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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Veredlung von Natursteinplatten, insbesondere Marmorplatten. Ferner betrifft die Erfindung eine insbesondere mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung veredelte Natursteinplatte.
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Natursteine werden mit verschiedenen Maserungen und Farbmustern abgebaut. Daher können an der Oberfläche von Natursteinplatten Bereiche auftreten, die sich von der Farbgebung und Musterung ihrer Umgebung deutlich unterscheiden. Solche Bereiche werden im Weiteren als Fehlstellen bezeichnet. Solche Bereiche können sich insbesondere venenartig über eine Natursteinplatte erstrecken. In diesem Fall wird die Fehlstelle auch als Vene bezeichnet. Solche Fehlstellen werden insbesondere durch Mineraleinschlüsse gebildet, so dass an den Fehlstellen auch die mechanischen und chemischen Eigenschaften des Natursteins abweichen können.
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Aus
ES 2 573 342 A1 ist ein Verfahren zum Einfärben von Naturstein bekannt, bei dem der Naturstein in möglichst kleine Abschnitte (Punkte) unterteilt wird und nur die Abschnitte des Natursteins, die gegenüber umgebenden Abschnitten eine Farbdifferenz aufweisen, die größer als ein Schwellenwert ist, durch Aufbringen von Mikrotröpfchen einer Tinte eingefärbt werden. Hierzu können die zu färbenden Abschnitte mittels eines Lasers mit einer Mikroperforation versehen werden. Die Mikroperforation nimmt beim Einfärben die Mikrotröpfchen der Tinte auf. Auf diese Weise lassen sich unregelmäßige Verfärbungen des Natursteins korrigieren, obwohl nur ein kleiner Prozentsatz der betroffenen Oberfläche mittels der Mikrotröpfchen eingefärbt wird. Allerdings führt dieses Verfahren insbesondere bei starken Farbabweichungen, beispielsweise bei Venen in der Natursteinoberfläche, nicht zum gewünschten Erfolg.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zur Veredlung von Natursteinplatten und eine Vorrichtung zur Veredlung von Natursteinplatten anzugeben, mit der bzw. dem sich Venen, also deutlich sichtbare venenartige verlaufende Fehlstellen, an der Natursteinoberfläche beseitigen oder zumindest hinsichtlich ihrer Sichtbarkeit deutlich reduzieren lassen. Ferner soll eine entsprechend veredelte Natursteinplatte angegeben werden.
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Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 9 und hinsichtlich der Natursteinplatte durch die Merkmale des Anspruchs 11 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Veredlung von Natursteinplatten, insbesondere Marmorplatten, umfasst:
- a) Bereitstellen einer Natursteinplatte,
- b) Aufnehmen mindestens eines Bildes der Natursteinplatte,
- c) Detektion zumindest einer Fehlstelle anhand des mindestens einen Bildes,
- d) Ausschneiden der zumindest einer Fehlstelle mittels Laserstrahlung, wobei eine Vertiefung in der Natursteinplatte gebildet wird,
- e) Füllen der Vertiefung durch Einbringen und Aushärten einer oder mehrerer Flüssigkeiten.
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Unter einer Natursteinplatte soll insbesondere eine Platte aus Marmor, Gneis oder Granit verstanden werden, welche aus einem im Steinbruch abgebauten Naturstein-Block geschnitten wurde. Solche Platten haben beispielsweise eine Dicke von 0,5 - 10 cm, insbesondere 0,5 - 3 cm und Abmessungen im Bereich von 1 - 4 m. Abweichende Größen, insbesondere natürlich geringere Abmessungen sind möglich.
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In Schritt b) wird von einer Oberseite der Natursteinplatte zumindest ein Bild aufgenommen. Dazu kann mit einem Scanner, der über die Oberfläche der Natursteinplatte verfahren wird, ein Bild der kompletten Oberfläche oder aber auch nur von vorher bestimmten Bereichen der Oberfläche erstellt werden. Alternativ kann ein Bild mit einer oder mehreren Digitalkameras aufgenommen werden. Wenn solche Bilder in ihren Randbereichen überlappen, können die Bilder mittels bekannter Bildzusammensetzungsverfahren zu einem Bild zusammengesetzt werden.
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In Schritt c) wird zumindest eine Fehlstelle anhand des oder der Bilder erkannt. Zur Erkennung einer solchen Fehlstelle wird zum Beispiel der Kontrast überhöht und/oder ein Helligkeitsgradient gebildet. Verfahren zur Erkennung insbesondere linienartiger Defekte sind in handelsüblicher Bildverarbeitungssoftware verfügbar. Diese sind auch zur Erkennung venenartiger Fehlstellen in Natursteinplatten geeignet.
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In Schritt d) wird der Bereich der Fehlstelle mittels eines Lasers weggeschnitten. Dabei entsteht eine Vertiefung in der Natursteinplatte. Dazu wird zum Beispiel im Falle einer Vene mit dem Laser eine Nut in die Natursteinplatte geschnitten. Die Breite der Nut wird vorzugsweise so gewählt, dass die Vene an der Oberfläche der Natursteinplatte vollständig erfasst und damit entfernt wird. Die Tiefe der Nut wird vorzugsweise so gewählt, dass sie geringer als die Dicke der Natursteinplatte ist, insbesondere deutlich geringer als die Dicke der Natursteinplatte, beispielsweise maximal 30% der Dicke der Natursteinplatte. Vorzugsweise hat die Nut eine Tiefe von etwa 1 bis 5 mm, insbesondere 1 bis 3 mm. Andere Abmessungen sind selbstverständlich möglich. In der Tiefe kann die Vene aufgrund der Tiefe der Nut vollständig entfernt werden. Dies muss jedoch nicht der Fall sein, eine lediglich teilweise Entfernung entsprechend der Tiefe der Nut ist ausreichen. Unschädlich ist auch, wenn sich die Vene seitlich im Inneren der Natursteinplatte (nicht jedoch an der Oberfläche der Natursteinplatte) über die Nut hinaus erstreckt, da diese Venenabschnitte nach dem Füllen der Nut nicht sichtbar sind.
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Nach Schritt d) und vor Schritt e) kann als Zwischenschritt eine Reinigung der natursteinplatte vorgesehen werden, um bei der Laserbearbeitung entstandene Verunreinigungen, beispielsweise Staub, von der Natursteinplatte, insbesondere aus der Vertiefung der Natursteinplatte zu entfernen.
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In Schritt e) wird in die Vertiefung durch Einbringen und anschließendes Aushärten einer oder mehrerer Flüssigkeiten gefüllt. Bei der Flüssigkeit oder den Flüssigkeiten kann es sich um Tinte, d.h. eine Flüssigkeit mit Farbmitteln und/oder um mit Farbstoffen versetztes Harz und/oder um dursichtiges Harz und/oder um eine, insbesondere durchsichtige oder farbige, Grundierung handeln. Die Flüssigkeit bzw. jeder der Flüssigkeiten bildet nach dem Aushärten eine Schicht bzw. eine Füllung der Vertiefung. Das Einbringen und anschließende Aushärten kann mehrfach hintereinander mit gleichen oder unterschiedlichen Flüssigkeiten wiederholt werden, so dass die Vertiefung mit mehreren Schichten ausgehärteter Flüssigkeit gefüllt wird.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen insbesondere darin, dass sich Venen an der Natursteinoberfläche beseitigen oder zumindest hinsichtlich ihrer Sichtbarkeit deutlich reduzieren lassen. Dadurch werden die Natursteinplatten veredelt und lassen sich somit einer hochwertigen Verwendung zuführen. Der für eine hochwertige Verwendung ungeeignete Ausschuss wird reduziert.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Einbringen zumindest einer der Flüssigkeiten mittels eines Tintenstrahldruckers. Zumindest einer der Flüssigkeiten kann, insbesondere wenn es sich um eine UV-härtbare Flüssigkeit, insbesondere eine UV-härtbare Tinte, handelt, mittels UV-Licht ausgehärtet werden.
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Zweckmäßigerweise ist zumindest eine der Flüssigkeiten ein Harz. Dabei kann es sich zum Beispiel um ein Acrylharz handeln. Das Harz kann als Farbstoff ein Pulver aus einem gleichen Naturstein wie die zu veredelnde Natursteinplatte enthalten.
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Zweckmäßigerweise ist zumindest eine der Flüssigkeiten eine erste Tinte, insbesondere eine weiße Tinte. Diese erste Tinte kann dazu dienen, eine gleichmäßige, darunterliegende Fehlstellen abdeckende Oberfläche für einen weiteren Farbauftrag bereitzustellen. Schritt e) kann folgende Schritte umfassen: Aufbringen, insbesondere vollflächiges Aufbringen und Aushärten der ersten Tinte auf einen Boden der Vertiefung (dieser Boden kann vor dem Aufbringen der ersten Tinte auch zunächst mit einer Grundierung, und zwar einer durchsichtigen wie auch einer farbigen Grundierung, versehen werden); Verschließen der Vertiefung mit einem Harz. Hierzu kann Harz als eine der Flüssigkeiten eingebracht und ausgehärtet werden. Optional ist zumindest eine der Flüssigkeiten eine zweite, insbesondere farbige Tinte und Schritt e) umfasst zwischen dem Aufbringen und Aushärten der ersten Tinte und dem Verschließen der Vertiefung mit dem Harz folgenden Schritt: Aufbringen und Aushärten der zweiten Tinte auf der ersten Tinte. Das Aufbringen des Harzes kann auch entfallen. In diesem Fall sollte die erste und/oder die zweite Tinte die verbleibende Vertiefung verschießen, das heißt die Vertiefung bis zum Rand füllen. Es kann auch nur eine erste Tinte, vorzugsweise in diesem Fall eine farbige erste Tinte eingebracht werden, mit und auch ohne zusätzliche Schicht aus Harz.
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Schritt e) kann ferner vor dem Aufbringen und Aushärten der zweiten Tinte folgende Schritte umfassen: Farbauswertung eines die Vertiefung umgebenden Bereichs der Natursteinplatte, insbesondere durch Aufnehmen eines Bildes, das einen die Vertiefung umgebenden Bereichs der Natursteinplatte enthält, und Festlegung einer Durchschnittsfarbe; Auswahl und/oder Zusammenstellung der zweiten Tinte derart, dass die Farbe der zweiten Tinte zumindest weitgehend der Durchschnittsfarbe entspricht. Die Farbe der zweiten Tinte wird somit insbesondere farblich passend zur Farbe des die Nut umgebenden Bereichs der Natursteinplatte ausgewählt. Es ist auch möglich, anhand einer Bildauswertung eines die Vertiefung umgebenden Bereichs eine theoretische Fortsetzung der Oberflächenstruktur im Bereich der Vertiefung zu ermitteln und diese dann durch entsprechende Farbvariation der zweiten Tinte nachzubilden. Gegebenenfalls kann auch in diesem Fall das vorherige Aufbringen einer ersten weißen Tinte entfallen, eine Grundierung kann, muss aber nicht vorab aufgebracht werden. Eine anschließende Versiegelung mit einem insbesondere durchsichtigen Harz ist möglich, muss allerdings nicht erfolgen.
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Beispielsweise ermöglichen die vorbeschriebenen Verfahrensschritte, je nach Zusammenstellung, folgende Varianten des Schichtaufbaus innerhalb der Vertiefung (angegeben ist jeweils die Schichtfolge beginnend am Boden der Vertiefung):
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Variante 1:
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Folge an Verfahrensschritten:
- Schritte a, b, c, d, Reinigung der Natursteinplatte von Verunreinigungen, Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer ersten weißen Tinte, Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer zweiten farbigen Tinte, Verschließen der Vertiefung mit Harz (Versiegelung)
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Schichtaufbau innerhalb der Vertiefung:
- Weiße Tinte, farbige Tinte, Harzversiegelung
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Variante 2:
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- Folge an Verfahrensschritten:
- Schritte a, b, c, d, Reinigung der Natursteinplatte von Verunreinigungen, Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer ersten weißen Tinte, Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer zweiten farbigen Tinte, bis die Vertiefung mit der zweiten farbigen Tinte bis zum Rand gefüllt und somit verschlossen ist.
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Schichtaufbau innerhalb der Vertiefung:
- Weiße Tinte, farbige Tinte
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Variante 3:
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Folge an Verfahrensschritten:
- Schritte a, b, c, d, Reinigung der Natursteinplatte von Verunreinigungen, Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer Grundierung (insbesondere durchsichtig), Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer ersten weißen Tinte, Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer zweiten farbigen Tinte, Verschließen der Vertiefung mit Harz (Versiegelung)
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Schichtaufbau innerhalb der Vertiefung:
- Grundierung (insbesondere durchsichtig), weiße Tinte, farbige Tinte, Harzversiegelung
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Variante 4:
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Folge an Verfahrensschritten:
- Schritte a, b, c, d, Reinigung der Natursteinplatte von Verunreinigungen, Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer Grundierung (insbesondere durchsichtig), Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer ersten farbigen Tinte, Verschließen der Vertiefung mit Harz (Versiegelung)
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Schichtaufbau innerhalb der Vertiefung:
- Grundierung (insbesondere durchsichtig), farbige Tinte, Harzversiegelung
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Variante 5:
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- Folge an Verfahrensschritten:
- Schritte a, b, c, d, Reinigung der Natursteinplatte von Verunreinigungen, Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer Grundierung (insbesondere durchsichtig), Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer ersten weißen Tinte, Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer zweiten farbigen Tinte, bis die Vertiefung mit der zweiten farbigen Tinte bis zum Rand gefüllt und somit verschlossen ist.
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Schichtaufbau innerhalb der Vertiefung:
- Grundierung (insbesondere durchsichtig), weiße Tinte, farbige Tinte
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Variante 6:
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Folge an Verfahrensschritten:
- Schritte a, b, c, d, Reinigung der Natursteinplatte von Verunreinigungen, Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer farbigen Grundierung, Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer ersten weißen Tinte, Aufbringen und gegebenenfalls Aushärten einer zweiten farbigen Tinte, bis die Vertiefung mit der zweiten farbigen Tinte bis zum Rand gefüllt und somit verschlossen ist.
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Schichtaufbau innerhalb der Vertiefung:
- Grundierung (insbesondere farbig), weiße Tinte, farbige Tinte
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Schritt e) kann ferner vor dem Aufbringen und Aushärten der zweiten Tinte folgende Schritte umfassen: Farbauswertung eines die Vertiefung umgebenden Bereichs der Natursteinplatte, insbesondere durch Aufnehmen eines Bildes, das einen die Vertiefung umgebenden Bereichs der Natursteinplatte enthält, und Festlegung einer Durchschnittsfarbe; Auswahl und/oder Zusammenstellung der zweiten Tinte derart, dass die Farbe der zweiten Tinte zumindest weitgehend der Durchschnittsfarbe entspricht.
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Wie vorstehend beschrieben, kann die erste und/oder zweite Tinte nachfolgend mit einem Harz abgedeckt sein. Wenn bereits eine farblich passende Tinte gewählt wurde, ist es zweckmäßig, ein durchsichtiges Harz zu wählen, andernfalls wird zweckmäßigerweise ein farblich passendes Harz gewählt, wobei das Harz mit einem Pulver aus Naturstein, insbesondere dem gleichen Naturstein, aus dem auch die Natursteinplatte gebildet ist, gefärbt sein kann.
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Generell kann als Flüssigkeit, die in die Vertiefung eingebracht wird, ein farblich an die Farbe des die Nut umgebenden Bereichs der Natursteinplatte angepasstes Harz gewählt werden, wobei das Harz mit einem Pulver aus Naturstein, insbesondere dem gleichen Naturstein, aus dem auch die Natursteinplatte gebildet ist, gefärbt sein kann. Diese Flüssigkeit kann die einzige Flüssigkeit sein, mit der die Vertiefung gefüllt wird. Es ist aber auch möglich, dass diese Flüssigkeit auf eine zunächst in die Vertiefung eingebrachte weiße Tinte aufgebracht wird.
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Als weiterer Verfahrensschritt kann nach dem Füllen der Vertiefung das Schleifen und/oder Polieren der Natursteinplatte vorgesehen sein.
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Das Verfahren kann weiterhin umfassen:
- Durchführen der Schritte b), d) und e) in unterschiedlichen Stationen, welche vorzugsweise als Produktionsstraße angeordnet sind, wobei die Natursteinplatte jeweils vor der Durchführung des jeweiligen Verfahrensschritts in der jeweiligen Station positioniert wird, wobei zur Positionierung insbesondere eine Positionierungsmarkierung verwendet wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Veredlung von Natursteinplatten umfasst zumindest
- - eine Auflage für eine Natursteinplatte,
- - eine Bildaufnahmeeinrichtung,
- - eine mit der Bildaufnahmeeinrichtung verbundene Auswerteeinrichtung,
- - einen Laser,
- - eine oder mehrere Flüssigkeitsauftragseinrichtungen,
wobei Bildaufnahmeeinrichtung, Laser und Flüssigkeitsauftragseinrichtung(en) so oberhalb der Auflage für die Natursteinplatte angeordnet sind, dass ein Bild einer von der Auflage abgewandten Seite der Natursteinplatte aufgenommen werden kann, die von der Auflage abgewandte Seite der Natursteinplatte mittels des Lasers bearbeitet werden kann und auf die von der Auflage abgewandte Seite der Natursteinplatte eine oder mehrere Flüssigkeiten mittels der oder den Flüssigkeitsauftragseinrichtungen aufgetragen werden kann/können.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet.
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Zweckmäßigerweise umfasst die Bildaufnahmeeinrichtung einen Scanner und/oder eine oder mehrere Digitalkameras. Die Auswerteeinrichtung kann auch als Steuereinrichtung des Scanners und/oder der Digitalkameras verwendet werden.
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Zumindest eine der Flüssigkeitsauftragseinrichtungen umfasst zweckmäßigerweise einen Digitaldrucker und/oder Tintenstrahldrucker, insbesondere Farbdrucker oder Weißdrucker.
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Zumindest einer der Flüssigkeitsauftragseinrichtungen kann eine Versiegelungseinrichtung zum Auftragen von Harz sein.
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In Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung zum Aushärten der Flüssigkeit oder der Flüssigkeiten weiterhin eine oder mehrere Trockenvorrichtungen, insbesondere UV-Trocknungsvorrichtungen und/oder IR-Trocknungsvorrichtungen.
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Die Auflage ist vorzugsweise mit zumindest einem Transfersystem und mit zumindest einem Positionierungssystem ausgestattet. Insbesondere können mehrere Transfersysteme und Positioniersysteme modulartig aneinandergekoppelt sein zur Ausbildung einer Produktionsstraße. Insbesondere sind die Bildaufnahmeeinrichtung, der Laser und die Flüssigkeitsauftragseinrichtungen in aufeinanderfolgenden Stationen an der Auflage positioniert. Jede Station weist vorzugsweise ein Transfersystem und ein Positioniersystem auf. Die Natursteinplatte wird mittels der jeweils zugeordneten Transfersysteme von einer Station in die jeweils nachfolgende Station bewegt. Dort erfolgt vor der Ausführung des jeweiligen Verfahrensschritts jeweils die Positionierung mittels des jeweiligen Positioniersystem.
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Die Vorrichtung kann weiterhin eine oder mehrere Hubsysteme zum Anheben der Natursteinplatte umfassen. Vorzugsweise ist wiederum jede Station mit einem Hubsystem ausgestattet. Mittels des Hubsystems kann die Natursteinplatte vor der Positionierung mittels des jeweiligen Positioniersystems von der Auflage abgehoben werden.
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In Ausgestaltung ist die Vorrichtung durch eine Mehrzahl von Gestellen, die jeweils als Komponenten der Auflage ein Transfersystem und/oder ein Positioniersystem und/oder ein Hubsystem umfassen, gebildet. Zweckmäßigerweise sind diese Gestelle in einer Reihe angeordnet, wobei jedes Gestell zumindest eine weitere Bearbeitungseinrichtung, beispielsweise die Bildaufnahmeeinrichtung, den Laser, eine der Flüssigkeitsauftragseinrichtungen und/oder eine der Aushärtungs- und/oder Trocknungseinrichtungen umfasst. Auf diese Weise bildet die Gesamtheit der Gestelle eine Produktionsstraße, die vorzugsweise automatisiert betreibbar ist, beispielsweise durch Vorsehen entsprechender Steuervorrichtungen.
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Die Vorrichtung kann auch eine Reinigungsstation umfassen, beispielsweise eine Absaugeinrichtung und/oder Bürsten und/oder Düsen zum Aufbringen einer Reinigungsflüssigkeit, mit der die Oberfläche der Natursteinplatte von Verunreinigungen einer vorausgehenden Laserbehandlung gereinigt wird. Auch diese kann als Bestandteil der vorgenannten Produktionsstraße ausgebildet sein und ein entsprechendes Gestell umfassen.
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Auch kann die Vorrichtung eine Sandstrahlstation umfassen, mit der die Oberfläche der Natursteinplatte mittels Sandstrahlen bearbeitet werden kann. Auch diese kann als Bestandteil der vorgenannten Produktionsstraße ausgebildet sein und ein entsprechendes Gestell umfassen.
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Weiterhin kann die Vorrichtung eine Polierstation umfassen, mit der die Oberfläche der Natursteinplatte geschliffen und/oder poliert werden kann. Auch diese kann als Bestandteil der vorgenannten Produktionsstraße ausgebildet sein und ein entsprechendes Gestell umfassen.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung modular aufgebaut. Insbesondere kann jeder der vorstehend genannten Stationen als Modul bereitgestellt werden und die Vorrichtung kann in unterschiedlicher Kombination der Module, je nach gewünschtem Verfahrensablauf, zusammengestellt werden. Vorzugsweist die Vorrichtung eine Steuersoftware auf, die an die jeweilige Modulzusammenstellung anpassbar ist. Hierzu kann beispielsweise per Auswahlmenü angegeben werden, in welcher Reihenfolge die Module angeordnete sind. Der modulare Aufbau der Vorrichtung ermöglicht die einfache Anpassung der Vorrichtung an den gewünschten Verfahrensablauf bzw. an den gewünschten Schichtaufbau.
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Die erfindungsgemäße Natursteinplatte umfasst eine künstlich, also nicht natürlich im Naturstein vorhandene, sondern insbesondere mittels eines Lasers hergestellte, sich linienartig an einer Oberseite der Natursteinplatte erstreckende Vertiefung, insbesondere eine Nut, die mit zumindest einer ausgehärteten Flüssigkeit gefüllt ist. Bei der Natursteinplatte handelt es sich insbesondere um eine Marmorplatte. Die Natursteinplatte ist vorzugsweise hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Zumindest eine der ausgehärteten Flüssigkeiten kann ein Harz sein. Das Harz kann als Farbstoff ein Pulver aus einem gleichen Naturstein wie die restliche Natursteinplatte enthalten. Dieses Harz kann auch als einzige ausgehärtete Flüssigkeit vorgesehen sein, das heißt dieses Harz kann die gesamte Vertiefung ausfüllen.
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Die Vertiefung kann mit mindestens drei Schichten aus ausgehärteten Flüssigkeiten gefüllt sein, wobei eine unterste Schicht am Boden der Vertiefung eine erste, insbesondere weiße Tintenschicht ist, auf die eine zweite, insbesondere farbige Tintenschicht und eine Harzschicht folgen. Die Farbe der zweiten Tintenschicht entspricht hierbei zweckmäßigerweise zumindest weitgehend der Farbe eines die Vertiefung umgebenden Bereichs der Oberseite der Natursteinplatte.
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Beispielhaft sind nachfolgend mehrere Varianten des Schitaufbaus innerhalb der Vertiefung angegeben, jeweils beginnend am Boden der Vertiefung bis hin zu deren oberen Rand:
- Variante 1:
- Weiße Tinte, farbige Tinte, Harzversiegelung
- Variante 2:
- Weiße Tinte, farbige Tinte
- Variante 3:
- Grundierung (insbesondere durchsichtig), weiße Tinte, farbige Tinte, Harzversiegelung
- Variante 4:
- Grundierung (insbesondere durchsichtig), farbige Tinte, Harzversiegelung
- Variante 5:
- Grundierung (insbesondere durchsichtig), weiße Tinte, farbige Tinte
- Variante 6:
- Grundierung (insbesondere farbig), weiße Tinte, farbige Tinte
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Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
- 1 a, b: eine Abbildung einer Marmorplatte vor und nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 a-d: ein Ablaufschema eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 3: eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Veredlung einer Natursteinplatte nach einer ersten Ausgestaltung,
- 4: eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Veredlung einer Natursteinplatte nach einer zweiten Ausgestaltung,
- 5: eine Beladestation der Vorrichtung nach der zweiten Ausgestaltung und
- 6: eine Transfervorrichtung der Vorrichtung nach der zweiten Ausgestaltung.
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1a und b zeigen Abbildungen eine Natursteinplatte, beispielsweise eine Marmorplatte, vor und nach der Veredlung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. In 1a wird die Natursteinplatte von einer Vene V durchzogen. Diese Vene ist, wie in 1b gezeigt, nach der Veredelung nicht mehr sichtbar.
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2 stellt in den Abbildungen a-d schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. In 2a ist ein Ausschnitt einer Oberfläche einer Natursteinplatte mit einer Vene V dargestellt. Zumindest von dem Bereich um die Vene V wird ein Bild aufgenommen und der Verlauf und die Position der Vene V wird darauffolgend detektiert. Die Vene V wird nachfolgend mittels eines Lasers ausgeschnitten, so dass eine Nut N in der Oberfläche der Natursteinplatte erzeugt wird (2b).
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Die Nut N muss nun nachfolgend gefüllt werden. Dazu wird in einer ersten Alternative die Nut N mit einem Harz gefüllt, das als Farbstoff ein Pulver aus einem gleichen Naturstein wie die zu veredelnde Natursteinplatte enthält (nicht dargestellt). Alternativ wird ein Boden der Nut N zunächst mit einer weißen Tinte bedruckt, so dass ein Bodenbereich bedeckt ist (in 2c symbolisch dargestellt durch eine Spur der Tinte T1, die am Ende des Druckvorgangs vollflächig den Boden der Nut bedeckt). Dazu wird insbesondere ein Tintenstrahldrucker für weißen Tinte, d.h. nur eine Farbe, verwendet. Die Tinte härtet anschließend aus, wobei hierzu optional UV-Licht zur Beschleunigung der Aushärtung eingesetzt werden kann.
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Danach wird zweckmäßigerweise ein Bild eines die Nut umgebenden Bereichs angefertigt und hinsichtlich Farbe und/oder Farbverlauf ausgewertet. In die Nut, und zwar konkret auf die erste Tinte, wird nunmehr eine zweite Tinte gedruckt und ausgehärtet, wobei das Aushärten wiederum optional durch UV-Licht beschleunigt werden kann. Die zweite Tinte wird so ausgewählt oder gemischt, dass sie farblich auf die Umgebung der Nut N angepasst ist. Bei Verwendung eines Mehrfarbentintenstrahldruckers können insbesondere auch Farbverläufe oder Muster der Umgebung aufgenommen und in der Nut fortgesetzt werden. Mit der zweiten Tinte entsteht eine Tintenlage, die hinsichtlich Farbgebung quasi unsichtbar in die Umgebung der Nut einpasst ist.
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Zweckmäßigerweise wird die Tinte anschließend mittels eines vorzugsweise transparenten Harzes zur Versiegelung der Oberfläche überdeckt. 2d zeigt die mit Harz H abgedeckte Nut N. Durch die gestrichelte Darstellung des mit Harz H abgedeckten Bereiches soll zum Ausdruck gebracht werden, dass die Vene V und die Nut N nunmehr nicht mehr sichtbar sind.
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3 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Veredlung von Natursteinen nach einer ersten Ausgestaltung. Die Vorrichtung weist eine Auflage 2 auf, die auf einem Ständer 3 angeordnet ist. Die Auflage 2 kann mit einem Transfersystem und/oder Positionierungssystem versehen sein (nicht dargestellt).
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Oberhalb der Auflage 2 ist eine Bildaufnahmeeinrichtung 4 an einem ersten Arm 7 angeordnet. Der erste Arm 7 ist im Raum insbesondere mit einem, zwei oder drei Gelenken verschwenkbar, so dass die Bildaufnahmeeinrichtung 4 an einer gewünschten Position über der Auflage 2 positioniert werden kann.
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Weiterhin ist oberhalb der Auflage 2 ein Laser 5 an einem zweiten Arm 8 angeordnet. Der zweite Arm 8 ist, wie der erste Arm 7, so ausgestaltet, dass der Laser 5 an einer gewünschten Position über der Auflage 2 positioniert werden kann. An einem dritten Arm 9 ist eine Flüssigkeitsauftragseinrichtung 6, beispielsweise ein Tintenstrahldrucker oder eine Versiegelungseinrichtung, angeordnet, welche mit dem dritten Arm 9 über einer gewünschten Stelle der Auflage 2 positioniert werden kann. Mit der Flüssigkeitsauftragseinrichtung 6 kann eine Flüssigkeit, insbesondere Tinte oder Harz, an einer gewünschten Stelle abgegeben werden. Der erste, zweite und dritte Arm 7, 8, 9 sind insbesondere an eine Steuereinrichtung angeschlossen (nicht dargestellt), mit der sie motorisiert positionierbar sind. Die Vorrichtung 1 ist geeignet, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
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4 zeigt eine Vorrichtung zur Veredlung von Natursteinen nach einer zweiten Ausgestaltung. Die Vorrichtung zur Veredlung von Natursteinen nach der zweiten Ausgestaltung ist in Form einer Prozessstraße aufgebaut. Sie umfasst eine Auflage 2, die sich über mehrere Stationen erstreckt. Jede dieser Stationen weist einen Fußbereich z.B. in Form eines Ständers oder Gestells auf, auf dem die Station z.B. auf einem Boden einer Halle aufgestellt wird. Weiterhin weist zumindest ein Teil der Stationen ein oberes Gestell 13 auf, welches auf einer dem Boden abgewandten Seite der Auflage 2 angeordnet ist und zur Befestigung von Vorrichtungen, z.B. eines Lasers, ausgelegt ist, welche auf eine Oberseite einer auf der Auflage 2 befindlichen Natursteinplatte gerichtet sind.
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Die Vorrichtung zur Veredlung von Natursteinen umfasst an ihrer Eingangsseite eine Beladestation 10 zum Einbringen von Natursteinplatten, gegebenenfalls ist hier im Vorlauf und/oder im Nachgang zusätzlich eine Hubstation zum Anheben der Natursteinplatten auf die gewünschte Höhe angeordnet (nicht dargestellt). Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Bildaufnahmestation 30 mit einer Bildaufnahmeeinrichtung 400, eine Laserstation 40 mit einem Laser 500, eine Reinigungsstation 50, eine erste Flüssigkeitsauftragsstation 60 mit einer ersten Flüssigkeitsauftragseinrichtung 600, eine zweite Flüssigkeitsauftragsstation 70 mit einer zweiten Flüssigkeitsauftragseinrichtung 610, eine Versiegelungsstation 80 mit einer dritten Flüssigkeitsauftragseinrichtung 700, eine Polierstation 90 und eine Entladestation 100 zum Entnehmen der veredelten Natursteinplatten, gegebenenfalls in Verbindung mit einer nicht dargestellten Absenkstation zum Absenken der Natursteinplatten im Vorlauf und/oder im Nachgang.
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5 zeigt eine mögliche Basiseinheit 10, aus der die vorstehend beschriebenen und weitere Stationen aufgebaut werden können. Diese Basiseinheit umfasst einen Ständer 3 und ein Obergestell 13 sowie ein Handling-System für verschiedene Einzelvorrichtungen wie beispielsweise einen Laser oder einen Scanner oder eine Digitalkamera oder eine Flüssigkeitsauftragseinrichtung wie einen Tintenstrahldrucker, mit dem die jeweilige Einzelvorrichtung oberhalb einer Natursteinplatte bewegt und/oder positioniert werden kann. Diese Basiseinheit 10 ermöglicht das Herstellen der verschiedenen Stationen als einzelne Module, die in unterschiedlichster Kombination zur individuell gewünschten Vorrichtung zusammengesetzt werden können.
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Die Auflage 2 ist modular aus mehreren Transfer- und/oder Positionierungssystemen 11 ausgestaltet. Beispielsweise kann jede Station, insbesondere jede vorstehend beschriebene Station, ein Modul dieses Transfer- und/oder Positioniersystems 11 umfassen. Ein Beispiel für ein derartiges Transfer- und/oder Positioniersystem 11 ist in 6 gezeigt, es umfasst zweckmäßigerweise zwei auf Rollen bewegliche Endlosbänder. Jedes der Endlosbänder kann über zumindest eine Antriebsrolle angetrieben werden, welche zweckmäßigerweise durch eine Steuereinrichtung gesteuert wird.
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Die Beladestation 10 ist so ausgestaltet, dass eine Natursteinplatte auf die Auflage 2 aufgelegt werden kann. Mittels des Transfer- und/oder Positioniersystems 11 wird die Natursteinplatte zur Bildaufnahmestation 30 transportiert. Dazu kann in der Beladestation 10 oder der Bildaufnahmestation 20 eine Vorrichtung zum Aufbringen einer Positionierungsmarkierung vorgesehen sein, und in den nachfolgenden Stationen jeweils eine Vorrichtung zum Auslesen der Positionierungsmarkierung vorgesehen sein.
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Die Bildaufnahmestation 30 umfasst eine Bildaufnahmeeinrichtung 400. Diese Bildaufnahmeeinrichtung kann eine oder mehrere Digitalkameras oder einen Scanner umfassen. Der oder die Digitalkameras können an der Bildaufnahmestation 30 fest oder verfahrbar angeordnet sein. Insbesondere sind sie oberhalb der Auflage 2 an einem oberen Gestell 13 angeordnet, so dass eine Oberfläche einer auf der Auflage 2 angeordneten Natursteinplatte damit erfasst werden kann. In der Bildaufnahmestation werden ein oder mehrere Bilder der Oberfläche der Natursteinplatte aufgenommen. Die Bilder werden an eine mit der Bildaufnahmeeinrichtung 400 verbundenen Auswerteeinrichtung übergeben, in der mittels Auswerteverfahren Fehler in der Natursteinplatte, insbesondere Venen, erkannt werden können.
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Auf die Bildaufnahmestation 30 folgt die Laserstation 40. Eine Natursteinplatte kann auf der Auflage 2 von der Bildaufnahmestation 30 zur Laserstation 40 mittels dem Transfer- und/oder Positionierungssystem 11 verschoben und insbesondere auch positioniert werden. Die Laserstation 40 umfasst einen Laser 500. Der Laser 500 ist zweckmäßigerweise an dem oberen Gestell 13 der Laserstation angeordnet. Mit dem Laser werden die in der Bildaufnahmestation 30 erkannten Fehler ausgeschnitten, so dass in der Natursteinplatte eine oder mehrere Vertiefungen, insbesondere eine oder mehrere Nuten N, entstehen.
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Bei dem Ausschneiden der Fehler wird die Oberfläche insbesondere durch Staub, der bei der Laserbearbeitung erzeugt wird, verunreinigt. Diese Verunreinigungen der Oberfläche können in einer Reinigungsstation 50, welche auf die Laserstation 40 folgt, entfernt werden. Die Reinigungsstation 50 umfasst eine Reinigungsvorrichtung 550. Auch die Reinigungsstation 50 kann ein Transfer- und/oder Positionierungssystem 11 umfassen. Die Reinigungsvorrichtung 550 kann eine Absaugeinrichtung im Sinne eines Staubsaugers und/oder Bürsten und/oder Düsen zum Aufbringen einer Reinigungsflüssigkeit, insbesondere einer wässrigen Reinigungsflüssigkeit oder Wasser, umfassen.
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In dieser Ausgestaltung folgt auf die Reinigungsstation 50 die erste Flüssigkeitsauftragsstation 60. Die erste Flüssigkeitsauftragsstation 60 umfasst eine erste Flüssigkeitsauftragsvorrichtung 600 und eine erste Trocknungsvorrichtung 650. Die erste Flüssigkeitsauftragsvorrichtung 600 ist dazu ausgelegt, weiße Farbe in die mit dem Laser erzeugten Vertiefungen, insbesondere Nuten N auf der Oberfläche der Natursteinplatte aufzubringen. Die erste Flüssigkeitsauftragsvorrichtung 600 kann insbesondere als Tintenstrahldrucker für eine Farbe, insbesondere als Weißdrucker, ausgestaltet sein. Die Trocknungsvorrichtung 650 ist so ausgewählt, dass der Trockenprozess der ersten Flüssigkeit beschleunigt oder initiiert wird. Dazu kann Sie als IR- oder UV-Lampe ausgestaltete sein. Alternativ kann es sich um ein Heißluftgebläse handeln. Die erste Flüssigkeitsauftragsstation 60 kann weiterhin mit einer oder mehreren weiteren Bildaufnahmevorrichtungen ausgestattet sein, um eine weitere Aufnahme der Oberfläche der Natursteinplatte aufzunehmen und z.B. mittels einer an die Bildaufnahmevorrichtung angeschlossenen Auswerteeinheit ein Farbprofil für den Farbauftrag in der zweiten Flüssigkeitsauftragsstation 70 zu erzeugen. Alternativ kann auch zwischen der ersten Flüssigkeitsauftragsstation 60 und der zweiten Flüssigkeitsauftragsstation 70 eine nicht dargestellte weitere Bildaufnahmestation, die analog zur Bildaufnahmestation 60 ausgestaltet ist, angeordnet sein.
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Die zweite Flüssigkeitsauftragsstation 70 umfasst eine zweite Flüssigkeitsauftragsvorrichtung 610 und eine zweite Trocknungsvorrichtung 660. Die zweite Flüssigkeitsauftragsvorrichtung 610 ist dazu ausgelegt, Farbe in die mit dem Laser erzeugten Vertiefungen, insbesondere Nuten, auf der Oberfläche der Natursteinplatte und die bereits vorhandene weiße Farbe aufzubringen. Die zweite Flüssigkeitsauftragsvorrichtung 610 kann insbesondere als Tintenstrahldrucker für mehrere Farben, insbesondere als Farbdrucker ausgestaltet sein. Die zweite Trocknungsvorrichtung 660 ist so ausgewählt, dass der Trockenprozess der zweiten Flüssigkeit beschleunig oder initiiert wird. Dazu kann sie als IR- oder UV-Lampe ausgestaltete sein. Alternativ kann es sich um ein Heißluftgebläse handeln.
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Auf die zweite Flüssigkeitsauftragsstation 70 folgt in diesem Ausführungsbeispiel die Versiegelungsstation 80, welche eine Versiegelungsvorrichtung 700 und eine dritte Trocknungsvorrichtung 670 umfasst. Die Versiegelungsvorrichtung 700 ist dazu ausgelegt, ein Harz in die bereits mit der zweiten Flüssigkeit teilgefüllten Vertiefungen und Nuten N einzubringen. Eine solche Versiegelungsstation 80 umfasst zweckmäßigerweise eine Dosierzelle und eine Steuerungseinrichtung. Die dritte Trocknungsvorrichtung 670 ist so ausgewählt, dass der Trockenprozess des Harzes beschleunigt oder initiiert wird. Dazu kann Sie als IR- oder UV-Lampe ausgestaltete sein. Alternativ kann es sich um ein Heißluftgebläse handeln.
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Auf die Versiegelungsstation 80 folgt in diesem Ausführungsbeispiel eine Polierstation 90, welche eine Poliervorrichtung 800 umfasst. Die Poliervorrichtung 800 kann als Trockenpoliereinrichtung oder Nasspoliereinrichtung ausgestaltet sein. In der Poliervorrichtung 800 wird die Oberfläche der Natursteinplatte final behandelt, so dass die nun aufgefüllten Vertiefungen oder Nuten eingeebnet sind und optisch zumindest im Wesentlichen nicht mehr von der anderen Oberfläche der Natursteinplatte zu unterscheiden sind. Optional ist es möglich, dass mehrere Polierstationen 90 aufeinanderfolgend angeordnet sind, so dass die Oberfläche in mehreren Schritten nachbehandelt wird.
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Auf die Polierstation 90 folgt eine Entnahmestation 100. Die Entnahmestation 100 ist so ausgestaltet, dass die Natursteinplatte von der Auflage 2 aus der Vorrichtung entnommen werden kann. Dazu umfasst die Entnahmestation 100 zweckmäßigerweise auch ein Hubsystem 12.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zur Veredlung von Natursteinen
- 2
- Auflage
- 3
- Ständer
- 4
- Bildaufnahmeeinrichtung
- 5
- Laser
- 6
- Versiegelungseinrichtung
- 7
- erster Arm
- 8
- zweiter Arm
- 9
- dritter Arm
- 10
- Beladestation
- 11
- Transfersystem
- 12
- Hubsystem
- 13
- oberes Gestell
- 30
- Bildaufnahmestation
- 40
- Laserstation
- 50
- Reinigungsstation
- 60
- erste Flüssigkeitsauftragstation
- 70
- zweite Flüssigkeitsauftragsstation
- 80
- Versiegelungsstation
- 90
- Polierstation
- 100
- Entladestation
- 400
- Bildaufnahmeeinrichtung
- 500
- Laser
- 550
- Reinigungsvorrichtung
- 600
- erste Flüssigkeitsauftragseinrichtung
- 610
- zweite Flüssigkeitsauftragseinrichtung
- 650
- erste Trocknungsvorrichtung
- 660
- zweite Trocknungsvorrichtung
- 670
- dritte Trocknungsvorrichtung
- 700
- Versiegelungseinrichtung
- 800
- Poliervorrichtung
- V
- Vene
- N
- Nut
- T1
- erste Flüssigkeit
- T2
- zweite Flüssigkeit
- H
- Harz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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