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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer farbigen Metallplatte, insbesondere eine Verkleidungs- oder Dekorationsplatte im Architektur- und Baugewerbe, wobei die Metallplatte eine sich zwischen Kanten der Metallplatte erstreckende Fläche umfasst sowie eine farbige Metallplatte.
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Aus der Druckschrift
EP 0 397 037 B1 ist eine farbige Metallplatte bekannt, welche im Wege des Aufbringens einer elektro-foto-sensitiven Schicht und im Wege von Entwicklungs- und Belichtungsvorgängen bis zur Ausbildung eines Tonerbildes erstellt wird. Der Beschichtungsvorgang erfordert den Einsatz von diversen Chemikalien, Harzen, teuren Rohstoffen wie Titandioxid und die Überwachung der Viskosität des Beschichtungsmaterials. Diese Art der Herstellung farbiger Metallplatten ist maschinell aufwendig, anspruchsvoll und kostenintensiv.
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Die Druckschrift
EP 3 170 658 B1 beschreibt ein Außenbaumaterial, das aus einem ein- oder mehrfach beschichteten Metallblech besteht. Die Beschichtung enthält teure anorganische Farbpigmente, wie Titanoxid und Bariumsulfat.
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Weiter ist es aus der Praxis bekannt, rostfreie Stähle elektrochemisch einzufärben. Hierbei wird der rostfreie Stahl in Säurebädern behandelt. Auch durch Beizen als chemische Färbemethode können bei metallischen Werkstoffen farbige Oberflächen erzielt werden. Ebenso sind elektrolytische oder chemischen Beschichtungen mit Zinn, Nickel im Wege von Galvanisierung oder durch Eloxieren bekannt. Allen bekannten Färbeverfahren gemeinsam ist, dass sie einen hohen produktionstechnischen Aufwand in Form von Säurewannen, Elektrolysevorrichtungen etc. erfordern. Stets muss unter Zuhilfenahme von kostenintensiven Rohstoffen oder Chemikalien etwas bewirkt werden.
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Isoliert und für sich gesehen, ist es weiter bekannt, dass Schweißnähte sogenannte „Anlauffarben“ aufweisen, die unerwünscht sind und dadurch vermieden werden sollen, dass möglichst wenig Umgebungsluft eine Oxydation und damit eine Verfärbung hervorruft. Hierzu wird mit Schutzgas gearbeitet oder die Umhüllung einer Schweißelektrode legt sich auf die Schweißnaht und verhindert die Oxydation und damit die Farbbildung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der in Rede stehenden Art anzugeben, das kostengünstig ist. Zusätzlich soll eine farbige Metallplatte angegeben werden, die kostengünstig herstellbar ist.
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Die voranstehende Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Gemäß Patentanspruch 1 ist ein Verfahren der in Rede stehenden Art derart ausgestaltet und weitergebildet, dass die Metallplatte mit Temperatur beaufschlagt wird, dass die Temperaturbeaufschlagung zumindest auf einem Teil der sich zwischen den Kanten der Metallplatte erstreckenden Fläche stattfindet und dass hierdurch eine Farbe erzeugt wird, die von der Ursprungsfarbe der Metallplatte vor der Temperaturbeaufschlagung abweicht.
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Die voranstehende Aufgabe wird bezüglich der farbigen Metallplatte durch die Merkmale des Patentanspruches 16 gelöst. Gemäß Patentanspruch 16 ist die farbige Metallplatte der in Rede stehenden Art derart ausgestaltet und weitergebildet, dass zumindest ein Teil der sich zwischen den Kanten der Metallplatte erstreckenden Fläche derart mit Temperatur beaufschlagt worden ist, dass zumindest dieser Teil eine hierdurch verursachte Farbe aufweist, die von der Ursprungsfarbe der Metallplatte vor der Temperaturbeaufschlagung abweicht.
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Zunächst ist erkannt worden, dass farbige Metallplatten und das Verfahren zur Herstellung derselben gemäß dem Stand der Technik aufgrund der einsetzten Chemikalien und Rohstoffe, sowie den erforderlichen Produktionsstätten sehr kostenintensiv sind. Weiter ist erkannt worden, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Metall-Färbeverfahren stets zwingend an den Einsatz von weiteren Rohstoffen oder Chemikalien, die mit der Metallplatte interagieren, gebunden sind.
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Die unerwünschten und über Schutzgas stets unterdrückten Anlauffarben bei einer Schweißnaht waren bisher noch nie in Betracht gezogen worden, Farbe bewusst über eine Temperaturbeaufschlagung zu erzeugen. Überraschend und erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass die Metallplatte selbst das Potential aufweisen könnte, Farbe dann auszubilden, wenn sie mit Temperatur beaufschlagt wird. Schließlich ist erfindungsgemäß erkannt und erprobt worden, eine Metallplatte einer Temperaturbehandlung zu unterziehen und so zur Einfärbung derselben zu kommen. In vorteilhafter Weise bedarf es beim Einsatz von Temperatur keiner zusätzlichen teuren Rohstoffe und chemische Substanzen. Die Einfärbung mittels Temperaturbehandlung bringt nicht nur die Einsparung von Kosten mit sich, sondern schont durch den Verzicht auf chemische Stoffe auch die Umwelt. Zudem wird die Entwicklung eines komplett neuen Färbeverfahrens, aber auch eines komplett neuen Oberflächengestaltungsverfahrens von Metallplatten eröffnet.
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Zur Vorbereitungshandlung vor der Temperaturbeaufschlagung könnte die Metallplatte auf eine ebene Unterlage aufgelegt und bewegungsfrei zentriert werden. Durch eine feststehende Fixierung wird gewährleistet, dass sich die Temperatur gleichmäßig auf der Metallplatte verteilt. Insbesondere der Aspekt des Temperaturabbaus über die beaufschlagte Fläche ausgehend von einer punktförmigen oder kleinflächigen Temperaturbeaufschlagung gestaltet sich hierdurch konstant und wird kontrollierbar. Dies ist auf einer unebenen Unterlage nicht möglich. Eine unebene Unterlage als Auflage für die Metallplatte oder auch eine Fixierung der Metallplatte in einer abgewinkelten oder senkrechten Bearbeitungsposition ermöglicht zwar grundsätzlich die Bearbeitung, aber keine Kontrollierbarkeit der Einfärbung. Ein grundsätzlicher Vorteil der Fixierung der zu färbenden Metallplatte besteht darin, dass bei Wiederholungen der Temperaturbeaufschlagung Werkzeuge rasterartig immer in die richtige Position verbracht werden können. Eine Unterlage könnte bspw. aus feuerfestem Material bestehen. Ein weiterer Vorbereitungsschritt vor der Temperaturbehandlung der Metallplatte könnte darin bestehen, dass die einzufärbende Metallplatte fettfrei gesäubert wird. Die fettfreie Säuberung der Metallplatte ist dem Oxydationsvorgang während der Temperaturbeaufschlagung zuträglich.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens könnte vorgesehen sein, einen Gasgemisch-Brenner einzusetzen, um die Temperaturbeaufschlagung zu realisieren. Je nach Fertigungswunsch - individuell / manuell oder im Industriemaßstab können geeignete Gasgemisch-Brenner passender Leistung eingesetzt werden. Alternativ könnte die thermische Behandlung auch in einem Brennofen stattfinden.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, das sich auf die individuelle / manuelle Bearbeitung der Metallplatte durch eine Einzelperson bezieht, könnte die Querschnittsabmessung der Brennerdüse 1 mm - 9 mm betragen. Im Hinblick auf eine bequeme Handhabbarkeit wurde herausgefunden, dass es zur Erzeugung einer großformatigen Färbung vorteilhaft wäre, Brennerdüsen ab 6 mm einzusetzen. Soll eine linienförmige, punktförmige Färbung erzeugt werden, könnten vorzugsweise Brennerdüsen von 1 mm - 2 mm eingesetzt werden. Für eine kleinformatigen Färbung könnten vorzugsweise Brennerdüsen von 2 mm - 6 mm eingesetzt werden.
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Die Bestandteile des Gasgemisches des Gasgemisch-Brenners könnten als Brenngas bspw. Azetylen, Propan, Butan, Argon, Mischungen aus Argon und Kohlendioxid einsetzen und als Verbrennungsgas bspw. Luft oder reinen Sauerstoff verwenden.
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Gemäß den Erkenntnissen aus der individuellen, manuellen Metallplattenfärbung hat sich der Einsatz von Azetylen als Brenngas als vorteilhaft erwiesen, da sich hierdurch die höchsten Temperaturen und Temperaturunterschiede sowie ein breites Spektrum an Farben auf den Metallplatten verschiedenster Materialien erzeugen lässt. Die Metallplatten könnten bspw. aus Stahl, Kupfer, Messing, Aluminium oder Legierungen daraus bestehen. Die Beschaffenheit der Metallplatte selbst könnte eine weitere Einflussgröße im Hinblick auf die spätere Farbgebung der Metallplatte sein. Bei einer Platte aus 100 % Kupfer wird bei gleicher Behandlung ein anders Färbeergebnis erzielt als bei einer Metallplatte, die nur 97% Kupfer und bspw. 3% Nickel enthält. Die durch die Temperaturbeaufschlagung verursachte Farbe der Metallplatte könnte das Resultat der Verbrennung des Brenngases mittels Luft und Temperatur und auch der Interaktion dieser Reaktion mit der Metallplatte sein. Obgleich ein chemisch-physikalischer Prozess stattfindet, um die Färbung zu erzeugen, entsteht doch kein zu entsorgender Abfall.
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Die erfindungsgemäße Metallplatte könnte verschiedene Flächengrößen und Materialstärken aufweisen. Bei einer individuellen manuellen Bearbeitung haben sich Metallplatten in Form von Blechen mit einer Materialstärke von 0,5 mm herausgestellt. Diese geringe Materialstärke bewirkt, dass sich die Metallplatte kaum verzieht, sondern von allein in ihre Ursprungslage zurückbewegt, was zur Verringerung der Nachbearbeitung führt. Je nach Einsatzzweck könnten beide Flächen der Metallplatte bearbeitet werden. In Betracht kämen Raumteiler oder Schiebetüren. Wo ein Verbau oder ein einseitiger Kontakt mit einer Wand geplant ist, wird nur eine Seite der Metallplatte gefärbt bzw. farbig gestaltet. Bei der Innenraumgestaltung könnten Schranktüren, Küchenverkleidungen mit den erfindungsgemäß gefärbten Metallplatten ausgestattet werden. Aber auch Außenfassaden könnten mit den erfindungsgemäß gefärbten Metallplatten verkleidet werden. Grundsätzlich kann die Einfarbigkeit der erfindungsgemäßen farbigen Metallplatte realisiert werden, aber auch eine Mehrfarbigkeit bis hin zur dreidimensionalen Gestaltung.
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Bei der Temperaturbehandlung der Metallplatte hat es sich im Hinblick auf eine gesteigerte Bearbeitungsgeschwindigkeit als vorteilhaft herausgestellt, den Druck des Verbrennungsgases höher einzustellen als den Druck des Brenngases. Das Verbrennungsgas mit dem höheren Druck forciert die Oxydation, die die Basis der Färbung der Metallplatte bildet. Der Druck des Verbrennungsgases kann bis zu 5 bis 6-mal so hoch sein wie der Druck des Brenngases. Der Druck des Brenngases könnte steht in Relation zur Materialstärke der Metallplatte. Bei Metallplatten mit einer Materialstärke von 0,5 mm bis 2 mm hat sich als Druck des Brenngases 0,8 bar und als Druck des Verbrennungsgases ca. 4,2 bar bis 4,5 bar als vorteilhaft herausgestellt. Die Materialstärke widersteht der Temperatur - und auch der Druckbeaufschlagung des Gasgemisch-Brenners bei den vorgenannten Werten.
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Die Temperaturbehandlung könnte zur Vermeidung von Metallplatten-Oberflächenschäden so ausgeführt werden, dass der Abstand der Brennerdüse des Gasgemisch-Brenners zur Metallplatte ca. 0,5 cm bis ca. 25 cm beträgt. Es gilt: Je näher der Abstand der Brennerdüse zur Metallplatte, umso dunkler die Farbe und umso kleiner die Fläche. Es gilt weiter: Je größer der Abstand der Brennerdüse zur Metallplatte, umso heller die Farbe und umso größer die Fläche.
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Auch die Art und Weise, wie die Brennerdüse gegenüber der Metallplatte justiert bzw. gehalten oder verfahren bzw. bewegt wird, spielt eine Rolle. Wird die Brennerdüse temporär starr auf die Metallplatte gerichtet, könnten dunkle Farben erzeugt werden. Wird die Brennerdüse vor der Metallplatte bewegt, könnten je nach Häufigkeit der Bewegung, je nach Geschwindigkeit der Bewegung, je nach Abstand zur Metallplatte und je nach Qualität, Druck, Temperatur des Gasgemisches verschiedene, auch helle Intensitäten und Farben erzeugt werden.
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Nach dem Erreichen einer gewünschten Zielfarbe könnte sich der Verfahrensschritt der Abkühlung anschließen. In Betracht käme eine langsame Abkühlung, insbesondere mittels Luft. Denkbar ist auch eine schrittweise Reduktion der Temperatur des Gasgemisch-Brenners.
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Ein bevorzugter, die Abkühlung betreffender Verfahrensschritt, bei dem der zuletzt sichtbare Zustand der Färbung oder Teilfärbung der Metallplatte haltbar gemacht, bzw. quasi eingefroren wird, könnte eine abrupte Abkühlung beinhalten. Hier kommt bspw. das Abkühlen mit Wasser in Betracht. Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie das Wasser mit der Metallpatte in Berührung kommt. Möglich wäre ein Tauchvorgang oder ein Absprühen, Abspritzen, Begießen der Metallplatte. Wenn kleinere Bereiche in der Zielfarbe zu belassen sind, könnte eine das Wasser mit einer Spritze zielgerecht aufgebracht werden. Die abrupte Abkühlung könnte prompt nach der Unterbrechung der Temperaturbehandlung erfolgen oder zu einem bestimmten Zeitpunkt eines langsamen Abkühlens, bei dem die zu konservierende Zielfarbe sichtbar wird.
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Da es vorkommen kann, dass sich die gewünschte Zielfarbe im Laufe der langsamen Abkühlung noch ändert, oder dass sich bei einer individuellen, manuellen Bearbeitung der Gestaltungswille ändert, könnte der Abkühlvorgang beendet werden und die Temperaturbeaufschlagung der Metallplatte könnte wiederholt werden. Die Wiederholung der Temperaturbehandlung könnte ausschließlich zum Erreichen der Zielfarbe angewendet werden und auch Teil eines vorbestimmten Verfahrensablaufes, sowohl im manuellen als auch im industriellen Maßstab sein.
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Bei der wiederholten Temperaturbehandlung der Metallplatte mit dem Gasgemisch-Brenner könnte
- • das folgende vom vorigen Gasgemisch qualitativ abweichen und / oder
- • die Querschnittsabmessung der folgenden von der Querschnittsabmessung der vorigen Brennerdüse abweichen und / oder
- • die Druckwerte der Brenn- und Verbrennungsgase des folgenden von den Druckwerten der Brenn- und Verbrennungsgase des vorigen Gasgemisches abweichen.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens, die einen besonders großen Gestaltungsspielraum ermöglicht, könnte nach der ersten oder n-ten Temperaturbehandlung auf der Metallplatte, insbesondere auf der gefärbten Fläche, eine Oberflächenstruktur erzeugt werden. Ist keine Oberflächenstruktur gewünscht, könnte alternativ auch eine nach der ersten oder n-ten Temperaturbehandlung erhaltene Hochglanzerscheinung der gewünschten Zielfarbe beibehalten, ggf. nachpoliert, werden.
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Ist eine Oberflächenstruktur der Metallplatte erforderlich, so könnte diese mechanisch oder thermisch erzeugt werden und sowohl Erhebungen als auch Vertiefungen umfassen.
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Für Verfahrensschritte der mechanischen Bearbeitung kommen das Sandstrahlen, das Bürsten, das Aufbringen von Schleif-Sand, das Wasserstrahlen in Betracht, wobei die Wasserstrahlbehandlung besonders spannungsarm ist. Alle mechanischen Bearbeitungsschritte können wiederholt angewendet werden und erzeugen häufig Vertiefungen in der Metallplatte. Der Einsatz einer, insbesondere rotierenden, Bürste aus Stahl oder Messing, führt je nach Härte der Bürstenmaterialien zu stärker erkennbaren Oberflächenstrukturen und zur sichtbaren Dreidimensionalität, insbesondere bei passendem Lichteinfall. Eine Stahlbürste erzeugt stärkere Vertiefungen als eine Bürste aus Messing.
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Während der thermischen Temperaturbeaufschlagung zur Erzeugung einer neuen Farbe könnte eine gezielte auch wiederholte und bspw. flächenmäßig begrenzte Temperaturbeaufschlagung mit dem Gasgemisch-Brenner oder auch der Einsatz von Schweißelektroden vorgesehen sein.
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Eine Oberflächenstruktur im Mikrometerbereich könnte durch das temporäre Aufbringen von zusätzlichen Stoffen, wie Pulvern, Sand, Spänen, oder Gegenständen, wie Blechteilen, Unterlegscheiben, Zahnrädern, hergestellt werden. Die aufgelegten Stoffe oder Gegenstände werden als Schablone für die neue Farbe und als Abdeckung der darunterliegenden Farbe der Metallplatte eingesetzt und nach der Erzeugung der Farbänderung wieder entfernt. Durch die erneute Temperaturbehandlung hat sich eine neugefärbte Oberfläche gebildet, die im Mikrometerbereich über die vormals abgedeckte eingefärbte Fläche hinausgeht und so die Oberflächenstruktur bildet.
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Bei der Herstellung der Oberflächenstruktur können sich mechanische und thermische Bearbeitungsverfahren überschneiden und ggf. auch chemische Prozesse hinzutreten, insbesondere dann, wenn auf der Metallplatte Sand, Erde, Schlamm, Oxide bspw. mit den Schweißelektroden eines Schweißgerätes oder durch den Gasgemisch-Brenner stoffschlüssig mit der Metallplatte verbunden werden und eine sichtbare Dreidimensionalität der farbigen Metallplatte hergestellt wird. Ebenfalls ist der Einsatz von Lötzinn möglich. All diese Zusatzmittel sind nur bei speziellen Ausführungen erforderlich, aber nicht zwingend notwendig, um eine farbige Metallplatte kostengünstig herzustellen. Die Oberflächenstrukturen können technische Funktionen, wie bspw. bei der Fertigung einer mit Haken oder Knöpfen versehenen Metallplatte als Garderobe, aufweisen, aber auch ästhetische Funktionen oder auch technische Funktionen erfüllen, gerade, wenn bspw. bestimmte Formen und Linien auf der gefärbten Metallplatte dargestellt werden oder Ausnehmungen oder Durchtrittsöffnungen in die Metallplatte eingearbeitet werden.
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Soll die Erzeugung der Oberflächenstruktur thermisch erfolgen, könnte ein Schweißgerät mit Elektroden zum Einsatz kommen. Mittels der Elektroden des Schweißgerätes könnten die Erhebungen und Vertiefungen der Oberflächenstruktur der Metallplatte einigermaßen präzise erzeugt werden. Erhebungen können bspw. in Form von Ausblühungen erhalten werden, Vertiefungen bspw. in Form von Rillen. Hierzu könnten den Elektroden eine Stromstärke von 20 Ampere bis 100 Ampere zugeführt werden. Zur Erstellung von Erhebungen könnte durch eine niedrige Einstellung des Trafos des Schweißgerätes eine Leistung von ca. 20 Watt erzeugt werden. Zur Erstellung von Vertiefungen könnte durch eine höhere Einstellung des Trafos des Schweißgerätes eine Leistung ab ca. 80 Watt erzeugt werden.
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Nach der Fertigstellung der Oberflächenstruktur könnte sich direkt ein Nachbehandlungsschritt wie Polieren mit Filz- oder Leinenbürsten anschließen. Alternativ könnten nach Erstellung der Oberflächenstruktur noch ein oder mehrere Temperaturbeaufschlagungen entweder über die gesamte Fläche der Metallplatte oder über Teile davon durchgeführt werden. Auch hiernach und generell könnten weitere Nachbehandlungen der Metallplatte erfolgen, wozu auch bekannte Walz-, Stauch,- Streckvorgänge, das Hämmern und auch Entgratungsvorgänge gehören können. Auch hier bleibt die Möglichkeit bestehen, dass auch danach noch eine nächste Temperaturbehandlung mit dem Gasgemisch-Brenner oder einem Brennofen stattfindet. Auf diese Weise können bereits erreichte Darstellungen in eine andere Farbigkeit überführt werden.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können infolge der Temperaturbeaufschlagung farbige, glänzende Flächen auf der Metallplatte erzeugt werden. Durch die Nachbearbeitung könnte eine Oberflächenstruktur erzeugt werden, die zur Dreidimensionalität der Metallplatte führt oder die Materialstärke der Metallplatte durch Vertiefungen zumindest geringfügig unterschreitet. Durch die Nachbearbeitung können stumpfe Bereiche, strahlende Bereiche, aufgeschmolzene Bereiche erhalten werden, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist und die Gestaltungsmöglichkeiten und Designs unlimitiert sind.
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Beispiele:
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Nachfolgend werden einzelne Verfahrensschritte für zwei Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgeführt. Für beide Beispiele gilt: Die Metallplatte besteht aus Kupfer mit der Materialstärke 1 mm. Die Schmelztemperatur von Kupfer liegt bei 1.085 °C. Die Abmessung der Metallplatte beträgt: 50 cm x 70 cm. Ziel ist hier nicht nur die einfache Färbung der gesamten Fläche, sondern das Aufbringen eines Designs. Es wird ein Gasgemisch-Brenner mit Azetylen als Brenngas und Sauerstoff als Verbrennungsgas angewendet. Der Brenngasdruck beträgt 0,8 bar der Verbrennungsgasdruck beträgt 4,5 bar. Aufgrund der Schmelztemperatur von Kupfer wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer mittleren oder darüber hinaus gehenden Brennerflamme gearbeitet. Eine mittlere Brennerflamme besitzt einen blauen sichtbaren Sauerstoffkegel, der sich bei niedrigeren Temperaturen verkleinert (große Brennerflamme) und bei höheren Temperaturen (kleine Brennerflamme) vergrößert. Die genauen Brennertemperaturen sind nicht gemessen worden, so dass hier Circa-Angaben verwendet worden sind. Ebenso handelt es sich bei der Dauer und dem Abstand um Circa-Angaben, da es sich um individuelle, manuelle Arbeiten handelt und keine maschinelle Adjustierung vorliegt. BEISPIEL 1:
| | Temperatur / Flamme | Querschnitt-Brennerdüse | Abstand der Flamme von der Metallplatte / Bewegung | Dauer der Temperaturbeaufschlagung | Resultat oder weiterer Verfahrensschritt |
| Schritt 1 Färbung der ganzen Fläche | ca. 700 °C / Große Brennerflamme | 1,8 mm | Ca. 5 cm / großflächig überstreichend | Ca. 15 sec | Fläche in dunkelroter Farbe |
| Schritt 2 | Langsames Abkühlen ca. 5h bei ca. 18 °C Werkstatttemperatur |
| Schritt 3 Teilfärbungen | Ca. 900 °C / Mittlere Brennerflamme | 1 mm | Ca. 5 mm / Gezielt punktförmig | Ca. 20 sec | Mehrere kräftige Farbpunkte in dunkelbrauner bis schwarzer Farbe |
| Schritt 4 Teilfärbungen | Ca. 900 °C / Mittlere Brennerflamme | 1 mm | 10 mm / Gezielt punktförmig | Ca. 20 sec | Mehrere kräftige Farbpunkte in dunkelblauer Farbe |
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Die Schritte 3 und 4 werden nacheinander auf der ausgekühlten dunkelrot eingefärbten Platte ausgeführt. Die Abkühlung nach den beiden Temperaturbehandlungen gemäß den Schritten 3 und 4 dauert ca. 1h und wird in der Tabelle nicht gesondert beschrieben. Nach Schritt 4 des Beispiels 1 liegt eine dunkelrot eingefärbte Metallplatte mit dunkelbraunen bis schwarzen und dunkelblauen Farbpunkten vor. BEISPIEL 2:
| | Temperatur / Flamme | Querschnitt-Brennerdüse | Abstand der Flamme von der Metallplatte / Bewegung | Dauer der Temperaturbeaufschlagung | Resultat oder weiterer Verfahrensschritt |
| Schritt 1 Färbung der ganzen Fläche | ca. 700 °C / Große Brennerflamme | 1,8 mm | Ca. 5 cm / großflächig überstreichend | Ca. 15 sec | Fläche in dunkelroter Farbe |
| Schritt 2 | Langsames Abkühlen ca. 5h bei ca. 18 °C Werkstatttemperatur |
| Schritt 3 Teilfärbungen | Ca. 900 °C / Mittlere Brennerflamme | 1 mm | Ca. 3 cm / kleinflächig kreisend | Ca. 5 sec | Mehrere kleine in etwa kreisförmige Flächen in hellblauer Farbe |
| Schritt 4 | Abruptes Abkühlen der hellblauen Teilfärbungen mit Wasser. |
| Schritt 5 | ca. 700 °C / Große Brennerflamme | 1,8 mm | Ca. 10 cm / die Umgebungsbereiche der hellblauen Flächen großflächig überstreichend | Ca. 30 sec | Einfärbung der Umgebungsbereiche der hellblauen Flächen in eine hellrote Farbe |
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Der Schritt 4 des Beispiels 2 dient dem Erhalt der hellblauen Farbe, wenn bei Schritt 5 erneut die Temperaturbehandlung und Farbänderung einsetzt. Die Abkühlung nach der Temperaturbehandlung gemäß Schritt 5 dauert ca. 1h und wird in der Tabelle nicht gesondert beschrieben. Nach Schritt 5 des Beispiels 2 liegt eine dunkelrot eingefärbte Metallplatte mit hellblauen in etwa kreisförmigen Flächen und diese umschließenden hellroten Umgebungsbereichen vor.
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Beide Beispiele 1 und 2 zeigen, dass verschiedene Farben durch den Gasgemisch-Brenner - also lediglich durch die thermische Behandlung und die damit einhergehende Oxydation - erzeugt werden und so ein malerisches Dekor entstehen kann oder auch eine Einfarbigkeit erzeugbar wäre - wenn jeweils nach Schritt 1 bzw. 2 das Verfahren beendet werden würde. Bei Beispiel 2 wird durch den Verfahrensschritt der abrupten Abkühlung eine Konservierung der Teilfärbungen in der Farbe Hellblau vorgenommen, während andere Teile der Metallplatte im Farbton weiter verändert wurden.
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Von besonderem Vorteil für die Qualität der erfindungsgemäßen Metallplatte könnte der Verfahrensschritt der Überwachung der Metallplatte während der Bearbeitung der Fläche sein. Theoretisch ist es möglich, beide Flächen der Metallplatte zu bearbeiten und zu überwachen. Hierzu könnte mit optischen Detektoren gearbeitet werden, die mit einer Steuerung verbunden sind und direkt Korrekturmaßnahmen bezüglich des Gasgemisch-Brenners oder anderer Werkzeuge einleiten. Es geht insbesondere um die Erkennung von qualitativen und / oder quantitativen Mängeln, wie Verwerfungen oder unerwünschten Ausblühungen der Metallplatte oder korrekten Teilfärbungen, Konturenverläufen nach Vorgabe bei einer mehrfarbigen Metallplatte. Eine Steuereinrichtung könnte bspw. Temperatur, Taktzeiten, Verweildauer der Temperaturquelle und auch der Nachbearbeitungswerkzeuge bestimmen. Als zusätzlicher Verfahrensschritt könnte auch eine Kontrolle nach der Bearbeitung der Fläche durchgeführt werden, insbesondere dann, wenn die Metallplatte einem vorgegebenen Design zu entsprechen hat.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Metallplatte, insbesondere eine solche, die durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt wurde. Die durch Temperaturbeaufschlagung zumindest teilweise gefärbte Metallplatte kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform zusätzlich noch eine Oberflächenstruktur mit Erhebungen und / oder Vertiefungen aufweisen. Im Hinblick darauf, wie die Färbung oder auch Teilfärbung der Metallplatte erfolgt und wie eine Oberflächenstruktur hergestellt werden kann, wird auf die Ausführungen zur Verfahrenserfindung verwiesen.
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Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des angeführten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
- 1 in schematischer Darstellung, eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße farbige Metallplatte und
- 2 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A des Gegenstandes aus 1.
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Die 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße farbige Metallplatte 1, welche als Verkleidungs- oder Dekorationsplatte im Architektur- und Baugewerbe eingesetzt wird. Die farbige Metallplatte wurde im vorliegenden Beispiel im Wege des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt, wobei die gesamte, sich zwischen den Kanten 2, 3 der Metallplatte 1 erstreckende Fläche 4 derart mit Temperatur beaufschlagt wurde, dass die Fläche 4 eine hierdurch verursachte Farbe aufweist, die von der Ursprungsfarbe der Metallplatte 1 abweicht. Die Fläche 5 der Metallplatte 1 bleibt in ihrer ursprünglichen unbearbeiteten Form. Bei der Metallplatte 1 handelt es sich um eine Kupferplatte der Materialstärke 0,5 mm. Die Temperaturbeaufschlagung zur Erzeugung der Farbe der Fläche 4 erfolgt mittels eines Gasgemisch-Brenners.
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Ein Teil der sich zwischen den Kanten 2, 3 der Metallplatte 1 erstreckenden Fläche 4 weist eine Oberflächenstruktur mit Erhebungen 6, 7, 8 und Vertiefungen 9 auf.
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Die Erhebungen 6, 8 sind Teil einer Ringstruktur. Die Erhebung 7 ist ein kleines Plateau zwischen den Erhebungen 6, 8 der Ringstruktur. Die Erhebungen 6, 7, 8 sind mittels Elektroden eines Schweißgerätes erzeugt worden. Die Vertiefungen 9 sind mittels einer Stahlbürste eingearbeitete Rillen. Die Erhebungen 6, 8, die Erhebungen 7 und die Vertiefungen 9 weisen unterschiedliche Farben auf, die durch den in verschiedener Weise gehandhabten Gasgemisch-Brenner erzeugt worden sind. Die unterschiedlichen Farben werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel erhalten durch
- • unterschiedliche Temperatur- und Flammenausbildung, was am Gasgemisch-Brenner einstellbar ist
- • durch die querschnittsbezogene Auswahl unterschiedlicher Brennerdüsen mit unterschiedlich großen Düsenöffnungen
- • den Abstand der Flamme des Gasgemisch-Brenners von der Metallplatte 1
- • die Bewegung der Flamme Gasgemisch-Brenners vor der Metallplatte 1
- • die Verweildauer der Flamme Gasgemisch-Brenners vor der Metallplatte 1, bzw. einem Teil davon
- • die abrupte Abkühlung bei Erreichen erwünschter Farben zur Konservierung derselben.
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Die Höhe der Erhebungen 6, 7, 8 und die Tiefe der Vertiefungen 9 betragen im vorliegenden Ausführungsbeispiel nur wenige µm.
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Hinsichtlich weiterer, in den Figuren nicht gezeigter Merkmale wird auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen. Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Lehre nicht auf das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel eingeschränkt ist
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0397037 B1 [0002]
- EP 3170658 B1 [0003]
