DE202014102772U1 - Plant for selective plasma polishing and / or cleaning of the electrically conductive surface of components - Google Patents
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Abstract
Anlage zum selektiven Plasmapolieren und/oder Reinigen der elektrisch leitenden Oberfläche von Bauteilen, insbesondere von Blechen unterschiedlicher Stärke, Blechen mit Durchbrüchen, Metallfolien (z.B. SMD-Siebdruckschablonen), Metallschablonen, Schablonen, Drähten und Bandmaterialien, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage wenigstens eine kathodisch gepolte Polierwanne und ein Pumpen-Leitungssystem aufweist, mit dem ein Elektrolyt in die Polierwanne gepumpt wird, die Bauteile anodisch gepolt in den über die Polierwanne bereitgestellten Elektrolyten eintauchbar und/oder durch diesen hindurchführbar sind, dass die Einrichtung quer zum Bauteil Isolierleisten aufweist, mit welchen die Höhe der selektiven Bearbeitungszone bestimmbar und damit die mit dem Elektrolyten in Kontakt befindliche selektive Bearbeitungsfläche (Anodenfläche) des Bauteils einstellbar ist.Plant for selective plasma polishing and / or cleaning of the electrically conductive surface of components, in particular sheets of different thickness, sheets with breakthroughs, metal foils (eg SMD screen printing stencils), metal stencils, stencils, wires and strip materials, characterized in that the system at least one cathodic Polished trough and a pump-line system with which an electrolyte is pumped into the polishing trough, the components are anodically poled immersed in the provided via the polishing trough electrolyte and / or can be passed therethrough, that the device transverse to the component insulating strips, with which the height of the selective processing zone determinable and thus the located with the electrolyte in contact selective processing surface (anode surface) of the component is adjustable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum selektiven Plasmapolieren und/oder Reinigen der elektrisch leitenden Oberfläche von Bauteilen, insbesondere von Blechen unterschiedlicher Stärke, Blechen mit Durchbrüchen, Metallfolien (z.B. SMD-Siebdruckschablonen), Metallschablonen, Schablonen, Drähten und Bandmaterialien. The invention relates to a system for the selective plasma polishing and / or cleaning of the electrically conductive surface of components, in particular sheets of different thickness, sheets with openings, metal foils (for example SMD screen printing stencils), metal stencils, stencils, wires and strip materials.
Dabei kann die Oberfläche der Bleche, Folien Bänder und Drähte und/oder die innere Oberfläche der Durchbrüche mittels Plasmapolieren poliert und/oder gereinigt werden. In this case, the surface of the sheets, films tapes and wires and / or the inner surface of the openings can be polished and / or cleaned by means of plasma polishing.
Bekannt ist das Verfahren des elektrolytischen Polierens von Blechen und Schablonen. Bei diesem Verfahren werden mittels manuellem Wischverfahren Säuren auf das zu bearbeitende Werkstück aufgetragen. Known is the method of electrolytic polishing of sheets and stencils. In this method, acids are applied to the workpiece to be machined by means of a manual wiping process.
Der Nachteil dieses Verfahrens liegt, verursacht durch den Einsatz hochkonzentrierter Säuren, in einem starken Materialabtrag an der Oberfläche und den Konturen. Gerade dünne Folien werden in ihrer Folienstärke geschwächt. Die erreichbaren Rauheitswerte entsprechen nur mittleren Anforderungen. Eine Reproduzierbarkeit des Prozesses ist nicht gegeben. The disadvantage of this method is caused by the use of highly concentrated acids, in a strong material removal at the surface and the contours. Just thin films are weakened in their film thickness. The achievable roughness values correspond only to medium requirements. A reproducibility of the process is not given.
Bekannt ist die mechanische Politur. Nachteil sind ein ungleichmäßiger Materialabtrag und die kaum realisierbare Politur der Kanten und Innenflächen von Durchbrüchen. Gerade das Entfernen von Grat, der beim Laserschneiden von Blechen entsteht, ist mangelhaft. Known is the mechanical polish. Disadvantage is an uneven material removal and the hardly realizable polish of the edges and inner surfaces of breakthroughs. Especially the removal of burr, which results from the laser cutting of sheets, is deficient.
Aus den Druckschriften
Bekannt ist die „Einrichtung zum Plasmapolieren unter Verwendung eines flüssigen Elektrolyten“ nach der Gebrauchsmusterschrift
Nachteil dieser Einrichtung ist, dass, der Elektrolyt an eine begrenzte Anströmfläche der zu polierenden Oberfläche herangeführt wird und damit nur eine sehr begrenzte Polierleistung erreichbar ist. Disadvantage of this device is that, the electrolyte is brought to a limited flow surface of the surface to be polished and thus only a very limited polishing performance can be achieved.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Anlage zum selektiven Plasmapolieren und/oder Reinigen der elektrisch leitenden Oberfläche von Bauteilen, insbesondere von Blechen unterschiedlicher Stärke, Blechen mit Durchbrüchen, Metallfolien (z.B. SMD-Siebdruckschablonen), Metallschablonen, Schablonen, Drähten und Bandmaterialien und dergleichen zu entwickeln, mit welcher ein definierter Kantenabtrag am Rand des Bauteils bzw. am Rand von Durchbrüchen ermöglicht wird, zum Beispiel den Abtrag von Schneidgrad an lasergeschnittenen Blechen bei minimaler bzw. definierter Kantenabrundung. Weiterhin soll die Einrichtung die Bearbeitung von Innenflächen von Durchbrüchen ermöglichen, die Oberflächenrauheit verbessern, die Korrosionsbeständigkeit erhöhen und die Oberflächenspannung verringern. Die Verringerung der Oberflächenspannung reduziert die Neigung zur Verschmutzung von SMD- und Siebdruckfolien. Das Verfahren soll alle Vorteile des Plasmapolierens nutzen, effizient und reproduzierbar vorgegebene Abtragsleistungen erfüllen. Aufwendige Verfahren zum Beschichten von SMD-Folien bzw. SMD-Siebdruckschablonen, die zur Reduzierung von Oberflächenspannungen und damit zur Verbesserung der Druckqualität führen, können entfallen. The object of the invention is therefore to provide a system for selective plasma polishing and / or cleaning of the electrically conductive surface of components, in particular sheets of different thickness, sheets with breakthroughs, metal foils (eg SMD screen stencils), metal stencils, stencils, wires and strip materials and To develop the same, with which a defined edge removal at the edge of the component or at the edge of openings is made possible, for example, the removal of the degree of cutting laser-cut sheets with minimal or defined edge rounding. Furthermore, the device should enable the machining of inner surfaces of apertures, improve the surface roughness, increase the corrosion resistance and reduce the surface tension. The reduction of the surface tension reduces the tendency for smudging of SMD and screen printing films. The method should use all the advantages of plasma polishing, meet efficiently and reproducibly given Abtragsleistungen. Elaborate processes for coating SMD films or SMD screen stencils, which reduce surface tensions and thus improve the print quality, can be dispensed with.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. This object is achieved with the characterizing features of the first protection claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung zum selektiven Plasmapolieren und/oder Reinigen der elektrisch leitenden Oberfläche von Bauteilen, insbesondere von Blechen unterschiedlicher Stärke, Blechen mit Durchbrüchen, Metallfolien (z.B. SMD-Siebdruckschablonen), Metallschablonen, Schablonen, Drähten und Bandmaterialien und dergleichen zur Verfügung gestellt, bei der nur jeweils ein selektiver Teil der Bauteile bzw. Werkstücke bearbeitet wird. Die Bearbeitung der gesamten Fläche erfolgt schrittweise oder kontinuierlich fortschreitend. According to the invention, a device for selective plasma polishing and / or cleaning of the electrically conductive surface of components, in particular sheets of different thickness, sheet metal with apertures, metal foils (eg SMD screen printing stencils), metal stencils, stencils, wires and strip materials and the like is provided only one selective part of the components or workpieces is processed. The entire surface is processed step by step or continuously progressively.
Gegenstand des Gebrauchsmusters besteht darin, dass der Plasmapolierprozess aus der Elektrolytwanne heraus verlagert wird, und über spezielle Polierwannen ein nur teilweiser, in seiner Größe wählbarer, Kontakt mit einem fließenden, sich umwälzenden Elektrolyten, eingestellt wird. The subject of the utility model is that the plasma polishing process is displaced out of the electrolyte bath and, via special polishing pans, only a partial, size-selectable, contact with a flowing, circulating electrolyte is set.
Die Anlage zum selektiven Plasmapolieren und/oder Reinigen der elektrisch leitenden Oberfläche von Bauteilen, insbesondere von Blechen unterschiedlicher Stärke, Blechen mit Durchbrüchen, Metallfolien (z.B. SMD-Siebdruckschablonen), Metallschablonen, Schablonen, Drähten und Bandmaterialien, weist erfindungsgemäß wenigstens eine kathodisch gepolte Polierwanne und ein Pumpen-Leitungssystem auf, mit dem ein Elektrolyt in die Polierwanne gepumpt wird, die Bauteile anodisch gepolt in den über die Polierwanne bereitgestellten Elektrolyten eintauchbar und/oder durch diesen hindurchführbar sind wobei die Anlage quer zum Bauteil Isolierleisten aufweist, mit welchen die Höhe der selektiven Bearbeitungszone bestimmbar und damit die mit dem Elektrolyten in Kontakt befindliche selektive Bearbeitungsfläche (Anodenfläche) des Bauteils einstellbar ist. The plant for selective plasma polishing and / or cleaning of the electrically conductive surface of components, in particular sheets of different thickness, sheets with openings, metal foils (eg SMD screen stencils), metal stencils, stencils, wires and Strip materials, according to the invention comprises at least one cathodically poled polishing trough and a pump line system with which an electrolyte is pumped into the polishing trough, the components anodically poled immersed in the provided via the polishing trough electrolyte and / or can be passed through this wherein the system transversely to Component insulating strips having, with which the height of the selective processing zone determinable and thus located with the electrolyte in contact with the selective processing surface (anode surface) of the component is adjustable.
Es wird dabei jeweils am Bauteil ein “Streifen” im Bereich der selektiven Bearbeitungszone bearbeitet (poliert und/oder gereinigt). Durch kontinuierliches oder schrittweises Bewegen des Bauteils durch diese partielle Bearbeitungszone hindurch, wird entweder schrittweise, bei einer schrittweisen Bewegung des Bauteils, dessen Bearbeitung durchgeführt oder es erfolgt eine kontinuierliche Bewegung des Bauteils durch die Bearbeitungszone hindurch und damit ein kontinuierliches Bearbeiten des Bauteils. Die Isolierleisten können dabei höhenverstellbar und/oder wechselbar sein, so dass über höhenverstellbare Isolierleisten oder den Einsatz von Isolierleisten mit unterschiedlicher Höhe die Höhe der Bearbeitungszone veränderbar bzw. einstellbar ist. In each case, a "strip" in the region of the selective processing zone is processed (polished and / or cleaned) on the component. By continuously or stepwise moving the component through this partial processing zone, either step by step, with a stepwise movement of the component, its processing is performed or there is a continuous movement of the component through the processing zone and thus a continuous machining of the component. The insulating strips can be adjustable in height and / or exchangeable, so that the height of the processing zone can be changed or adjusted via height-adjustable insulating strips or the use of insulating strips with different heights.
Die Polierwanne wird vorteilhafter Weise so dimensioniert ist, dass die Kathodenfläche, d.h. die Fläche des Elektrolytspiegels in der Polierwanne ein Vielfaches der selektiven Bearbeitungsfläche in Form der Anodenfläche ist, die sich aus der Länge und Höhe der Bearbeitungszone am Bauteil ergibt. The polishing pan is advantageously dimensioned such that the cathode surface, i. the area of the electrolyte level in the polishing trough is a multiple of the selective processing area in the form of the anode surface resulting from the length and height of the processing zone on the component.
Vorzugsweise ist das Verhältnis Kathodenfläche zu Anodenfläche größer als 20:1. Preferably, the ratio of cathode area to anode area is greater than 20: 1.
Durch die Isolierleisten, die aus einem elektrisch nicht leitendem Material bestehen, ist die Polierwanne gegen einen direkten Kontakt zwischen Anode und Kathode gesichert ist. By the insulating strips, which consist of an electrically non-conductive material, the polishing pan is secured against direct contact between the anode and cathode.
Wie bereits vorgenannt beschrieben weist die Anlage in ihrer Höhe verstellbare Isolierleisten zur Begrenzung bzw. Einstellung der Höhe der selektiven Bearbeitungszone am Werkstück auf. Es ist weiterhin ein Elektrolytauffangbehälter eine Hubvorrichtung bzw. eine Einrichtung zur Erzeugung einer kontinuierlichen oder schrittweisen Vorschubbewegung mit Werkstückaufnahme als Anode, einer Energieversorgung zur Bereitstellung des Polierstromes und der Polierspannung und eine Steuerung zur Regulierung der Fließgeschwindigkeit des Elektrolyten vorgesehen. As already described above, the system has height-adjustable insulating strips for limiting or adjusting the height of the selective processing zone on the workpiece. Furthermore, an electrolyte collecting container is provided with a lifting device or device for producing a continuous or incremental feed movement with a workpiece holder as the anode, a power supply for providing the polishing stream and the polishing voltage and a controller for regulating the flow rate of the electrolyte.
Die Polierwanne ist in Richtung zu der jeweiligen Bauteilseite auf welcher sie angeordnet ist, so mit den Isolierleisten versehen, dass mit ihnen durch den Wechsel der Isolationsleisten oder deren Höhenverstellung der aktive Elektrolytspiegel am Bauteil eingestellt wird, am Bauteil in diesem Bereich der Elektrolyt anströmt und damit der Polierstrom bestimmbar bzw. einstellbar ist. The polishing trough is in the direction of the respective component side on which it is arranged so provided with the insulating strips that is set with them by changing the insulation strips or their height adjustment of the active electrolyte level on the component, the component flows in this area of the electrolyte and thus the polishing current can be determined or adjusted.
Vorteilhafter Weise sind die Polierwannen auf Achsen verschiebbar und feststellbar angeordnet, so dass diese zum Einlegen des Bauteils voneinander beabstandet werden können, d.h. in horizontaler Richtung auseinander fahren und nach dem Positionieren des Bauteil wieder zusammenfahren, bis die Isolationsleisten nur noch durch einen geringfügigen Spalt vom Bauteil beabstandet sind bzw. am Bauteil anliegen. Advantageously, the polishing pans are arranged on axles displaceable and lockable, so that they can be spaced from each other for insertion of the component, i. Diverge in the horizontal direction and move back together after positioning the component until the insulation strips are only spaced by a slight gap from the component or abut the component.
Die Polierwanne kann gegen Verdrehen und Verziehen durch die Temperaturbelastung durch zusätzliche Edelstahlprofile verstärkt sein, so dass eine gute Anlage der Isolierleisten an das Werkstück gewährleistet wird. The polishing trough can be reinforced against twisting and warping by the temperature load by additional stainless steel profiles, so that a good investment of the insulating strips is guaranteed to the workpiece.
Der Elektrolytauffangbehälter ist unterhalb der Polierwannen angeordnet ist, um den aus der/n Polierwannen abfließenden, Elektrolyten aufzufangen und mit den entsprechenden Einrichtungen für den weiteren Prozess vorzubereiten, und dem Elektrolytkreislauf wieder zuzuführen. The electrolyte collecting container is arranged below the polishing troughs in order to collect the electrolyte flowing out of the polishing trough and to prepare it with the corresponding devices for the further process, and to feed it back to the electrolyte circuit.
Während der Bearbeitung werden die Polierwannen mit Elektrolyt geflutet, so dass dieser über die Polierwannen und die Isolierleiste überläuft und im Elektrolytauffangbehälter aufgefangen wird. Durch die selektive Bearbeitungszone, die immer nur an einem “streifenförmigen Bereich” am Bauteil wirkt, kann die benötigte Energie erheblich reduziert und die Bauteile werden ohne bzw. mit nur geringer thermischer Beeinflussung poliert und/oder gereinigt, wodurch deren Oberflächenqualität hervorragend ist. During processing, the polishing pans are flooded with electrolyte, so that it overflows over the polishing pans and the insulating strip and is collected in the electrolyte collecting container. Due to the selective processing zone, which only ever acts on a "strip-shaped area" on the component, the required energy can be significantly reduced and the components are polished and / or cleaned without or with only little thermal influence, whereby their surface quality is excellent.
Gegenstand des Gebrauchsmusters ist somit zusammenfassend die verfahrensbedingte Reduzierung des Energieeintrages, unabhängig von der Größe des Werkstücks, aber abhängig von der Größe der Kontaktflächen, so dass eine thermische Beeinflussung des zu polierenden Bauteiles verhindert wird. The object of the utility model is thus summarized the process-related reduction of the energy input, regardless of the size of the workpiece, but depending on the size of the contact surfaces, so that a thermal influence of the component to be polished is prevented.
Der Gegenstand des Gebrauchsmusters besteht weiterhin darin, dass durch einseitige bzw. beidseitige Zustellung der Polierwannen ein einseitiges- bzw. beidseitiges Polieren der Bauteile ermöglicht wird, und durch den Einsatz weiterer Polierwannen mehrere Werkstücke gleichzeitig bearbeitet werden können. The object of the utility model continues to be that by unilateral or two-sided delivery of polishing tubs a one-sided or two-sided polishing of the components is made possible, and by the use of additional polishing troughs several workpieces can be processed simultaneously.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and accompanying drawings. Show it:
Die Anlage weist beispielsweise zum Polieren eines Bauteils in Form eines Bleches, wie es in den
Das Bauteil
Die Polierwannen
Aus
Eine Prinzipdarstellung der Anlage, bei welcher ein Bauteil
Nachdem das Werkstück
Das Bauteil wird somit zwischen den beiden Polierwannen
Die Kathodenfläche, welche durch die Oberfläche des im Behälter befindlichen Elektrolyts bestimmt wird, ist ein Vielfaches der selektiven Bearbeitungsfläche
Das Herz der Anlage sind somit die die Polierwannen
Die Polierwannen
Durch diese konstruktive Lösung besteht die Möglichkeit, dass das Bauteil beim Einsatz von zwei Polierwannen in Höhe des Elektrolytspiegels voll vom Elektrolyten umgeben ist. Durch die gewählte Konstruktion wird nur ein selektiver Teil des Bauteils, der mit dem Elektrolyten in Kontakt steht, bearbeitet. Dies kann einseitig mit nur einer Polierwanne
Das zu bearbeitende Bauteil
Weiterhin besteht die Möglichkeit der Regelung des Polierstromes über die Änderung der Höhe der selektiven Bearbeitungszone
Die Poliereinheit besitzt einem Elektrolytauffangbehälter
Die Anlage ist umgeben von einer nicht dargestellten, elektrisch isolierenden, Schutzhülle. Zum Einrichten und Bestücken der Anlage wird die vordere Wand der Schutzhülle oberhalb der Elektrolytauffangwanne
Der Elektrolytauffangbehälter
Ein Temperatursensor ermöglicht bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur des Elektrolyten, dessen Kühlung, und bei Unterschreiten der vorgegebenen Temperatur das Zuschalten der Heizung. A temperature sensor allows for exceeding a predetermined temperature of the electrolyte, its cooling, and falls below the predetermined temperature, the connection of the heater.
Die Bauteilaufnahme
Für die Bearbeitung von Bändern und Drähten ist die Anlage (
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Anlage zum selektiven Polieren und Reinigen elektrisch leitender Oberflächen von Blechen, Blechen mit Durchbrüchen, Schablonen und Bandmaterialien wird erstmalig ein effektives selektives Plasmapolieren und Reinigen großflächiger Bauteile ermöglicht. Die Verbindung der Poliereinheit mit der Nutzung des Plasmapolierprozesses ist die Voraussetzung für eine prozesssichere und qualitativ hochwertige Bearbeitung von dünnwandigen Folien und Blechen. With the method according to the invention and the system for the selective polishing and cleaning of electrically conductive surfaces of metal sheets, sheets with openings, templates and strip materials, effective selective plasma polishing and cleaning of large-area components is made possible for the first time. The connection of the polishing unit with the use of the plasma polishing process is the prerequisite for process-reliable and high-quality processing of thin-walled foils and sheets.
Zum Einfahren der Teile können die Wannen seitlich weggefahren werden um die Vorpositionierung der Bauteile in ihrer unteren Endlage schnell zu realisieren (Eilvorlauf) und ein Verklemmen der Bauteile zwischen den Wannen bei Herstellen der Ausgangsposition zu vermeiden. For retracting the parts, the trays can be moved away laterally to quickly realize the pre-positioning of the components in their lower end position (rapid flow) and to avoid jamming of the components between the trays when making the starting position.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102006016368 B4 [0006] DE 102006016368 B4 [0006]
- DE 202005005664 U1 [0006] DE 202005005664 U1 [0006]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |