DE2544603A1

DE2544603A1 - Verfahren zur herstellung eines zylindrischen matrizenkoerpers

Info

Publication number: DE2544603A1
Application number: DE19752544603
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Schatton
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1975-10-04
Filing date: 1975-10-04
Publication date: 1977-04-14

Description

Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Matrizenkörpers Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Matrizenkörpers zur galvanischen Herstellung endloser Siebe, vorzugsweise von Druckschablonen für den Rotationssiebdruck.
Zur Herstellung von sogenannten Rotex-Schablonen für Druckereizwecke, Schersieben und technischen Sieben, gedruckten Schaltungen und Heizfolien bedient man sich einer Matrize, in die Vertiefungen eingebracht sind, die mit einem nicht leitenden Material ausgefüllt werden. Der Matrizenkörper besteht üblicher Weise aus Metall, so daß sich bei Schaltungdieses Matrizenkörpers als Kathode in einem galvanischen Bad auf der leitfähigen Oberfläche Metall niederschlagen kann. Die mit dem nicht leitenden Metall ausgefüllten Vertiefungen bleiben von Metall frei, so daß ein siebartiges Gebilde entsteht. Wenn die notwendige Dicke des siebartigen Gebildes erreicht ist, wird dieses von der Matrize abgezogen und die Matrize von neuem in den elektrolytischen ProzeB eingebracht.
Die Standzeit derartiger Matrizenkörper hängt in entscheidenem Maße davon ab, wie weit es gelingt, die Eunststoffpfropfen in den näpfchenartigen Vertiefungen beim Abziehen der hergestellten Schablone zuhalten.
Es zielt deshalb bereits vorgeschlagen, die von den Stegen eingeschlossenen pyramidenförmigen Näpfchen mit einer den elektrischen Strom nicht leitenden Substanz wie zum Beispiel Kunstharzlack auszufüllen, die metallischen Stege anschließend von der bei diesem Füllvorgang, welcher durch Rakeln, Streichen oder Spritzen erfolgt, entstandenen Überschichtung üblicherweise durch Schleifen freizulegen und die so vorbereitete Rasterwalze in einem galvanischen Bad mit einer haftfesten Metallabscheidung von etwa 10 Mikron Dicke auf den Stegen zu versehen. Da die Metallabscheidung neben der radialen Richtung auch in axialer Richtung und in Umfangsrichtung wächst, bilden sich an den Rändern der Näpfchen sogenannte Hinterschneidungen, die die Sunstharzpfropfen vor dem Herausfallen schützen. Im Anschluß an diese Versiegelung löst man den Füllstoff mit einem geeigneten Lösungsmittel wieder heraus und stabilisiert die Rasteroberfläche durch eine dünne Chromauflage. Hiernach werden die Vertiefungen erneut mit einem isolierenden Füllmittel versehen und der ganze Matrizenkörper geschliffen, so daß die verchromten metallischen Stege wieder vollkommen blank und gleichmäßig erscheinen.
Nachteilig bei diesem Vorgehen wirkt sich die beim erstmaligen Freilegen der Stege durch Schleifen unvermeidbare Gratbildung aus. Sie führt zwangsläufig dazu, daß der Stegrand nach den sich im weiteren Herstellungsverlauf anschließenden Galvanisierschritten mehr oder weniger feinknospig und wellig verläuft. Das darauf galvanogeformte Sieb erscheint daher dem Betrachter unruhig, diffus. Ein weiterer Nachteil der vorgeschlagenen Herste2angsweise liegt in der naturgegebenen Verrundung der Stege begründet.
Sie wird durch den Verfahrensschritt der Versiegelung verursacht und führt wegen der mangelnden Lackhaftung auf dieser relativ flach auslaufenden Stegkante beim Ablösen der hergestellten Siebe leicht zu Ausbrüchen und kraterartigen Kapillaren im Bereich der isolierten Randzone. Als Folge hiervon zeigt das hergestellte Sieb auf seiner Innenseite eine bestimmte Rauhigkeit, die sich mit der Zahl der Abzüge immer mehr verstärkt, weil sie selbst den Lack beim Löslösen des Siebschlauches stets mehr und mehr beschädigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, Matrizenkörper zu erstellen, die eine wesentlich höhere Standzeit als die nach herkömmlicher Technik hergestellten Matrizenkörper aufweisen und mit denen es möglich ist, Siebe mit einem wesentlich genaueren Raster herzustellen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß zunächst in die Mantelfläche eines zylindrischen Metallteils entsprechend dem Raster des Siebes eine Vielzahl von näpfchenartigen Vertiefungen eingebracht, daß darauf eine dünne Metall schicht mit rauher Oberfläche abgeschieden wird, daß die zwischen den näpfchenartigen Vertiefungen befindlichen Stege glattgeschliffen werden, daß durch Nachprägen der obere Rand der näpfchenartigen Vertiefungen geglättet wird, daß sowohl auf den Stegen als auch in den näpfchenartigen Vertiefungen eine Schicht aus einem verschleißfesten Metall galvanisch abgeschieden wird und anschließend die näpfchenartigen Vertiefungen mit einem elektrisch nicht leitenden Kunstharz ausgefüllt werden. Die starke Rauhigkeit der zunächst aufgebrachten Metallschicht ermöglicht eine intensive Verklammerung des Kunstharzes mit der Näpfchenoberfläche und verhindert somit, daß die Kunstharzpfropfen beim Abziehen der hergestellten Schablone herausgerissen werden. Nach dem Einbringen der näpfchenartigen Vertiefungen wird vorteilhafterweise zunächst eine dünne Nickelschicht auf den Matrizenkörper galvanisch abgeschieden und auf dieser Nickelschicht eine Kupferschicht mit rauher Oberfläche abgeschieden. Dies hat den Vorteil, daß das anschließend notwendige Glätten der Stege durch Schleifen von Hand oder maschinell ohne besonderes Risiko geschehen kann, weil die ursprünglich durch Prägen erzeugten und danach galvanisch verstärkten Stege somit gleichmäßig in Niveau und Breite bleiben.
Zweckmäßigerweise wird nach der Rauhverkupferung der Matrizenkörper geschliffen, bis die Kupferschicht von den Stegen vollkommen entfernt ist. Dadurch ist gewährleistet, daß die im nachfolgenden Arbeitsgang auf den Stegen abgeschiedene Metallschicht aus einem verschleißfesten Material auch in ihrer Oberfläche äußerst glatteis. Als verschleißfeste Metallschicht hat sich insbesondere eine Chromschicht als vorteilhaft erwiesen. Chrom weist äußerst hohe Härtegrade auf und gestattet eine besonders einfache Trennung der hergestellten endlosen Siebe, die üblicherweise aus Nickel bestehen. Das Einbringen der Vertiefungen in die Mantelfläche des zylindrischen Metallteils erfolgt zweckmäßigerweise durch Prägen.
Die Erfindung ist anhand des in den Figuren 1 bis 3 schematisch dargestelLten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In die äußere Mantelfläche eines zylindrischen Metallteils 1, vorzugsweise eines Kupferrohres, welches auf elektrolytischem Wege hergestellt wurde, werden mittels einer nicht dargestellten geeigneten Vorrichtung, vorzugsweise einer Mblettiereinrichtung näpfchenartige Vertiefungen 2 in einem Muster eingebracht, das dem Lochmuster des herzustellenden siebartigen Gebildes entspricht.
Der auf diese Weise gravierte Walzenkörper 1 wird in einem galvanischen Bad mit einer rauhen Metallschicht 3 von etwa 5 bis 10 Mikron Dicke versehen. Hierzu eignet sich vorzugsweise ein cyanidisches Kupferbad. Danach werden die zwischen den näpfchenartigen Vertiefungen 2 befindlichen Stege 4 vorzugsweise durch Schleifen geglättet, um einen glatten Untergrund für die nachfolgende Abscheidung eines verschleißfesten Metalls zu schaffen. Die noch rauhen, zum Teil feinknospigen Stegränder werden in einem weiteren Herstellungsschritt durch leichtes Nachprägen mit der anfänglich verwendeten Molettiereinrichtung exakt begradigt. Hierbei stellt man den Prägedruck auf den sich drehenden Walzenkörper 1 so ein, daß die starke Rauhigkeit auf den Näpfchenflächen erhalten bleibt. Nach dem Prägen wird der Walzenkörper in einem geeigneten galvanischen Bad mit einer dünnen Chromschicht 5 versehen, die sich sowohl auf den Stegen 4 als auch an der Innenwandung der näpfchenartigen Vertiefungen abscheidet. Dabei wird die Oberflächenrauhigkeit an der Innenwandung der näpfchenartigen Vertiefungen 2 noch verstärkt. Im Anschluß daran werden die näpfohenartigen Vertiefungen 2 mit einem geeigneten Kunstharz 6 ausgefüllt und der Walzenkörper nochmals überschliffen. Vorteilhafterweise wird zwischen der Kupferschicht 3 und der Chromschicht 5 noch eine hauchdünne Nickel schicht galvanisch niedergeschlagen. Dies hat den Vorteil, daß die Korrosionsbeständigkeit der Matrize verbessert wird. Weiterhin ergibt sich dadurch ein stabilerer Aufbau der Stege, da das spröde Chrom besser auf dem zähen Nickel als auf dem weichen Kupfer haftet.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Matrize eignet sich insbesondere zur Herstellung von Siebdruckschablonen. In einem geeigneten Nickelbad wird auf der Matrize eine Nickel schicht in der Größenordnung von 100 Mikron abgeschieden, die nach dem Herausnehmen der Matrize aus dem Nickelbad von der Matrize abgezogen wird.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Matrizebat sich gegenüber den bisher bekannten Matrizen als wesentlich günstiger erwiesen. So konnten mit Hilfe des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Matrizenkörpers endlose Siebe hergestellt werden, deren Genauigkeit hinsichtlich der Lochform und der Stegbreite wesentlich höher war. Außerdem konnte die Standzeit der Matrize verdoppelt werden, ohne daß die Qualität der Siebe beeinträchtigt war.
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Claims

Pat entausprüche Y Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Matrizenkörpers zur galvanischen Herstellung endloser Siebe, vorzugsweise von Druckschablonen für den Rotationssiebdruck, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in die Mantelfläche eines zylindrischen Metallteils entsprechend dem Raster des Siebes eine Vielzahl von näpfchenartigen Vertiefungen eingebracht werden, daß darauf eine dünne Metall schicht mit rauher Oberfläche abgeschieden wird, daß die zwischen den näpfchenartigen Vertiefungen befindlichen Stege glattgeschliffen werden, daß durch Nachprägen der obere Rand der näpfchenartigen Vertiefungen geglättet wird, daß sowohl auf den Stegen als auch in den näpfchenartigen Vertiefungen eine Schicht aus einem verschleißfesten Metall galvanisch abgeschieden wird und anschließend die näpfchenartigen Vertiefungen mit einem elektrisch nicht leitenden Kunstharz ausgefüllt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einbringen der näpfchenartigen Vertiefungen zunächst eine dünne Nickelschicht auf den Matrizenkörper galvanisch abgeschieden und auf dieser Nickel schicht eine Kupferschicht mit rauher Oberfläche abgeschieden wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Rauhverkupferung der Matrizenkörper geschliffen wird, bis die Kupferschicht von den Stegen entfernt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als verschleißfeste Metallschicht eine Chromschicht abgeschieden wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen durch Prägen erzeugt werden