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Verfahren zur Übertragung erhabener oder vertiefter Formen von einem
Originalmodell auf ätzbare Stoffe, wie Metalle, Glas usw., durch Ätzen Das Problem,
Formen und Verzierungen nach einem leicht und billig herzustellenden Modell auf
Stahl und andere schwer zu bearbeitende Werkstoffe zu übertragen, ist schon alt.
So sind z. B. in dem Bestreben, die teure und langwierige Arbeit des Stahlgraveurs
zu vermeiden, die sogenannten Graviermaschinen entwickelt worden. Bei diesen Maschinen
wird Strich für Strich ein Taststift über das Modell geführt, dessen Bewegungen
auf einen feinen Fräser übertragen werden, der seinerseits auf dem Werkstück läuft.
So ausgezeichnete Dienste Maschinen dieser Art für die Vorarbeit leisten, können
dieselben bei der schließlichen feinen Ausarbeitung doch nicht die Hand des Stahlgraveurs
ersetzen. Dazu kommt, daß das Modell dem Druck des Taststiftes widerstehen muß,
eine Bedingung, der nur Modelle aus Eisen oder Stahl entsprechen, deren Herstellung
nicht billig und daher nur im Falle wiederholter Verwendung wirtschaftlich ist.
Bei der Herstellung der Prägestanzen zum Prägen von Münzen wird ferner eine positive
Patrize aus gehärtetem Stahl verwendet, die in den noch ungehärteten Stahl eingepreßt
wird und so eine Vielzahl von Prägewerkzeugen herzustellen ermöglicht. Dieses Verfahren
ist jedoch nur bei kleinen Stanzen mit verhältnismäßig schwachem Relief durchführbar.
Auch in diesem Falle setzen die hohen Kosten der Patrize eine große Auflage immer
wieder neu zu erzeugender Prägestanzen voraus. Überdies geht ein hoher Prozentsatz
der Stanzen durch Verziehen beim Härten zugrunde.
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Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun ein Verfahren,
welches es gestattet, vollkommen genaue plastische Reproduktionen aus jedem beliebigen
ätzbaren Material herzustellen.
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Das Verfahren besteht aus folgenden Arbeitsgängen i. Von dem zu übertragenden
Arbeitsmodell wird mit Hilfe einer plastischen Masse ein Abdruck, im folgenden Übertragungsform
genannt, hergestellt.
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z. Das zu bearbeitende Werkstück wird mit einer säurefesten Deckschicht
überzogen.
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3. Die Übertragungsform wird mit dein Werkstück in Berührung gebracht
und sodann wieder abgehoben, wobei an den Berührungsstellen die Deckschicht am Abdruck
haftenbleibt.
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4. Das Werkstück wird geätzt, wobei ein Angriff mir an den von der
Deckschicht befreiten Stellen erfolgt.
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Die Arbeitsgänge i bis 4 werden beliebig oft wiederholt.
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Es sei z. B. nach einer Zeichnung ein Gegenstand fabrikatorisch herzustellen,
zu dessen Erzeugung ein Prägewerkzeug aus Stahl erforderlich ist. Der Entwurf wird,
wie üblich, vom Modelleur plastisch in Wachs ausgeführt und dieses Wachsmodell in
Gips
abgegossen.. Dieser. Gipsabguß dient nun als Originalmodell
für die überträgung der verzierten Form auf den .Stahl.
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Zu diesem Zwecke wird das Model unter eine Vorrichtung gebracht, die
eine genaue Führung erlaubt. Die am Oberteil dieser Vorrichtung befestigte plastische
Masse wird in das Modell eingedrückt, so daß ein genauer Abdruck des Modells, die
sogenannte Obertragungsform, entsteht. Es ist dies ein ähnlicher Vorgang, wie er
bei der Herstellung von Abdrücken. für die Galvanoplastik vorkommt, weshalb auch
dieselben oder ähnliche Massen. Verwendung finden können.
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Darauf wird das zu bearbeitende Werkstück mit einer geeigneten Deckschicht,
z. B. aus säurefestem Lack, überzogen. Solange diese Deckschicht nicht eingetrocknet
und daher noch klebrig ist, wird das Werkstück an Stelle des Modells unter die Vorrichtung
gebracht und die übertragungsform so auf das Werkstück aufgesetzt, daß an den äußersten
Punkten gerade eine Berührung stattfindet. Wird die Lbertragungsform von dem Werkstück
wieder abgehoben, so bleibt an den Berührungsstellen die Deckschicht an ihr haften,
wogegen die entsprechenden Stellendes Werkstückes freigelegt sind.
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Das so behandelte Werkstück kann nun mit geeigneten Ätzmitteln behandelt
werden, wodurch Vertiefungen entstehen, welche genau den Berührungspunkten zwischen
übertragungsform und Werkstück entsprechen. Wiederholt man diesen Vorgang oft genug,
so nähert sich das geätzte Werkstück immer mehr der Form des Modells. Es entstehen
immer mehr und mehr Berührungspunkte, die über die ganze Fläche gleichmäßig verteilt
sind, und schließlich ergibt sich im Stahl ein genaues Abbild des als Modell verwendeten
Gipsabgusses. -Je empfindlicher das Modell ist, desto weicher muß die Masse zum
Abdrücken sein. Besonders vorteilhaft ist es in solchen Fällen, die Masse durch
Erwärmen weich und nachgiebig zu machen, nötigenfalls die Masse überhaupt in geschmolzenem
Zustande anzuwenden, damit kein oder nur ein sehr geringer Druck nötig ist. Besteht
bei derart weichen Massen die Gefahr, daß sie sich beim Abheben deformieren, so
sind sie vor dem Abheben durch Abkühlen zu verfestigen.
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Was die Wahl des Ätzmittels betrifft, so muß dieses dem jeweils zu
ätzenden Werkstoff angepaßt werden; möglichst aber wird man dasselbe anfangs stärker
und gegen Ende schwächer wirkend wählen, um einerseits Zeit und Arbeit zu sparen
und andererseits zum Schlusse eine möglichst feine Ätzung zu erhalten. In dieser
Beziehung ist, soweit es sich um Metälle handelt, das elektrolytische Ätzen von
besonderem Vorteil. Es erlaubt durch entsprechend gewählte Elektrolyte und Änderung
der Stromstärke eine weitgehende Anpassung und Beeinflussung der Ätzwirkung, bis
zur Herausarbeitung feinster Einzelheiten.
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Es ist kein dauerndes und in der Herstellung teures Übertragungselement
nötig, da dasselbe immer wieder mit Hilfe der plastischen Masse durch Abdrücken
neu entsteht.
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An die Widerstandsfähigkeit der Modelle werden nur geringe Ansprüche
gestellt, so daß dieselben leicht und billig herzustellen sind und selbst nach Naturmodellen
Übertragungen auf Stahl, Glas und sonstige schwer zu bearbeitende Werkstoffe ausgeführt
werden können.
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Auch auf das zu bearbeitende Werkstück wird kein Druck ausgeübt, da
nur eine Berührung mit dem verhältnismäßig weichen Abdruck stattfindet. Es können
infolgedessen auch spröde Werkstoffe, wie z. B. Glas, bearbeitet werden.
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Es können -ferner Werkstoffe verwendet werden, die sich mit den üblichen
mechanischen Mitteln nicht oder wenigstens nicht wirtschaftlich bearbeiten lassen.
Die Auswahl unter den für besondere Anforderungen, wie z. B. hohen Druck, hohe Temperaturen,
chemische Einflüsse usw., geeigneten Werkstoffen erweitert sich dadurch ganz wesentlich,
da fast alle denkbaren Werkstoffe chemisch angreifbar sind und geätzt werden können.
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Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren zeigt Ähnlichkeit
mit dem bekannten Verfahren von R i e d e r, welches in dem Buche »Das Ätzen der
Metalle« von H. Schubert, 3. Aufl., 1923, auf den Seiten 159 bis 16¢, beschrieben
ist, verläuft aber grundsätzlich anders. Gemeinsam ist beiden Verfahren das Ätzen
nach einem Relief. Während jedoch das Riedersche Verfahren ausschließlich auf elektrolytischem
Wege durchgeführt wird und als übertragungsform eine starre, poröse Masse, z. B.
Gips, benutzt, kann bei vorliegendem Verfahren jede beliebige Ätzmethode und jeder
ätzbare Werkstoff angewendet werden, und es besteht die Übertragungsform aus einer
plastischen Masse, welche überdies nicht porös ist bzw. nicht porös zu sein braucht.
Während ferner bei dem Riederschen Verfahren die irbertragungsform beim Ätzen in
Berührung mit dem Werkstück bleiben muß, da ja das Ätzmittel vermittels dieser Form
an das Werkstück herangebracht wird, erfolgt das Ätzen bei dem Verfahren der Erfindung
nach dem Abheben der flbertragungsform vom Werkstück. Jene Nachteile, welche gemäß
der angeführten Literaturstelle dem Riederschen Verfahren anhaften und die Verwendung
komplizierter
Maschinen zur Durchführung des Verfahrens notwendig
machen, treten daher bei dem neuen Verfahren nicht ein.
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Das ;.'erfahren ist von Wichtigkeit zur Herstellung z. B. von Kunstgegenständen,
Stanzen, Guß. und Preßformen aller Art und auch Formen für den Metallspritzguß.