DE1273326B - Verfahren zum Erzeugen eines Bildes einer Bearbeitungsvorlage auf einem elektrisch leitfaehigen Werkstueck - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

G03g

Deutsche Kl.: 57 e-13/00

Nummer: 1273 326

Aktenzeichen: P 12 73 326.5-51 (F 38083)

Anmeldetag: 18. Oktober 1962

Auslegetag: 18. Juli 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Bildes einer Bearbeitungsvorlage auf einem elektrisch leitfähigen Werkstück, insbesondere einer Stahlplatte, zur Bearbeitung des Werkstückes nach dieser Vorlage.

In allen Industriezweigen ergibt sich häufig die Notwendigkeit, Metallbleche oder -platten nach einer Zeichnung zu schneiden. Als Beispiel sei die Anfertigung der Außenplanken im Schiffsbau und von Leichtmetallplatten für Flugzeugteile genannt. Dabei ist es oft erforderlich, diese Teile genau nach einer Vorlage zu schneiden. Das Schneiden wird häufig mittels einer Hochtemperatur Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme (Knallgasgebläse), einer Sauerstoff-Acetylen-Flamme oder einer ähnlichen Schneidflamme durchgeführt.

Gegenwärtig wird im allgemeinen so verfahren, daß zunächst nach einer entsprechenden Vorlage alle Abmessungen genau auf dem zu bearbeitenden Werkstück angezeichnet werden, worauf anschließend die mechanische Bearbeitung, beispielsweise das Ausschneiden, durchgeführt wird. Ein derartiges Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß relativ viel Arbeit und Zeit erforderlich sind und daß sich manchmal auch Fehler beim Anzeichnen ergeben. Die benötigte Arbeitszeit wird dabei durch den Schwierigkeitsgrad der Arbeit und die Geschicklichkeit des Arbeiters bestimmt.

In manchen Fällen wurden bisher auch Schablonen — beispielsweise aus Holz — im Maßstab 1:1 hergestellt und zum Anzeichnen auf dem zu bearbeitenden Werkstück verwendet. Dieses Verfahren erfordert jedoch zusätzliche Zeit und Arbeit.

Schließlich ist auch ein Verfahren bekannt, bei welchem ein einen verkleinerten Maßstab aufweisender Riß optisch vergrößert auf das zu bearbeitende Werkstück aufprojiziert wird, wobei ein mit einem Schneidgerät gekoppelter lichtelektrischer Dedektor der Lichtspur folgt. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es relativ langsam arbeitet und eine zusätzliche manuelle Bedienung erfordert, da beispielsweise die Bezeichnungsnummern und die Anschlußstellen für die Befestigung anderer Bauteile von Hand eingetragen werden müssen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das diese Nachteile nicht aufweist, indem Wege aufgezeigt werden, wie die teils mit Hilfe von Konstruktionszeichnungen, teils mit Hilfe von Schablonen erfolgte manuelle Markierungsarbeit auf Metallplatten u. dgl. zum Entfallen gebracht werden kann, wodurch sich eine erhebliche Arbeits- und Zeitersparnis ergibt und Markierungsfehler ausgeschlossen werden.

Verfahren zum Erzeugen eines Bildes

einer Bearbeitungsvorlage

auf einem elektrisch leitfähigen Werkstück

Anmelder:

Fuji Shashin Film Kabushiki Kaisha,

Kanagawa-ken;

Shin-Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha,

Tokio (Japan)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Hoffmann

und Dipl.-Ing. W. Eitle, Patentanwälte,

8000 München 8, Maria-Theresia-Str. 6

Als Erfinder benannt:

Ichiro Sugi, Tokio;

Gakan Nishimura, Nishinomiya-shi;

Satoru Honjo, Odawara-shi;

Mikio Kutsuki,

Masaaki Kanayama, Kobe (Japan)

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 31. Oktober 1961 (39 404)

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß auf das Werkstück eine fotoleitfähige Schicht aufgebracht wird, auf der nach bekannten elektrofotografischen Verfahren ein Tonerbild der Bearbeitungsvorlage erzeugt wird.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß

a) der benötigte Arbeits- und Zeitaufwand zum Markieren in sehr starkem Maße vermindert wird,

b) alle durch manuelle Arbeitsschritte bedingten Fehlerquellen eliminiert werden, da die Genauigkeit nur durch die zur Verfügung stehende Vorlage bestimmt ist,

c) eine einfache Arbeitskontrolle möglich wird, da eine bestimmte Markierzeit pro Fläche festgelegt werden kann,

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d) verwendete Markierung nur wenig bei hohen Temperaturen verblaßt, so daß die zu bearbeitenden Materialien sehr genau selbst mit Hochtemperaturflammen zugeschnitten werden können, und

e) die Markierung gegenüber mechanischen Kratzern auf der Oberfläche der Materialien unempfindlich ist, so daß derartige Materialien ohne besondere Vorkehrungen am Arbeitsplatz behandelt werden können.

Materialien, zu verwenden, da meist keine entsprechenden Dunkelraumeinrichtungen vorhanden sind. Es ist daher zweckmäßig, elektrofotografische Schichten zu verwenden, die erst nach ihrer Auftragung lichtempfindlich gemacht werden können. In diesem Fall wird der Dunkelraum nur für die Projektion des Risses auf die Platte benötigt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand von Ausführungsbeispielen aus der folgenden Beschreibung, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen ist. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die zu bearbeitende Metallplatte,

F i g. 2 den in F i g. 1 gezeigten Querschnitt durch die Platte mit einer darauf ausgebildeten fotoleitfähigen Schicht,

F i g. 3 den in F i g. 2 gezeigten Querschnitt durch die Platte mit dem darauf durch Projektion eines Risses und anschließende Behandlung mit einer

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Dunkelleitfähigkeit der fotoleitfähigen Schicht kleiner als die elektrische Leitfähigkeit des die fotoleitfähige Schicht tragenden Werkstückes.

In vorteilhafter Weise kann die fotoleitfähige Schicht auf der zu behandelnden Platte dadurch erzeugt werden, daß dieselbe iii Form einer Farbe aufgebracht wird, die in einem isolierenden Harz und in 20 Pelzbürste erzeugten Tonerbild.

flüchtigen Lösungsmittel dispergiertes foto- In F i g. 1 ist die zu bearbeitende Metallplatte 1

im Querschnitt dargestellt. Die Dispersionen aus fotoleitfähigem Pulver, wie Zinkoxyd, Zinksulfid, Cadmiumsulfid, Selen od. dgl., in isolierenden Polymeren, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polymethacrylsäureester oder Siliconharz und deren Lösungsmitteln, werden gleichmäßig vermischt und gelöst und nach ausreichender Lösung auf die Metallplatte 1 aufgespritzt oder aufgepinselt in einer Dicke der Größenordnung von 7 bis 100 μΐη.

Die Uberzugsschicht 2 in F i g. 2 wird zum Trocknen eine geeignete Zeit lang auf erhöhte Temperatur

emem

leitfähiges Pulver enthält. Dabei kann die fotoleitfähige Farbe entweder im Spritz- oder Tauchverfahren oder mittels eines Übertragungsverfahrens aufgebracht werden, indem zunächst die Farbe auf Hilfsplatten aufgetragen und anschließend von denselben auf die zu bearbeitenden Platten übertragen wird.

Da die auf eine Metallplatte aufgetragene Farbe bei hohen Temperaturen äußerst rasch getrocknet werden kann, gewinnt dieselbe als fotoleitfähige Schicht ausgezeichnete Eigenschaften. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit kann zusätzlich die Oberfläche einer bereits aufgetragenen und getrockneten fotoleitfähigen Schicht mit Hilfe einer ein flüchtiges Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt aufweisenden Lösung eines sensibilisierenden Farbstoffes gefärbt werden.

Fotoleitfähige Schichten mit stabilen fotoleitfähigen Pulvern, wie Zinkoxyd, Cadmiumsulfid u. dgl., sowie wärmebeständige Isolierharze widerstehen der Hochtemperaturflamme während des Schneidens, so daß keine Gefahr besteht, daß die Schicht und das darauf gebildete Bild infolge Hitzeeinwirkung ausbleichen oder wegschmelzen. Die Zusammensetzung der Farbanstriche und der im Rahmen der Erfindung verwendeten Entwickler können vielfach geändert werden; beispielsweise ist es möglich, den nicht markierten Hintergrund beim Erhitzen zu schwärzen, um ein kontraststarkes weißes Bild zu erhalten. Insbesondere bei Materialien, die langzeitig einer Hochtemperaturflamme ausgesetzt werden, können für den Überzug Harze verwendet werden, welche selbst bei ihrer Zersetzung nicht matt oder trübe werden; SiIizwischen 100 und 200° C gebracht. Die Bearbeitung kann bis zu dieser Stufe in Licht durchgeführt werden.

Nachdem die fotoleitfähige Schicht getrocknet ist, wird sie elektropositiv oder elektronegativ durch eine Sprühentladung im Dunkelraum aufgeladen. Das Entladungsvorzeichen kann entweder positiv oder negativ bezüglich des Materials sein.

Der durchscheinende Originalriß wird in einen Projektor eingebracht und auf das fotoleitfähige Material projiziert, um ein Ladungsbild zu erzeugen.

Anschließend wird das Ladungsbild ein bekanntes elektrostatisches Entwicklungsverfahren, beispielsweise nach dem Kaskadenverfahren, mit einer Pelzbürste oder einem ähnlichen entwickelt, wobei sich die Linien 3 in F i g. 3 ausbilden. Die dafür verwendeten Entwickler können Kohlenstoff, Metalloxyd, ein isolierendes Harz und Pigment u. dgl. sein.

Beim mechanischen Ausschneiden des erhaltenen Bildes braucht der Schneidevorgang lediglich dem fixierten Bild zu folgen. Bei einem Schweißverfahren mit einer Hoehtemperaturflamme wird das Bild durch die Annäherung der Flamme fixiert; Die Erfindung

konharze sind besonders für diesen Zweck geeignet.

Durch die Verwendung fotoleitfähiger Sehiehten 55 kann für beide Formverfahren verwendet werden, sie können ferner zusätzliche Markierungen in Form ist jedoch besonders gut zur Abbildung von Rissen von Kennzeichnungsnummern, Anschlußstellen für die Befestigung anderer Bauteile, Registrierzahlen u. dgl. gleichzeitig in sehr einfacher Weise angebracht werden. Dabei werden Fehler infolge zweiseitiger 60 Spuraufzeichnung mit Sicherheit vermieden.

Die vorliegende Erfindung ist vorzugsweise für die Bearbeitung von Metallen geeignet; sie läßt sich jedoch auch bei anderen elektrisch leitfähigen Materialien anwenden. In Schiffswerften und anderen Anlagen ist es oft schwierig, Materialien hoher Empfindlichkeitv die bereits vor ihrer Formierung lichtempfindlich sind, beispielsweise Silberhalogenide oder für das Schweißverfahren mittels Hoehtemperaturflamme anwendbar. Der Grund dafür liegt darin, daß das für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbare Material frei ausgewählt werden kann und man dadurch entweder eine Abbildung des Risses infolge der besseren Hitzebeständigkeit der Linien (helldunkel) oder ein Bild infolge der besseren Hitzebeständigkeit des nichtgezeichneten Teiles erhält, wobei das Bild beim Brennen geschwärzt wird (dunkelhell). Als Ausführungsbeispiele für die fotoleitfähige Schicht der Erfindung seien folgende Zusammensetzungen genannt:

Claims (1)

1. 5 6

   Beispiel I verfahren aufgetragen, so daß sich eine Trockendichte

   Gewichtsteile von 20 μΐη ergab. Nach Auftragung wurde die Schicht

   Zinkoxyd (fotoleitfähig) 100 in einem thermostatisch geheizten Behälter 15 Minu-

   Mischpolymerisat aus Vinylchlorid ten lang bei 100° C getrocknet und wie im Bei-

   und Vinylacetat 45 5 spiel I ein Ladungsbild erzeugt, das mittels einer

   Methyläthylketon 50 Magnetbürstenentwicklung mit folgendem Entwick-

   Toluol 100 ler zu einem Tonerbild entwickelt wurde:

   _ __ . , , . _ _, , Gewichtsteile Das Gemisch der obigen Stoffe wurde gut ver- Eisenfeilstaub 100
   mischt, dispergiert, in Toluol gelöst und anschließend _lo p_igmentfarbstoff'(2 Gewichtsteile Ruß
   im Spritzverfahren so auf eine Stahlplatte aufgetra- ^_{urden mit 10} Gewichtsteilen PoIygen daß sich im trockenen Zustand eine Dicke von styrol vermischt und aufgetragen) . 1
   15 bis 40 μηι ergab. Anschließend ließ man die σ => /
   Probe 10 Minuten in einem Trockenofen, um das _{Das derart bildete Bild wurde bei einer T} _ Losungsmittel genügend zu verdampfen. _{ratur von 120}\_{is 150}o _{c weicll gemacht und da} ^F _nn Nach dem Trocknen wurde die Platte einer Sprüh- _{faiert Anschließend wurde es} |_{mäß den Umriß}. entladung von -6 kV an einem dunklen Ort aus- _{Unien der Zeichnung ausge}schnitten.
   gesetzt, um elektrisch geladen zu werden. Anschließend wurde die positive Originalzeichnung auf die Patentansprüche:
   Platte projiziert, um ein Ladungsbild zu erhalten, das i^*u c · n-u
   in dem folgenden Entwickler entwickelt wurde: ²⁰ _R L Verfahren zum Erzeugen eines Bildes einer ⁶ Bearbeitungsvorlage auf einem elektrisch leit-

   Gewichtsteile fähigen Werkstück, insbesondere einer Stahl-

   Eisenfeilstaub, überzogen mit Chlor- platte, zur Bearbeitung des Werkstückes nach die-

   kautschuk 100 _ser Vorlage, dadurch gekennzeichnet,

   Kobaltoxydpulver 3 _a5 daß auf das Werkstück eine fotoleitfähige Schicht

   Das Kobaltoxydpulver blieb selektiv an den ge- aufgebracht wird auf der nach bekannten elektroladenen Bereichen des Ladungsbildes hängen. Nach- fotografischen Verfahren ein Tonerbild der Bedem das Tonerbild 10 Sekunden lang in einem ver- arbeitungsvorlage erzeugt wird,
   schlossenen und mit Trichloräthylen-Dampf gefüllten . ²· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geBehälter gelassen worden war, war das Kobaltoxyd- ³° kennzeichnet, daß die Dunkeleitfahigkeit der pulver auf den entsprechenden Stellen der fotoleit- ;^ot°S^fa _t ^hlg^e" ^Sc^^c)f keiner als die elektrische fähigen Schicht fixiert. Anschließend konnte das Leitfähigkeit des die fotoleitfähige Schicht tragen-Schneiden mit einer Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme ^den Werkstückes ist.

   längs der erhaltenen Konturen erfolgen. Die mit ³: _o ^Ve,^rfa,^hren, ¹T*^{1 emem de}" ^AnsP^rugie 1 Toner bedeckten und die nicht bedeckten Teile der 35 und 2 dadurch gekennzeichnet daß eine Foto-Schicht waren selbst nach dem Erhitzen klar vonein- leiter-Bmdemittel-Schicht verwendet wird,
   ander unterscheidbar. Die nicht mit Toner bedeckten . 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3 da-Teile wurden beim Erhitzen völlig geschwärzt, wäh- Jurch gekennzeichnet daß die fotolei fähige rend die bedeckten Teile, also die Rißlinien, grün ^δ" ^im Spritzverfahren auf das Werkstuck _wurden ^& 4o aufgetragen wird.

   Beisoiel II ~*· Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, da-

   Gewichtsteile durch gekennzeichnet, daß die fotoleitfähige

   Zinkoxyd (fotoleitfähig) 100 ^Sc*^{icht im} Tauchverfahren auf das Werkstück

   Vinylacetat 40 aufgetragen wird.

   Methyläthylketon 50 ^{45 6l} Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

   Toluol 100 dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitfähige

   Schicht zunächst auf eine Hilfsplatte aufgebracht

   Eine fotoleitfähige Masse der obigen Zusammen- und anschließend von derselben auf das Werksetzung wurde auf eine Aluminiumplatte im Tauch- stück übertragen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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