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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Erfindung ist anhand des in den Figuren 1 bis 3 schematisch dargestelLten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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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.
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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.
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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.
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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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