatte (1) auf einer Positionierungs-Unterlage (5), – Einstellen und Positionieren eines Laserstrahlwerkzeuges (7) auf die Sandwichplatte (1) und Ausrichten des Laserstrahlenbündels (8) des Laserstrahlwerkzeuges (7) auf die Umrandung (6) einer festgelegten Ausnehmung (10, 13) auf einer Deckschicht (3; 4), – Trennen des von der Umrandung (6) umgebenden und zu einem Trennteil (11, 15) führenden Deckschichtbereiches der festgelegten Ausnehmung (10, 13) von der restlichen Deckschicht (3; 4) durch das Laserstrahlenbündel (8) aus der Schicht der Sandwichplatte (1) mit in der Sandwichplatte (1) festgelegter Trenntiefe (V1, V2, V3), wobei die Trenntiefe V1 der Dicke der oberen Deckschicht (3), die Trenntiefe V2 der Dicke der oberen Deckschicht (3) plus einer vorgegebenen Tiefe in den Materialkern hinein und die Trenntiefe V3 der Dicke der oberen Deckschicht (3) plus der Dicke A des Materialkerns (2) plus der Dicke der unteren Deckschicht (4), also insgesamt der Dicke D der Sandwichplatte (1), entsprechen, wobei die festgelegte Ausnehmung entweder eine Vertiefung (10) der bearbeiteten Sandwichplatte (1) bis in den Materialkern (2) hinein oder eine von der oberen Deckschicht (3) bis zur unteren Deckschicht (4) hindurch reichende Durchgangsöffnung (13) darstellt, und wobei das getrennte Trennteil (11, 15) der Ausnehmung (10, 13) senkrecht zur Sandwichplatte (1) eine Versetzung erfährt, wobei je nach festgelegter Trenntiefe V1, V2 entweder durch das versetzte Trennteil (11) im Materialkern (2) die Vertiefung (10) erreicht wird oder gemäß festgelegter Trenntiefe V3 das von der Durchgangsöffnung (13) getrennte Trennteil (15) aus der Durchgangsöffnung entfernt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Ausnehmungen in Sandwichplatten, wobei die Sandwichplatten einen Materialkern enthalten, der jeweils zwischen einer oberen Deckschicht und einer unteren Deckschicht angeordnet ist.
Die Ausnehmungen können Vertiefungen in den Sandwichplatten hinein oder Durchgangsöffnungen durch die Sandwichplatten hindurch sein, die z. B. zum Anbringen und Einbringen von Adaptern und Beschlägen an den Sandwichplatten vorgesehen sind.
Eine herkömmliche Sandwichplatte 1, bei der der Materialkern 2 ein Wabenkern ist, wird, wie in 1 und 2 gezeigt ist, als eine dreischichtige Verbundkonstruktion in Sandwichbauweise in der Druckschrift Britzke: Entwicklung einer kontinuierlich herstellbaren Sandwichplatte mit Papierwabenkern, Dissertation, Schriftenreihe Holz- und Papiertechnik, Band 8, ISBN 978-3-86780-255-0, 2011 beschrieben, wobei die Sandwichplatte 1 aus zwei tragenden Deckschichten – aus einer oberen Deckschicht 3 und aus einer unteren Deckschicht 4 – sowie aus einem zwischen den Deckschichten 3, 4 angeordneten und ausgebildeten Stützkern 2 besteht. Der Stützkern 2 kann aus Pappe, harzgetränktem Papier, Faserkunststoff oder dünnen Aluminiumfolien sowie aus luftgefüllten Schaumstoffkonstruktionen hergestellt sein. Die Deckschichten 3, 4 können aus Pappe, Kunststoff, Faserverbundwerkstoffen oder Metallblech bestehen sowie als Naturholzplatte, Spanplatte oder als MDF-Platte ausgeführt werden. Verschiedene Materialkombinationen zwischen Stützkern 2 und Deckschichten 3, 4 sind möglich; Stützkern 2 und Deckschichten 3, 4 können stoffschlüssig z. B. miteinander verklebt sein.
Die Sandwichplatte 1 übernimmt das Prinzip des Doppel-T-Trägers für das Flächentragwerk, indem die dünnen Deckschichten 3, 4 mit ihrem großen Abstand zur Mittelfläche innerhalb des Stützkerns 2 für ein großes Flächenträgheitsmoment und damit eine hohe Biegesteifigkeit sorgen, während der Stützkern 2 gleichzeitig Schubsteifigkeit erzeugt und die Deckschichten 3, 4 kontinuierlich gegen Beulen und Knittern stützt.
Sandwichplatten 1 mit Wabenkern 2 werden mit quasi-isotroper Biegesteifigkeit ausgelegt und finden als typische Bauform der Leichtbauweise u. a. im Flugzeugbau Anwendung.
Die Sandwichplatten 1 mit dem Stützkern 2 aus Papier oder Pappe können dabei so ausgerüstet sein, dass sie mit mehr als 50 Tonnen pro m² belastet werden können. Bei gleicher Biegefestigkeit wird vorteilhafterweise die Dichte im Vergleich z. B. zu einer massiven Spanplatte deutlich verringert.
Die Leichtbauweise mit Holzrohstoffen wirkt einem zukünftigen Rohstoffmangel an Holz entgegen, senkt Transportkosten, verbessert Montierbarkeit und ermöglicht durch geringere statische Lasten Konstruktionen mit höherer Nutzlast. Typische Anwendungsbereiche der Sandwichplatte 1 mit Papierkern 2 sind der Messebau, Trennwände, Fertighausbau, Kulissen- und Bühnenbau, Schiebetüren, Akustikbau, Bodensysteme, Treppenbau, Deckenverkleidung, Wandverkleidung, Wohnwagenbau, Regalbau und vor allem der Möbelbau sowie Verpackungen.
Hergestellt werden können die Stützkern-Waben auch aus Kunststoffen, vorzugsweise aus Polypropylen oder Polycarbonat. Die technischen Waben werden durch das Verkleben von im Extrusionsverfahren hergestellten Röhrchen erzeugt, die durch Teilung das Plattenmaterial ergeben. Zum Einsatz kommt z. B. auch Aramidfaser, auch bezeichnet als Nomex-Papier, das mit Kunstharz, beispielsweise Epoxid- oder Phenolharz überzogen wird, um die Stabilität zu erhöhen und die Flüssigkeitsaufnahme zu verhindern. Zum Einsatz kommt auch Aluminium, insbesondere in der Luft- und Raumfahrttechnik. Um die Zugfestigkeit von Aluminiumdeckschichten auszunutzen, ist ein Wabenkern aus Aluminium erforderlich.
Durch den mehreckförmigen, insbesondere den sechseckförmigen Aufbau des Wabenkern-Materials entsteht eine hohe mechanische Steifigkeit bei vergleichsweise geringem Gewicht, was die Waben in Verbindung mit der Sandwichbauweise u. a. für die Luft-, Bootsbau- und Raumfahrtindustrie sowie für die Caravan-Industrie attraktiv macht. So werden sog. Wabenpaneele in Flugzeugleitwerken und -tragflächen, leichten Schiffsrümpfen, Surfbrettern sowie LKW-Aufbauten eingesetzt. Seit einigen Jahren werden außerdem Polyurethan-Glasfaser-Wabenteile in Automobilen als Reserverad-Abdeckungen, Hutablagen und Schiebehimmel eingesetzt.
Für das Einbringen von auf dem Markt verfügbaren Adaptern oder Beschlägen, wie z. B. von Topfscharnieren mit Scharniertöpfen in für Möbelbauteile vorgesehenen Sandwichplatten ist es üblich, eine Kombination mehrerer Bohrungen mit kreisförmigem Querschnitt mittels mindestens zwei Bohr- bzw. Fräswerkzeugen zu installieren, um folgende Funktionen zu erfüllen:

1. eine formschlüssige Verbindung von Scharniertopf und Sandwichplatte sowie
2. eine kraftschlüssige Verbindung bzw. Lage-Fixierung von Scharniertopf und Sandwichplatte.

Insbesondere die Ausnehmungen in Sandwichplatten für Möbelbauteile in Form von Vertiefungen oder Durchgangsöffnungen werden derzeit mit mindestens zwei Bohr- bzw. Fräswerkzeugen in zumindest eine aus auf Holz basierendem Verbundwerkstoff bestehende Deckschicht der Sandwichplatte eingebracht. Dazu werden entsprechend der Anzahl der Bohrungen z. B. im Möbelbauteil meist mehrere Bohrautomaten in entsprechender Konfiguration benutzt. Sind die Bohrungen tiefer als nur die obere Deckschicht aus auf Naturstoff, insbesondere Holz basierendem Verbundwerkstoff, so können die benachbarten Kernwandungen der Waben durch die spanabhebende Bearbeitung zumindest zum Teil zerstört werden.
Folgende weitere Nachteile für diese Verfahren und Verfahrensschritte insbesondere für Sandwichplatten als Möbelbauteile sind vorhanden:

– Einsatz von ausschließlich herkömmlichen Adaptern oder Beschlägen, wie z. B. Topfscharnieren mit kreisförmigem Querschnitt in kreisförmigen Öffnungen in der Deckschicht der Sandwichplatte,
– Verwendung von mindestens zwei Bohr- bzw. Fräswerkzeugen mit beschlagabhängigen Abmessungen,
– Notwendige kraftschlüssige Verbindung bzw. Lage-Fixierung bei Verwendung herkömmlicher Adapter oder Beschläge, wie z. B. Topfscharniere mit kreisförmigem Querschnitt,
– Erzeugen von spanförmigem Materialabfall,
– Entfernung von spanförmigem Materialabfall vom/aus dem Bauteil (Absaugung),
– Entsorgung von spanförmigem Materialabfall.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Ausnehmungen in Sandwichplatten anzugeben, die derart geeignet ausgebildet sind, dass der Apparateaufwand zur Herstellung von Ausnehmungen in Sandwichplatten verringert wird und spanförmige Materialabfälle von Sandwichplatten vermieden werden. Des Weiteren soll eine Kontur, z. B. eine Umrandung, welche jeden möglichen Querschnitt einer zweidimensionalen geometrisch ebenen Figur aufweisen kann und die geschlossen oder teilweise umrandet mit Haftstegen oder Haftbrücken versehen ist, zumindest auf/in die obere Deckschicht der Sandwichplatte eingebracht werden (Bsp: Rechteck: Positionsfixierung und Verdrehsicherheit von Adaptern oder Beschlägen in einer Kontur) können.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 7 und 8 gelöst. Das Verfahren zur Herstellung von Ausnehmungen in Sandwichplatten, wobei die Sandwichplatten einen Materialkern enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht und einer unteren Deckschicht angeordnet ist,
weist gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 folgende Schritte auf:

– Ausrichten einer Sandwichplatte auf einer Positionierungs-Unterlage,
– Einstellen und Positionieren eines Laserstrahlwerkzeuges auf die Sandwichplatte und Ausrichten des Laserstrahlenbündels des Laserstrahlwerkzeuges auf die Umrandung einer festgelegten Ausnehmung auf einer Deckschicht,
– Trennen des von der Umrandung umgebenen und zu einem Trennteil führenden Deckschichtbereiches der festgelegten Ausnehmung von der restlichen Deckschicht durch das Laserstrahlenbündel mit in der Sandwichplatte festgelegter Trenntiefe V₁, V₂, V₃, wobei die Trenntiefe V₁ der Dicke der oberen Deckschicht, die Trenntiefe V₂ der Dicke der oberen Deckschicht plus einer vorgegebenen Tiefe in den Materialkern hinein und die Trenntiefe V₃ der Dicke der oberen Deckschicht plus der Dicke A des Materialkerns plus der Dicke der unteren Deckschicht, also insgesamt der Dicke D der Sandwichplatte, entsprechen,

₁

₂

₃

Das Verfahren zur Herstellung von Ausnehmungen in Sandwichplatten, wobei die Sandwichplatten einen Materialkern enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht und einer unteren Deckschicht angeordnet ist,
weist gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 2 folgende Schritte auf:

– Ausrichten einer Sandwichplatte auf einer Positionierungs-Unterlage,
– Einstellen und Positionieren eines Laserstrahlwerkzeuges auf die Sandwichplatte und Ausrichten des Laserstrahlenbündels des Laserstrahlwerkzeuges auf die Umrandung der festgelegten Ausnehmung auf einer Deckschicht,
– Trennen des von der Umrandung umgebenen und zu einem Trennteil führenden Deckschichtbereiches der festgelegten Ausnehmung von der restlichen Deckschicht durch das Laserstrahlenbündel mit in der Sandwichplatte festgelegter Trenntiefe V₁, V₂, wobei die Trenntiefe V₁ der Dicke der oberen Deckschicht und die Trenntiefe V₂ der Dicke der oberen Deckschicht plus einer vorgegebenen Tiefe in den Materialkern hinein entsprechen,

₁

₂

Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Ausnehmungen in Sandwichplatten, wobei die Sandwichplatten einen Materialkern enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht und einer unteren Deckschicht angeordnet ist,
weist gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 3 folgende Schritte auf:

– Ausrichten einer Sandwichplatte auf einer Positionierungs-Unterlage,
– Einstellen und Positionieren eines Laserstrahlwerkzeuges auf die Sandwichplatte und Ausrichten des Laserstrahlenbündels des Laserstrahlwerkzeuges auf die Umrandung der festgelegten Ausnehmung auf einer Deckschicht,
– Trennen des von der Umrandung umgebenen und zu einem Trennteil führenden Deckschichtbereiches der festgelegten Ausnehmung von der restlichen Deckschicht durch das Laserstrahlenbündel mit in der Sandwichplatte festgelegter Trenntiefe V₃, wobei die Trenntiefe V₃ der Dicke der oberen Deckschicht plus der Dicke A des Materialkerns plus der Dicke der unteren Deckschicht, also der Dicke D der Sandwichplatte, entspricht,

₃

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Ausnehmungen in Sandwichplatten, wobei die Sandwichplatten einen Materialkern enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht und einer unteren Deckschicht angeordnet ist,
weist gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 4 folgende Schritte auf:

– Ausrichten einer Sandwichplatte auf einer Positionierungs-Unterlage,
– Einstellen und Positionieren eines Laserstrahlwerkzeuges auf die Sandwichplatte und Ausrichtendes Laserstrahlenbündels des Laserstrahlwerkzeuges auf die Umrandung der festgelegten Ausnehmung auf einer Deckschicht,
– Trennen des von der Umrandung umgebenen und zu einem Trennteil führenden Deckschichtbereiches der festgelegten Ausnehmung von der restlichen Deckschicht durch das Laserstrahlenbündel mit in der Sandwichplatte festgelegter Trenntiefe V₃, wobei die Trenntiefe V₃ der Dicke der oberen Deckschicht plus der Dicke A des Materialkerns plus der Dicke der unteren Deckschicht, also insgesamt der Dicke D der Sandwichplatte, entspricht,

₃

Als Materialkerne können Wabenkerne in den Sandwichplatten verwendet werden.
Das von der Kontur eingeschlossene, von der oberen Deckschicht abgetrennte Trennteil kann entweder definiert tief in den Sandwichplatten-Materialkern in Form einer Vertiefung eingedrückt oder das von der Kontur (gleich Umrandung) eingeschlossene, aus beiden Deckschichten abgetrennte Trennteil kann durch die Sandwichplatte hindurch zur Ausbildung einer Durchgangsöffnung gedrückt werden. In Kombination mit der so vorbereiteten Sandwichplatte kann ein Adapter oder Beschlag, wie z. B. ein Topfscharnier, welches denselben Querschnitt, wie die Kontur der hergestellten Sandwichplatten-Ausnehmung aufweist, in die Sandwichplatte mit der speziellen Setzvorrichtung für Adapter und/oder Beschläge der Beschlag-Setzvorrichtung – eingebracht werden.
Das Erzeugen von Ausnehmungen z. B. in Möbelbauteilen aus Sandwichplatten betrifft erfindungsgemäß insbesondere Ausnehmungen/Öffnungen, die jeden möglichen Querschnitt einer zweidimensionalen geometrischen ebenen Figur zum Einbringen von Adapter oder Beschlägen, wie z. B. Topfscharnieren mit demselben Querschnitt aufweisen, ohne dass dabei ein wesentlicher spanförmiger Materialabfall anfällt und wobei die von der Kontur eingeschlossene, abgetrennte Deckschicht definiert tief in die Schicht des Materialkerns eingedrückt die Funktion einer Unterlage für den Adapter oder Beschlag, wie z. B. für ein Topfscharnier übernimmt. Unter einem Topfscharnier wird dabei im weitesten Sinne einen Beschlag zur Befestigung von Türen am Möbelbauteil verstanden.
Eine Vorrichtung zur Herstellung von Ausnehmungen in Sandwichplatten, wobei die Sandwichplatten einen Materialkern enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht und einer unteren Deckschicht angeordnet, ist unter Verwendung eines vorgenannten Verfahrens,
umfasst gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 7 zumindest

– eine Positionierungs-Unterlage zur Aufnahme einer Sandwichplatte,
– ein Laserstrahlwerkzeug zur Emission eines intensitätseinstellbaren und fokuseinstellbaren Laserstrahlbündels und zur Trennung von Trennteilen aus der Schicht der Sandwichplatte zur Ausbildung von Ausnehmungen mit verschiedenen Trenntiefen V₁, V₂, V₃, wobei die Trenntiefe V₁ der Dicke der oberen Deckschicht, die Trenntiefe V₃ der Dicke der oberen Deckschicht plus einer vorgegebenen Tiefe in den Materialkern hinein und die Trenntiefe V₃ der Dicke der oberen Deckschicht plus der Dicke A des Materialkerns plus der Dicke der unteren Deckschicht, also insgesamt der Dicke D der Sandwichplatte, entsprechen,
– wahlweise eine Setzvorrichtung zur Versetzung von zumindest einem aus der Sandwichplatte getrennten Trennteile,
– eine Steuereinheit, die über Leitung mit der Positionierungs-Unterlage, über einer Leitung mit dem Laserstrahlwerkzeug und wahlweise über einer Leitung mit der Setzvorrichtung in Verbindung steht sowie die Signale zur koordinierten Steuerung der Funktionseinheiten: der Positionierungs-Unterlage, des Laserstrahlwerkzeuges und wahlweise der Setzvorrichtung an die Funktionseinheiten übermittelt.

Die Setzvorrichtung kann als eine Beschlag-Setzvorrichtung ausgebildet sein, die mit einer Beschlag-Bereitstellungseinheit in Verbindung stehen kann.
Die Positionierungs-Unterlage, auf der die Sandwichplatte gelegt und ausgerichtet ist, kann mit Freiräumen zur Aufnahme von totalen, aus der Sandwichplatte gelösten Trennteilen zur Ausbildung von Durchgangsöffnungen in der Sandwichplatte versehen sein.
Die Positionierungs-Unterlage kann aber auch ohne Freiräume ausgebildet sein, wobei die Weiterbearbeitung von Sandwichplatten mit teilgeschlossenen Konturen auf einer anderen Bearbeitungs-Unterlage oder einer Setz-Unterlage der Setzvorrichtung erfolgt, insbesondere für die Trennteile, die in der Sandwichplatte bis zur Weiterverarbeitung bleiben und dafür mit Haftstegen oder Haftbrücken ausgebildete teilgeschlossene Konturen, also nicht vollständig geschlossene Konturen/Umrandungen, aufweisen.
Eine andere Vorrichtung zur Herstellung von Ausnehmungen in Sandwichplatten, wobei die Sandwichplatten einen Materialkern enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht und einer unteren Deckschicht angeordnet ist, unter Verwendung eines vorgenannten Verfahrens,
umfasst gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 8 zumindest

– eine Positionierungs-Unterlage zur Aufnahme einer Sandwichplatte,
– ein Laserstrahlwerkzeug zur Emission eines intensitätseinstellbaren und fokuseinstellbaren Laserstrahlbündels und zur Trennung von Trennteilen aus der Schicht der Sandwichplatte zur Ausbildung von Ausnehmungen,
– eine Steuereinheit, die über Leitung mit der Positionierungs-Unterlage und über einer Leitung mit dem Laserstrahlwerkzeug in Verbindung Steht sowie die Signale zur koordinierten Steuerung der Funktionseinheiten: der Positionierungs-Unterlage und des Laserstrahlwerkzeuges an die Funktionseinheiten übermittelt.

Die Positionierungs-Unterlage kann dafür ohne Freiräume ausgebildet sein, wobei die Weiterbearbeitung von Sandwichplatten mit geschlossenen Konturen bei Ausbildung des totalen Trennteils ohne Haftstege und/oder ohne Haftbrücken in einer Durchgangsöffnung erfolgt, wobei das totale Trennteil ohne Einwirkung einer Setzvorrichtung nach Abheben der Sandwichplatte aus der Durchgangsöffnung heraus geschnitten auf der Positionierungs-Unterlage liegen bleibt.
Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen mittels mehrerer Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Sandwichplatte nach dem Stand der Technik,
2 eine schematische Explosionsdarstellung einer Sandwichplatte nach 1,
3 schematische Darstellungen zur Ausbildung von Ausnehmungen geringer Trenntiefe in Form einer Vertiefung in einer Sandwichplatte, wobei
3a eine Sandwichplatte vor der Abtrennung eines mit einer festgelegten Trenntiefe versehenen Trennteils auf einer Positionierungs-Unterlage,
3b eine Sandwichplatte auf einer Positionierungs-Unterlage mit einzustellenden und zu positionierendem Laserstrahlwerkzeug,
3c eine Sandwichplatte mit einem durch das Laserstrahlwerkzeug getrennten Trennteil,
3d eine Sandwichplatte mit Setzvorrichtung, die über dem ausgeschnittenen Trennteil platziert ist, um das Trennteil in eine vorgegebene Trenntiefe zur Herstellung einer als Vertiefung ausgebildeten Ausnehmung zu versetzen, und
3e eine Sandwichplatte in endgültiger Ausbildung mit Vertiefung
zeigen,
4 schematische Darstellungen zur Ausbildung von Ausnehmungen mit total durchgängiger Trenntiefe in Form von Durchgangsöffnungen in einer Sandwichplatte, wobei
4a eine Sandwichplatte vor der Abtrennung eines plattendurchgängigen Trennteils mit einer Positionierungs-Unterlage,
4b eine Sandwichplatte auf einer Positionierungs-Unterlage mit einzustellenden und zu positionierendem Laserstrahlwerkzeug,
4c eine Sandwichplatte mit einem durch das Laserstrahlwerkzeug getrennten Trennteil,
4d eine Sandwichplatte mit Setzvorrichtung, die über dem ausgeschnittenen Trennteil platziert ist, um das Trennteil in eine vorgegebene, als Dicke der Sandwichplatte festgelegte Trenntiefe zur Herstellung einer als Durchgangsöffnung ausgebildeten Ausnehmung zu versetzen, und
4e eine Sandwichplatte in endgültiger Ausbildung mit Durch-Gangsöffnung sowie das versetzte, total abgetrennte Trennteil
zeigen,
5 eine schematische Darstellung einer als Vertiefung ausgebildeten Ausnehmung in einer Sandwichplatte für einen in die Ausnehmung einzusetzenden Standard-Türbeschlag,
6 eine schematische Darstellung in Draufsicht eines mit dem Scharniertopf in die Vertiefung der Sandwichplatte nach 5 mit einem in einen Wabenkern eingesetzten Standard-Türbeschlages bis auf die festgelegte Trenntiefe eingedrückten Trennteils als Unterlage zur Arretierung für den Beschlag, und
7 eine schematische Darstellung in Seitenansicht des eingesetzten Standard-Türbeschlages in die Vertiefung der Sandwichplatte mit einem in den Wabenkern bis auf die festgelegte Trenntiefe eingedrückten Trennteil als Unterlage für den Beschlag nach 6.
Im Folgenden werden die 3a, 3b, 3c, 3d und 3e gemeinsam betrachtet. Dazu sind in den Figuren jeweils Verfahrensschritte zur Ausbildung einer Ausnehmung 10 in Form einer Vertiefung mit festgelegter Trenntiefe V₂ in einer Sandwichplatte 1, wobei die Trenntiefe V₂ geringer als die Dicke D der Sandwichplatte 1 ist und in den Wabenkern 2 hineinreicht, mittels einer Vorrichtung 30 gezeigt. In 3a sind die Sandwichplatte 1 vor der Abtrennung eines mit der festgelegten Trenntiefe V₂ versehenen Trennteils 11 auf einer Positionierungs-Unterlage 5, in 3b die Sandwichplatte 1 auf der Positionierungs-Unterlage 5 einer Vorrichtung 30 mit einem einzustellenden und zu positionierenden Laserstrahlwerkzeug 7, in 3c die Sandwichplatte 1 mit dem durch das Laserstrahlenbündel 8 des Laserstrahlwerkzeuges 7 getrennten Trennteil 11, in 3d die Sandwichplatte 1 mit einer Setzvorrichtung 9, die über dem ausgeschnittenen Trennteil 11 platziert ist, um das Trennteil 11 in die vorgegebene Trenntiefe V₂ zur Herstellung einer als Vertiefung ausgebildeten Ausnehmung 10 mit einem darunter befindlichen Stauchkern 18 zu versetzen, der nach der Versetzung durch die Setzvorrichtung 9 in 3e dargestellt ist, und in 3e die Sandwichplatte 1 in endgültiger Ausbildung mit der Vertiefung 10 und dem Stauchkern 18 gezeigt.
In den 3a bis 3e ist in schematischen Darstellungen somit ein Verfahren zur Herstellung einer Ausnehmung 10 in ein Möbelbauteil aus einer Sandwichplatte 1 in mehreren Schritten mittels der Vorrichtung 30 dargestellt, wobei die Sandwichplatte 1 einen Wabenkern 2 enthält, der jeweils zwischen einer oberen Deckschicht 3 und einer unteren Deckschicht 4 angeordnet ist. Die Deckschichten 3, 4 können aus einem auf Naturstoff/Holz basierenden Verbundwerkstoff bestehen.
Erfindungsgemäß werden folgende Schritte durchgeführt:

– Ausrichten einer Sandwichplatte 1 auf einer Positionierungs-Unterlage 5 nach 3a,
– Einstellen und Positionieren eines Leserstrahlwerkzeuges 7 auf die Sandwichplatte 1 und Ausrichten des Laserstrahlenbündels 8 des Laserstrahlwerkzeuges 7 auf eine vorgegebene Umrandung 6, die eine geschlossene oder teilgeschlossene Kontur darstellt, der festgelegten Ausnehmung 10 auf der oberen Deckschicht 3 gemäß 3b,
– Trennen eines von der Umrandung 6 umgebenen und zu einem Trennteil 11 führenden Deckschichtbereiches zur Ausbildung der festgelegten Ausnehmung 10 von der oberen Deckschicht 3 der Sandwichplatte 1 aus durch das Laserstrahlenbündel 8 mit in der Sandwichplatte 1 festgelegter Trenntiefe V₂ gemäß 3c,

10

2

1

11

10

9

1

10

3d

₂

11

2

10

3e

18

Dabei setzt sich die Dicke D der Sandwichplatte 1 gemäß 3a zusammen aus der Dicke der oberen Deckschicht 3, aus dem Abstand A des Materialkerns 2 zwischen der oberen Deckschicht 3 und der unteren Deckschicht 4 und aus der Dicke der unteren Deckschicht 4. Die Trenntiefe V₁ entspricht der Dicke der oberen Deckschicht 3, die Trenntiefe V₂ entspricht der Dicke der oberen Deckschicht 3 plus einer vorgegebenen Tiefe in den Materialkern 2 hinein und die Trenntiefe V₃ entspricht der Dicke der oberen Deckschicht 3 plus der Dicke A des Materialkerns 2 plus der Dicke der unteren Deckschicht 4, also insgesamt der Dicke D der Sandwichplatte 1.
Es braucht nicht in jedem Falle eine geschlossene Kontur als Umrandung ausgebildet sein. Die die jeweilige Größe der Ausnehmung 10, 13 definierende Umrandung kann auch zwischen der oberen Deckschicht 3 und dem Trennteil 11, 15 zumindest einen Haftsteg oder eine Haftbrücke (nicht eingezeichnet) als Konturunterbrechung aufweisen, die bei einer späteren Setzung einer Vertiefung 10 oder einer Durchgangsöffnung 13 als Schwachstelle durchbrochen werden kann.
Im Folgenden werden die 4a, 4b, 4c, 4d und 4e gemeinsam betrachtet. In den folgenden 4a, 4b, 4c, 4d und 4e sind schematische Darstellungen von Verfahrensschritten zur Ausbildung einer Ausnehmung 15 in Form einer Durchgangsöffnung 13 mit einer totalen Trenntiefe V₃ mit V₃ = D in einer Sandwichplatte 1 mittels einer Vorrichtung 30 gezeigt, wobei in 4a die Sandwichplatte 1 vor der Abtrennung eines plattendurchgängigen Trennteils 15 mit einer Positionierungs-Unterlage 5, in 4b die Sandwichplatte 1 auf der Positionierungs-Unterlage 5 mit einem einzustellenden und zu positionierenden Laserstrahlwerkzeug 7 der Vorrichtung 30, in 4c die Sandwichplatte 1 mit dem durch das Laserstrahlenbündel 8 des Laserstrahlwerkzeuges 7 getrennten Trennteil 15, in 4d die Sandwichplatte 1 mit einer Setzvorrichtung 9, die über dem ausgeschnittenen Trennteil 15 platziert ist, um das Trennteil 15 in eine vorgegebene, als Dicke D der Sandwichplatte 1 festgelegte Trenntiefe V₃ zur Herstellung einer als Durchgangsöffnung 13 ausgebildeten Ausnehmung zu versetzen, und in 4e die Sandwichplatte 1 in endgültiger Ausbildung mit der Durchgangsöffnung 13 zeigen.
In den 4a bis 4e ist somit ein Verfahren zur Herstellung einer Ausnehmung 15 in einem Möbelbauteil aus einer Sandwichplatte 1 in mehreren Schritten dargestellt, wobei die Sandwichplatte 1 einen als Wabenkern ausgebildeten Materialkern 2 enthält, der jeweils zwischen der oberen Deckschicht 3 und der unteren Deckschicht 4 angeordnet ist. Die Deckschichten 3, 4 können aus einem auf Naturstoff/Holz basierenden Verbundwerkstoff bestehen.
Erfindungsgemäß werden folgende Schritte durchgeführt:

– Ausrichten einer Sandwichplatte 1 auf einer Positionierungs-Unterlage 5 nach 4a,
– Einstellen und Positionieren eines Laserstrahlwerkzeuges 7 auf die Sandwichplatte 1 und Ausrichten des Laserstrahlenbündels 8 des Laserstrahlwerkzeuges 7 auf die vorgegebene Umrandung 6 (geschlossene oder teilgeschlossene Kontur) der festgelegten Ausnehmung 13 auf der oberen Deckschicht 3 gemäß 4b,
– Trennen eines von der Umrandung 6 umgebenen und zu einem Trennteil 15 führenden Deckschichtbereiches der festgelegten Ausnehmung 13 von den Deckschichten 3, 4 der Sandwichplatte 1 durch das Laserstrahlenbündel 8 mit in der Sandwichplatte 1 festgelegter Trenntiefe V₃ gemäß 4c,

13

3

4

1

15

9

1

13

4d

₃

15

2

4d

9

15

1

13

4e

15

1

₃

13

1

₃

Die Dicke D der Sandwichplatte 1 setzt sich auch hier gemäß 4a zusammen aus der Dicke der oberen Deckschicht 3, aus dem Abstand A des Wabenkerns 2 zwischen der oberen Deckschicht 3 und der unteren Deckschicht 4 und aus der Dicke der unteren Deckschicht 4. Die Trenntiefe V₃ entspricht der Dicke der oberen Deckschicht 3 plus der Dicke A des Materialkerns 2 plus der Dicke der unteren Deckschicht 4, also der Dicke D der Sandwichplatte 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 30 zur Herstellung von Ausnehmungen 10, 13 in Sandwichplatten 1, wobei die Sandwichplatten 1 einen als Wabenkern ausgebildeten Materialkern 2 enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht 3 und einer unteren Deckschicht 4 angeordnet ist, umfasst gemäß den 3b, 3c, 3d und 4b, 4c, 4d zumindest

– eine Positionierungs-Unterlage 5 zur Aufnahme einer zu positionierenden Sandwichplatte 1,
– ein Laserstrahlwerkzeug 7 zur Emission eines intensitätseinstellbaren und fokuseinstellbaren Laserstrahlbündels 8 und zur Trennung von Trennteilen 11, 15 aus der Schicht der Sandwichplatte 1 zur Ausbildung von Ausnehmungen in der Sandwichplatte 1,
– eine Setzvorrichtung 9 zur Versetzung von zumindest einem aus der Sandwichplatte 1 getrennten Trennteil 11, 15,
– eine Steuereinheit 23, die über eine Leitung 20 mit der Positionierungs-Unterlage 5, über eine Leitung 21 mit dem Laserstrahlwerkzeug 7 und über eine Leitung 22 mit der Setzvorrichtung 9 in Verbindung steht sowie die Signale zur Steuerung der Funktionseinheiten: der Positionierungs-Unterlage 5, des Laserstrahlwerkzeuges 7 und der Setzvorrichtung 9, an die Funktionseinheiten 5, 7, 9 übermittelt.

Es wird mit einem Laserstrahlwerkzeug 7 (ohne spezifische Werkzeugabmessungen) die vorgegebene Kontur 6, welche jeden möglichen Querschnitt einer zweidimensionalen geometrisch ebenen Figur aufweisen kann, in die obere Deckschicht 3 der Sandwichplatte 1 zur Ausbildung des Trennteils 11, 15 eingebracht. Mit dem Laserstrahlwerkzeug 7 kann aber auch die geschlossene Kontur 6 von Seiten der unteren Deckschicht 4 eingebracht werden, wenn das Laserstrahlwerkzeug 7 gegenüber der unteren Deckschicht 4 angeordnet ist. In jedem Fall wird das Trennteil 11, 15 gemäß des in 4e eingezeichneten x, y, z-Koordinatensystems senkrecht in z-Richtung zur Plattenebene, der x, y-Ebene, von der Sandwichplatte 1 durch das Laserstrahlenbündel 8 zuerst zumindest trennbar markiert.
Dabei kann die verwendete Setzvorrichtung 9 mit dem speziellen Setzstempel 12 als eine Beschlag-Setzvorrichtung ausgebildet sein, die mit einer Beschlag-Bereitstellungseinheit (nicht eingezeichnet) in Verbindung stehen kann.
Mit der Setzvorrichtung 9 wird der Beschlag 14 mit demselben Querschnitt, wie die zweidimensionale geometrisch ebene Figur, mit dem von der geschlossenen Kontur 6 eingeschlossenen, abgetrennten Trennteil 11 definiert tief in den Wabenkern 2 eingedrückt. Durch das Eindrücken des Trennteils 11 in den Wabenkern 2 faltet sich dieser im Druckbereich zusammen bzw. wird der Wabenkern 2 unterhalb des abgetrennten Trennteils 11 gestaucht und bildet eine ausreichend feste Unterlage für das Trennteil 11 bei der Einbringung und Arretierung des Beschlages 14.
In 5 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausnehmung 10 in Form einer Vertiefung für einen Standard-Türbeschlag (nicht eingezeichnet) angegeben. Dabei ist die Ausnehmung 10 als eine Hauptvertiefung mit einem größeren Durchmesser von zwei Nebenvertiefungen 16 und 17 mit kleinerem Durchmesser begleitet in die Sandwichplatte 1 eingebracht. Die 5 zeigt dabei das mit dem Laserstrahlenbündel 8 gemäß 3b, 3c getrennte und in den Wabenkern 2 eingedrückte Trennteil 11 der Deckschicht 3 dar.
In 6 ist in einer schematischen Darstellung in Draufsicht ein in die Ausnehmung 10 eingesetzter Scharniertopf 19 eines Standard-Türbeschlages 14 mit einem in den Wabenkern 2 bis auf die festgelegte Trenntiefe V₂ eingedrückten Trennteil 11 als Unterlage für eine Arretierung des Beschlages 14 gezeigt.
Die 7 zeigt in Seitenansicht den in die Ausnehmung 10 – Vertiefung – eingesetzten Scharniertopf 19 des Standard-Türbeschlages 14 in die Vertiefung mit einem in den Wabenkern 2 bis auf die festgelegte Trenntiefe V₂ eingedrückten Trennteil 11 als Unterlage für den Scharniertopf 19 des Beschlages 14 nach 6, wobei der ursprünglich ausgebildete Wabenkern 2 unterhalb des versetzten Trennteils 11 zu einem Stauchkern 18, wie auch in 3e gezeigt ist, gedrückt ist.
Das von der geschlossenen Kontur 6 eingeschlossene, von der oberen Deckschicht 3 und zum Teil von Kernwandungen der Waben abgetrennte Trennteil 11 kann somit definiert tief in den Sandwichplattenkern 2 zur Ausbildung der Vertiefung 10 eingedrückt werden. In Kombination mit der so vorbereiteten Sandwichplatte 1 kann ein Adapter oder Beschlag 14, wie z. B. ein Topfscharnier, dessen Scharniertopf 19 denselben Querschnitt wie die hergestellte Sandwichplatten-Vertiefung 10 aufweist, in die Sandwichplatte 1 mit der speziellen Setzvorrichtung 9 für Adapter und/oder Beschläge 14 eingebracht werden.
Das Erzeugen von Ausnehmungen 10 in Möbelbauteilen aus Sandwichplatten 1 betrifft insbesondere Vertiefungen, die jeden möglichen Querschnitt einer zweidimensionalen geometrischen ebenen Figur aufweisen zum Einbringen von Adaptern oder Beschlägen 14, wie z. B. Topfscharnieren mit demselben Querschnitt des Scharniertopfes 19, ohne dass dabei spanförmiger Materialabfall anfällt und das von der geschlossenen Kontur 6 eingeschlossene, vollständig von der oberen Deckschicht 3 abgetrennte Trennteil 11 definiert tief in die Schicht des Wabenkerns 2 eingedrückt die Funktion einer Unterlage für den Adapter oder Beschlag 14, wie z. B. für ein Topfscharnier übernimmt. Unter einem Topfscharnier wird dabei im weitesten Sinne ein Beschlag 14 zur Befestigung von Türen am Möbelbauteil verstanden.
Die jeweilige Versetzung zumindest des Trennteils 11 mit der oberen Deckschicht 3 in einer Vertiefung 10 bzw. des totalen Trennteils 15 durch die Durchgangsöffnung 13 hindurch kann gemäß der 3d und 4d mit einem Setzstempel 12 vor der Einbringung des Beschlagteils 19 (Scharniertopf) durchgeführt werden, dessen Kontur vorzugsweise zumindest mit der geschlossenen Kontur 6 auf der oberen Deckschicht 3 übereinstimmt.
Bei der Herstellung einer als Durchgangsöffnung 13 definierten Ausnehmung wird das Trennteil 15 gemäß der 4a bis 4e behandelt und durch die Dicke D der Sandwichplatte 1 hindurch gedrückt oder bleibt vorerst je nach weiterer Bearbeitung auf der Positionierungs-Unterlage 5 liegen.
Die Positionierungs-Unterlage 5, auf der die Sandwichplatte 1 gelegt und ausgerichtet wird, kann mit Freiräumen (nicht eingezeichnet) zur Aufnahme von totalen Trennteilen 15 zur Ausbildung von Durchgangsöffnungen 10 in der Schicht der Sandwichplatte 1 versehen sein.
Die Positionierungs-Unterlage 5 kann aber auch ohne Freiräume ausgebildet sein, wobei die Weiterbearbeitung von Sandwichplatten 1 mit teilgeschlossenen Konturen auf einer anderen Bearbeitungs-Unterlage oder einer Setz-Unterlage der Setzvorrichtung 9 erfolgt, insbesondere für die Trennteile 15, die in der Sandwichplatte 1 bis zur Weiterverarbeitung bleiben und dafür mit Haftstegen oder Haftbrücken ausgebildete Konturen, also nicht vollständig geschlossene Konturen, aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind im Wesentlichen auf einen Materialkern 2 mit Waben ausgerichtet. Ebenso kann der Materialkern 2 aus luftgefüllten Schaumstoffkonstruktionen oder anderen bereits genannten Materialien bestehen.
Eine nicht in einer einzelnen Figur dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 30 zur Herstellung von Ausnehmungen 13 in Sandwichplatten 1, wobei die Sandwichplatten 1 einen Materialkern 2 enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht 3 und einer unteren Deckschicht 4 angeordnet ist, unter Verwendung eines vorgenannten Verfahrens,
kann zumindest umfassen

– eine Positionierungs-Unterlage 5 zur Aufnahme einer Sandwichplatte 1, ein Laserstrahlwerkzeug 7 zur Emission eines intensitätseinstellbaren und fokuseinstellbaren Laserstrahlbündels 8 und zur Trennung von Trennteilen 15 aus der Schicht der Sandwichplatte 1 zur Ausbildung von Ausnehmungen 13 mit einer Trenntiefe V₃, wobei die Trenntiefe V₃ der Dicke der oberen Deckschicht 3 plus der Dicke A des Materialkerns plus der Dicke der unteren Deckschicht 4, also insgesamt der Dicke D der Sandwichplatte 1, entspricht,
– eine Steuereinheit 23, die über Leitung 20 mit der Positionierungs-Unterlage 5 und über einer Leitung 21 mit dem Laserstrahlwerkzeug 7 in Verbindung steht sowie die Signale zur koordinierten Steuerung der Funktionseinheiten: der Positionierungs-Unterlage 5 und des Laserstrahlwerkzeuges 7 an die Funktionseinheiten 5, 7 übermittelt.

Deren Positionierungs-Unterlage 5 kann dabei ohne Freiräume ausgebildet sein, wobei die Weiterbearbeitung von Sandwichplatten 1 mit geschlossenen Konturen 6 bei Ausbildung des totalen Trennteils 15 ohne Haftstege und/oder ohne Haftbrücken in einer Durchgangsöffnung 13 erfolgt, wobei das totale Trennteil 15 ohne Einwirkung einer Setzvorrichtung 9 nach Abheben der Sandwichplatte 1 aus der Durchgangsöffnung 13 heraus geschnitten auf der Positionierungs-Unterlage 5 liegenbleibt.
Zusammenfassend kann festgestellt werden:

– Es liegt eine Verwendung von ausschließlich einem Werkzeug (Laserstrahl) zum Trennen eines Trennteils aus der Sandwichplatte vor, wobei die Trennung wahlweise aus der oberen Deckschicht oder aus der Sandwichplatte durchgängig durchgeführt wird.
– Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst im Wesentlichen die Kombination des Herstellungsverfahrens für Ausnehmungen in Sandwichplatten mit einem Laserstrahlwerkzeug und wahlweise einer Setzvorrichtung zur Verschiebung des Trennteils im Zusammenhang mit dem Einsatz von Adaptern oder Beschlägen, wie z. B. von Topfscharnieren, welche jeden möglichen Querschnitt einer zweidimensionalen geometrisch ebenen Figur aufweisen können, wobei das von der geschlossenen Kontur oder von der teilgeschlossenen Kontur – Umrandung ohne oder mit Haftstegen bzw. Haftbrücken – eingeschlossene, durch das Laserstrahlenbündel abgetrennte und definiert tief in den Materialkern eingedrückte Trennteil die Funktion einer ausreichend festen Basis für den Adapter oder Beschlag, von z. B. für ein Topfscharnier übernimmt.
– Die Anzahl der Ausnehmungen in der Sandwichplatte zur Fixierung eines Adapters oder Beschlags kann gegenüber dem Stand der Technik verringert (am Beispiel eines Topfscharniers: Verringerung der notwendigen Ausnehmungen von drei Ausnehmungen auf eine Ausnehmung) werden.
– Generierung einer hohen Prozessgeschwindigkeit durch fehlende Werkzeugwechselzeiten.

Zusätzliche Vorteile können in folgender Form auftreten:

– Erzeugen von Ausnehmungen, die jeden möglichen Querschnitt einer zweidimensionalen geometrisch ebenen Figur aufweisen können,
– Einsatz von Adapter oder Beschlägen, wie z. B. Topfscharnieren, mit einem Querschnitt einer zweidimensionalen geometrisch ebenen Figur, ohne dass dabei zusätzliche Bohrungen für eine kraftschlüssige Verbindung bzw. Lage-Fixierung von Adapter oder Beschlag, wie z. B. von Topfscharnier und Deckschicht notwendig sind,
– Die Position des Beschlags ist mit einer Ausnehmung in der Sandwichplatte vollständig definiert,
– Nutzen des von der geschlossenen Kontur eingeschlossenen, abgetrennten Trennteils als ausreichend feste Basis für Adapter und Beschlag, wie z. B. für ein Topfscharnier,
– Kein Erzeugen von spanförmigem Materialabfall,
– Keine Entfernung von spanförmigem Materialabfall vom/aus dem Bauteil (Absaugung) notwendig,
– Keine Entsorgung von Material, da außer dem Trennteil 15 kein Abfall anfällt.

Bezugszeichenliste

1: Sandwichplatte
2: Materialkern
3: Obere Deckschicht
4: Untere Deckschicht
5: Positionierungs-Unterlage
6: Geschlossene oder teilgeschlossene Kontur/Umrandung
7: Laserstrahlwerkzeug
8: Laserstrahlenbündel
9: Setzvorrichtung
10: Ausnehmung/Vertiefung
11: Erstes Trennteil
12: Setzstempel
13: Ausnehmung/Durchgangsöffnung
14: Beschlag
15: Zweites Trennteil/totales Trennteil
16: Nebenausnehmung
17: Nebenausnehmung
18: Stauchkern
19: Scharniertopf
20: Leitung zur Positionierungs-Unterlage
21: Positionierungsleitung zum Laserstrahlwerkzeug
22: Positionierungsleitung zur Setzvorrichtung
23: Steuereinheit
30: Vorrichtung
V₁: erste Trenntiefe
V₂: zweite Trenntiefe
V₃: totale dritte Trenntiefe
D: Dicke der Sandwichplatte
A: Abstand des Materialkerns von beiden Deckschichten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Britzke: Entwicklung einer kontinuierlich herstellbaren Sandwichplatte mit Papierwabenkern, Dissertation, Schriftenreihe Holz- und Papiertechnik, Band 8, ISBN 978-3-86780-255-0, 2011 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung von Ausnehmungen (10, 13) in Sandwichplatten (1), wobei die Sandwichplatten (1) einen Materialkern (2) enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht (3) und einer unteren Deckschicht (4) angeordnet ist, mit folgenden Schritten gekennzeichnet: – Ausrichten einer Sandwichplatte (1) auf eine Positionierungs-Unterlage (5), – Einstellen und Positionieren eines Laserstrahlwerkzeuges (7) auf die Sandwichplatte (1) und Ausrichtendes Laserstrahlenbündels (8) des Laserstrahlwerkzeuges (7) auf die Umrandung (6) einer festgelegten Ausnehmung (10, 13) auf einer Deckschicht (3; 4), – Trennen des von der Umrandung (6) umgebenden und zu einem Trennteil (11, 15) führenden Deckschichtbereiches der festgelegten Ausnehmung (10, 13) von der restlichen Deckschicht (3; 4) durch das Laserstrahlenbündel (8) mit in der Sandwichplatte (1) festgelegter Trenntiefe (V₁, V₂, V₃), wobei die Trenntiefe V₁ der Dicke der oberen Deckschicht (3), die Trenntiefe V₂ der Dicke der oberen Deckschicht (3) plus einer vorgegebenen Tiefe in den Materialkern hinein und die Trenntiefe V₃ der Dicke der oberen Deckschicht (3) plus der Dicke A des Materialkerns (2) plus der Dicke der unteren Deckschicht (4), also insgesamt der Dicke D der Sandwichplatte (1), entsprechen, wobei die festgelegte Ausnehmung entweder eine Vertiefung (10) der bearbeiteten Sandwichplatte (1) bis in den Materialkern (2) hinein oder eine von der oberen Deckschicht (3) bis zur unteren Deckschicht (4) hindurch reichende Durchgangsöffnung (13) darstellt, und wobei das getrennte Trennteil (11, 15) der Ausnehmung (10, 13) senkrecht zur Sandwichplatte (1) eine Versetzung erfährt, wobei je nach festgelegter Trenntiefe V₁, V₂ entweder durch das versetzte Trennteil (11) im Materialkern (2) die Vertiefung (10) erreicht wird oder gemäß festgelegter Trenntiefe V₃ das von der Durchgangsöffnung (13) getrennte Trennteil (15) aus der Durchgangsöffnung (13) entfernt wird.
Verfahren zur Herstellung von Ausnehmungen (10) in Sandwichplatten (1), wobei die Sandwichplatten (1) einen Materialkern (2) enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht (3) und einer unteren Deckschicht (4) angeordnet ist, mit folgenden Schritten gekennzeichnet – Ausrichten einer Sandwichplatte (1) auf einer Positionierungs-Unterlage (5), – Einstellen und Positionieren eines Laserstrahlwerkzeuges (7) auf die Sandwichplatte (1) und Ausrichten des Laserstrahlenbündels (8) des Laserstrahlwerkzeuges (7) auf die Umrandung (6) der festgelegten Ausnehmung (10) auf einer Deckschicht (3; 4), – Trennen des von der Umrandung (6) umgebenden und zu einem Trennteil (11) führenden Deckschichtbereiches der festgelegten Ausnehmung (10) von der restlichen Deckschicht (3; 4) durch das Laserstrahlenbündel (8) mit in der Sandwichplatte (1) festgelegter Trenntiefe (V₁, V₂), wobei die Trenntiefe V₁ der Dicke der oberen Deckschicht (3) und die Trenntiefe V₂ der Dicke der oberen Deckschicht (3) plus einer vorgegebenen Tiefe in den Materialkern (2) hinein entsprechen, wobei die festgelegte Ausnehmung (10) eine Vertiefung der bearbeiteten Sandwichplatte (1) bis in den Materialkern (2) hinein darstellt, wobei das getrennte Trennteil (11) der Ausnehmung (10) durch eine über der Ausnehmung (10) positionierte Setzvorrichtung (9) kraftdefiniert senkrecht zur Sandwichplatte (1) eine Versetzung erfährt, wobei je nach festgelegter Trenntiefe (V₁, V₂) das Trennteil (11) im Materialkern (2) die Vertiefung (10) bildend versetzt wird.
Verfahren zur Herstellung von Ausnehmungen (13) in Sandwichplatten (1), wobei die Sandwichplatten (1) einen Materialkern (2) enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht (3) und einer unteren Deckschicht (4) angeordnet ist, mit folgenden Schritten gekennzeichnet – Ausrichten einer Sandwichplatte (1) auf einer Positionierungs-Unterlage (5), – Einstellen und Positionieren eines Laserstrahlwerkzeuges (7) auf die Sandwichplatte (1) und Ausrichten des Laserstrahlenbündels (8) des Laserstrahlwerkzeuges (7) auf die Umrandung (6) der festgelegten Ausnehmung (13) auf einer Deckschicht (3; 4), – Trennen des von der Umrandung (6) umgebenden und zu einem Trennteil (15) führenden Deckschichtbereiches der festgelegten Ausnehmung (13) von der restlichen Deckschicht (3; 4) durch das Laserstrahlenbündel (8) mit in der Sandwichplatte (1) festgelegter Trenntiefe (V₃), wobei die Trenntiefe V₃ der Dicke der oberen Deckschicht (3) plus der Dicke A des Materialkerns (2) plus der Dicke der unteren Deckschicht (4), also der Dicke D der Sandwichplatte (1), entspricht, wobei die festgelegte Ausnehmung eine von der oberen Deckschicht (3) bis zur unteren Deckschicht (4) hindurch reichende Durchgangsöffnung (13) darstellt, wobei das getrennte Trennteil (15) der Ausnehmung (10, 13) durch eine über der Ausnehmung (13) positionierte Setzvorrichtung (9) kraftdefiniert senkrecht zur Sandwichplatte (1) eine Versetzung erfährt, wobei nach festgelegter Trenntiefe (V₃) das Trennteil (15) der Ausnehmung (13) durch die Sandwichplatte (1) hindurch geschoben die Durchgangsöffnung bildet und das völlig von der Sandwichplatte (1) getrennte Trennteil (15) aus der Sandwichplatte (1) entfernt wird.
Verfahren zur Herstellung von Ausnehmungen (13) in Sandwichplatten (1), wobei die Sandwichplatten (1) einen Materialkern (2) enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht (3) und einer unteren Deckschicht (4) angeordnet ist, mit folgenden Schritten gekennzeichnet – Ausrichten einer Sandwichplatte (1) auf einer Positionierungs-Unterlage (5), – Einstellen und Positionieren eines Laserstrahlwerkzeuges (7) auf die Sandwichplatte (1) und Ausrichten des Laserstrahlenbündels (8) des Laserstrahlwerkzeuges (7) auf die Umrandung (6) der festgelegten Ausnehmung (13) auf einer Deckschicht (3; 4), – Trennen des mit der Umrandung (6) versehenen und zu einem Trennteil (15) führenden Deckschichtbereiches der festgelegten Ausnehmung (13) von der restlichen Deckschicht (3; 4) durch das Laserstrahlenbündel (8) mit in der Sandwichplatte (1) festgelegter Trenntiefe (V₃), wobei die Trenntiefe V₃ der Dicke der oberen Deckschicht (3) plus der Dicke A des Materialkerns (2) plus der Dicke der unteren Deckschicht (4), also insgesamt der Dicke D der Sandwichplatte (1), entspricht, wobei die festgelegte Ausnehmung (13) eine von der oberen Deckschicht (3) bis zur unteren Deckschicht (4) hindurch reichende Durchgangsöffnung darstellt, wobei nach festgelegter Trenntiefe (V₃) das Trennteil (15) sich in der Durchgangsöffnung (13) befindet und das völlig aus der Sandwichplatte (1) getrennte Trennteil (15) derart entfernt wird, indem das getrennte Trennteil (15) der Ausnehmung (13) beim Anheben der Sandwichplatte (1) auf der Positionierungs-Unterlage (5) liegen bleibt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten (3, 4) aus auf Naturstoff, insbesondere Holz basierendem Verbundwerkstoff bestehen.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Materialkerne (2) Wabenkerne in den Sandwichplatten (1) verwendet werden.
Vorrichtung (30) zur Herstellung von Ausnehmungen (10, 13) in Sandwichplatten (1), wobei die Sandwichplatten (1) einen Materialkern (2) enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht (3) und einer unteren Deckschicht (4) angeordnet ist, unter Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst zumindest – eine Positionierungs-Unterlage (5) zur Aufnahme einer Sandwichplatte (1), – ein Laserstrahlwerkzeug (7) zur Emission eines intensitätseinstellbaren und fokuseinstellbaren Laserstrahlbündels (8) und zur Trennung von Trennteilen (11, 15) aus der Schicht der Sandwichplatte (1) zur Ausbildung von Ausnehmungen (10, 13) mit verschiedenen Trenntiefen (V₁, V₂, V₃), wobei die Trenntiefe V₁ der Dicke der oberen Deckschicht (3), die Trenntiefe V₂ der Dicke der oberen Deckschicht (3) plus einer vorgegebenen Tiefe in den Materialkern hinein und die Trenntiefe V₃ der Dicke der oberen Deckschicht (3) plus der Dicke A des Materialkerns (2) plus der Dicke der unteren Deckschicht (4), also insgesamt der Dicke D der Sandwichplatte (1), entsprechen, – wahlweise eine Setzvorrichtung (9) zur Versetzung von zumindest einem aus der Sandwichplatte (1) getrennten Trennteil (11, 15), – eine Steuereinheit (23), die über Leitung (20) mit der Positionierungs-Unterlage (5), über einer Leitung (21) mit dem Laserstrahlwerkzeug (7) und wahlweise über einer Leitung (22) mit der Setzvorrichtung (9) in Verbindung steht sowie die Signale zur koordinierten Steuerung der Funktionseinheiten: der Positionierungs-Unterlage (5), des Laserstrahlwerkzeuges (7) und wahlweise der Setzvorrichtung (9) an die Funktionseinheiten (5, 7, 9) übermittelt.
Vorrichtung (30) zur Herstellung von Ausnehmungen (13) in Sandwichplatten (1), wobei die Sandwichplatten (1) einen Materialkern (2) enthalten, der zwischen einer oberen Deckschicht (3) und einer unteren Deckschicht (4) angeordnet ist, unter Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst zumindest – eine Positionierungs-Unterlage (5) zur Aufnahme einer Sandwichplatte (1), – ein Laserstrahlwerkzeug (7) zur Emission eines intensitätseinstellbaren und fokuseinstellbaren Laserstrahlbündels (8) und zur Trennung von Trennteilen (15) aus der Schicht der Sandwichplatte (1) zur Ausbildung von Ausnehmungen (13) mit einer durchgängigen Trenntiefe (V₃), wobei die Trenntiefe V₃ der Dicke der oberen Deckschicht (3) plus der Dicke A des Materialkerns (2) plus der Dicke der unteren Deckschicht (4), also insgesamt der Dicke D der Sandwichplatte (1), entspricht, und – eine Steuereinheit (23), die über Leitung (20) mit der Positionierungs-Unterlage (5) und über einer Leitung (21) mit dem Laserstrahlwerkzeug (7) in Verbindung steht sowie die Signale zur koordinierten Steuerung der Funktionseinheiten: der Positionierungs-Unterlage (5) und des Laserstrahlwerkzeuges (7) an die Funktionseinheiten (5, 7) übermittelt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Setzvorrichtung (9) als eine Beschlag-Setzvorrichtung ausgebildet ist, die mit einer Beschlag-Bereitstellungseinheit in Verbindung stehen kann.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungs-Unterlage (5), auf der die Sandwichplatte (1) gelegt und ausgerichtet wird, mit Freiräumen zur Aufnahme von totalen Trennteilen (15) zur Ausbildung von Durchgangsöffnungen (13) in der Sandwichplatte (1) versehen ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungs-Unterlage (5) ohne Freiräume ausgebildet ist, wobei die Weiterbearbeitung von Sandwichplatten (1) mit teilgeschlossenen Konturen (6) auf einer anderen Bearbeitungs-Unterlage oder einer Setz-Unterlage der Setzvorrichtung (9) erfolgt, insbesondere für die Trennteile (15), die in der Sandwichplatte (1) bis zur Weiterverarbeitung bleiben und dafür mit Haftstegen oder Haftbrücken ausgebildete Konturen, also nicht vollständig geschlossene Konturen, aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungs-Unterlage (5) ohne Freiräume ausgebildet ist, wobei die Weiterbearbeitung von Sandwichplatten (1) mit geschlossenen Konturen (6) bei Ausbildung des totalen Trennteils (15) ohne Haftstege und/oder ohne Haftbrücken in einer Durchgangsöffnung (13) erfolgt, wobei das totale Trennteil (15) ohne Einwirkung einer Setzvorrichtung (9) nach Abheben der Sandwichplatte (1) aus der Durchgangsöffnung (13) heraus geschnitten auf der Positionierungs-Unterlage (5) liegen bleibt.