DE102022116423B4

DE102022116423B4 - Presswerkzeug und Verfahren zur Herstellung eines Presswerkzeugs

Info

Publication number: DE102022116423B4
Application number: DE102022116423.3A
Authority: DE
Inventors: Berthold Thölen
Original assignee: Hueck Rheinische GmbH
Current assignee: Hueck Rheinische GmbH
Priority date: 2022-06-30
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2042-07-01
Also published as: WO2024003125A1; DE102022116423A1

Abstract

Presswerkzeug (1) zur Nachahmung von Holz, das eine Tragstruktur aus Stahlblech aufweist, aus einem Pressblech oder Endlosband gebildet ist und zum Verpressen von Werkstoffplatten in Heizpressen ausgebildet ist, wobeidie Tragstruktur des Presswerkzeuges (1) eine durch mindestens eine Bearbeitung hergestellte Grobstruktur (2) mit einer Tiefe von mindestens 150 µm aufweist,zumindest ein Teilbereich (4) der Grobstruktur (2) durch Laserpolieren verrundet ist und dadurch einer Holzmaserung entspricht, unddie Oberfläche des Presswerkzeuges (1) eine durch mindestens eine Bearbeitung hergestellte Feinstruktur (5) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Presswerkzeug zur Nachahmung von Holz, ein Verfahren zur Herstellung eines Presswerkzeugs zur Nachahmung von Holz und ein Verfahren zum Herstellen einer Werkstoffplatte.
Werkstoffplatten, beispielsweise Holzwerkstoffplatten, werden für die Möbelindustrie und für den Innenausbau, beispielsweise für Laminatfußböden benötigt. Die Werkstoffplatten weisen einen Kern aus MDF (mitteldichte Faserplatte) oder HDF (hochdichte Faserplatte) auf, auf welchen Kern zumindest einseitig verschiedene Materialauflagen aufgelegt werden, beispielsweise eine (optische) Dekorschicht und eine Schutzschicht (Overlay-Schicht).
Um bei den hergestellten Werkstoffplatten einen Verzug zu vermeiden, werden solche Werkstoffplatten in der Regel beidseitig mit derselben Anzahl von Materialauflagen versehen; um die die einzelnen Lagen der Werkstoffplatten (Kern, Materialauflagen, etc.) miteinander zu verbinden, werden diese in einer Presse unter Verwendung spezieller Presswerkzeuge, insbesondere Pressbleche oder Endlosbänder, miteinander verpresst. Dabei erfolgt auch eine Oberflächenprägung der Werkstoffplatten. Üblicherweise kommen dabei Heißpressen zum Einsatz, um die verschiedenen Materialauflagen aus Duroplastharzen, beispielsweise Melaminharz, unter Wärmeeinwirkung durch eine Verschmelzung der Kunststoffmaterialien mit der Oberfläche des Kerns zu verbinden.
Die Dekorschichten bestimmen dabei das Muster und die Farbgestaltung der Werkstoffplatten; eine gewünschte Oberflächenstruktur hingegen kann durch Verwendung passender Presswerkzeuge erreicht werden. Beispielsweise kann ein Holz- oder Fliesendekor auf der Dekorschicht (Dekorpapier) aufgedruckt sein, oder es werden Dekorschichten mit Mustern und Farbgestaltungen verwendet, die entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck künstlerisch gestaltet sind. Hierbei können auch Overlay-Schichten verwendet werden, die auf der Ober- oder Unterseite bedruckt sind.
Zur Verbesserung einer naturgetreuen Nachbildung, insbesondere bei Werkstoffplatten mit Holz-, Fliesen- oder Natursteindekor, werden die Presswerkzeuge mit einer Oberflächenstrukturierung versehen, die deckungskonform zu der Dekorschicht ausgebildet ist und eine Negativabbildung der gewünschten Oberflächenstruktur ausbildet. Deshalb weisen die Presswerkzeuge ein 3D-Profil (Tiefenstrukturierung) auf, welches beispielsweise den Holznerven einer Holzoberfläche nachempfunden ist, um der Dekorschicht der Werkstoffplatte das Erscheinungsbild einer solchen Holzoberfläche zu verleihen.
Zur Erzielung der deckungskonformen Prägung der Werkstoffplatten - also der erforderlichen Passgenauigkeit von Dekorschicht(en) und Oberflächenstruktur der Werkstoffplatte - wird für die Produktion der Presswerkzeuge ein hoher Qualitätsstandard gefordert. Insbesondere werden die Pressbleche oder Endlosbänder hierbei als Ober- und Unterwerkzeug in Kurztaktpressen, welche mit Pressblechen belegt sind, oder in Doppelbandpressen bei Endlosbändern eingesetzt, wobei gleichzeitig die Prägung und die Erwärmung der Werkstoffplatten erfolgt, sodass die Duroplastharze der Dekor- und/oder Overlay-Schichten der Werkstoffplatten zunächst aufgeschmolzen werden, die der Oberflächenstrukturierung der Presswerkzeuge entsprechende Oberflächenstruktur in die außenliegenden Materialauflagen eingebracht wird, und die strukturierten Materialauflagen durch anschließendes Aushärten mit dem Kern der Werkstoffplatte verbunden werden.
Um die gewünschte Oberflächenstrukturierung in bzw. auf den Presswerkzeugen herzustellen, können etwa digitalisierte Bilddaten einer Dekorvorlage verwendet werden, um ein Ätzresist für die Strukturierung der Pressbleche oder Endlosbänder aufzubringen. Zu diesem Zweck wird, beispielsweise mithilfe eines Digitaldruckers, ein Ätzresist auf die Pressbleche oder Endlosbänder aufgetragen, um anschließend einen Ätzprozess vorzunehmen. Nach Entfernen des Ätzresists kann eine weitere Behandlung des Presswerkzeugs erfolgen, wobei vorzugsweise bei Oberflächenstrukturierungen mit besonders tiefen/hohen Strukturen mehrere Ätzvorgänge hintereinander vorgenommen werden können. Hierzu wird auf das bereits geätzte Pressblech oder Endlosband wiederum ein Ätzresist aufgetragen und eine erneute Ätzung durchgeführt, bis die gewünschte Tiefenstruktur hergestellt wurde. Bei den einzelnen Ätzprozessen kann darüber hinaus eine Grob- oder Feinstrukturierung der Oberflächenstrukturierung vorgenommen werden, je nachdem welche Oberflächenstruktur der Werkstoffplatte verliehen werden soll.
Alternativ oder zusätzlich zu den beschriebenen Ätzverfahren oder anderen materialabtragenden Verfahren können auch materialauftragende Verfahren zur (schichtweisen) Herstellung der Oberflächenstrukturierung auf der Oberfläche der Presswerkzeuge verwendet werden. Bei den meisten dieser Verfahren kommen Masken (Maskierungen) zum Einsatz, durch welche die Oberfläche des Presswerkzeugs vor einem nachfolgenden Materialauftrag oder -abtrag geschützt werden soll. Durch wiederholtes Aufbringen entsprechender Masken und anschließenden Materialauftrag oder -abtrag lassen sich Oberflächenstrukturierungen verschiedenster Ausgestaltungen herstellen.
Unabhängig vom jeweils gewählten Verfahren entsteht auf dem Presswerkzeug schlussendlich eine Oberflächenstrukturierung, die das Negativ der in die Werkstoffplatte einzuprägenden Oberflächenstruktur darstellt. Dabei entsprechen Erhebungen in der Oberflächenstrukturierung den einzuprägenden Vertiefungen in der Oberflächenstruktur der Werkstoffplatte bzw. entsprechen Vertiefungen in der Oberflächenstrukturierung den Erhebungen, welche die Oberflächenstruktur der Werkstoffplatte aufweisen soll.
Zur weiteren Verbesserung einer naturgetreuen Nachbildung natürlicher Oberflächen, insbesondere von Holz-, Fliesen- oder Natursteinoberflächen, werden Presswerkzeuge eingesetzt, die zudem über unterschiedliche Glanzgrade verfügen. Durch die Einstellung jeweils eines bestimmten Glanzgrades in einem ausgewählten Oberflächenbereich des Presswerkzeugs wird die Möglichkeit geschaffen, in der Werkstoffplatte etwaige Reflektionen oder Schattierungen zu erzeugen, die für einen Betrachter beispielsweise den Eindruck einer natürlichen Holz-, Fliesen- oder Natursteinoberfläche verstärken. Hierzu werden im Stand der Technik beispielsweise dünne Chromschichten mit unterschiedlichen Glanzgraden verwendet, wobei zunächst eine vollflächige Verchromung der Oberfläche des Presswerkzeugs erfolgt und im Anschluss daran eine weitere Chromschicht aufgebracht wird, die entweder nur erhabene oder nur tieferliegende Bereiche der Oberflächenstrukturierung bedeckt ( EP 3 010 704 B1 ).
Aus der EP 2 839 970 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer hydrophoben oder superhydrophoben Oberflächentopografie eines Presswerkzeuges in Form eines Pressbleches, Endlosbandes oder einer Prägewalze bekannt. Um die Reinigungsmöglichkeit der mit den Presswerkzeugen hergestellten Werkstoffplatten zu verbessern, wird eine Mikrostrukturierung auf der Oberfläche vorgesehen.
Aus der EP 2 060 658 A2 ist ein Verfahren zur Bearbeitung einer strukturierten Oberfläche eines Prägewerkzeugs bekannt, bei dem die Oberfläche mit einer ersten metallischen Beschichtung vollflächig versehen wird, um Holzporen nachzuempfinden.
Aus der EP 2 289 708 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Oberflächenstruktur eines metallischen Pressbleches, Endlosbandes oder einer Prägewalze mit Hilfe zumindest eines Lasers sowie eine Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens bekannt. Mit Hilfe des Lasers wird eine Tiefenstruktur erzeugt.
Presswerkzeuge z.B. in Form von Pressblechen, Endlosbändern oder Prägewalzen umfassen eine strukturierte Pressoberfläche und werden z.B. in der holzverarbeitenden Industrie eingesetzt, um z.B. Möbel, Laminate oder Paneele, also allgemein Werkstoffplatten herzustellen. Die Werkstoffplatten werden mit der strukturierten Pressoberfläche des Presswerkzeugs verpresst, sodass die Werkstücke strukturierte Oberflächen entsprechend der strukturierten Pressoberfläche erhalten.
Nachteilig bei den bisher bekannten Verfahren ist es jedoch, dass die Gestaltungsmöglichkeiten begrenzt sind, d.h. beispielsweise, dass die Nachahmung des Werkstoffes Holz bisher nur unvollständig gelingt und insbesondere ein gewünschter Antiklook, also ein anscheinender Abnutzungsgrad nicht einfach herzustellen ist. Im Unterschied zur Nachbildung einer Holz- und Steinoptik folgt die Struktur nicht unbedingt dem Muster. Ältere Naturböden weisen stark verrundete und ungleichmäßig angeordnete und ausgeformte Bereiche aus.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Presswerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Presswerkzeugs zur Verfügung zu stellen, mittels derer die Nachahmung von Holz als Werkstoff besser gelingt, sowie ein Abnutzungsgrad einfacher herzustellen ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Presswerkzeug, ein Verfahren zur Herstellung eines Presswerkzeugs Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Werkstückes gemäß den Ansprüchen gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt einer Ausführungsform ist ein Presswerkzeug zur Nachahmung von Holz, das eine Tragstruktur aus Stahlblech aufweist, aus einem Pressblech oder Endlosband gebildet und zum Verpressen von Werkstoffplatten in Heizpressen ausgebildet. Unter eine Tragstruktur ist ein lastaufnehmender Bereich des Presswerkzeug zu verstehen, welcher auf der nicht strukturierten und bevorzugt ebenen Fläche des Presswerkzeuges angeordnet ist und welcher nicht durch die Grobstruktur durchsetzt ist. Die Tragstruktur weist bevorzugt eine Dicke von zumindest 500 µm bevorzugt zumindest 2000 µm oder besonders bevorzugt von zwischen 2000 und 5000 µm auf. Dabei weist die Tragstruktur des Presswerkzeuges eine durch mindestens eine Bearbeitung hergestellte Grobstruktur mit einer Tiefe von mindestens 150 µm auf, zumindest ein Teilbereich der Grobstruktur ist durch Laserpolieren verrundet und entspricht dadurch einer Holzmaserung, und die Oberfläche des Presswerkzeuges weist eine durch mindestens eine Bearbeitung hergestellte Feinstruktur auf.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Presswerkzeuges zur Nachahmung von Holz die Schritte Herstellen einer Grobstruktur mit einer Tiefe von mindestens 150 µm auf der Tragstruktur des Presswerkzeuges durch mindestens eine Bearbeitung, Verrunden zumindest eines Teilbereichs der Grobstruktur durch Laserpolieren, so dass der Teilbereich (4) der Grobstruktur (2) einer Holzmaserung entspricht, und Herstellen einer Feinstruktur auf der Oberfläche des Presswerkzeuges durch mindestens eine Bearbeitung. Hierbei weist das Presswerkzeug ebenfalls eine Tragstruktur aus Stahlblech auf, ist aus einem Pressblech oder Endlosband gebildet und zum Verpressen von Werkstoffplatten in Heizpressen ausgebildet.
Gemäß einem dritten Aspekt der Ausführungsform wird in einem Verfahren zum Herstellen einer Werkstoffplatte mit einer strukturierten Oberfläche durch Verpressen ein solches Presswerkzeug zum Verpressen der Werkstoffplatte eingesetzt.
Es hat sich gezeigt, dass durch das Presswerkzeug und die Verfahren der ersten Ausführungsform der Gesamteindruck eines Werkstücks, d.h. beispielsweise des verpressten Laminats, sehr individuell gestaltet werden kann, und beispielsweise stark abgenutztes Holz imitiert werden kann. Darüber hinaus können dadurch Äste in ihrem natürlichen Erscheinungsbild besser nachempfunden werden.
Die weiteren Ausführungsformen können jeden der zuvor genannten Aspekte betreffen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Grobstruktur eine Tiefe zwischen 150 µm und 2000 µm auf. Besonders bevorzugt ist eine Tiefe zwischen 150 µm und 1500 µm.
Der Laser kann dabei in unterschiedlichen Winkeln auf die Grobstruktur gerichtet werden. Bevorzugterweise kann der Laser mit einstellbaren Parametern, wie Abtragsleistung und mit einstellbarerer Geschwindigkeit sowie variablen Abstand über die Grobstruktur geführt werden. In besonders bevorzugterweise können selektiv bestimmte Bereiche der Grobstruktur wie scharfe Kanten oder größere Bereiche der Grobstruktur bearbeitet werden. Der Laser kann dabei von gemäß einem 3-D Datensatz oder einer Graustufendatei der gewünschten Verrundung des Presswerkzeuges gesteuert werden. Beispielsweise würden mehr zu bearbeitende Bereiche dunkler in der Graustufendatei erscheinen. Im Falle der Graustufendatei können bevorzugt einzelnen Graustufenwerten bestimmte Parameter der Lasereinstellung zugewiesen sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind auf der Tragstruktur eine oder mehrere Beschichtungen vollflächig oder teilflächig aufgebracht, und die Oberfläche des Presswerkzeugs ist durch die Oberfläche der obersten vollflächigen Beschichtung oder aus den zuoberst liegenden Teilflächen der teilflächigen Beschichtungen gebildet. Im Verfahren werden eine oder mehrere Beschichtungen vor dem Herstellen der Grobstruktur vollflächig oder teilflächig auf der Tragstruktur aufgebracht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist mindestens ein Bereich der Oberfläche des Presswerkzeugs einen ersten Glanzgrad auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist mindestens ein weiterer Bereich der Oberfläche des Presswerkzeugs einen zweiten Glanzgrad auf, der sich vom ersten Glanzgrad unterscheidet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist jede der Beschichtungen entweder metallisch, keramisch oder kunststoffhaltig.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eine der Beschichtungen eine Chromschicht oder eine vernickelte oder nickelhaltige Beschichtung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein Bereich mindestens einer Beschichtung durch Laserbearbeitung, Mattätzen, Sandstrahlen oder chemische Behandlung ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Ränder mindestens einer Beschichtung durch starkes Polieren gebrochen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst mindestens eine der Bearbeitungen eines oder mehrere aus Pressen, Prägen, Ätzen, Polieren, Bearbeiten mit einem Laser, Schleifen, Fräsen und Aufbringen einer weiteren Beschichtung oder eine Kombination davon.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eine Beschichtung durch chemisches Abscheiden auf der Tragstruktur aufgebracht.
Die Ausführungsformen zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch jegliche Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

1 beispielhaft eine Presswerkzeug gemäß einer Ausführungsform,
2 beispielhaft eine Grobstruktur gemäß einer Ausführungsform,
3 beispielhaft eine verrundete Grobstruktur gemäß einer Ausführungsform, und
4 beispielhaft eine Feinstruktur gemäß einer Ausführungsform.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
1 zeigt ein Presswerkzeug 1 zur Nachahmung von Holz mit einer darauf angebrachten Struktur, die beim Verpressen eines Werkstücks mit dem Presswerkzeug 1, beispielsweise in einer Heizpresse, die Struktur auf das Werkstück überträgt. Dadurch kann die Struktur, die beispielsweise der Maserung eines Holzes entspricht, auf das Werkstück übertragen werden. Dadurch erhält das Werkstück eine Holzoptik, d.h. es sieht aus wie Holz.
Um diese Struktur auf dem Presswerkzeug 1 zu erzeugen, wird das Presswerkzeug 1, dass beispielsweise ein Pressbleck oder ein Endlosband sein kann, bearbeitet. Diese Bearbeitung kann erfolgen durch eines aus Sandstrahlen, chemische Behandlung, Pressen, Prägen, Ätzen, Polieren, Bearbeiten mit einem Laser, Schleifen, Fräsen und Aufbringen von Beschichtungen oder eine durch eine Kombination von mehreren davon.
2 zeigt eine durch mindestens eine Bearbeitung hergestellte Grobstruktur 2 auf der Tragstruktur des Presswerkzeuges 1 im Querschnitt. Die Bearbeitungstiefe beträgt hierbei mindestens 150 µm. Die Bearbeitungstiefe kann hierbei eine Tiefe zwischen 150 µm und 2000 µm betragen, wobei eine Tiefe zwischen 150 µm und 1500 µm besonders bevorzugt ist.
Hierbei kann jede Bearbeitung durch eines aus Sandstrahlen, chemische Behandlung, Pressen, Prägen, Ätzen, Polieren, Bearbeiten mit einem Laser, Schleifen, Fräsen und Aufbringen von Beschichtungen oder eine durch eine Kombination von mehreren davon erfolgen.
In 2 wird auch gezeigt, dass die Grobstruktur 2 an einigen Stellen 3 scharfe Kanten aufweist, bzw. sehr eckig ausgestaltet ist.
3 zeigt eine verrundete Grobstruktur 2 des Presswerkzeuges 1 im Querschnitt. Mindestens ein Teilbereich der Grobstruktur 2 ist durch Laserpolieren verrundet. Durch das Laserpolieren werden die Kanten der Grobstruktur 2 oder von Teilbereichen davon abgerundet, was es ermöglicht, der Grobstruktur 2 oder Teilbereichen davon eine weichere Optik zu geben. Dabei ist auch weiterhin vor Vorteil, dass die Haptik sich ändert, und durch die weicheren Kanten die Ähnlichkeit zum Holz verbessert wird.
Hierbei wird das Relief der Grobstruktur 2 durch Laserpolieren verrundet ist. Dabei wird entweder das Relief der gesamten Grobstruktur 2 des Presswerkzeuges 1 durch Laserpolieren verrundet oder nur die Reliefs von Teilbereichen der Grobstruktur 2 des Presswerkzeuges 1.
Beim Laserpolieren werden dünnen Randschicht der Struktur durch das Wirkprinzip des Umschmelzens und der Glättung des dann flüssigen Materials infolge der Grenzflächenspannung verrundet. Zum Laserpolieren können beispielsweise Festkörperlaser eingesetzt werden. Je nach dem Zustand der zu verrundenden Oberfläche können gepulste Laser mit Pulsdauern von einigen 100 Nanosekunden oder kontinuierliche Laser eingesetzt werden.
Durch das Einsetzen eines Lasers zum Polieren werden automatisierte Verrundungen von dreidimensionalen Oberflächen mit gleichwertiger Verrundungsgüte ermöglicht. Gegenüber einem manuellen Polieren wird insbesondere eine höhere Bearbeitungsgeschwindigkeit erreicht. Darüber hinaus kann eine Reproduzierbarkeit sichergestellt werden, d.h. alle Presswerkzeuge können identisch sein.
Darüber hinaus entsteht beim Laserpolieren eine geringe mechanische Belastung des Presswerkzeugs 1, da Laserpolieren ein berührungsloses Verfahren ist. Somit entstehen auch keine Schleif- oder Polierabfälle, und es muss kein Schleif- und Poliermittel in die Oberfläche eingearbeitet werden.
3 zeigt, dass einige der vormals scharfen Kanten bzw. eckigen Stellen 3 verrundet sind, diese sind als verrundete Stellen 4 gekennzeichnet.
4 zeigt eine auf der verrundeten Grobstruktur 2 hergestellte Feinstruktur 5 im Querschnitt. Die Feinstruktur 5 wird hierbei durch mindestens eine Bearbeitung auf der Oberfläche des Presswerkzeuges 1 hergestellt.
Auch hierbei kann jede Bearbeitung durch eines aus Sandstrahlen, chemische Behandlung, Pressen, Prägen, Ätzen, Polieren, Bearbeiten mit einem Laser, Schleifen, Fräsen und Aufbringen von Beschichtungen oder eine durch eine Kombination von mehreren davon erfolgen.
Um solch ein Presswerkzeug 1 herzustellen, wird zuerst die Grobstruktur 2 auf der Tragstruktur des Presswerkzeuges 1 durch mindestens eine Bearbeitung hergestellt. Anschließend wird zumindest ein Teilbereich der Grobstruktur 2 durch Laserpolieren verrundet. Dann wird durch mindestens eine Bearbeitung eine Feinstruktur 5 auf der Oberfläche des Presswerkzeuges 1 hergestellt.
Wie bereits oben dargelegt kann jede der Bearbeitungen durch eines aus Sandstrahlen, chemische Behandlung, Pressen, Prägen, Ätzen, Polieren, Bearbeiten mit einem Laser, Schleifen, Fräsen und Aufbringen von Beschichtungen oder eine durch eine Kombination von mehreren davon erfolgen.
Alternativ oder zusätzlich zu dem bisher beschriebenen können auf der Tragstruktur eine oder mehrere Beschichtungen vollflächig oder teilflächig aufgebracht sein. Dann wird die die Oberfläche des Presswerkzeugs 1 durch die Oberfläche der obersten vollflächigen Beschichtung oder aus den zuoberst liegenden Teilflächen der teilflächigen Beschichtungen. Hierbei können mehrere Teilflächen eine Gesamtfläche der Oberfläche bilden.
Die Beschichtung oder Beschichtungen können hierbei vor dem Herstellen der Grobstruktur 2 aufgebracht werden, so dass die Grobstruktur 2 in den Beschichtungen hergestellt wird. Die Beschichtungen können aber auch erst aufgebracht werden, nachdem die Grobstruktur 2 in der Tragstruktur des Presswerkzeuges 1 hergestellt ist. Beschichtungen können sogar auch nach dem Verrunden durch Polieren und vor dem Herstellen der Feinstruktur 5 aufgebracht werden. Schließlich können auch Beschichtungen nach dem Herstellen der Feinstruktur 5 aufgebracht werden.
Hierdurch kann in einem oder mehreren Bereichen der Oberfläche des fertigen Presswerkzeuges 1 ein erster Glanzgrad erzeugt werden. Dieser Bereich bzw. diese Bereiche können hierbei welche sein, in denen eine Grobstruktur 2 verrundet wurde, es können aber auch Bereiche sein, die durch das Verrunden nicht mehr verändert wurden.
Alternativ können die Glanzgrade aber auch durch Bearbeitungen erzeugt werden. Dabei kann jede solcher Bearbeitungen durch eines aus Sandstrahlen, chemische Behandlung, Pressen, Prägen, Ätzen, Polieren, Bearbeiten mit einem Laser, Schleifen, Fräsen und Aufbringen von Beschichtungen oder eine durch eine Kombination von mehreren davon erfolgen.
Durch das Aufbringen von verschiedenen Beschichtungen oder auch durch verschiedene Bearbeitungen einer Beschichtung kann mindestens ein weiterer Bereich der Oberfläche des Presswerkzeugs 1 einen zweiten Glanzgrad aufweisen, der sich vom ersten Glanzgrad unterscheidet. Zwei verschiedene Glanzgrade können auch erzeugt werden, indem ein oder mehrere Bereiche bearbeitet werden und ein oder mehrere Bereiche unbearbeitet oder unbeschichtet bleiben.
Jede dieser Beschichtungen kann metallisch, keramisch oder kunststoffhaltig sein. Kunststoffhaltige Beschichtungen sind beispielsweise in der DE 10 2019 127 659 A1 beschrieben, in der Lack- oder Kunststoffschichten vorzugsweise umfassend Polyetheretherketon oder Polyetheretherketon, optional auch unter Zugabe von Mineralpartikel, beschrieben werden.
Mindestens eine der Beschichtungen kann eine Chromschicht oder eine vernickelte oder nickelhaltige Beschichtung sein. Darüber hinaus kann einer oder mehrere Bereiche der Beschichtungen durch Laserbearbeitung, Mattätzen, Sandstrahlen oder chemische Behandlung ausgebildet sein. Außerdem können auch die Ränder mindestens einer Beschichtung durch starkes Polieren gebrochen sein. Dieses Polieren kann ebenfalls ein Laserpolieren sein.
Jede der oben beschriebenen Beschichtung kann auch durch chemisches Abscheiden aufgebracht sein. Wie bereits beschrieben, kann jede Beschichtung auf der Tragstruktur ohne Struktur, auf der Grobstruktur, auf der (teil-)verrundeten Grobstruktur und auch auf der Feinstruktur aufgebracht werden.
Abschließend sei nochmals erwähnt, dass jede der hier dargelegten Bearbeitungen durch eines aus Sandstrahlen, chemische Behandlung, Pressen, Prägen, Ätzen, Polieren, Bearbeiten mit einem Laser, Schleifen, Fräsen und Aufbringen von Beschichtungen oder eine durch eine Kombination von mehreren davon erfolgen.
Um mit dem so erzeugten Presswerkzeug ein Werkstück, d.h. eine Werkstoffplatte herzustellen, wird ein Verfahren zum Herstellen einer Werkstoffplatte mit einer strukturierten Oberfläche durch Verpressen verwendet, wobei zum Verpressen der Werkstoffplatte ein Presswerkzeug wie oben beschrieben eingesetzt.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Bezugszeichenliste:

1: Presswerkzeug
2: Grobstruktur
3: Scharfe Kanten bzw. eckige Stellen
4: Verrundete Stellen
5: Feinstruktur

Claims

Presswerkzeug (1) zur Nachahmung von Holz, das eine Tragstruktur aus Stahlblech aufweist, aus einem Pressblech oder Endlosband gebildet ist und zum Verpressen von Werkstoffplatten in Heizpressen ausgebildet ist, wobei die Tragstruktur des Presswerkzeuges (1) eine durch mindestens eine Bearbeitung hergestellte Grobstruktur (2) mit einer Tiefe von mindestens 150 µm aufweist, zumindest ein Teilbereich (4) der Grobstruktur (2) durch Laserpolieren verrundet ist und dadurch einer Holzmaserung entspricht, und die Oberfläche des Presswerkzeuges (1) eine durch mindestens eine Bearbeitung hergestellte Feinstruktur (5) aufweist.
Presswerkzeug (1) gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Grobstruktur (2) eine Tiefe zwischen 150 µm und 2000 µm aufweist, besonders bevorzugt eine Tiefe zwischen 150 µm und 1500 µm.
Presswerkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Relief der gesamten Grobstruktur (2) des Presswerkzeuges (1) durch Laserpolieren verrundet ist.
Presswerkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf der Tragstruktur eine oder mehrere Beschichtungen vollflächig oder teilflächig aufgebracht sind, und die Oberfläche des Presswerkzeugs (1) durch die Oberfläche der obersten vollflächigen Beschichtung gebildet ist oder aus den zuoberst liegenden Teilflächen der teilflächigen Beschichtungen gebildet ist.
Presswerkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Bereich der Oberfläche des Presswerkzeugs (1) einen ersten Glanzgrad aufweist.
Presswerkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein weiterer Bereich der Oberfläche des Presswerkzeugs (1) einen zweiten Glanzgrad aufweist, der sich vom ersten Glanzgrad unterscheidet.
Presswerkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der Beschichtungen entweder metallisch, keramisch oder kunststoffhaltig ist.
Presswerkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Beschichtungen eine Chromschicht oder eine vernickelte oder nickelhaltige Beschichtung ist.
Presswerkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Bereich mindestens einer Beschichtung durch Laserbearbeitung, Mattätzen, Sandstrahlen oder chemische Behandlung ausgebildet ist.
Presswerkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ränder mindestens einer Beschichtung durch starkes Polieren gebrochen sind.
Presswerkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Bearbeitungen eines oder mehrere aus Pressen, Prägen, Ätzen, Polieren, Bearbeiten mit einem Laser, Schleifen, Fräsen und Aufbringen einer weiteren Beschichtung oder eine Kombination davon umfasst.
Presswerkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Beschichtung durch chemisches Abscheiden auf der Tragstruktur aufgebracht ist.
Verfahren zur Herstellung eines Presswerkzeuges (1) zur Nachahmung von Holz, wobei das Presswerkzeug (1) eine Tragstruktur aus Stahlblech aufweist, aus einem Pressblech oder Endlosband gebildet ist und zum Verpressen von Werkstoffplatten in Heizpressen ausgebildet ist, wobei das Verfahren umfasst: Herstellen einer Grobstruktur (2) mit einer Tiefe von mindestens 150 µm auf der Tragstruktur des Presswerkzeuges (1) durch mindestens eine Bearbeitung, Verrunden zumindest eines Teilbereichs (4) der Grobstruktur (2) durch Laserpolieren, so dass der Teilbereich (4) der Grobstruktur (2) einer Holzmaserung entspricht, und Herstellen einer Feinstruktur (5) auf der Oberfläche des Presswerkzeuges (1) durch mindestens eine Bearbeitung.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das Herstellen der Grobstruktur (2) eine Grobstruktur (2) mit einer Tiefe zwischen 150 µm und 2000 µm herstellt, besonders bevorzugt mit einer Tiefe zwischen 150 µm und 1500 µm.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 14, weiterhin vor dem Herstellen der Grobstruktur (2) umfassend: vollflächiges oder teilflächiges Aufbringen auf der Tragstruktur einer oder mehrerer Beschichtungen, wodurch die Oberfläche des Presswerkzeugs (1) durch die Oberfläche der obersten vollflächigen Beschichtung gebildet ist oder aus den zuoberst liegenden Teilflächen der teilflächigen Beschichtungen gebildet ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, weiterhin umfassend Erzeugen in mindestens einem Bereich der Oberfläche des Presswerkzeugs (1) eines ersten Glanzgrades.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, weiterhin umfassend Erzeugen in mindestens einem weiteren Bereich der Oberfläche des Presswerkzeugs (1) eines zweiten Glanzgrades, der sich vom ersten Glanzgrad unterscheidet.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei jede der Beschichtungen entweder metallisch, keramisch oder kunststoffhaltig ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei mindestens eine der Beschichtungen eine Chromschicht oder eine vernickelte oder nickelhaltige Beschichtung ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, weiterhin umfassend Ausbilden mindestens eines Bereiches mindestens einer Beschichtung durch Laserbearbeitung, Mattätzen, Sandstrahlen oder chemische Behandlung.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 20, weiterhin umfassend Brechen der Ränder mindestens einer Beschichtung durch starkes Polieren.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 21, wobei mindestens ein Bearbeiten eines oder mehrere aus Pressen, Prägen, Ätzen, Polieren, Bearbeiten mit einem Laser, Schleifen, Fräsen und Aufbringen einer weiteren Beschichtung oder eine Kombination davon umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 22, weiterhin umfassend Aufbringen mindestens einer Beschichtung auf der Tragstruktur durch chemisches Abscheiden.
Verfahren zum Herstellen einer Werkstoffplatte mit einer strukturierten Oberfläche durch Verpressen, wobei zum Verpressen der Werkstoffplatte ein Presswerkzeug (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 eingesetzt wird.