DE102018127617A1

DE102018127617A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102018127617A1
Application number: DE102018127617.6A
Authority: DE
Inventors: Sergej Schwarz; Johannes Schmid
Original assignee: Homag GmbH
Current assignee: Homag GmbH
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2020-05-07
Also published as: US20210387371A1; EP3877124A1; CN113015607A; WO2020094283A1

Abstract

Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, mit den Schritten: Zuführen eines Beschichtungsmaterials zu einer zu beschichtenden Oberfläche des Werkstücks, Fügen des Beschichtungsmaterials auf die zu beschichtende Oberfläche unter Einsatz eines Fügemittels.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Stand der Technik
Im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie ist es bekannt, plattenförmige Werkstücke im Bereich ihrer Schmalseite mit einem Beschichtungsmaterial (Kantenmaterial) zu versehen. Hierfür kommen primär zwei grundlegende Techniken zum Einsatz, nämlich einerseits das Anleimen mittels eines im Zuge des Fügeprozesses aufgetragenen Schmelzklebers, und andererseits das Zuführen einer mit einem Fügemittel versehenen Beschichtungsmaterials und das Aktivieren des Fügemittels im Zuge des Fügevorgangs mittels einer geeigneten Energiequelle.
Die erstgenannte Technik besitzt den Nachteil, dass die Aufbereitung und das Auftragen des Schmelzklebers aufwändig ist und zu Verschmutzungen in der Maschine führt. Darüber hinaus ist eine Vorheizzeit des Schmelzklebers erforderlich, was die Produktivität beeinträchtigen kann.
Das Fügen vorbeschichteter Kanten unter Einsatz von Energiequellen hat sich in der Praxis bewährt. Allerdings erfordert diese Technik oft hohe Maschineninvestitionen, da die benötigten Energiequellen wie beispielsweise Laser oder Heißluftaggregate mit hohen Kosten verbunden sind. Darüber hinaus besitzen die Energiequellen einen hohen Platzbedarf und führen bisweilen zu einem hohen Wärmeeintrag in die jeweilige Vorrichtung.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die bei einfacher Konstruktion und zügigem Verfahrensablauf einen Fügevorgang mit hoher Fügequalität ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks nach Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks nach Anspruch 12 gelöst. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Da das erfindungsgemäße Verfahren weder den Einsatz von Schmelzkleber noch den Einsatz einer Energiequelle erfordert, können die hiermit verbundenen Nachteile beseitigt werden. Es ergibt sich somit ein zügiger Beschichtungsvorgang, der mit einfacher Konstruktion verwirklicht werden kann und zu einem hochwertigen Fügeergebnis führt.
Zur Realisierung dieses Konzepts können unterschiedliche Ansätze zum Einsatz kommen, die in den Unteransprüchen angegeben sind. So ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel mindestens zwei Komponenten aufweist, wobei die Haftfähigkeit des Fügemittels durch Zusammenbringen der Komponenten erhöht wird. Dank dieses Konzepts kann auf den Einsatz einer Energiequelle verzichtet werden, da durch das Zusammenbringen der Komponenten während des Fügevorgangs eine ausreichende Haftfähigkeit des Fügemittels erreicht werden kann. Dabei ist zu beachten, dass mindestens eine Komponente des Fügemittels auch vor dem Zusammenbringen der Komponenten bereits eine gewisse Haftfähigkeit aufweisen kann, die beispielsweise eine ausreichende Anfangshaftung des Beschichtungsmaterials auf dem Werkstück erlaubt. Dank dieses Konzepts kann auf eine Energiequelle verzichtet werden, was die Konstruktion der benötigten Vorrichtung drastisch vereinfacht. Gleichzeitig lassen sich Komponenten eines Fügemittels deutlich leichter handhaben und auftragen als bisher eingesetzte Schmelzklebstoffe. Auch die Schichtdicke derartiger Komponenten kann deutlich geringer ausgeführt werden als eine Schmelzkleberschicht, sodass die Fuge zwischen Werkstück und Beschichtungsmaterial minimiert werden kann, mit entsprechenden optischen und technischen Vorteilen wie beispielsweise auch erhöhter Dichtheit gegenüber Feuchtigkeit etc.
Die Komponenten des Fügemittels sind im Rahmen der Erfindung nicht besonders beschränkt. Vorteilhafterweise umfasst jedoch mindestens eine erste Komponente ein Harz, insbesondere Kunstharz. Hierdurch lässt sich eine hohe Festigkeit und Dauerhaftigkeit der Fügeverbindung erreichen.
Als zweite Komponente kommen vielfältige Stoffe, gegebenenfalls in Kombination, in Betracht. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine zweite Komponente ausgewählt aus Luft, Feuchtigkeit und Härter. Es kann somit genügen, dass als zweite Komponente die ohnehin vorhandene Umgebungsluft bzw. die ohnehin in der Umgebungsluft vorhandene Feuchtigkeit wirkt. Die zweite Komponente kann jedoch auch aktiv bereitgestellt werden, beispielsweise durch ein Luft- oder Feuchtigkeitsgebläse, oder durch Auftragen von Feuchtigkeit oder einem Härter auf das Werkstück oder das Beschichtungsmaterial. Hierdurch lässt sich der Fügevorgang gezielt steuern.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird mindestens eine Komponente, insbesondere die zweite Komponente auf die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks und/oder die zu fügende Oberfläche des Beschichtungsmaterials aufgebracht. Das Verfahren bietet somit volle Flexibilität und kann je nach Bedarf an die Eigenschaften der zu fügenden Materialien angepasst werden. Dies führt auch zu einem zuverlässigen Fügevorgang und einer hohen Fugenqualität.
Obgleich die Komponenten, wie bereits vorstehend erwähnt, auf vielfältige Art und Weise bereitgestellt werden können, beispielsweise auch durch bloße Luftzufuhr, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass mindestens eine Komponente, insbesondere die erste Komponente, als bahn- oder streifenförmiges Material zugeführt wird. Hierdurch kann gegenüber dem bekannten Schmelzkleberverfahren auf einen aufwändigen und verschmutzungsintensiven Leimauftrag verzichtet werden. Gegenüber vorbeschichteten Kanten entsteht der Vorteil, dass auf eine deutlich größere Vielfalt von Kanten zurückgegriffen werden kann, und mit deutlich einfacheren Kanten gearbeitet werden kann. Insgesamt ergibt sich Dank des bahn- oder streifenförmigen Materials ein zügiger und flexibel anpassbarer Verfahrensablauf.
Alternativ oder zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Mehrkomponentenkonzept ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Fügemittel durch mechanische Einwirkung haftfähig gemacht wird, insbesondere durch Druckeinwirkung. Im Rahmen dieses Konzepts ist es ebenso möglich, dass das Fügemittel bereits eine gewisse Haftfähigkeit besitzt und durch mechanische Einwirkung eine erhöhte Haftfähigkeit erhält. In jedem Falle entsteht bei diesem Konzept bei minimalem Aufwand zum idealen Zeitpunkt die gewünschte Haftfähigkeit, was zu einem völlig neuartigen Fügevorgang mit hochwertigem Fügeergebnis führt. Dabei kann die mechanische Einwirkung beispielsweise während des Andrückens des Beschichtungsmaterials an das Werkstück vorgesehen sein, sodass kein zusätzliches Bauteil zur Aktivierung oder Erhöhung der Haftfähigkeit des Fügemittels erforderlich ist. Um diese Wirkung zu erzielen, kann das Fügemittel geeignete, druckempfindliche Stoffe oder Einlagerungen, wie etwa Kapseln, enthalten, die bei mechanischer Einwirkung (hier: Druckeinwirkung) aktiviert oder freigesetzt werden und so die Haftfähigkeit des Fügemittels erhöhen oder überhaupt erst entstehen lassen.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Konzept ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Komponente des Fügemittels in einem haftfähigen Zustand bevorratet und zu dem Fügevorgang zugeführt wird. Auch bei diesem Konzept kann sowohl auf eine Energiequelle als auch auf ein Aufheizen oder sonstiges Aktivieren des Fügemittels ganz oder zumindest teilweise verzichtet werden, mit den entsprechenden Vorteilen, wie sie bereits obenstehend beschrieben wurden.
Dabei ist es besonders bevorzugt, dass das haftfähige Fügemittel im bevorrateten Zustand mit einer Antihaft-Abdeckung versehen ist, die vor Durchführung des Fügevorgangs entfernt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das - gegebenenfalls hochgradig haftfähige - Fügemittel erst im Zuge des Fügevorgangs seine Haftwirkung entfaltet und nicht im Vorfeld des Fügevorgangs unerwünscht verklebt.
Ferner ist es bei diesem Konzept bevorzugt, dass das haftfähige Fügemittel auf der zu fügenden Oberfläche des Beschichtungsmaterials oder als separates, bahn- oder streifenförmiges Material vorgesehen ist.
Bei einem weiteren Konzept der vorliegenden Erfindung, das bei Bedarf gegebenenfalls mit den vorherstehenden Konzepten kombiniert werden kann, ist vorgesehen, dass das Fügemittel oder mindestens eine Komponente des Fügemittels durch ein Drop-on-Demand-Verfahren auf die zu fügende Oberfläche des Beschichtungsmaterials und/oder die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks aufgebracht wird. Hierdurch ergibt sich eine Vielzahl von Vorteilen. So kann das Fügemittel besonders gezielt auf die zu fügende Oberfläche des Beschichtungsmaterials und/oder die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks aufgebracht werden. Dabei kann nicht nur die Schichtdicke des Fügemittels, sondern gegebenenfalls auch die Verteilung des Fügemittels optimal an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. So kann beispielsweise an den Rändern des jeweiligen Fügebereichs eine besonders durchgängige Fügemittelschicht vorgesehen werden, um eine gewünschte Dichtigkeit zu erreichen. Alternativ kann auch in den Mittelbereichen mit einer erhöhten Schichtdicke gearbeitet werden, insbesondere falls es sich um poröse Werkstücke handelt. Darüber hinaus kann unter Umständen auch die Einfärbung des Fügemittels an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden, beispielsweise um die Farbe einer möglicherweise noch in geringem Umfang sichtbaren Fuge an die Oberflächenfarbe des Beschichtungsmaterials und/oder des Werkstücks anzupassen. Zu diesem Zweck können mehrere, unterschiedlich eingefärbte Fügemittel vorgesehen sein, durch deren Mischungsverhältnis praktisch jede Farbe eingestellt werden kann. Bei diesem Konzept ist erneut keine Energiequelle erforderlich, und auch die genannten Nachteile eines Schmelzkleberauftrags liegen nicht vor. Vielmehr ergibt sich eine sehr präzise, meist dünn einstellbare Fügemittelschicht, die bei minimalem Aufwand zu einem hervorragenden Fügeergebnis führt.
Zur Durchführung des Verfahrens können dem Fachmann bekannte Vorrichtungen mit geeigneten Einrichtungen zur Durchführung der oben genannten Verfahrensschritte ausgerüstet werden.

Claims

Verfahren zum Beschichten eines Werkstücks, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, mit den Schritten: Zuführen eines Beschichtungsmaterials zu einer zu beschichtenden Oberfläche des Werkstücks, Fügen des Beschichtungsmaterials auf die zu beschichtende Oberfläche unter Einsatz eines Fügemittels.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel mindestens zwei Komponenten aufweist, wobei die Haftfähigkeit des Fügemittels durch Zusammenbringen der Komponenten erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Komponente Harz, insbesondere Kunstharz, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Komponente ausgewählt ist aus Luft, Feuchtigkeit, und Härter.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Komponente, insbesondere die zweite Komponente, auf die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks und/oder die zu fügende Oberfläche des Beschichtungsmaterials aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Komponente, insbesondere die erste Komponente, als bahn- oder streifenförmiges Material zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel durch mechanische Einwirkung haftfähig gemacht wird, insbesondere durch Druckeinwirkung.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel oder mindestens eine Komponente des Fügemittels in einem haftfähigen Zustand bevorratet und zu dem Fügevorgang zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das haftfähige Fügemittel im bevorrateten Zustand mit einer Antihaft-Abdeckung versehen ist, die vor Durchführung des Fügevorgangs entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das haftfähige Fügemittel auf der zu fügenden Oberfläche des Beschichtungsmaterials oder als separates, bahn- oder streifenförmiges Material vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel oder mindestens eine Komponente des Fügemittels durch ein Drop-on-Demand-Verfahren auf die zu fügende Oberfläche des Beschichtungsmaterials und/oder die zu beschichtende Oberfläche des Werkstücks aufgebracht wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: eine Einrichtung zum Zuführen eines Beschichtungsmaterials zu einer zu beschichtenden Oberfläche des Werkstücks, eine Einrichtung zum Fügen des Beschichtungsmaterials auf die zu beschichtende Oberfläche unter Einsatz eines Fügemittels, und eine Fördereinrichtung zum Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Beschichtungsmaterial.