DE102022116427A1 - Method for processing a surface of a pressing tool - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche (2) eines Presswerkzeugs (1), insbesondere eines Pressblechs oder eines Pressbands, bei dem zunächst eine Oberflächenstrukturierung (10) umfassend zumindest eine Struktur mit einer Erhebung (4) und einer Vertiefung (3) hergestellt wird; anschließend eine Maske (18) auf die Oberfläche (2) aufgebracht wird; daraufhin eine metallische Schutzschicht (11) auf die Oberfläche (2) des Presswerkzeugs (1) aufgebracht wird, sodass die Struktur von der Schutzschicht (11) bedeckt ist; und zuletzt zumindest ein weiterer Behandlungsschritt an der Oberfläche (2) des Presswerkzeugs (1) ausgeführt wird.The invention relates to a method for processing a surface (2) of a pressing tool (1), in particular a press sheet or a press belt, in which a surface structuring (10) comprising at least one structure with an elevation (4) and a depression (3) is first produced becomes; a mask (18) is then applied to the surface (2); a metallic protective layer (11) is then applied to the surface (2) of the pressing tool (1) so that the structure is covered by the protective layer (11); and finally at least one further treatment step is carried out on the surface (2) of the pressing tool (1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Presswerkzeugs, insbesondere eines Pressblechs oder eines Pressbands, sowie ein Presswerkzeug, also beispielsweise ein Pressblech oder ein Pressband, zur Herstellung eines Werkstücks aufweisend eine in oder auf einer Oberfläche des Presswerkzeugs angeordnete Oberflächenstrukturierung, welche Oberflächenstrukturierung zumindest eine Struktur mit einer Erhebung und einerbezogen auf die Erhebung tieferliegenden - Vertiefung aufweist, sowie eine metallische Schutzschicht, welche metallische Schutzschicht auf der Oberfläche angeordnet ist.The present invention relates to a method for processing a surface of a press tool, in particular a press plate or a press belt, and a press tool, for example a press plate or a press belt, for producing a workpiece having a surface structuring arranged in or on a surface of the press tool, which surface structuring has at least one structure with an elevation and a depression that is deeper in relation to the elevation, as well as a metallic protective layer, which metallic protective layer is arranged on the surface.
Stand der TechnikState of the art
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).Material panels, for example wood-based panels, are required for the furniture industry and for interior design, for example for laminate floors. The material panels have a core made of MDF (medium density fiberboard) or HDF (high density fiberboard), onto which core various material layers are placed at least on one side, for example an (optical) decorative layer and a protective layer (overlay layer).
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.In order to avoid distortion in the material panels produced, such material panels are usually provided with the same number of material layers on both sides; In order to connect the individual layers of the material panels (core, material supports, etc.) to one another, they are pressed together in a press using special pressing tools, in particular pressing sheets or endless belts. The surface of the material panels is also embossed. Hot presses are usually used to connect the various material layers made of thermoset resins, for example melamine resin, under the influence of heat by fusing the plastic materials with the surface of the core.
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.The decorative layers determine the pattern and color design of the material panels; However, a desired surface structure can be achieved by using suitable pressing tools. For example, a wood or tile decoration can be printed on the decorative layer (decorative paper), or decorative layers with patterns and color designs that are artistically designed according to the respective intended use are used. Overlay layers that are printed on the top or bottom can also be used.
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.In order to improve a true-to-life replica, especially in the case of material panels with wood, tile or natural stone decor, the pressing tools are provided with a surface structure that is designed to be congruent with the decorative layer and forms a negative image of the desired surface structure. That is why the pressing tools have a 3D profile (depth structuring), which is modeled on the wood nerves of a wooden surface, for example, in order to give the decorative layer of the material board the appearance of such a wooden surface.
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.In order to achieve the conformal embossing of the material panels - i.e. the required accuracy of fit between the decorative layer(s) and the surface structure of the material panel - a high quality standard is required for the production of the pressing tools. In particular, the pressing plates or endless belts are used as upper and lower tools in short-cycle presses, which are covered with pressing plates, or in double-belt presses for endless belts, with the embossing and heating of the material plates taking place at the same time, so that the thermoset resins of the decorative and/or overlay Layers of the material plates are first melted, the surface structure corresponding to the surface structuring of the pressing tools is introduced into the external material layers, and the structured material layers are connected to the core of the material plate by subsequent hardening.
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 Atzresists 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.In order to produce the desired surface structuring in or on the pressing tools, digitized image data of a decorative template can be used to apply an etching resist for structuring the pressed sheets or endless belts. For this purpose, an etching resist is applied to the pressed sheets or endless belts, for example using a digital printer, in order to then carry out an etching process. After the etching resist has been removed, the pressing tool can be further treated, with several etching processes being carried out one after the other, preferably in the case of surface structures with particularly deep/high structures. For this purpose, an etching resist is applied to the already etched pressed sheet or endless strip and etching is carried out again until the desired deep structure has been produced. In the individual etching processes, a rough or fine structuring of the surface structuring can also be carried out, depending on which surface structure is to be given to the material plate.
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.Alternatively or in addition to the described etching processes or other material-removing processes, material-applying processes can also be used to produce the surface (in layers). structuring on the surface of the pressing tools can be used. Most of these processes use masks to protect the surface of the pressing tool from subsequent material application or removal. By repeatedly applying appropriate masks and then applying or removing material, surface structures of a wide variety of designs can be produced.
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.Regardless of the method chosen, a surface structure is ultimately created on the pressing tool, which represents the negative of the surface structure to be impressed into the material plate. Elevations in the surface structuring correspond to the depressions to be impressed in the surface structure of the material plate or depressions in the surface structuring correspond to the elevations that the surface structure of the material plate should have.
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 (
Bei allen bekannten Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche von Presswerkzeugen erweist es sich jedoch als äußerst schwierig bzw. aufwändig, besonders schützenswerte Konturen und Strukturen der Oberflächenstrukturierung vor weiteren Behandlungsschritten, die an der Oberfläche des Presswerkzeugs ausgeführt werden, zu schützen. Insbesondere lässt sich eine selektive Behandlung einzelner Bereiche der Oberflächenstrukturierung in der Praxis nicht erzielen, da dabei - insbesondere aufgrund der Dimensionierung der verwendeten Werkzeuge - in der Regel zwangsläufig auch solche Bereiche der Oberflächenstrukturierung mitbehandelt werden, die bereits fertig ausgeformt und/oder behandelt worden sind. Dies stellt besonders bei Oberflächenstrukturierungen mit Grob- und Feinstrukturen ein Problem dar, da die Herstellung dieser Grob- und Feinstrukturen üblicherweise in unterschiedlichen Bearbeitungsschritten erfolgt und jeweils nur jene Bereiche der Oberfläche des Presswerkzeugs bearbeitet werden dürfen, die entweder nur Grobstrukturen oder nur Feinstrukturen aufweisen. In der Praxis ist es dabei aber unvermeidbar, dass sich die Bearbeitung der Feinstrukturen auch auf (bereits ausgeformte und/oder behandelte) Grobstrukturen auswirkt - beispielsweise kommt es beim Polieren von Feinstrukturen oft zu einer (ungewollten) Glanzgradveränderung im Bereich der Grobstrukturen.However, with all known methods for processing the surface of pressing tools, it proves to be extremely difficult and time-consuming to protect contours and structures of the surface structuring that are particularly worthy of protection from further treatment steps that are carried out on the surface of the pressing tool. In particular, selective treatment of individual areas of the surface structuring cannot be achieved in practice, since - particularly due to the dimensions of the tools used - those areas of the surface structuring that have already been fully formed and/or treated are usually also necessarily treated. This is particularly a problem with surface structures with coarse and fine structures, since the production of these coarse and fine structures usually takes place in different processing steps and only those areas of the surface of the pressing tool that have either only coarse structures or only fine structures may be processed. In practice, however, it is unavoidable that the processing of the fine structures also affects (already formed and/or treated) coarse structures - for example, when polishing fine structures, there is often an (unwanted) change in the level of gloss in the area of the coarse structures.
Ein höherer Detail- bzw. Qualitätsgrad in einem Bereich der Oberflächenstrukturierung geht deshalb meist mit einem Detail- oder Qualitätsverlust in einem anderen Bereich der Oberflächenstrukturierung einher. Selbst durch eine besonders sorgfältige Abstimmung einer Größe der verwendeten Werkzeuge auf eine charakteristische Größe der Strukturen des zu behandelnden Bereiches der Oberflächenstrukturierung lässt sich dieses Problem nicht vollständig vermeiden; meist ist eine solche Abstimmung aufgrund der sehr geringen charakteristischen Größe der Feinstrukturen überhaupt nicht möglich. Jedenfalls gestaltet sich der Herstellungsprozess entsprechender Presswerkzeuge durch diese Problematik komplex und kostenintensiv.A higher level of detail or quality in one area of surface structuring is therefore usually accompanied by a loss of detail or quality in another area of surface structuring. Even by particularly carefully matching the size of the tools used to a characteristic size of the structures of the surface structuring area to be treated, this problem cannot be completely avoided; In most cases, such coordination is not possible at all due to the very small characteristic size of the fine structures. In any case, this problem makes the manufacturing process of corresponding pressing tools complex and cost-intensive.
Aufgabe der ErfindungTask of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Presswerkzeugs zu schaffen, welches eine einfache und kostengünstige Herstellung solcher Presswerkzeuge erlaubt.The present invention is therefore based on the object of creating a method for processing a surface of a pressing tool, which allows simple and cost-effective production of such pressing tools.
Ferner soll ein Presswerkzeug zur Herstellung eines Werkstücks, insbesondere einer Werkstoffplatte, geschaffen werden, dessen Oberflächenstrukturierung unterschiedliche Strukturen, beispielsweise Grob- und Feinstrukturen, mit beliebigem Detail- und Qualitätsgrad aufweist.Furthermore, a pressing tool for producing a workpiece, in particular a material plate, is to be created, the surface structuring of which has different structures, for example coarse and fine structures, with any level of detail and quality.
Weitere Aufgaben der Erfindung gehen aus der Offenbarung dieser Anmeldung hervor.Further objects of the invention emerge from the disclosure of this application.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Presswerkzeugs, insbesondere eines Pressblechs oder eines Pressbands, welches Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- a. Herstellen einer Oberflächenstrukturierung in oder auf der Oberfläche des Presswerkzeugs, wobei die Oberflächenstrukturierung zumindest eine Struktur mit einer Erhebung und einer - bezogen auf die Erhebung tieferliegenden - Vertiefung umfasst;
- b. Aufbringen einer Maske auf die Oberfläche derart, dass zumindest ein die zumindest eine Struktur aufweisender Teilbereich der Oberflächenstrukturierung nicht von der Maske bedeckt ist;
- c. Aufbringen einer metallischen Schutzschicht auf die Oberfläche des Presswerkzeugs derart, dass der Teilbereich der Oberflächenstrukturierung, insbesondere vollständig, von der Schutzschicht bedeckt ist;
- d. Durchführen zumindest eines weiteren Behandlungsschrittes an der Oberfläche des Presswerkzeugs, wobei der von der metallischen Schutzschicht bedeckte Teilbereich der Oberflächenstrukturierung gegen die Wirkung des zumindest einen weiteren Behandlungsschrittes geschützt ist.
- a. Producing a surface structuring in or on the surface of the pressing tool, the surface structuring having at least one structure with an elevation and a - related to the elevation deeper - deepening includes;
- b. Applying a mask to the surface in such a way that at least a portion of the surface structuring having the at least one structure is not covered by the mask;
- c. Applying a metallic protective layer to the surface of the pressing tool in such a way that the partial area of the surface structuring is, in particular completely, covered by the protective layer;
- d. Carrying out at least one further treatment step on the surface of the pressing tool, wherein the portion of the surface structuring covered by the metallic protective layer is protected against the effect of the at least one further treatment step.
Im Allgemeinen handelt es sich bei den erfindungsgegenständlichen Presswerkzeugen um solche, mit deren Hilfe ein Werkstück, insbesondere eine Werkstoffplatte der eingangs näher beschriebenen Art, verpresst bzw. hergestellt werden kann, wobei eine Oberfläche des Werkstücks nach dem Verpressen eine der Oberflächenstrukturierung des Presswerkzeugs entsprechende Oberflächenstruktur aufweist.In general, the pressing tools according to the invention are those with the help of which a workpiece, in particular a material plate of the type described in more detail at the beginning, can be pressed or produced, with a surface of the workpiece having a surface structure corresponding to the surface structuring of the pressing tool after pressing .
Soweit insbesondere Werkstoffplatten hergestellt werden sollen, die beispielsweise als Fußboden- oder Wandpaneele oder bei der Möbelherstellung eingesetzt werden sollen, handelt es sich vor allem um großformatige Presswerkzeuge, die zumindest eine Kantenlänge von mehr als einem Meter aufweisen. Ferner kann es sich aber auch um Presswerkzeuge handeln, die zum Verpressen von Kunststofffolien, Trennfolien, PVC-Oberflächen oder LVT (Luxury Venyl Tiles) verwendet werden, wobei die Größe der Presswerkzeuge in diesen Fällen von den jeweiligen Endprodukten abhängt. Daneben besteht die Möglichkeit, mithilfe der gegenständlichen Presswerkzeuge auch Scheckkarten, Pässe, Kreditkarten oder Plastikkarten, also Werkstücke mit Sicherheitsmerkmalen, herzustellen.Insofar as material panels are to be produced in particular, which are to be used, for example, as floor or wall panels or in furniture production, these are primarily large-format pressing tools that have at least an edge length of more than one meter. Furthermore, they can also be pressing tools that are used for pressing plastic films, release films, PVC surfaces or LVT (Luxury Vinyl Tiles), whereby the size of the pressing tools in these cases depends on the respective end products. It is also possible to use the pressing tools in question to produce credit cards, passports, credit cards or plastic cards, i.e. workpieces with security features.
Entsprechend Schritt a. des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst die Oberflächenstrukturierung hergestellt, indem diese in die Oberfläche des Presswerkzeugs eingebracht und/oder auf die Oberfläche des Presswerkzeugs aufgebracht wird; dies kann mittels materialauftragender und/oder materialabtragender Verfahren, wie sie an sich bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind, geschehen, etwa mittels Sinter-, Druck- oder Ätzverfahren. Wesentlich ist, dass die in diesem Schritt hergestellte Oberflächenstrukturierung zumindest eine Struktur aufweist, welche Struktur aus zumindest einer Erhebung und zumindest einer Vertiefung besteht; weitere Strukturen können in weiteren aufeinanderfolgenden Schritten hergestellt werden. Bei der zumindest einen Struktur und den weiteren Strukturen kann es sich beispielsweise um eine Grobstruktur oder um eine Feinstruktur handeln, wobei diese Unterscheidung auf Basis der charakteristischen Größenordnungen der jeweiligen Strukturen getroffen wird. Typischerweise ist die charakteristische Größenordnung der Feinstrukturen deutlich kleiner als die charakteristische Größenordnung der Grobstrukturen.According to step a. In the method according to the invention, the surface structuring is first produced by introducing it into the surface of the pressing tool and/or applying it to the surface of the pressing tool; This can be done by means of material-applying and/or material-removing processes, as are already known from the prior art, for example by means of sintering, printing or etching processes. It is essential that the surface structuring produced in this step has at least one structure, which structure consists of at least one elevation and at least one depression; further structures can be produced in further successive steps. The at least one structure and the further structures can be, for example, a coarse structure or a fine structure, with this distinction being made on the basis of the characteristic sizes of the respective structures. Typically, the characteristic magnitude of the fine structures is significantly smaller than the characteristic magnitude of the coarse structures.
Jedenfalls umfasst eine Struktur, egal ob diese eine Grob- oder eine Feinstruktur darstellt, immer zumindest eine Erhebung und zumindest eine, bezogen auf diese Erhebung tieferliegende, Vertiefung; in anderen Worten ausgedrückt umfasst die Struktur zumindest einen Berg und ein Tal bzw. schließt eine Kontur der zumindest einen Struktur zumindest einen höherliegenden Bereich und einen tieferliegenden Bereich ein. Bevorzugt wird die Oberflächenstrukturierung der Oberfläche des Presswerkzeugs in mehreren Einzelschritten hergestellt, wobei beispielsweise in einem ersten Schritt (alle) Grobstrukturen und in einem zweiten Schritt (alle) Feinstrukturen der Oberflächenstrukturierung hergestellt werden können. Die Verfahrensschritte b. bis d. und alle weiteren, unten beschriebenen Verfahrensschritte können entweder zwischen diesen Einzelschritten oder nach Abschluss sämtlicher Einzelschritte, also nach Herstellung der gesamten Oberflächenstrukturierung mit sämtlichen Strukturen, insbesondere Grob- und Feinstrukturen, ausgeführt werden. Alternativ kann ein Presswerkzeug mit einer entsprechenden Oberflächenstrukturierung auch bereitgestellt werden.In any case, a structure, regardless of whether it represents a coarse or a fine structure, always includes at least one elevation and at least one depression that is deeper in relation to this elevation; In other words, the structure includes at least one mountain and one valley or a contour of the at least one structure includes at least one higher area and one lower area. The surface structuring of the surface of the pressing tool is preferably produced in several individual steps, for example in a first step (all) coarse structures and in a second step (all) fine structures of the surface structuring can be produced. The process steps b. until d. and all further process steps described below can be carried out either between these individual steps or after completion of all individual steps, i.e. after production of the entire surface structuring with all structures, in particular coarse and fine structures. Alternatively, a pressing tool with a corresponding surface structure can also be provided.
In Schritt b. des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Maske auf die Oberfläche bzw. auf die Oberflächenstrukturierung des Presswerkzeugs aufgebracht, sodass zumindest jener Teilbereich der Oberflächenstrukturierung, welcher Teilbereich die zumindest eine Struktur aufweist, frei bleibt. Dementsprechend ist die zumindest eine Struktur nach Schritt b. nicht von der Maske bedeckt.In step b. In the method according to the invention, a mask is applied to the surface or to the surface structuring of the pressing tool, so that at least that partial area of the surface structuring, which partial area has at least one structure, remains free. Accordingly, the at least one structure is according to step b. not covered by the mask.
Nach dem Aufbringen der Maske, die auch in mehreren Schritten aufgebracht werden kann, kann die Oberfläche des Prägewerkzeugs, nämlich insbesondere der Teilbereich der Oberfläche, eine Behandlung erfahren, etwa aktiviert, entfettet und/oder poliert werden. Vorzugsweise ist der Teilbereich so gewählt, dass dieser nur Grobstrukturen oder nur Feinstrukturen der Oberflächenstrukturierung enthält.After applying the mask, which can also be applied in several steps, the surface of the embossing tool, namely in particular the partial area of the surface, can undergo a treatment, for example activated, degreased and/or polished. Preferably, the subarea is selected so that it contains only coarse structures or only fine structures of the surface structuring.
Im nächsten Verfahrensschritt, Schritt c., wird eine metallische Schutzschicht auf den Teilbereich der Oberfläche des Presswerkzeugs aufgebracht, sodass die zumindest eine Struktur vollständig - also sowohl die Erhebung als auch die Vertiefung und auch der Übergangsbereich zwischen Erhebung und Vertiefung - von der Schutzschicht bedeckt ist. Die Maske verhindert dabei jedoch, dass die metallische Schutzschicht die Oberfläche des Prägewerkzeugs außerhalb des Teilbereichs kontaktieren und/oder sich mit dieser verbinden kann. Die Schutzschicht schützt die im Teilbereich liegenden Strukturen der Oberflächenstrukturierung vor nachfolgenden mechanischen, galvanischen, physikalischen, thermischen und/oder chemischen Behandlungen.In the next process step, step c., a metallic protective layer is applied to the partial area of the surface of the pressing tool, so that the at least one structure - i.e. both the elevation and the depression and also the transition area between the elevation and depression - is completely covered by the protective layer. However, the mask prevents the metallic protective layer from contacting and/or connecting to the surface of the embossing tool outside the partial area. The protective layer protects the structures of the surface structuring in the partial area from subsequent mechanical, galvanic, physical, thermal and/or chemical treatments.
In Schritt d. wird die Oberfläche des Presswerkzeugs zumindest einem weiteren Behandlungsschritt unterzogen. Je nach Art dieser Behandlung kann es vorteilhaft sein, die Maske vor diesem Schritt von der Oberfläche zu entfernen. Aufgrund der Schutzschicht sind die im Teilbereich liegenden Strukturen, also mindestens die zumindest eine Struktur und/oder vorzugsweise mehrere/sämtliche Grobstrukturen oder Feinstrukturen der Oberflächenstrukturierung, vor der Wirkung dieses weiteren Behandlungsschrittes geschützt. Die nicht von der Schutzschicht bedeckten Bereiche der Oberfläche, insbesondere der Oberflächenstrukturierung (diese muss ja nicht zwingend auf der gesamten Oberfläche vorliegen), können hingegen ohne Beeinträchtigung poliert, geätzt, bestrahlt, elektrolytisch oder in beliebiger anderer Weise behandelt werden. Insbesondere können die nicht von der Schutzschicht bedeckten Bereiche der Oberfläche bzw. der Oberflächenstrukturierung auch mehreren Behandlungsschritten unterzogen werden, ohne dass dadurch die unter der Schutzschicht liegenden Strukturen oder die Schutzschicht selbst betroffen wären.In step d. the surface of the pressing tool is subjected to at least one further treatment step. Depending on the nature of this treatment, it may be beneficial to remove the mask from the surface before this step. Due to the protective layer, the structures located in the partial area, i.e. at least the at least one structure and/or preferably several/all coarse structures or fine structures of the surface structuring, are protected from the effect of this further treatment step. However, the areas of the surface that are not covered by the protective layer, in particular the surface structuring (this does not necessarily have to be present on the entire surface), can be polished, etched, irradiated, treated electrolytically or in any other way without impairment. In particular, the areas of the surface or the surface structuring that are not covered by the protective layer can also be subjected to several treatment steps without the structures lying under the protective layer or the protective layer itself being affected.
Bei dem zumindest einen weiteren Behandlungsschritt kann es sich auch um einen Schritt der Herstellung der Oberflächenstrukturierung handeln. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass zunächst in Schritt a. nur die Grobstrukturen der Oberflächenstrukturierung hergestellt werden, diese Grobstrukturen dann mit der metallischen Schutzschicht bedeckt werden, um anschließend in Schritt d. weitere Strukturen der Oberflächenstrukturierung, etwa die Feinstrukturen, herzustellen. Analog können auch zuerst die Feinstrukturen hergestellt und durch die Schutzschicht geschützt werden und danach die Grobstrukturen in die Oberfläche des Presswerkzeugs eingebracht werden.The at least one further treatment step can also be a step in producing the surface structuring. In particular, it can be provided that initially in step a. Only the rough structures of the surface structuring are produced, these rough structures are then covered with the metallic protective layer and then in step d. to produce further surface structuring structures, such as fine structures. Analogously, the fine structures can first be produced and protected by the protective layer and then the coarse structures can be introduced into the surface of the pressing tool.
Insgesamt lässt sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine selektive Behandlung einzelner Bereiche der Oberflächenstrukturierung erzielen, während besonders schützenswerte Konturen und Strukturen der Oberflächenstrukturierung auf zuverlässige Weise vor der Wirkung dieser Behandlung, die vorzugsweise vollflächig, also an der gesamten Oberfläche des Presswerkzeugs ausgeführt werden kann, geschützt werden können. So wird ein Verfahren zur Bearbeitung von Presswerkzeugen geschaffen, das eine einfache und kostengünstige Herstellung einer Oberflächenstrukturierung ermöglicht, wobei sämtliche Strukturen der Oberflächenstrukturierung einen sehr hohen Detail- und Qualitätsgrad aufweisen.Overall, using the method according to the invention, a selective treatment of individual areas of the surface structuring can be achieved, while contours and structures of the surface structuring that are particularly worthy of protection are reliably protected from the effect of this treatment, which can preferably be carried out over the entire surface, i.e. on the entire surface of the pressing tool can. A method for processing pressing tools is thus created which enables a simple and cost-effective production of a surface structuring, with all structures of the surface structuring having a very high level of detail and quality.
Bei der besagten Oberflächenstrukturierung des Presswerkzeugs handelt es sich nicht um eine Strukturierung, die aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten bei den allermeisten industriell oder handwerklich gefertigten Gegenständen ohnehin vorhanden ist. Vielmehr handelt es sich in der Regel um eine Vielzahl einzelner Strukturen, die absichtlich in die Oberfläche des Presswerkzeugs eingebracht werden, um eine komplexe, einer bestimmten Vorlage entsprechende Form auszubilden.The said surface structuring of the pressing tool is not a structuring that is already present in the vast majority of industrially or handcrafted objects due to manufacturing inaccuracies. Rather, it usually involves a large number of individual structures that are intentionally introduced into the surface of the pressing tool in order to form a complex shape that corresponds to a specific template.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Oberflächenstrukturierung des Presswerkzeugs entsprechend einer Oberflächenstruktur einer natürlichen Holz- oder Gesteinsplatte oder einer Fliese gewählt.In a preferred embodiment of the method according to the invention, the surface structuring of the pressing tool is selected according to a surface structure of a natural wood or stone plate or a tile.
Dadurch kann den Werkstücken, die mittels des Presswerkzeugs verpresst bzw. hergestellt werden, eine möglichst naturgetreue Haptik und Optik verliehen werden. Insbesondere ist die Oberflächenstrukturierung eines gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform hergestellten Presswerkzeugs so beschaffen, dass dem mit diesem Presswerkzeug bearbeiteten Werkstück eine Oberflächenstruktur verliehen bzw. eingeprägt wird, welche Oberflächenstruktur den Eindruck einer Naturholz- oder Natursteinplatte fördert.As a result, the workpieces that are pressed or produced using the pressing tool can be given the most natural feel and appearance possible. In particular, the surface structuring of a pressing tool produced according to this preferred embodiment is such that the workpiece processed with this pressing tool is given or impressed with a surface structure, which surface structure promotes the impression of a natural wood or natural stone slab.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die metallische Schutzschicht zumindest eine Chromschicht oder ist die metallische Schutzschicht durch eine Chromschicht ausgebildet. Diese Chromschicht wird vorzugsweise mittels elektrolytischer Abscheidung auf die Oberfläche des Presswerkzeugs aufgebracht.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the metallic protective layer comprises at least one chromium layer or the metallic protective layer is formed by a chromium layer. This chromium layer is preferably applied to the surface of the pressing tool by means of electrolytic deposition.
Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Schutzschicht besonders einfach und zielgenau auf den Teilbereich aufgebracht werden. Zudem kann dadurch sichergestellt werden, dass auch Strukturen mit einer besonders geringen charakteristischen Größe und/oder komplexer Ausgestaltung, insbesondere also Feinstrukturen, vollständig und konturfolgend von der Schutzschicht bedeckt werden.In this way, the protective layer according to the invention can be applied to the partial area particularly easily and precisely. In addition, it can be ensured that even structures with a particularly small characteristic size and/or complex design, in particular fine structures, are covered completely and contour-following by the protective layer.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Schutzschicht durch eine Hartchromschicht ausgebildet. Diese Hartchromschicht kann eine, vorzugsweise gleichmäßige, Schichtstärke von zumindest 5 µm, bevorzugt im Bereich von 5 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 10 µm bis 20 µm, aufweisen.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the protective layer is formed by a hard chrome layer. This hard chrome layer can be one, preferably have a uniform layer thickness of at least 5 µm, preferably in the range from 5 µm to 50 µm, particularly preferably in the range from 10 µm to 20 µm.
Dadurch sind die von der Schutzschicht abgedeckten Strukturen der Oberflächenstrukturierung auf besonders zuverlässige Weise vor mechanischer Krafteinwirkung und daraus resultierender Verformung geschützt. Durch Ausbildung der Schutzschicht als Hartchromschicht mit einer Schichtstärke von mehr als 50 µm kann darüber hinaus auch ein besonders zuverlässiger Verschleißschutz gewährleistet werden. Besonders bevorzugt beträgt die Schichtstärke der Hartchromschicht nicht mehr als 0,5 mm.As a result, the structures of the surface structuring covered by the protective layer are protected in a particularly reliable manner from mechanical force and the resulting deformation. By forming the protective layer as a hard chrome layer with a layer thickness of more than 50 µm, particularly reliable wear protection can also be guaranteed. The layer thickness of the hard chrome layer is particularly preferably not more than 0.5 mm.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verhindert die Maske eine elektrolytische Ablagerung von Chrom auf der von der Maske bedeckten Oberfläche des Presswerkzeugs.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the mask prevents electrolytic deposition of chromium on the surface of the pressing tool covered by the mask.
Gerade wenn die Schutzschicht durch eine mittels elektrolytischer Abscheidung auf die Oberfläche des Presswerkzeugs aufgebrachte Chromschicht ausgebildet ist, ermöglicht die Verwendung einer Maske gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform eine besonders einfache und genaue Aufbringung der Schutzschicht. Insbesondere können zunächst sämtliche außerhalb des Teilbereichs liegende Bereiche der Oberfläche des Presswerkzeugs mit dieser Maske versehen werden, sodass anschließend eine vollflächige Verchromung durchgeführt werden kann. Dadurch wird nur der nicht von der Maske bedeckte Teilbereich mit der Schutzschicht überzogen; in sämtlichen Bereichen der Oberfläche, die von der Maske dieser bevorzugten Ausführungsform bedeckt sind, wird eine elektrolytische Ablagerung von Chrom jedoch zuverlässig verhindert.Especially when the protective layer is formed by a chromium layer applied to the surface of the pressing tool by means of electrolytic deposition, the use of a mask according to this preferred embodiment enables a particularly simple and precise application of the protective layer. In particular, all areas of the surface of the pressing tool that lie outside the partial area can first be provided with this mask, so that full-surface chrome plating can then be carried out. This means that only the area not covered by the mask is covered with the protective layer; However, in all areas of the surface covered by the mask of this preferred embodiment, electrolytic deposition of chromium is reliably prevented.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Maske chromsäurebeständig ausgebildet.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the mask is designed to be resistant to chromic acid.
Die Maske oder Teile der Maske werden dadurch wiederverwendbar. Insbesondere wird es möglich, Teile der Maske nach dem Aufbringen der metallischen Schutzschicht auf der Oberfläche zu belassen, um in einem der nachfolgenden Behandlungsschritte eine elektrolytische Ablagerung von Chrom auf bestimmten von der Maske bedeckten Teilen der Oberfläche des Presswerkzeugs zu verhindern. Dadurch gestaltet sich das erfindungsgemäße Bearbeitungsverfahren noch weiter.This makes the mask or parts of the mask reusable. In particular, it becomes possible to leave parts of the mask on the surface after the metallic protective layer has been applied in order to prevent electrolytic deposition of chromium on certain parts of the surface of the pressing tool covered by the mask in one of the subsequent treatment steps. This further develops the processing method according to the invention.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Herstellen der Oberflächenstrukturierung in oder auf der Oberfläche des Presswerkzeugs zumindest einen ersten Strukturierungsschritt, vorzugsweise mehrere Strukturierungsschritte. Bevorzugt handelt es sich bei der zumindest einen Struktur der Oberflächenstrukturierung um eine Grobstruktur oder um eine Feinstruktur. Bevorzugt wird die metallische Schutzschicht nach dem ersten Strukturierungsschritt derart auf die Oberfläche des Presswerkzeugs aufgebracht, dass lediglich ein die Grobstruktur oder die Feinstruktur aufweisender Teilbereich der Oberflächenstrukturierung von der Schutzschicht bedeckt ist.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, producing the surface structuring in or on the surface of the pressing tool includes at least a first structuring step, preferably several structuring steps. The at least one structure of the surface structuring is preferably a coarse structure or a fine structure. Preferably, the metallic protective layer is applied to the surface of the pressing tool after the first structuring step in such a way that only a portion of the surface structuring having the coarse structure or the fine structure is covered by the protective layer.
Indem nur die Grobstrukturen von der Schutzschicht bedeckt werden, kann sichergestellt werden, dass die Feinstrukturen, deren charakteristische Größe in der Regel zumindest eine Größenordnung kleiner ist als jene der Grobstrukturen, in beliebiger Art und Weise behandelt und/oder ausgeformt werden können, ohne dass dadurch die bereits fertig behandelten und/oder ausgeformten Grobstrukturen beeinträchtigt werden können. Selbiges gilt, wenn nur die Feinstrukturen von der Schutzschicht bedeckt sind; in diesem Fall können die Grobstrukturen behandelt und/oder ausgeformt werden, ohne dass die Feinstrukturen dadurch beeinträchtigt werden. Vorzugsweise ist der Teilbereich der Oberflächenstrukturierung jeweils so gewählt, dass sämtliche Grobstrukturen oder sämtliche Feinstrukturen von der Schutzschicht bedeckt und somit vor der Wirkung weiterer Behandlungsschritte geschützt sind.By only covering the coarse structures with the protective layer, it can be ensured that the fine structures, whose characteristic size is generally at least an order of magnitude smaller than that of the coarse structures, can be treated and/or shaped in any way without this the coarse structures that have already been treated and/or formed can be affected. The same applies if only the fine structures are covered by the protective layer; In this case, the coarse structures can be treated and/or shaped without the fine structures being affected. The partial area of the surface structuring is preferably selected in such a way that all coarse structures or all fine structures are covered by the protective layer and are therefore protected from the effects of further treatment steps.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verbleibt die Schutzschicht nach Durchführung des zumindest einen weiteren Behandlungsschrittes oder selbst nach Durchführung sämtlicher weiterer Behandlungsschritte auf der Oberfläche des Presswerkzeugs.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the protective layer remains on the surface of the pressing tool after carrying out the at least one further treatment step or even after carrying out all further treatment steps.
Insbesondere kann das Aufbringen der Schutzschicht nicht ausschließlich zum Zweck des Schutzes der darunterliegenden Strukturen vor weiteren Behandlungsschritten dienen, sondern darüber hinaus auch zur weiteren Ausformung der Oberflächenstrukturierung selbst und/oder zum Schutz der Oberflächenstrukturierung vor Verschleiß beitragen, wenn die Presswerkzeuge bestimmungsgemäß zum verpressen von Werkstücken eingesetzt werden.In particular, the application of the protective layer can not only serve the purpose of protecting the underlying structures from further treatment steps, but can also contribute to the further shaping of the surface structuring itself and / or to protecting the surface structuring from wear if the pressing tools are used as intended for pressing workpieces become.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Schutzschicht nach Durchführung des zumindest einen weiteren Behandlungsschrittes oder nach Durchführung sämtlicher weiterer Behandlungsschritte zumindest teilweise von der Oberfläche des Presswerkzeugs entfernt.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the protective layer is at least partially removed from the surface of the pressing tool after carrying out the at least one further treatment step or after carrying out all further treatment steps.
Dadurch kann bei der bestimmungsgemäßen Verwendung des Presswerkzeugs die Oberflächenstrukturierung direkt, also unmittelbar, mit dem zu verpressenden Werkstück, insbesondere mit einer äußeren Materialauflage des Werkstücks, in Kontakt gebracht und in dieses eingeprägt werden. Somit ist eine sehr exakte Abformung der Oberflächenstrukturierung und folglich auch die Herstellung einer äußerst vorlagengetreuen Oberflächenstruktur in dem zu verpressenden Werkstück möglich; dabei kann die Schutzschicht diese Oberflächenstruktur nicht verfälschen.This means that when the pressing tool is used as intended, the surface can be damaged chenstructuring directly, i.e. directly, with the workpiece to be pressed, in particular with an outer material layer of the workpiece, brought into contact and impressed into it. This makes it possible to form a very precise impression of the surface structure and consequently also to produce an extremely true-to-original surface structure in the workpiece to be pressed; The protective layer cannot distort this surface structure.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens passiert die Entfernung der Schutzschicht durch elektrolytische Entfernung der Chromschicht. Dabei kann eine vorherige Maskierung jener Bereiche der Oberfläche des Presswerkzeuges erfolgen welche nicht entfernt werden sollen. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform können auch Bereiche der Schutzschicht von der Maskierung bedeckt werden um diese auf der Oberfläche des Presswerkzeuges zumindest bis zu einem weiteren Bearbeitungsschritt zu belassen.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the protective layer is removed by electrolytic removal of the chromium layer. In this case, those areas of the surface of the pressing tool that should not be removed can be masked beforehand. In a further preferred embodiment, areas of the protective layer can also be covered by the masking in order to leave it on the surface of the pressing tool at least until a further processing step.
Auf diese Weise kann die Schutzschicht besonders einfach und effizient von der Oberfläche des Presswerkzeugs entfernt werden. Zudem steht das Material der Schutzschicht zur Aufbringung weiterer Schutzschichten auf dieselbe oder auch andere Presswerkzeuge zur Verfügung. Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich somit durch besonders hohe Ressourceneffizienz aus.In this way, the protective layer can be removed from the surface of the pressing tool particularly easily and efficiently. In addition, the material of the protective layer is available for applying further protective layers to the same or other pressing tools. The method according to the invention according to this preferred embodiment is therefore characterized by particularly high resource efficiency.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die auf der Oberfläche von der Schutzschicht nicht bedeckten Bereiche in einem anschließenden Behandlungsschritt mattgeätzt oder mechanisch bearbeitet um eine matt erscheinende Oberfläche zu erzeugen und/oder mit einer weiteren Chromschicht überzogen.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the areas on the surface not covered by the protective layer are matt etched or mechanically processed in a subsequent treatment step in order to produce a matt-appearing surface and/or coated with a further chromium layer.
Dadurch kann auf einfache Weise eine Veränderung des Glanzgrades der weiteren, beispielsweise in Bereichen oder vollflächig aufgebrachten, Chromschicht erreicht werden. Das Verfahren gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform erleichtert daher die Herstellung von Presswerkzeugen mit Mattchromschichten.This makes it possible to easily change the degree of gloss of the additional chrome layer applied, for example in areas or over the entire surface. The method according to this preferred embodiment therefore facilitates the production of pressing tools with matt chrome layers.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der zumindest eine weitere Behandlungsschritt ein Polieren, insbesondere Elektropolieren, und/oder ein Ätzen, insbesondere Mattätzen, der Oberfläche des Presswerkzeugs. Zusätzlich oder alternativ kann der zumindest eine weitere Behandlungsschritt eine vollflächige oder partielle Glanzgradeinstellung umfassen, wobei die Glanzgradeinstellung durch Auftragen zumindest einer metallischen Beschichtung auf die Oberfläche des Presswerkzeugs und/oder durch mechanische oder chemische Behandlung der Oberfläche des Presswerkzeugs erfolgt.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the at least one further treatment step comprises polishing, in particular electropolishing, and/or etching, in particular matt etching, of the surface of the pressing tool. Additionally or alternatively, the at least one further treatment step can include a full-surface or partial gloss level adjustment, wherein the gloss level adjustment is carried out by applying at least one metallic coating to the surface of the pressing tool and/or by mechanical or chemical treatment of the surface of the pressing tool.
Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich durch hohe Flexibilität in der Oberflächengestaltung des Presswerkzeugs aus, stellt dabei aber gleichzeitig sicher, dass Bereich der Oberflächenstrukturierung, die eine bestimmte Oberflächengestaltung nicht erfahren sollen, auf zuverlässige Weise vor der Wirkung dieser weiteren Behandlungsschritte geschützt sind.The method according to the invention according to this preferred embodiment is characterized by high flexibility in the surface design of the pressing tool, but at the same time ensures that areas of the surface structuring that should not undergo a specific surface design are reliably protected from the effect of these further treatment steps.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Oberflächenstrukturierung mittels eines Ätzverfahrens hergestellt.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the surface structuring is produced using an etching process.
Demnach wird die Oberflächenstrukturierung mittels des Ätzverfahrens und üblicherweise unter Verwendung eines Ätzresists in die Oberfläche des Prägewerkzeugs eingebracht. Auf diese Weise kann die Oberflächenstrukturierung auch in mehreren Einzelschritten hergestellt werden.Accordingly, the surface structuring is introduced into the surface of the embossing tool by means of the etching process and usually using an etching resist. In this way, the surface structuring can also be produced in several individual steps.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die Schutzschicht nur auf einem Teil der Oberflächenstrukturierung oder der Oberfläche des Presswerkzeugs vor.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the protective layer is only present on part of the surface structure or the surface of the pressing tool.
So kann die weitere Behandlung der nicht bedeckten Teile der Oberflächenstrukturierung bzw. der Oberfläche ermöglicht werden.This allows further treatment of the uncovered parts of the surface structure or the surface.
Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Presswerkzeug, insbesondere Pressblech oder Pressband, zur Herstellung eines Werkstücks, etwa einer Werkstoffplatte, das Presswerkzeug aufweisend eine in oder auf einer Oberfläche des Presswerkzeugs angeordnete Oberflächenstrukturierung, welche Oberflächenstrukturierung zumindest eine Struktur mit einer Erhebung und einer - bezogen auf die Erhebung tieferliegenden - Vertiefung aufweist, sowie eine metallische Schutzschicht, welche metallische Schutzschicht so auf der Oberfläche angeordnet ist, dass die Struktur von der Schutzschicht bedeckt ist aber zumindest ein Teil der Oberfläche, insbesondere der Oberflächenstrukturierung, nicht von der Schutzschicht bedeckt ist.An object on which the invention is based is further achieved by a pressing tool, in particular a pressing sheet or press belt, for producing a workpiece, such as a material plate, the pressing tool having a surface structuring arranged in or on a surface of the pressing tool, which surface structuring has at least one structure with an elevation and a depression - located deeper in relation to the elevation, and a metallic protective layer, which metallic protective layer is arranged on the surface in such a way that the structure is covered by the protective layer but at least part of the surface, in particular the surface structuring, is not covered by the protective layer is.
Grundsätzlich treffen alle oben angeführten Feststellungen auch auf dieses erfindungsgemäße Presswerkzeug zu. Insbesondere ermöglicht die partiell vorliegende Schutzschicht den Schutz der zumindest einen Struktur der Oberflächenstrukturierung, insbesondere sämtlicher Fein- und/oder Grobstrukturen, vor der Wirkung weiterer Behandlungsschritte, die an dem Presswerkzeug ausgeführt werden. Zudem schützt die Schutzschicht die darunterliegenden Strukturen, also den von ihr bedeckten Teil der Oberflächenstrukturierung, während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Presswerkzeugs zur Herstellung bzw. zum Verpressen der Werkstücke vor Verschleiß.In principle, all of the above statements also apply to this pressing tool according to the invention. In particular, the partially present protective layer enables the protection of at least one structure of the surface structuring, in particular all fine and/or coarse structures, before the effect of further treatment steps that are carried out on the pressing tool. In addition, the protective layer protects the underlying structures, i.e. the part of the surface structure covered by it, from wear during the intended use of the pressing tool for producing or pressing the workpieces.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs entspricht die Oberflächenstrukturierung des Presswerkzeugs einer Oberflächenstruktur einer natürlichen Holz- oder Gesteinsplatte. Dementsprechend dient die Oberflächenstruktur natürlicher Holz- oder Gesteinsplatten als Vorlage für die Oberflächenstrukturierung, welche Oberflächenstrukturierung des Presswerkzeugs.In a preferred embodiment of the pressing tool according to the invention, the surface structure of the pressing tool corresponds to a surface structure of a natural wood or stone plate. Accordingly, the surface structure of natural wood or stone panels serves as a template for the surface structuring, which is the surface structuring of the pressing tool.
Dadurch kann den Werkstücken, die mittels des Presswerkzeugs verpresst bzw. hergestellt werden, eine möglichst naturgetreue Haptik und Optik verliehen werden. Dadurch wird der Eindruck einer Naturholz- oder Natursteinplatte gefördert, wodurch die mit dem Presswerkzeug bearbeiteten bzw. verpressten bzw. hergestellten Werkstücke hochwertiger werden.As a result, the workpieces that are pressed or produced using the pressing tool can be given the most natural feel and appearance possible. This promotes the impression of a natural wood or natural stone slab, which means that the workpieces processed or pressed or produced with the pressing tool are of higher quality.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs umfasst die Schutzschicht zumindest eine Chromschicht oder ist die Schutzschicht durch eine Chromschicht ausgebildet. Bevorzugt ist die Schutzschicht durch eine Hartchromschicht mit einer Schichtstärke von zumindest 5 µm, bevorzugt im Bereich von 5 µm bis 50 µm, besonders bevorzugt 10 µm bis 20 µm, ausgebildet.In a preferred embodiment of the pressing tool according to the invention, the protective layer comprises at least one chromium layer or the protective layer is formed by a chromium layer. The protective layer is preferably formed by a hard chrome layer with a layer thickness of at least 5 μm, preferably in the range from 5 μm to 50 μm, particularly preferably 10 μm to 20 μm.
Durch Verwendung einer Chromschicht sind die von der Schutzschicht abgedeckten Strukturen der Oberflächenstrukturierung auf besonders zuverlässige Weise vor mechanischer Krafteinwirkung und daraus resultierender Verformung geschützt. Durch Ausbildung der Schutzschicht als Hartchromschicht mit einer Schichtstärke von mehr als 50 µm kann darüber hinaus auch ein besonders zuverlässiger Verschleißschutz gewährleistet werden. Besonders bevorzugt beträgt die Schichtstärke der Hartchromschicht nicht mehr als 0,5 mm.By using a chrome layer, the structures of the surface structuring covered by the protective layer are protected in a particularly reliable manner from mechanical force and the resulting deformation. By forming the protective layer as a hard chrome layer with a layer thickness of more than 50 µm, particularly reliable wear protection can also be guaranteed. The layer thickness of the hard chrome layer is particularly preferably not more than 0.5 mm.
Um eine exakte, vorlagengetreue Abformung der Oberflächenstrukturierung in die Oberfläche der Werkstücke zu ermöglichen, ist die Oberflächenstrukturierung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs mittels eines materialabtragenden Verfahrens, insbesondere mittels eines Ätzverfahrens, und/oder mittels eines materialauftragenden Verfahrens, insbesondere mittels eines Druckverfahrens, hergestellt.In order to enable an exact, true-to-original molding of the surface structuring into the surface of the workpieces, the surface structuring is produced according to a preferred embodiment of the pressing tool according to the invention by means of a material-removing process, in particular by means of an etching process, and/or by means of a material-applying process, in particular by means of a printing process .
Kurzbeschreibung der FigurenShort description of the characters
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten exemplarisch beschrieben. Die folgenden Ausführungen sind daher beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben. Dabei zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung eines Pressblechs mit einer Oberflächenstrukturierung in einer axonometrischen Ansicht, -
2 eine schematische Darstellung des Pressblechs aus1 in einer Schnittansicht, und -
3A-3C einige der Schritte zur Bearbeitung einer Oberfläche des Presswerkzeugs aus1 .
-
1 a schematic representation of a pressed sheet with a surface structuring in an axonometric view, -
2 a schematic representation of the pressed sheet1 in a sectional view, and -
3A-3C some of the steps for processing a surface of the pressing tool1 .
Wege zur Ausführung der ErfindungWays of carrying out the invention
Wie aus
Aus diesen Unterschieden in der charakteristischen Größe der einzelnen Strukturen der Oberflächenstrukturierung 10 ergeben sich Herausforderungen bei der Herstellung der jeweiligen Strukturen sowie bei der Bearbeitung der der Oberfläche 2 des Presswerkzeugs 1. So kann es etwa vorkommen, dass Feinstrukturen 17 bei der Herstellung bzw. Bearbeitung von Grobstrukturen 31 gänzlich zerstört werden; umgekehrt führt die Bearbeitung bzw. Herstellung von Feinstrukturen 17 oftmals zu ungewollten Verformungen der Grobstrukturen 31. Insbesondere Behandlungsschritte, die vollflächig an der gesamten Oberfläche 2 des Presswerkzeugs 1 durchgeführt werden sollen, wie ein vollflächiges Polieren, sind deshalb in der Regel nicht zur Herstellung und Bearbeitung entsprechender Presswerkzeuge 1 geeignet. Darüber hinaus kann ein selektiver Schutz einzelner Strukturen aber auch dann sinnvoll sein, wenn nur bestimmte Bereiche der Oberfläche 2 einem nachfolgenden Behandlungsschritt unterzogen werden sollen, um ganz sicher zu gehen, dass die schützenswerte Struktur die Wirkung dieses nachfolgenden Behandlungsschrittes nicht erfährt.These differences in the characteristic size of the individual structures of the surface structuring 10 result in challenges in the production of the respective structures as well as in the processing of the
Aus diesem Grund sieht das erfindungsgemäße Verfahren die Aufbringung einer metallischen Schutzschicht 11 auf die Oberfläche des Presswerkzeugs 1 vor, und zwar derart, dass ein Teilbereich der Oberflächenstrukturierung 2 von der Schutzschicht 11 bedeckt ist, wobei der Teilbereich eine beispielsweise vor nachfolgenden Behandlungsschritten zu schützende Struktur - hier die Grobstruktur 31 - aufweist. Zu diesem Zweck wird nach dem Herstellen einer (zumindest vorläufigen) Oberflächenstrukturierung 2 (
Im gezeigten Ausführungsbeispiel stellt die Schutzschicht 11 sicher, dass die zu schützende Grobstruktur 31 nicht mehr weiter ausgeformt oder behandelt werden kann. Bei dem nachfolgenden Behandlungsschritt, der vorzugsweise vollflächig an der Oberfläche des Presswerkzeugs ausgeführt werden soll, kann es sich beispielsweise um ein Polieren (etwa Elektropolieren) und/oder ein Ätzen (etwa Mattätzen) der Oberfläche 2 des Presswerkzeugs 1 handeln. Alternativ oder zusätzlich kann aber auch eine Glanzgradeinstellung erfolgen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa wurde durch Aufbringen mehrerer Glanzverchromungen 13 auf einzelne Erhebungen 4 der Feinstruktur 17 eine Glanzgradeinstellung vorgenommen; anschließend kann durch Polieren der Oberfläche 2, insbesondere einzelner oder sämtlicher Glanzverchromungen 13 und/oder der metallischen Schutzschicht 11, eine abschnittsweise Mattierung einer abschließend aufgebrachten, vollflächigen weiteren Chromschicht 12 erreicht werden.In the exemplary embodiment shown, the
Aufgrund der metallischen Schutzschicht haben diese weiteren Behandlungsschritte jedenfalls keinerlei Wirkung mehr auf die unter der Schutzschicht liegenden Strukturen; vor bzw. zwischen den weiteren Behandlungsschritten kann selbstverständlich die Maske 18 wieder von der Oberfläche 2 des Presswerkzeugs 1 entfernt und/oder die Oberfläche 2 in beliebiger Weise vorbehandelt werden.Due to the metallic protective layer, these further treatment steps no longer have any effect on the structures underneath the protective layer; Before or between the further treatment steps, the
Die metallische Schutzschicht 11 kann nach Fertigstellung der Oberflächenstrukturierung 10 wieder von der Oberfläche 2 des Presswerkzeugs 1 entfernt werden. Alternativ kann die Schutzschicht 11 aber auch auf der Oberfläche 2 des Presswerkzeugs 1 verbleiben, um besonders exponierte Bereiche der Oberflächenstrukturierung 10 während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des Presswerkzeugs 1 vor Verschleiß zu schützen.The metallic
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- PresswerkzeugPress tool
- 1010
- OberflächenstrukturierungSurface structuring
- 1111
- metallische Schutzschichtmetallic protective layer
- 1212
- weitere (vollflächige) Chromschichtanother (full-surface) chrome layer
- 1313
- GlanzverchromungenBright chrome plating
- 1414
- Kerncore
- 1515
- EinzelschichtenSingle layers
- 1616
- GrobstrukturRough structure
- 1717
- FeinstrukturFine structure
- 1818
- Maskemask
- 22
- Oberflächesurface
- 33
- Vertiefungdeepening
- 44
- Erhebungsurvey
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 3010704 B1 [0010]EP 3010704 B1 [0010]
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DE102022116427.6A DE102022116427A1 (en) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | Method for processing a surface of a pressing tool |
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EP2123476A2 (en) | 2008-05-20 | 2009-11-25 | Flooring Industries Limited, SARL | Method for manufacturing coated panels and a press element and coated panel |
EP3482937A1 (en) | 2017-11-08 | 2019-05-15 | AKK GmbH | Method for structuring a surface, gravure printing form or embossing tool and use |
US20200149169A1 (en) | 2015-10-13 | 2020-05-14 | Kings Mountain International, Inc. | Method for creating a textured press plate |
EP3010704B1 (en) | 2013-06-19 | 2020-07-22 | HUECK Rheinische GmbH | Method and device for producing a three-dimensional surface structure of a pressing tool |
-
2022
- 2022-06-30 DE DE102022116427.6A patent/DE102022116427A1/en active Pending
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