DE4334652A1 - Verfahren zur Aushebung von Motiv-Strukturmustern vorbestimmbarer Form und Tiefe in Oberflächen von transparenten und nicht transparenten Werkstücken mittels Strahlung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aushebung von Motiv-Strukturmustern vorbestimmbarer Form und Tiefe in Oberflächen von transparenten beziehungsweise nicht transpa­ renten Werkstücken, nach dem Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1. Verfahren zur Einbringung von Strukturmustern in Oberflächen von Glas oder sonstigen transparenten oder nicht transparenten Werkstoffen sind bekannt. So werden beispiels­ weise die gewünschten einzubringenden Muster aus Folien her­ ausgeschnitten und auf die Oberfläche der durch Strahlung zu bearbeitenden Werkstücke, beispielsweise Spiegel oder Klar­ glasscheiben geklebt. Die freigebliebenen Flächen des mit dem Folienmuster abgedeckten Werkstücks werden dann gleichmäßig mit einem Sandstrahlgerät oberflächlich aufgerauht. Bei einer derartigen Bearbeitung von Klarglasscheiben erscheinen die Muster beispielsweise nach Entfernung der Folie mattweiß getönt auf klarem Untergrund. Eine punktuell steuerbare dreidimensionale Aushebung der Oberfläche des Werkstücks kann mit diesem bekannten Verfahren nicht erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das mit geringem wirtschaftlichen Aufwand auch die präzise Aushebung dreidi­ mensionaler Motiv-Strukturmuster vorbestimmbarer Form und Tiefe durch Strahlung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Patentan­ spruch 1 gekennzeichneten Mittel gelöst. Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung beruht auf der Ausnutzung des Umstandes, daß die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstücks insgesamt zunächst mit einer Folie ein- oder mehrschichtig festhaltend und unverschiebbar abgedeckt wird und über diese Folienab­ deckung eine Schicht aus Papier oder einem ähnlichen Material, auf der die Zeichnung des aus der Oberfläche des Werkstücks durch Strahlung auszuhebenden Motiv-Strukturmusters durch manuelle, maschinen- oder computergestützte Darstellung be­ ziehungsweise durch optische Projektion eines Diapositivs der Zeichnung mittels eines Bildprojektors auf die Vorlageschicht deutlich sichtbar zu erkennen ist, wobei durch manuelle, speicherprogrammierbare (SPS) oder eine ähnlich wirksame Steuerung der Strahlungsrichtung und/oder der Strahlmittel­ geschwindigkeit und/oder der Feinheit des Düsenstrahls und/ oder des Anstellwinkels der Strahlerdüse zur Werkstückfläche und/oder der Strahlungstiefe sowie der Teilchengröße der Strahlmittel (z. B. Sand oder Metall) die in der Zeichnung des Motiv-Strukturmusters vorgegebenen Werkstückstrukturen und -konturen präzise ausgehoben werden.

Das Strahlen der Werkstücke erfolgt vorzugsweise in Kabinen unterschiedlicher Größe, die den speziellen Erfordernissen der Arbeiten wie beispielsweise Form, Größe und Gewicht des Werksstücks sowie der Art und Ausführung der notwendigen Halterungen, mit denen ggf. teilweise sehr schwere Werkstücke gewendet und gekippt werden können.

Es können sowohl transparente z. B. Glasplatten, klar und farbig, vorzugsweise in einer Dicke von 10 mm und mehr, als auch nicht transparente Werkstücke z. B. Metallplatten oder Glasspiegel erfindungsgemäß bearbeitet werden. Glasplatten werden beispielsweise - vom Betrachter aus gesehen - auf der Rückseite, Spiegel und Metallplatten auf der Vorderseite gestrahlt.

Zur Strahlung der Werkstücke nach den detaillierten Angaben der Zeichnung des Motiv-Strukturmusters können Sand oder auch andere Strahlmittel von ganz kleiner Körnung, wie es das Motiv- Strukturmuster jeweils erfordert, beispielsweise Schneesand und Glasperlen für eine weiche Oberfläche bis zu grobem Sand und Walnuß (um einen porigen Effekt zu erzielen) verwendet werden. Auch Strahlmittel aus Metall sind bei einigen Bearbei­ tungsvorgängen, beispielsweise bei der Strahlung von Motiv- Strukturmustern in Metallplatten vorteilhaft zu verwenden.

Die Größe der Öffnung der Strahlerdüse richtet sich nach der Tiefe der vorgesehenen Aushebungen des Motiv-Struktur­ musters. Bei der Bearbeitung von Werkstücken aus Glas sollten für tiefgehende Aushebungen des Materials vorzugsweise Düsen mit kleinerer Öffnung (etwa 7 mm Durchmesser) und für weniger tiefgehende Aushebungen des Glases z. B. vorzugsweise Düsen mit größerer Öffnung (etwa 10 mm Durchmesser) verwendet werden. Der Strahlungsdruck wird frei wählbar den verwendeten Strahlmitteln und der Art der beabsichteten Gestaltung des Motiv-Strukturmusters angepaßt und sollte beispielsweise manuell oder mit Mitteln speicherprogrammierbarer Steuerungen etwa zwischen 2 und 8 bar regelbar sein.

Bei der Strahlung eines Glasspiegels wird beispielsweise erfindungsgemäß jedes geschnittene Teil der Folie einzeln abgehoben, die so freigelegte Fläche weiter bearbeitet und nach vorgegebenem Motiv-Strukturmuster wieder abgedeckt um zu verhindern, daß Strahlmittel beim Strahlen der Nachbar­ fläche auf die bereits vorher bearbeitete Fläche treffen und so die Tiefe dieser Fläche verändern. Der Strahl des Strahlmittels wird erfindungsgemäß nicht gleichmäßig auf die freigelegte Fläche gerichtet, sondern unterschiedlich angewinkelt oder auf einen Punkt konzentriert und darauf sofort in einem leichten Bogen abgehoben. Einzelne Stellen werden nach Vorgabe des Motiv-Strukturmusters ggf. sehr tief (so tief wie es das Glas zuläßt, ohne zu brechen) herausge­ hoben, da je nach Tiefe der Aushebung die Lichtbrechung variiert. Durch diese Art der Strahlung entsteht für den Betrachter des Werkstückes ein Effekt von Körperlichkeit, Licht und Schatten und schließlich nach Ablösung der Folien und der Zeichnung der optische Eindruck der Dreidimensiona­ lität.

Spiegel werden im Sinne dieser Erfindung als nicht trans­ parente Werkstücke betrachtet und auf ihrer Vorderseite gestrahlt. Nicht transparente Werkstücke aus Metall werden - wie Spiegel - auf der Vorderseite gestrahlt.

Bei der Strahlung von Glasplatten ohne Spiegelbelag wird erfindungsgemäß die Rückseite der Platte gestrahlt; die Vor­ derseite ist nach der Bearbeitung dem Betrachter des Motiv- Strukturmusters zugewandt. Auch in diesem Anwendungsfall wird jedes geschnittene Teil der Folie einzeln abgehoben, die freigelegte Fläche gestrahlt und - wenn es das Motiv- Strukturmuster erfordert - wieder abgedeckt. Die Konturen des vorgegebenen Motiv-Strukturmusters können dabei mit dem Strahlmittel bei einer angenommenen Glasplattenwandstärke von 12 mm bis zu 9 mm tief in das freiliegende Glas hinein­ gearbeitet werden, so daß dreidimensionale Strukturen erzeugt werden können.

Wenn dem Betrachter ein Teil des herausgehobenen Motiv- Strukturmusters beispielsweise näher in der räumlichen Darstellung erscheinen soll, muß dieses nähere Teil tiefer in das Werkstück hineingestrahlt als die Teile des Motiv- Strukturmusters, die dem Betrachter entfernter erscheinen sollen, das heißt: es muß flacher (nicht so tief) gestrahlt werden.

Um dreidimensionale Motiv-Strukturmuster, wie übereinander­ liegende Gegenstände oder menschliche beziehungsweise tie­ rische Körper, beispielsweise ein Vogel als Motiv-Struktur­ muster, zu strahlen wird zunächst die Folie des gesamten Bereichs des Vogelkörpers herausgehoben und die frei gewor­ dene Fläche durch Strahlung modelliert. Dann werden Bauch und Brustbereich abgedeckt und die übrigen Teile noch tiefer durch Strahlung herausgearbeitet. Schließlich werden noch weitere Teile wieder abgedeckt und die übrigen Teile des Vogels, z. B. die Federstrukturen stufenweise tiefer und tiefer aus dem Werkstück herausgestrahlt. Dem Betrachter erscheint dann auf der Vorderseite der Glasplatte die Dar­ stellung des Vogels als dreidimensionales Motiv-Struktur­ muster.

Die fertig gestrahlten Glasplatten sollten auf der Rück­ seite vorsichtshalber mit einer dünnen, durchsichtigen Glasplatte abgedeckt werden.

In einer vorteilhaften weiteren Ausbildungsform der Erfin­ dung können mehrere Glasplatten mit jeweils eingearbeiteten eigenen Motiv-Strukturmustern hintereinander als einheitli­ ches Gebilde derart angeordnet werden, daß alle zusammen ein harmonisches oder aus sonstigen Gründen gut abgestimmtes Gesamtmotiv-Strukturmuster darstellen.

Um die dreidimensionale Darstellung von Motiv-Struktur­ mustern bei transparenten Werkstücken und Glas spiegeln zu verstärken, kann erfindungsgemäß eine Lichteinflutung an den Seitenwänden der transparenten Werkstücke bzw. bei Spiegeln aus Glas oder transparenten Kunststoffen auf der Betrachterseite, mittels elektrischer Leuchten direkt oder indirekt über Zylinderlinsen vorgesehen werden.

Das Gebiet der Erfindung wird nicht verlassen, wenn statt Glas auch andere transparente Werkstoffe wie Plexiglas usw. als Trägermaterial für die Darstellung von Motiv-Struktur­ mustern verwendet wird. Diese Werkstoffe können bei ausrei­ chender Transparenz auch eingefärbt sein. Anstelle von plat­ tenförmigen Werkstücken können auch anders geformte Werkstücke, z. B. walzen- oder kugelförmige Werkstücke gestrahlt werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Aushebung von Motiv-Strukturmustern vorbe­ stimmbarer Form und Tiefe in Oberflächen von transparenten beziehungsweise nicht transparenten Werkstücken durch Strah­ lung des zu bearbeitenden Werkstücks mit Hilfe bekannter Strahlmittel unter hohem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß die zu strahlende Werkstückfläche vor Beginn der Strah­ lung mit einer Folie ein- oder mehrschichtig festhaltend abgedeckt und über dieser Folie eine Schicht aus Papier oder ähnlichem Material fest aufgebracht ist, auf der manuell oder mit anderen bekannten Dokumentationsmitteln die Zeichnung des auszuhebenden Motiv-Strukturmusters dargestellt werden kann oder bereits dargestellt ist, wobei durch manuelle, spei­ cherprogrammierbare oder eine ähnlich wirksame Steuerung der Strahlungsrichtung, der Strahlmittelgeschwindigkeit und/oder der Größe des Düsenstrahls und/oder des Anstellwinkels der Strahlerdüse zur Werkstückfläche und/oder der Strahlungstiefe und der Teilchengröße der Strahlmittel die in der Zeichnung des Motiv-Strukturmusters vorgegebenen Werkststückstrukturen präzise dreidimensional ausgehoben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichnung des auszuhebenden Motiv-Strukturmusters durch bekannte Mittel der optischen Bildprojektionstechnik deutlich sichtbar auf die Papierschicht oder eine Schicht aus ähnlichem, gut reflektierendem Material projiziert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturen des in der Zeichnung vorgegebenen Motiv- Strukturmusters als Linien in die aufgeklebte Folie der zu bearbeitenden Werkstückfläche eingeschnitten werden; bei­ spielsweise mit einer scharfen Klinge.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung transparenter Werkstoffe der Effekt der räumlichen Darstellung der Motiv-Strukturmuster (Dreidimen­ sionalität) in bekannter Art und Weise durch seitliche Lichteinflutung in das Werkstück mittels elektrisch betrie­ bener Leuchten, beispielsweise direkt oder über Zylinder­ linsen wesentlich verstärkt wird.