DE3916188C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zur Herstellung von elastischen Matrizen mit reliefartig profilierter Oberfläche der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE-PS 9 01 240 sind derartige Formwerkzeuge zur Ver­ arbeitung von organischen Kunststoffen und formbaren Natur­ stoffen zu Formkörpern mit mindestens einer reliefartig profilierten Oberfläche bekannt, die aus einer Metallmaske, einer relativ druckfesten Zwischenschicht, aus einem mit der Zwischenschicht fest verbundenen Stützkörper sowie aus einer Druckplatte bestehen. Zur Herstellung eines derartigen Form­ werkzeuges wird auf die Oberfläche eines maßgerechten Mo­ dells eine Metallschicht aufgespritzt oder elektro-chemisch abgeschieden, welche als Metallmaske die positive Reliefform des herzustellenden Gegenstandes besitzt. Die mit ihrem Rand in einem Rahmen verankerte Metallmaske wird über eine Zwi­ schenschicht mit einem festen Stützkörper verkittet, der ebenfalls am Rahmen befestigt wird. Als Zwischenschicht kön­ nen Zemente oder aushärtende Kunstharze verwendet werden, denen zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit ein Metallpulver beigemischt worden ist. Wenn derartige Formwerkzeuge zur Herstellung von elastischen Matrizen für die Kunststein­ produktion eingesetzt werden, wirken beim Preßvorgang auf die relativ dünnwandigen Metallmasken hohe mechanische und thermische Beanspruchungen, die zu einer frühzeitigen Be­ schädigung der formsteifen Metallmaske führen können. Ins­ besondere bei den mit feinem unregelmäßigen Relief verse­ henen Matrizen für die Herstellung von travertinartigen Kunststeinplatten ergaben sich bereits nach einer relativ geringen Anzahl von Abformvorgängen Risse in den Metall­ masken am Ende bzw. an den Kanten der Erhebungen, die dann in den gummielastischen Matrizen wiederkehrten. Trotz der Anordnung einer Zwischenschicht von veränderlicher Dicke und dem Vorsehen eines den Konturen der Formschalen entsprechen­ den Stützkörpers konnte eine gleichmäßige Verteilung der beim Preßvorgang wirksamen Kräfte auf die profilierte Form­ schale bzw. die Maske nicht erreicht werden.

Aus der DE-PS 7 04 732 ist ein weiteres Formwerkzeug bekannt, dessen Metallmaske in mehreren Lagen aufgespritzt wird. Zur Vermeidung von Wärmerissen beginnt das Aufspritzen des Metalls zuerst in den Randbereichen der Maske, um dort eine stabilisierende Verankerungswirkung zu erzielen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Formwerk­ zeug zu schaffen, das eine wesentlich größere Standzeit besitzt und die Herstellung einer wesentlich größeren Anzahl an elastischen Matrizen mit gleichbleibend guter Formgenau­ igkeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patent­ anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Formwerkzeugs wird erreicht, daß die beim Preßformen der Matrize auftretenden Druckspitzen einmal aufgrund der sich aus der Dicke der Zwi­ schenschicht ergebenden Dämpfungswirkung und zum anderen durch die gezielte Positionierung der formsteifen Stäbe im Gitter des Stützkörpers aufgefangen werden können, so daß der Rißbildung in der relativ dünnwandigen formfesten Me­ tallmaske entgegengewirkt wird.

Wenn mit dem erfindungsgemäßen Formwerkzeug beispielsweise Kunststeinplatten hergestellt werden sollen, die den opti­ schen Eindruck einer Travertinplatte vermitteln, wird von der Oberfläche einer echten Travertinplatte ein Abdruck aus elastischem Material abgenommen. Nach Aushärten oder Ver­ netzen dieses Materials wird der Abdruck von der Travertin­ platte entfernt und mit einer Metallbeschichtung versehen, die nach Entfernen des Abdrucks eine relativ dünnwandige Maske von ca. 4 mm Wandstärke bildet. Auf der Rückseite der Maske wird anschließend die relativ druckfeste Zwischen­ schicht in der vorgegebenen Dicke aufgebracht, wobei die an die Maske angrenzende Fläche entsprechend der Maskenkontur profiliert ist und die andere Fläche eben verläuft. An dieser Rückfläche der Zwischenschicht wird ein Metallgitter befestigt und mit einem geeigneten Gießharz ausgefüllt, das dem Material der Zwischenschicht entsprechen kann und eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen sollte. Die jewei­ lige Anordnung der Gitterstäbe richtet sich nach den im Modell, beispielsweise in der Travertinplatte, vorgesehenen Erhebungen und Vertiefungen, wobei die Gitterstäbe neben den Erhöhungen in der Maske verlaufen sollten. Damit wird ver­ hindert, daß die Maske in den Zonen dieser Erhebungen reißt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine nachzubildende Travertinplatte, in Draufsicht,

Fig. 2 die Abnahme eines elastischen Abdruckes von der Travertinplatte nach Fig. 1,

Fig. 3 die Bildung einer Metallmaske auf dem elasti­ schen Abdruck nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Herstellung von elasti­ schen Matrizen mit Unterform und einem Form­ werkzeug im Querschnitt,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Formwerkzeug nach Fig. 4 und

Fig. 6 ein anderes Formwerkzeug mit angepaßter Git­ teranordnung.

Die in Fig. 1 dargestellte Travertinplatte 10 dient als Vor­ lage für künstliche Boden- oder Wandplatten und weist an ihrer Oberfläche langgestreckte etwa parallele Vertiefungen 12 bis 18 auf, die in den Kunststeinplatten in gleicher Form und Anordnung wiederkehren sollen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, haben die Vertiefungen 12, 14 und 16 etwa gleiche Abstände, während die Vertiefungen 16 und 18 relativ nahe nebeneinanderliegen. Auf der Oberfläche der Travertinplatte 10 wird ein Material aufgebracht, das nach dem Aushärten oder Vernetzen einen elastisch verform­ baren Abdruck 20 ergibt, in welchem die Vertiefungen 12 bis 18 Erhebungen darstellen. Die Vertiefungen 12 bis 18 haben eine gemittelte Tiefe TMV.

Nach Entfernen des elastischen Abdruckes 20 von der Traver­ tinplatte 10 wird auf der profilierten Fläche, die ein Negativ der Oberfläche der Travertinplatte 10 darstellt, eine Metallmaske 22 durch Aufsprühen von Metall, beispiels­ weise von Aluminium, in Form von vorzugsweise kreuzweise zueinander verlaufenden Schichten mit einer Dicke im Mikro­ meterbereich hergestellt. Das Aufsprühen des Metalls oder der Metallegierung für die Maske kann mittels eines Licht­ bogensprühverfahrens erfolgen. Die Maske weist im Endzustand eine Dicke von etwa 4 mm auf (vgl. Fig. 3).

Fig. 4 zeigt ein oberes Formwerkzeug 24, das zusammen mit einer Unter­ form 26 den Formhohlraum zur Herstellung von dartischen Matrizen bildet. Dieser Raum wird vor einem Preßvorgang mit einer geeigneten Gummi- oder Kautschukmischung ausgefüllt.

Auf der Rückseite 28 der Metallmaske 22 ist eine Hinter­ fütterung in Form einer Zwischenschicht 30 aus einem gut wärmeleitenden Gießharz angebracht. Vorzugsweise enthält das Gießharz Metallteilchen, insbesondere Aluminiumteilchen in einer Menge von 85% bis 95%. Die Zwischenschicht 30 weist eine Dicke D_H auf, die dem 3- bis 5-fachen der Tiefe TMV entspricht. Hinter der Zwischenschicht 30 ist ein Metall­ gitter 32 angebracht, das aus sich kreuzenden Gitterstäben besteht. Die Höhe der Gitterstäbe D_G ist gleich dem 1- bis 1,5-fachen der Dicke D_H der Zwischenschicht 30. Zwischen den Gitterstäben des Gitters 32 ist ein Gießharz 34 eingegossen, das ebenfalls mit Metallteilchen in einem Anteil von vor­ zugsweise 85% bis 95% vermischt ist. Zur Einleitung einer Preßkraft ist auf das Gitter 32 eine Druck­ platte 36 vorzugsweise aus Stahl aufgelegt.

Fig. 5 zeigt die Anordnung der Gitterstäbe des Gitters 32. Das Gitter 32 weist Randstäbe 38, 40, 42 und 44 auf. Git­ terstäbe 46 und 48 sind derart angeordnet, daß sie neben der Vertiefung 12 in der Travertinplatte 10 und damit auch in der Metallmaske 22 verlaufen. Weitere Gitterstäbe 50 und 52 verlaufen neben den Vertiefungen 14 in der Travertinplatte 10 und damit in der Maske 22. Die Gitterstäbe 50 und 52 sind dicker ausgebildet als die Gitterstäbe 46 und 48, da deren Abstände zu benachbarten Gitterstäben größer ist als der Abstand zwischen den Gitterstäben 46 und 48. Neben den Ver­ tiefungen 16 und 18 in der Travertinplatte 10 und damit in der Maske 22 sind weitere Gitterstäbe 54, 56, 58 angeordnet. Da die Abstände zwischen den Gitterstäben 54 und 58 relativ gering sind, ist ihre Dicke geringer als die Dicke der Gitterstäbe 50 und 52. Die Gitterstäbe 56 bis 58 werden über senkrecht dazu verlaufende Gitterstababschnitte 60, 62, 64 und 66 untereinander verbunden. Die Stäbe 38 bis 66 sind untereinander verschweißt. Die Ecken und evtl. die Kanten der Metallmaske 22 sind durch Löten verstärkt, so daß sie auch bei einer großen Anzahl von Pressungen nicht ausbrechen oder reißen.

Fig. 6 zeigt in Draufsicht einen Originalgegenstand 70, von dem ein Formwerkzeug 24 hergestellt werden soll. Die Ausbil­ dung der Metallmaske, der Zwischenschicht und des Gitters entspricht derjenigen der Ausführung nach Fig. 1 bis 4. Da an dem Originalgegenstand 70 Abdrücke 72, 74 und 76 von Fossilien oder Blättern ausgebildet sind, die keine paral­ lele Ausrichtung aufweisen wie die Vertiefungen 12 bis 18 der Travertinplatte 10, ist das Gitter 78 aus Metallstäben entsprechend ausgebildet. Da die Metallstäbe neben den Ver­ tiefungen 72, 74 und 76 verlaufen sollen, sind neben parallel zu Randstäben 80, 82, 84 und 86 verlaufenden Git­ terstäben 88 bzw. 90 je nach Lage der Vertiefungen schräg angeordnete Gitterstäbe 92, 94, 96, 98 und 100 mit entspre­ chenden Verbindungsstäben verschweißt. Die neben der Ver­ tiefung 74 verlaufenden Gitterstäbe 102 und 104 verlaufen parallel zu den Randstäben 80 und 82, da die Vertiefung 74 ebenfalls etwa parallel zu diesen Stäben gerichtet ist.

Die Dicke der Gitterstäbe des Gitters 78 hängt wieder ab von dem Abstand der Stäbe untereinander, so daß sie zwischen 3 mm und 8 mm variieren kann.

Claims (8)

1. Formwerkzeug zur Herstellung von elastischen Matrizen mit zumindest einer reliefartig profilierten Oberfläche für die Produktion von profilierten Gegenständen, insbeson­ dere plattenförmigen Kunststein-Formkörpern, bestehend aus einer mehrlagig gespritzten Metallmaske, welche die positive Refliefform des herzustellenden Gegenstandes besitzt,
aus einer Zwischenschicht aus einem wärmeleitenden Kunst­ harz als Hinterfütterung der Metallmaske,
aus einem mit der Zwischenschicht fest verbundenen Stütz­ körper und
aus einer auf dem Stützkörper angeordneten Druckplatte, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenschicht (30) eine Dicke (D_H) der drei­ bis fünffachen mittleren Tiefe der Reliefvertiefungen (12 bis 18) der Metallmaske (22) besitzt und
daß der Stützkörper aus einem mit Gießharz (34) ausgegos­ senen Metallgitter (32) besteht, dessen Höhe (D_G) dem 1,0- bis 1,4-fachen der Dicke (D_H) der Zwischenschicht (30) entspricht und dessen miteinander verschweißte Git­ terstäbe (46 bis 48) neben den Reliefvertiefungen (12 bis 18) in der Metallmaske (22) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Metallmaske (22) etwa 4 mm dick ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Metall der Metallmaske (22) bei rotierendem Abdruck aufgesprüht ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießharz der Zwischenschicht (30) und in dem Metallgitter (32) einen Metallanteil von 85% bis 95% aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Metall im Gießharz Aluminium ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstäbe (38 bis 66; 80 bis 104) aus Stahl bestehen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Gitter­ stäbe abhängig von deren Abstand zueinander 5 mm bis 8 mm ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken der Metall­ maske (22) durch Löten verstärkt sind.