EP1392509A1 - Method and device for producing a screen printing stencil for application of adhesive - Google Patents

Method and device for producing a screen printing stencil for application of adhesive

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Publication number
EP1392509A1
EP1392509A1 EP02743090A EP02743090A EP1392509A1 EP 1392509 A1 EP1392509 A1 EP 1392509A1 EP 02743090 A EP02743090 A EP 02743090A EP 02743090 A EP02743090 A EP 02743090A EP 1392509 A1 EP1392509 A1 EP 1392509A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screen printing
wall
template blank
radiation source
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02743090A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Lehner
Thomas Lehner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Combiflex Coating GmbH
Original Assignee
Combiflex Coating GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Combiflex Coating GmbH filed Critical Combiflex Coating GmbH
Publication of EP1392509A1 publication Critical patent/EP1392509A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/26—Perforating by non-mechanical means, e.g. by fluid jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/14—Forme preparation for stencil-printing or silk-screen printing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M3/00—Printing processes to produce particular kinds of printed work, e.g. patterns
    • B41M3/006—Patterns of chemical products used for a specific purpose, e.g. pesticides, perfumes, adhesive patterns; use of microencapsulated material; Printing on smoking articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41N—PRINTING PLATES OR FOILS; MATERIALS FOR SURFACES USED IN PRINTING MACHINES FOR PRINTING, INKING, DAMPING, OR THE LIKE; PREPARING SUCH SURFACES FOR USE AND CONSERVING THEM
    • B41N1/00—Printing plates or foils; Materials therefor
    • B41N1/24—Stencils; Stencil materials; Carriers therefor
    • B41N1/247—Meshes, gauzes, woven or similar screen materials; Preparation thereof, e.g. by plasma treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/14—Forme preparation for stencil-printing or silk-screen printing
    • B41C1/145—Forme preparation for stencil-printing or silk-screen printing by perforation using an energetic radiation beam, e.g. a laser

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing a screen printing stencil for applying adhesive to a surface to be coated, the through-openings through which the adhesive passes being produced by means of an energy-rich beam, in particular a laser beam.
  • the material to be applied for example printing ink
  • the material to be printed is applied to the material to be printed through openings in a printing stencil or printing form.
  • a widely used variant of the printing process is the so-called screen printing.
  • the liquid material to be applied is applied through openings in the screen or the screen printing stencil to a surface to be coated. This can be done manually, but also mechanically in flat form or rotary screen printing machines.
  • the screen printing process is also particularly suitable for applying adhesives to surfaces to be coated.
  • Conventional screen printing stencils for adhesives are made from electroplated nickel.
  • nickel material is deposited on a copper body in a galvanic process until a cylindrical screen printing stencil with a thin wall is created.
  • the screen printing stencil made of nickel has a large number of passage openings, the diameters and the distances between the passage openings being fixed after the electrodeposition.
  • screen printing stencils for applying adhesive which are produced by electroplating, have considerable disadvantages.
  • the galvanically separated materials are thermal resilient up to a certain temperature, which in many cases lies below the processing temperature of the adhesive to be applied, ie at the temperature at which the adhesive has the desired processing viscosity.
  • Electroplated screen printing stencils for applying adhesive are often damaged or even destroyed in the case of adhesives with high processing temperatures due to the excess temperatures required to reach the processing temperature of the adhesive. For this reason, galvanic screen printing stencils, especially screen printing stencils made of nickel, are not suitable for applying adhesives with relatively high processing temperatures.
  • the invention provides a method for producing a screen printing stencil with the following steps, namely turning a cylindrical stencil blank, which has a thin wall made of thermally resilient material, around a longitudinal axis, irradiating the rotating stencil blank with a high-energy beam in places to melt the wall,
  • An advantage of the method according to the invention for producing a screen printing stencil is that the arrangement, the diameters and the distances between the passage openings can be produced flexibly in accordance with the desired adhesive pattern to be applied.
  • the rotating template blank is irradiated with a laser beam.
  • the rotating template blank is irradiated with an electron beam.
  • the melt jet is preferably emitted by a radiation source, the position of which relative to the rotating cylindrical template blank is controlled by a control unit.
  • the radiation power of the melt jet emitted by the radiation source is preferably set by a further control unit.
  • the melt jet is emitted in pulsed form from the radiation source.
  • the radiation power, the pulse duration of the radiation pulses and the number of radiation pulses which are emitted by the radiation source for melting the wall for a passage opening are preferably set by the control unit depending on a desired nominal diameter of the passage opening.
  • the passage openings are preferably made such that they are arranged hexagonally on the cylinder surface.
  • the distance between the hexagonally arranged passage openings is preferably set by the control unit.
  • the pressurized pressurized gas emerges from a pressurized gas outlet opening and is directed onto the molten point of the template blank in order to pierce the wall.
  • the cylindrical template blank is preferably made of a metal.
  • the template blank is preferably degreased and cleaned before irradiation.
  • the cylindrical one Template blank clamped at one end in a clamping device and pneumatically fixed.
  • the focal point of the melt jet is preferably set manually.
  • the radiation source is moved parallel to the longitudinal axis from the clamping device to the other end of the cylindrical template blank when the template blank is irradiated.
  • the radiation power of the radiation source is measured by a measuring device and the radiation source is subsequently cleaned if the measured radiation power is below a predetermined minimum power.
  • the invention also provides a device for producing a screen printing stencil with a clamping device for clamping a cylindrical stencil blank with a thin wall, which is rotatably mounted along its longitudinal axis, a movable radiation source which emits a melt jet for melting the wall at points, and with an outlet opening through which a pressurized gas is emitted for piercing the molten wall locations of the stencil blank.
  • the production device preferably has a first control unit which controls the relative position of the radiation source to the template blank and the rotational speed at which the template blank is rotated.
  • the manufacturing device preferably also has a second control unit, which controls the radiation power, the pulse duration of the radiation pulses and the number of radiation pulses which are emitted by the radiation source for melting the wall for a passage opening.
  • the invention also provides a screen printing stencil for applying adhesive to a wall, which has a multiplicity of through-openings through which liquid adhesive is dispensed to a surface to be coated, the wall consisting of a thermally resilient material.
  • the wall of the screen printing stencil according to the invention consists of stainless steel.
  • the wall of the screen printing stencil according to the invention consists of a thermally resilient plastic.
  • the passage openings of the screen printing stencil according to the invention are preferably arranged hexagonally.
  • the wall of the screen printing stencil according to the invention preferably has a wall thickness between 75 and 400 ⁇ m.
  • the screen printing stencil is cylindrical.
  • FIG. 1 shows a device for producing a screen printing stencil according to the invention
  • Fig. 2 shows an arrangement of through openings in the screen printing stencil according to the invention.
  • Fig. 1 shows an arrangement for explaining the manufacturing process of a screen printing stencil according to the invention.
  • a cylindrical template blank 1 is clamped at one end in a clamping device 2.
  • the template blank 1 consists of a thermally resilient material, for example a thermally resilient metal or a thermally resilient plastic.
  • the template blank has a relatively small wall thickness of preferably 75-400 ⁇ m.
  • the length L of the cylindrical template blank 1 depends on the desired application width of the adhesive on the material to be printed.
  • the diameter D of the cylindrical template blank 1 depends on the manner in which the adhesive to be applied is pressed or pressed by the template blank 1 during the application.
  • the template blank 1 can be made in different ways.
  • the template blank 1 can either be bent from a flat sheet metal, in which the two ends are welded to one another, the cylinder being put on a mandrel and rolled in order to eliminate the weld seam which arises in the process.
  • the template blank is produced by placing a drawn or cast tube on a mandrel and also rolling it. In both cases, the rolling process is carried out until the desired wall thickness w is reached.
  • the cylindrical template blank 1 clamped in the clamping device 2 is rotated about its longitudinal axis A at an adjustable rotational speed.
  • the rotational speed is controlled by a first control unit 3, which controls the tensioning device 2 via a control line 4.
  • the first control unit 3 also controls, via a control line 5, a servomotor 6 for a holder 7, which has a radiation source 8 and an outlet nozzle 9.
  • the control unit 3 controls the relative position of the holder 7 to the rotating cylindrical template blank 1.
  • the holder 7 is preferably movable in three planes x, y, z by the controlled motor 6.
  • the radiation source 8 is a radiation source for emitting high-energy radiation, which is directed from the radiation source 8 onto the rotating surface of the rotating stencil blank.
  • the radiation source 8 is preferably a laser radiation source.
  • the radiation source 8 is an electron beam source.
  • the radiation source is controlled by a further control unit 11 via a control line 10.
  • the radiation emitted by the radiation source 8 is preferably pulse-shaped, the control unit 11 setting the radiation power and the pulse duration of the radiation pulses.
  • the control unit 11 also sets the number of radiation pulses which are to be emitted by the radiation source 8 in order to melt the wall of the template blank 1 in order to produce a passage opening.
  • the radiation power, the pulse duration of the radiation pulses and the number N of radiation pulses emitted within a pulse group for producing a passage opening are set as a function of a desired nominal diameter of the passage opening.
  • the laser beam source 8 is preferably a solid-state laser, such as is used for welding and cutting in various industrial applications.
  • the laser radiation source preferably has the following performance data.
  • the minimum output power is about 50 watts, the radiation quality is about 10 mm x mrad and the minimum necessary pulse power is about 3 kW.
  • the output power of the laser radiation source in the manufacturing device according to the invention is 75 watts.
  • the necessary pulse duration of the radiation pulses can be reduced, so that the machining process is shortened overall.
  • Small and medium-sized openings with a diameter between 100 and 400 ⁇ m are generated by radiation pulses.
  • a pulse duration of 0.02 s approximately 15-30 laser radiation pulses per passage opening are required, depending on the desired diameter, in order to open a passage within a period of approximately 0.3 to 0.5 s to create.
  • the radiation source 8 emits a permanent laser beam onto the surface of the template blank 8.
  • the bracket 7 is moved such that a Circle is cut into the surface of the template blank 1.
  • the high-energy melt jet emitted by the radiation source 8 leads to a melting of the wall of the template blank 1.
  • the actual passage opening 12 on the cylinder surface of the template blank 1 is created by means of a pressurized gas or shot gas which is emitted from the outlet opening 9 within the holder 7.
  • the pressurized pressurized gas is located in a container 13, which is connected to the outlet opening or outlet nozzle 9 via a controllable valve 14 and a feed pipe 15.
  • the valve 14 is controlled by a further control unit 17 via a control line 16.
  • the valve 14 on the control unit 17 is opened so that the pressurized gas under high pressure is directed through the outlet opening 9 at a relatively high pressure parallel to the melt jet generated onto the surface of the stencil blank 1.
  • the air jet and the laser beam are either congruent or slightly offset at the same point.
  • the compressed gas can be any gases, such as nitrogen or compressed air. While compressed air is particularly inexpensive, nitrogen is distinguished by the fact that fewer charred residues form at the hole edge of the passage openings. Furthermore, compressed air is preferably used only with a stencil material that is largely insensitive to oxygen.
  • the holder 7 can preferably be moved in three directions x, y, z. Furthermore, the rotation of the template blank 1 is controlled by the control unit 3.
  • the passage openings 12 can be produced in any pattern and at any distance from one another. To- In principle, it is possible to individually adjust the diameters of the various passage openings 12 by controlling the radiation source 8.
  • the template blank 1 heats up and there is a thermal expansion.
  • the holder 7 is moved to the end of the template blank 1 in the vicinity of the clamping device 2 after manual adjustment of the radiation focal point.
  • the radiation source 8 is then activated by the control unit 11, and the pulse-shaped laser radiation strikes the surface of the template blank 1.
  • the radiation source is moved away from the clamping device 2 under the control of the control unit 3. This makes it possible to take into account the thermal expansion of the stencil material when creating further openings.
  • the control unit 11 contains an internal payer and pays the number of passage openings generated. After a certain number of through openings have been generated, for example 100 rows of through openings produced, the laser optics moves to a measuring surface next to the template blank 1 and emits a few radiation pulses. The radiation intensity of the emitted pulses is measured by a measuring device and compared with a target value by the control unit 11. If the measured value does not lie within a predetermined tolerance range, the control unit 11 reports a malfunction, which is usually caused by combustion residue. After the combustion residues have been eliminated, the irradiation process is continued. During the cleaning process, some of the passage openings last produced are preferably measured by measuring optics and their diameters are compared with the desired nominal diameters.
  • the through openings 12 can be provided by the manufacturing device according to the invention in any pattern of the screen printing stencil.
  • the passage openings 12 are arranged hexagonally on the surface of the screen printing stencil.
  • Fig. 2 shows such a hexagonal arrangement.
  • Each passage opening 12 is surrounded by six further passage openings.
  • the surrounding passage openings are always at the same distance from the passage opening 12 located in the center.
  • the hexagonal arrangement continues along the cylinder surface.
  • the distance between the passage openings 12 is adjustable.
  • the manufacturing device according to the invention can be used to set how many through openings are arranged over a length of one inch, ie 25.4 mm.
  • the usual unit for specifying the number of through openings per inch is the so-called “mesh”, values of 5 to 30 mesh being common for the number of through openings, for example in textile coatings. Larger mesh numbers, for example in a range of 30-130 mesh, are possible for certain technical applications.
  • the larger the mesh number the smaller the diameter of the through openings and thus the amount of adhesive applied to the surface.
  • the screen printing stencil produced by the manufacturing method according to the invention is suitable for applying any ger adhesives on any surface.
  • the adhesive is partially applied to the surface.
  • the resulting coating image or adhesive print image generally consists of hemispherical adhesive dots. However, other geometric patterns, such as diamonds, can also be created.
  • the adhesive is conventionally fed to the coating machine as a composite material.
  • the composite material consists of an outer material made of paper, plastic, metal, textile, non-woven material, filter material, foam or the like, the adhesive layer being applied to the outer material.
  • the adhesive is also covered by a so-called carrier material, which is peeled off when the composite material is processed. For this purpose, the surface of the carrier material is non-stick coated to form the adhesive.
  • the screen printing stencil produced with the method according to the invention is suitable for applying hot-melt adhesives available on the market which are non-tacky when cold.
  • the screen printing stencil according to the invention is suitable for applying hotmelt PSAs that are sticky at room temperature.
  • hotmelt PSAs that are sticky at room temperature.
  • cold acrylate systems can also be applied. These are post-crosslinked or hardened with UV or electron radiation.
  • the type of adhesive, the necessary adhesive strength and the application weight of the adhesive are determined based on the application.
  • the necessary diameters of the through openings 12 are calculated by a process computer.
  • the control unit 11 controls the radiation source 8 to generate a laser beam signal.

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Abstract

The invention relates to a method and device for producing a screen printing stencil (1) comprising a clamping device (12) for clamping a cylindrical thin-walled stencil blank (1), which is rotatably mounted along the longitudinal axis (A) thereof, a mobile radiation source (8), which emits a melting beam for point-by-point through-melting of the wall, and an outlet port, through which a compressed gas under pressure is released for puncturing the fused wall points of the stencil blank (1).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Siebdruckschablone zum Aufbringen von Klebstoff Method and device for producing a screen printing stencil for applying adhesive
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Siebdruckschablone zum Aufbringen von Klebstoff auf eine zu beschichtende Oberflache, wobei die Durch- trittsoffnungen, durch die der Klebstoff hindurchtritt, mittels eines energiereichen Strahles, insbesondere eines Laserstrahles, erzeugt werden. Bei einem Durchdruckverfahren wird der aufzubringende Stoff, beispielsweise Druckfarbe, durch Durchtrittsoffnungen einer Druckschablone bzw. Durchdruckform hindurch auf den zu bedruckenden Stoff aufgebracht. Eine weitverbreitete Variante des Durchdruckverfahrens ist der sogenannte Siebdruck. Bei dem Aufbringen bzw. Bedruckvorgang wird das aufzubringende flussige Material durch Offnungen des Siebes bzw. der Siebdruckschablone hindurch auf eine zu beschichtende Oberflache aufgebracht. Dies kann manuell, aber auch maschinell in Flachform- oder Rotationssiebdruckmaschinen erfolgen.The invention relates to a method and a device for producing a screen printing stencil for applying adhesive to a surface to be coated, the through-openings through which the adhesive passes being produced by means of an energy-rich beam, in particular a laser beam. In a printing process, the material to be applied, for example printing ink, is applied to the material to be printed through openings in a printing stencil or printing form. A widely used variant of the printing process is the so-called screen printing. During the application or printing process, the liquid material to be applied is applied through openings in the screen or the screen printing stencil to a surface to be coated. This can be done manually, but also mechanically in flat form or rotary screen printing machines.
Das Siebdruckverfahren eignet sich neben dem Aufbringen von Druckfarbe insbesondere auch zum Aufbringen von Klebstoffen auf zu beschichtende Oberflachen. Herkömmliche Siebdruckschablonen für Klebstoffe werden dabei aus galvanisch aufgebautem Nickel hergestellt. Dabei wird auf einem Kupferkorper in einem galvanischen Prozeß Nickelmaterial abgeschieden, bis eine zy- linderförmige Siebdruckschablone mit einer dünnen Wandung entsteht. Die Siebdruckschablone aus Nickel weist dabei eine Vielzahl von Durchtrittsoffnungen auf, wobei die Durchmesser und die Abstände zwischen den Durchtrittsoffnungen nach der galvanischen Abscheidung festgelegt sind.In addition to applying printing ink, the screen printing process is also particularly suitable for applying adhesives to surfaces to be coated. Conventional screen printing stencils for adhesives are made from electroplated nickel. Here, nickel material is deposited on a copper body in a galvanic process until a cylindrical screen printing stencil with a thin wall is created. The screen printing stencil made of nickel has a large number of passage openings, the diameters and the distances between the passage openings being fixed after the electrodeposition.
Siebdruckschablonen zum Aufbringen von Klebstoff, die galvanisch hergestellt sind, weisen jedoch erhebliche Nachteile auf. Die galvanisch abgeschiedenen Werkstoffe sind thermisch bis zu einer bestimmten Temperatur belastbar, die in vielen Fällen unterhalb der Verarbeitungstemperatur des aufzubringenden Klebstoffes liegt, d.h. bei derjenigen Temperatur, bei der der Klebstoff die gewünschte Verarbeitungsviskosität aufweist. Galvanisch aufgebaute Siebdruckschablonen zum Aufbringen von Klebstoff werden durch die notwendigen Übertemperaturen, die zum Erreichen der Verarbeitungstemperatur des Klebstoffes erforderlich sind, bei Klebstoffen mit hohen Verarbeitungstemperaturen in vielen Fällen beschädigt oder sogar zerstört. Daher eignen sich galvanisch aufgebaute Ξiebdruckschablonen, insbesondere aus Nickel aufgebaute Siebdruckschablonen nicht zum Aufbringen von Klebstoffen mit relativ hohen Verarbeitungstemperaturen.However, screen printing stencils for applying adhesive, which are produced by electroplating, have considerable disadvantages. The galvanically separated materials are thermal resilient up to a certain temperature, which in many cases lies below the processing temperature of the adhesive to be applied, ie at the temperature at which the adhesive has the desired processing viscosity. Electroplated screen printing stencils for applying adhesive are often damaged or even destroyed in the case of adhesives with high processing temperatures due to the excess temperatures required to reach the processing temperature of the adhesive. For this reason, galvanic screen printing stencils, especially screen printing stencils made of nickel, are not suitable for applying adhesives with relatively high processing temperatures.
Ein weiterer Nachteil von galvanisch aufgebauten Siebdruckschablonen besteht darin, daß für jeden galvanischen Herstellungsprozeß zur Herstellung der Siebdruckschablone ein weiterer zylinderförmiger 'Kupferkörper zum Abscheiden des Nickelmaterials erforderlich ist. Bei jeder Änderung der Anordnung der Durchtrittsöffnungen, bei jeder Änderung des Abstandes zwischen den Durchtrittsöffnungen und bei jeder Änderung der Durchmesser der verschiedenen Durchtrittsöffnungen ist eine neue Siebdruckschablone erforderlich, so daß ein neuer Kupferkörper benötigt wird. Die Herstellung von galvanisch aufgebauten Siebdruckschablonen ist somit sehr kostspielig und inflexibel gegenüber Änderungen des gewünschten Siebdruckmusters.Another disadvantage of screen printing stencils galvanically constructed is that a further cylindrical 'body copper for depositing the nickel material is required for each galvanic manufacturing process for the preparation of screen printing stencil. With every change in the arrangement of the through openings, with every change in the distance between the through openings and with every change in the diameter of the different through openings, a new screen printing stencil is required, so that a new copper body is required. The production of galvanically structured screen printing stencils is therefore very expensive and inflexible in relation to changes in the desired screen printing pattern.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Siebdruckschablone sowie ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, die auch für Klebstoffe mit einer hohen Verarbeitungstemperatur geeignet ist.It is therefore the object of the present invention to provide a screen printing stencil and a method for its production which is also suitable for adhesives with a high processing temperature.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen, durch eine Vorrichtung mit den im Patentanspruch 17 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Siebdruckschablone mit den im Patentanspruch 20 angegebenen Merkmalen gelost.This object is achieved according to the invention by a method with the features specified in claim 1, by a device with the features specified in claim 17 and solved by a screen printing stencil with the features specified in claim 20.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen einer Siebdruckschablone mit den folgenden Schritten, nämlich Drehen eines zylinderformigen Schablonenrohlings, der eine dünne Wandung aus thermisch belastbarem Material aufweist, um eine Langsachse herum, stellenweises Bestrahlen des sich drehenden Schablonenrohlings mit einem energiereichen Strahl zum Durchschmelzen der Wandung,The invention provides a method for producing a screen printing stencil with the following steps, namely turning a cylindrical stencil blank, which has a thin wall made of thermally resilient material, around a longitudinal axis, irradiating the rotating stencil blank with a high-energy beam in places to melt the wall,
Erzeugen von Durchtrittsoffnungen an den geschmolzenen Stellen der Wandung mittels eines Preßgases.Generation of passage openings at the molten points of the wall using a pressurized gas.
Ein Vorteil des erfindungsgemaßen Verfahrens zum Herstellen einer Siebdruckschablone besteht darin, daß die Anordnung, die Durchmesser und die Abstände zwischen den Durchtrittsoffnungen flexibel entsprechend dem gewünschten aufzubringenden Klebstoffmuster herstellbar sind.An advantage of the method according to the invention for producing a screen printing stencil is that the arrangement, the diameters and the distances between the passage openings can be produced flexibly in accordance with the desired adhesive pattern to be applied.
Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Herstellungsverfahrens wird der sich drehende Schablonenrohling mit einem Laserstrahl bestrahlt.In a preferred embodiment of the manufacturing method according to the invention, the rotating template blank is irradiated with a laser beam.
Bei einer alternativen Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird der sich drehende Schablonenrohling mit einem Elektronenstrahl bestrahlt.In an alternative embodiment of the manufacturing method according to the invention, the rotating template blank is irradiated with an electron beam.
Der Schmelzstrahl wird vorzugsweise von einer Strahlungsquelle abgegeben, deren relative Lage zu dem sich drehenden zylinder- formigen Schablonenrohling durch eine Steuereinheit gesteuert wird. Dabei wird die Strahlungsleistung des von der Strahlungsquelle abgegebenen Schmelzstrahles vorzugsweise durch eine weitere Steuereinheit eingestellt.The melt jet is preferably emitted by a radiation source, the position of which relative to the rotating cylindrical template blank is controlled by a control unit. The radiation power of the melt jet emitted by the radiation source is preferably set by a further control unit.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Schmelzstrahl von der Strahlungsquelle pulsförmig abgegeben.In a particularly preferred embodiment, the melt jet is emitted in pulsed form from the radiation source.
Die Strahlungsleistung, die Pulsdauer der Strahlungspulse und die Anzahl der Strahlungspulse, die zum Durchschmelzen der Wandung für eine Durchtrittsöffnung von der Strahlungsquelle abgegeben werden, werden vorzugsweise von der Steuereinheit in Abhängigkeit von einem gewünschten Solldurchmesser der Durchtrittsöffnung eingestellt.The radiation power, the pulse duration of the radiation pulses and the number of radiation pulses which are emitted by the radiation source for melting the wall for a passage opening are preferably set by the control unit depending on a desired nominal diameter of the passage opening.
Die Durchtrittsöffnungen werden vorzugsweise derart hergestellt, daß sie auf der Zylinderoberfläche hexagonal angeordnet sind.The passage openings are preferably made such that they are arranged hexagonally on the cylinder surface.
Der Abstand der hexagonal angeordneten Durchtrittsöffnungen wird vorzugsweise durch die Steuereinheit eingestellt.The distance between the hexagonally arranged passage openings is preferably set by the control unit.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens tritt das unter Druck stehende Preßgas aus einer Preßgas-Austrittsöffnung aus und wird auf die geschmolzene Stelle des Schablonenrohlings zum Durchstoßen der Wandung gelenkt.In a preferred embodiment of the production method according to the invention, the pressurized pressurized gas emerges from a pressurized gas outlet opening and is directed onto the molten point of the template blank in order to pierce the wall.
Der zylinderförmige Schablonenrohling besteht vorzugsweise aus einem Metall.The cylindrical template blank is preferably made of a metal.
Der Schablonenrohling wird vorzugsweise vor dem Bestrahlen entfettet und gereinigt.The template blank is preferably degreased and cleaned before irradiation.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird der zylinderförmige Schablonenrohling an einem Ende in eine Spanneinrichtung eingespannt und pneumatisch fixiert.In a particularly preferred embodiment of the manufacturing method according to the invention, the cylindrical one Template blank clamped at one end in a clamping device and pneumatically fixed.
Der Brennpunkt des Schmelzstrahles wird vorzugsweise manuell eingestellt .The focal point of the melt jet is preferably set manually.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird die Strahlungsquelle bei der Bestrahlung des Schablonenrohlings parallel zu der Längsachse von der Spannvorrichtung weg zu dem anderen Ende des zylinder- förmigen Schablonenrohlings hin bewegt.In a preferred embodiment of the production method according to the invention, the radiation source is moved parallel to the longitudinal axis from the clamping device to the other end of the cylindrical template blank when the template blank is irradiated.
Dies bietet den besonderen Vorteil, daß die Wärmeausdehnung des Schablonenrohlings ausgeglichen werden kann.This offers the particular advantage that the thermal expansion of the template blank can be compensated for.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird nach dem Erzeugen einer vorgegebenen Anzahl von Durchtrittsöffnungen die Strahlungsleistung der Strahlungsquelle durch eine Meßeinrichtung gemessen und die Strahlungsquelle anschließend gereinigt, wenn die gemessene Strahlungsleistung unterhalb einer vorgegebenen Mindestleistung liegt.In a further preferred embodiment of the manufacturing method according to the invention, after generating a predetermined number of through openings, the radiation power of the radiation source is measured by a measuring device and the radiation source is subsequently cleaned if the measured radiation power is below a predetermined minimum power.
Hierdurch können Herstellungsfehler aufgrund von Verbrennungsrückständen verhindert werden.As a result, manufacturing errors due to combustion residues can be prevented.
Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung einer Siebdruckschablone mit einer Spanneinrichtung zum Einspannen eines zylinderförmigen Schablonenrohlings mit einer dünnen Wandung, der entlang seiner Längsachse drehbar gelagert ist, einer bewegbaren Strahlungsquelle, die einen Schmelzstrahl zum punktweisen Durchschmelzen der Wandung abgibt, und mit einer Austrittsöffnung, durch die ein unter Druck stehendes Gas zum Durchstoßen der geschmolzenen Wandungsstellen des Schablonenrohlings abgegeben wird.The invention also provides a device for producing a screen printing stencil with a clamping device for clamping a cylindrical stencil blank with a thin wall, which is rotatably mounted along its longitudinal axis, a movable radiation source which emits a melt jet for melting the wall at points, and with an outlet opening through which a pressurized gas is emitted for piercing the molten wall locations of the stencil blank.
Die erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung weist vorzugsweise eine erste Steuereinheit auf, die die Relativlage der Strahlungsquelle zu dem Schablonenrohling und die Drehgeschwindigkeit, mit der der Schablonenrohling gedreht wird, steuert .The production device according to the invention preferably has a first control unit which controls the relative position of the radiation source to the template blank and the rotational speed at which the template blank is rotated.
Die erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung weist ferner vorzugsweise eine zweite Steuereinheit auf, wie die Strahlungsleistung, die Pulsdauer der Strahlungspulse und die Anzahl der Strahlungspulse, die zum Durchschmelzen der Wandung für eine Durchtrittsöffnung von der Strahlungsquelle abgegeben werden, steuert .The manufacturing device according to the invention preferably also has a second control unit, which controls the radiation power, the pulse duration of the radiation pulses and the number of radiation pulses which are emitted by the radiation source for melting the wall for a passage opening.
Die Erfindung schafft ferner eine Siebdruckschablone zum Aufbringen von Klebstoff auf einer Wandung, die eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen aufweist, durch welche flüssiger Klebstoff an eine zu beschichtende Oberfläche abgegeben wird, wobei die Wandung aus einem thermisch belastbaren Material besteht.The invention also provides a screen printing stencil for applying adhesive to a wall, which has a multiplicity of through-openings through which liquid adhesive is dispensed to a surface to be coated, the wall consisting of a thermally resilient material.
Die Wandung der erfindungsgemäßen Siebdruckschablone besteht bei einer ersten Ausführungsform aus Edelstahl.In a first embodiment, the wall of the screen printing stencil according to the invention consists of stainless steel.
Die Wandung der erfindungsgemäßen Siebdruckschablone besteht bei einer alternativen Ausführungsform aus einem thermisch belastbaren Kunststoff.In an alternative embodiment, the wall of the screen printing stencil according to the invention consists of a thermally resilient plastic.
Die Durchtrittsöffnungen der erfindungsgemäßen Siebdruckschablone sind vorzugsweise hexagonal angeordnet. Dabei weist die Wandung der erfindungsgemäßen Siebdruckschablone vorzugsweise eine Wandstärke zwischen 75 und 400 μm auf.The passage openings of the screen printing stencil according to the invention are preferably arranged hexagonally. The wall of the screen printing stencil according to the invention preferably has a wall thickness between 75 and 400 μm.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siebdruckschablone ist die Siebdruckschablone zylinderförmig .In a particularly preferred embodiment of the screen printing stencil according to the invention, the screen printing stencil is cylindrical.
Im weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen einer Siebdruckschablone zum Aufbringen von Klebstoff unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben.Preferred embodiments of the method according to the invention and the device according to the invention for producing a screen printing stencil for applying adhesive are described below with reference to the attached figures to explain features essential to the invention.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Siebdruckschablone;1 shows a device for producing a screen printing stencil according to the invention;
Fig. 2 eine Anordnung von Durchtrittsöffnungen bei der erfindungsgemäßen Siebdruckschablone .Fig. 2 shows an arrangement of through openings in the screen printing stencil according to the invention.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Erläuterung des Herstellungsvorganges einer erfindungsgemäßen Siebdruckschablone. Ein zylinderförmiger Schablonenrohling 1 ist an einem Ende in eine Spanneinrichtung 2 eingespannt. Der Schablonenrohling 1 besteht aus einem thermisch belastbaren Material, beispielsweise aus einem thermisch belastbaren Metall oder aus einem thermisch belastbaren Kunststoff. Der Schablonenrohling weist eine relativ geringe Wandstärke von vorzugsweise 75-400 μm auf. Die Länge L des zylinderförmigen Schablonenrohlings 1 hängt von der gewünschten Auftragsbreite des Klebstoffes auf das zu bedruckende Material ab. Der Durchmesser D des zylinderförmigen Schablonenrohlings 1 hängt von der Art und Weise ab, wie der aufzubringende Klebstoff durch den Schablonenrohling 1 bei dem Aufbringen gedrückt bzw. gepreßt wird. Der Schablonenrohling 1 kann in unterschiedlicher Weise hergestellt werden. Der Schablonenrohling 1 kann entweder aus einem ebenen Blech gebogen werden, bei dem die beiden Enden miteinander verschweißt werden, wobei zur Beseitigung der dabei entstehenden Schweißnaht der Zylinder auf einen Dorn gesteckt und gewalzt wird. Alternativ dazu wird der Schablonenrohling hergestellt, indem man ein gezogenes oder gegossenes Rohr auf einen Dorn aufsteckt und ebenfalls walzt. Der Walzprozeß wird in beiden Fällen so lange durchgeführt, bis die gewünschte Wandstärke w erreicht ist .Fig. 1 shows an arrangement for explaining the manufacturing process of a screen printing stencil according to the invention. A cylindrical template blank 1 is clamped at one end in a clamping device 2. The template blank 1 consists of a thermally resilient material, for example a thermally resilient metal or a thermally resilient plastic. The template blank has a relatively small wall thickness of preferably 75-400 μm. The length L of the cylindrical template blank 1 depends on the desired application width of the adhesive on the material to be printed. The diameter D of the cylindrical template blank 1 depends on the manner in which the adhesive to be applied is pressed or pressed by the template blank 1 during the application. The template blank 1 can be made in different ways. The template blank 1 can either be bent from a flat sheet metal, in which the two ends are welded to one another, the cylinder being put on a mandrel and rolled in order to eliminate the weld seam which arises in the process. Alternatively, the template blank is produced by placing a drawn or cast tube on a mandrel and also rolling it. In both cases, the rolling process is carried out until the desired wall thickness w is reached.
Der in die Einspannvorrichtung 2 eingespannte zylinderförmige Schablonenrohling 1 wird um seine Längsachse A mit einer einstellbaren Drehgeschwindigkeit gedreht. Die Drehgeschwindigkeit wird durch eine erste Steuereinheit 3, die die Spannvorrichtung 2 über eine Steuerleitung 4 ansteuert, gesteuert. Die erste Steuereinheit 3 steuert ferner über eine Steuerleitung 5 einen Stellmotor 6 für eine Halterung 7, die eine Strahlungsquelle 8 und eine Austrittsdüse 9 aufweist. Die Steuereinheit 3 steuert die relative Lage der Halterung 7 zu dem sich drehenden zylinderförmigen Schablonenrohling 1. Dabei ist die Halterung 7 vorzugsweise in drei Ebenen x, y, z durch den angesteuerten Motor 6 bewegbar.The cylindrical template blank 1 clamped in the clamping device 2 is rotated about its longitudinal axis A at an adjustable rotational speed. The rotational speed is controlled by a first control unit 3, which controls the tensioning device 2 via a control line 4. The first control unit 3 also controls, via a control line 5, a servomotor 6 for a holder 7, which has a radiation source 8 and an outlet nozzle 9. The control unit 3 controls the relative position of the holder 7 to the rotating cylindrical template blank 1. The holder 7 is preferably movable in three planes x, y, z by the controlled motor 6.
Die Strahlungsquelle 8 ist eine Strahlungsquelle zur Abgabe einer energiereichen Strahlung, die von der Strahlungsquelle 8 auf die rotierende Oberfläche des sich drehenden Schablonenrohlings gerichtet ist. Bei der Strahlungsquelle 8 handelt es sich vorzugsweise um eine Laserstrahlungsquelle. Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Strahlungsquelle 8 eine E- lektronenstrahlquelle . Die Strahlungsquelle wird über eine Steuerleitung 10 durch eine weitere Steuereinheit 11 angesteuert. Die von der Strahlungsquelle 8 abgegebene Strahlung ist vorzugsweise pulsförmig, wobei die Steuereinheit 11 die Strahlungsleistung und die Pulsdauer der Strahlungspulse einstellt. Die Steuereinheit 11 stellt ferner die Anzahl der Strahlungspulse ein, die zum Durchschmelzen der Wandung des Schablonenrohlings 1 zur Herstellung einer Durchtrittsöffnung von der Strahlungsquelle 8 abzugeben sind. Dabei werden die Strahlungsleistung, die Pulsdauer der Strahlungsimpulse sowie die Anzahl N der innerhalb einer Impulsgruppe abgegebenen Strahlungsimpulse zur Herstellung einer Durchtrittsöffnung in Abhängigkeit von einem gewünschten Solldurchmesser der Durchtrittsöffnung eingestellt. Bei der Laserstrahlquelle 8 handelt es sich vorzugsweise um einen Festkörperlaser, wie er beispielsweise zum Schweißen und Schneiden bei verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt wird. Dabei verfügt die Laserstrahlungsquelle vorzugsweise über folgende Leistungsdaten. Die minimale Ausgangsleistung beträgt etwa 50 Watt, die Strahlenqualität liegt bei etwa 10 mm x mrad und die minimal notwendige Pulsleistung beträgt etwa 3 kW. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt die Ausgangsleistung der Laserstrahlungsquelle bei der erfindungsgemäßen Herstellun'gs- vorrichtung 75 Watt. Aufgrund der höheren Ausgangsleistung der Strahlen, die auf die Schablonenoberfläche des Schablonenrohlings 1 auftreffen, kann die notwendige Pulsdauer der Strahlungsimpulse reduziert werden, so daß der Bearbeitungsvorgang insgesamt verkürzt wird. Kleine und mittlere Durchtrittsöffnungen, deren Durchmesser zwischen 100 und 400 μm liegen, werden von Strahlungsimpulsen erzeugt. Bei einer eingestellten Ausgangsleistung von 1,0 kW, einer Pulsdauer von 0,02 s werden in etwa 15-30 Laserstrahlungsimpulse pro Durchtrittsö f ung je nach gewünschtem Durchmesser benötigt, um eine Durchtrittsöffnung innerhalb eines Zeitraums von etwa 0,3 bis 0,5 s zu erzeugen. Zur Herstellung größerer Durchtrittsöffnungen, deren Durchmesser über 400 μm liegt, gibt die Strahlungsquelle 8 einen Dauerlaserstrahl auf die Oberfläche des Schablonenrohlings 8 ab. Durch Ansteuerung des Motors 6 der Halterung 7 durch die Steuereinheit 3 wird die Halterung 7 derart bewegt, daß ein Kreis in die Oberflache des Schablonenrohlings 1 geschnitten wird.The radiation source 8 is a radiation source for emitting high-energy radiation, which is directed from the radiation source 8 onto the rotating surface of the rotating stencil blank. The radiation source 8 is preferably a laser radiation source. In an alternative embodiment, the radiation source 8 is an electron beam source. The radiation source is controlled by a further control unit 11 via a control line 10. The radiation emitted by the radiation source 8 is preferably pulse-shaped, the control unit 11 setting the radiation power and the pulse duration of the radiation pulses. The control unit 11 also sets the number of radiation pulses which are to be emitted by the radiation source 8 in order to melt the wall of the template blank 1 in order to produce a passage opening. The radiation power, the pulse duration of the radiation pulses and the number N of radiation pulses emitted within a pulse group for producing a passage opening are set as a function of a desired nominal diameter of the passage opening. The laser beam source 8 is preferably a solid-state laser, such as is used for welding and cutting in various industrial applications. The laser radiation source preferably has the following performance data. The minimum output power is about 50 watts, the radiation quality is about 10 mm x mrad and the minimum necessary pulse power is about 3 kW. In a particularly preferred embodiment, the output power of the laser radiation source in the manufacturing device according to the invention is 75 watts. Due to the higher output power of the rays that strike the template surface of the template blank 1, the necessary pulse duration of the radiation pulses can be reduced, so that the machining process is shortened overall. Small and medium-sized openings with a diameter between 100 and 400 μm are generated by radiation pulses. With a set output power of 1.0 kW, a pulse duration of 0.02 s, approximately 15-30 laser radiation pulses per passage opening are required, depending on the desired diameter, in order to open a passage within a period of approximately 0.3 to 0.5 s to create. To produce larger passage openings, the diameter of which is above 400 μm, the radiation source 8 emits a permanent laser beam onto the surface of the template blank 8. By controlling the motor 6 of the bracket 7 by the control unit 3, the bracket 7 is moved such that a Circle is cut into the surface of the template blank 1.
Der von der Strahlungsquelle 8 abgegebene hochenergetische Schmelzstrahl fuhrt zu einem Schmelzen der Wandung des Schablonenrohlings 1. Die eigentliche Durchtrittsoffnung 12 an der Zylinderoberflache des Schablonenrohlings 1 entsteht mittels eines Preßgases bzw. Schußgases, das von der Austrittsoffnung 9 innerhalb der Halterung 7 ausgegeben wird. Das unter Druck stehende Preßgas befindet sich m einem Behalter 13, der über ein steuerbares Ventil 14 und eine Zufuhrrohre 15 mit der Austrittsoffnung bzw. Austrittsduse 9 verbunden ist. Das Ventil 14 wird über eine Steuerleitung 16 von einer weiteren Steuereinheit 17 angesteuert. Wahrend des Herstellungsvorgangs wird das Ventil 14 auf die Steuereinheit 17 geöffnet, so daß das unter Hochdruck stehende Preßgas durch die Austrittsoffnung 9 mit relativ hohem Druck parallel zu dem erzeugten Schmelzstrahl auf die Oberfläche des Schablonenrohlings 1 gerichtet wird. Dabei sind der Luftstrahl und der Laserstrahl entweder deckungsgleich oder leicht versetzt auf den gleichen Punkt gerichtet. Bei dem Preßgas kann es sich um beliebige Gase, wie beispielsweise Stickstoff oder Preßluft handeln. Wahrend Preßluft besonders kostengünstig ist, zeichnet sich Stickstoff dadurch aus, daß sich am Lochrand der Durchtrittsoffnungen weniger verkohlte Ruckstande bilden. Ferner wird Preßluft vorzugsweise nur bei einem Schablonenmaterial eingesetzt, das weitgehend unempfindlich gegenüber Sauerstoff ist.The high-energy melt jet emitted by the radiation source 8 leads to a melting of the wall of the template blank 1. The actual passage opening 12 on the cylinder surface of the template blank 1 is created by means of a pressurized gas or shot gas which is emitted from the outlet opening 9 within the holder 7. The pressurized pressurized gas is located in a container 13, which is connected to the outlet opening or outlet nozzle 9 via a controllable valve 14 and a feed pipe 15. The valve 14 is controlled by a further control unit 17 via a control line 16. During the manufacturing process, the valve 14 on the control unit 17 is opened so that the pressurized gas under high pressure is directed through the outlet opening 9 at a relatively high pressure parallel to the melt jet generated onto the surface of the stencil blank 1. The air jet and the laser beam are either congruent or slightly offset at the same point. The compressed gas can be any gases, such as nitrogen or compressed air. While compressed air is particularly inexpensive, nitrogen is distinguished by the fact that fewer charred residues form at the hole edge of the passage openings. Furthermore, compressed air is preferably used only with a stencil material that is largely insensitive to oxygen.
Mit der in Fig. 1 dargestellten Herstellungsvorrichtung ist es möglich, ein beliebiges Muster von Durchtrittsoffnungen 12 zu erzeugen. Dabei kann die Halterung 7 vorzugsweise in drei Richtungen x, y, z bewegt werden. Ferner wird die Drehung des Schablonenrohlings 1 durch die Steuereinheit 3 gesteuert. Die Durchtrittsoffnungen 12 können in einem beliebigen Muster und in einem beliebigen Abstand zueinander hergestellt werden. Zu- satzlich ist es möglich, durch Ansteuerung der Strahlungsquelle 8 die Durchmesser der verschiedenen Durchtrittsoffnungen 12 individuell einzustellen.With the manufacturing device shown in FIG. 1, it is possible to generate any pattern of passage openings 12. The holder 7 can preferably be moved in three directions x, y, z. Furthermore, the rotation of the template blank 1 is controlled by the control unit 3. The passage openings 12 can be produced in any pattern and at any distance from one another. To- In principle, it is possible to individually adjust the diameters of the various passage openings 12 by controlling the radiation source 8.
Durch die auftreffende Strahlung erwärmt sich der Schablonenrohling 1 und es kommt zu einer Warmeausdehnung. Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Herstellungsverfahrens wird die Halterung 7 nach manuellem Einstellen des Strahlungsbrennpunktes zu einem Ende des Schablonenrohlings 1 in der Nahe der Spannvorrichtung 2 bewegt. Anschließend wird die Strahlungsquelle 8 durch die Steuereinheit 11 aktiviert, und die pulsformige Laserstrahlung trifft auf die Oberflache des Schablonenrohlings 1 auf. Die Strahlungsquelle wird unter Steuerung der Steuereinheit 3 von der Ξpannvorrichtung 2 wegbewegt. Hierdurch ist es möglich, die Warmeausdehnung des Schablonenmaterials bei der Erzeugung weiterer Durchtrittsoff- nungen zu berücksichtigen.Due to the incident radiation, the template blank 1 heats up and there is a thermal expansion. In a preferred embodiment of the manufacturing method according to the invention, the holder 7 is moved to the end of the template blank 1 in the vicinity of the clamping device 2 after manual adjustment of the radiation focal point. The radiation source 8 is then activated by the control unit 11, and the pulse-shaped laser radiation strikes the surface of the template blank 1. The radiation source is moved away from the clamping device 2 under the control of the control unit 3. This makes it possible to take into account the thermal expansion of the stencil material when creating further openings.
Die Steuereinheit 11 enthalt einen internen Zahler und zahlt die Anzahl der erzeugten Durchtrittsoffnungen. Nach einer gewissen Anzahl von erzeugten Durchtrittsoffnungen, beispielsweise 100 Reihen von hergestellten Durchtrittsoffnungen, fahrt die Laseroptik eine Meßflache neben dem Schablonenrohling 1 an und gibt einige Strahlungsimpulse ab. Die Strahlungsintensität der abgegebenen Impulse wird durch eine Meßeinrichtung gemessen und mit einem Sollwert durch die Steuereinheit 11 verglichen. Falls der gemessene Wert nicht innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, meldet die Steuereinheit 11 eine Störung, die in der Regel durch Verbrennungsruckstande hervorgerufen ist. Nach einem Beseitigen der Verbrennungsruckstande wird der Bestrahlungsvorgang fortgesetzt. Wahrend des Reinigungsvorgangs werden vorzugsweise einige der zuletzt hergestellten Durchtrittsoffnungen durch eine Meßoptik ausgemessen und ihre Durchmesser mit den gewünschten Solldurchmessern verglichen. Befinden sich die gemessenen Durchmesser der herge- stellten Durchtrittsöffnungen 12 in einem vorgegebenen Toleranzbereich, wird der Bestrahlungsvorgang ohne eine Änderung der Strahlungsleistung der Laserquelle 8 fortgesetzt. Im umgekehrten Fall wird die Strahlungsleistung der Strahlungsquelle 8 durch die Steuereinheit 11 nachgeregelt.The control unit 11 contains an internal payer and pays the number of passage openings generated. After a certain number of through openings have been generated, for example 100 rows of through openings produced, the laser optics moves to a measuring surface next to the template blank 1 and emits a few radiation pulses. The radiation intensity of the emitted pulses is measured by a measuring device and compared with a target value by the control unit 11. If the measured value does not lie within a predetermined tolerance range, the control unit 11 reports a malfunction, which is usually caused by combustion residue. After the combustion residues have been eliminated, the irradiation process is continued. During the cleaning process, some of the passage openings last produced are preferably measured by measuring optics and their diameters are compared with the desired nominal diameters. Are the measured diameters of the If passage openings 12 are set within a predetermined tolerance range, the irradiation process is continued without changing the radiation power of the laser source 8. In the opposite case, the radiation power of the radiation source 8 is readjusted by the control unit 11.
Die Durchtrittsöffnungen 12 können durch die erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung in einem beliebigen Muster der Siebdruckschablone vorgesehen werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Durchtrittsöffnungen 12 hexagonal auf der Oberfläche der Siebdruckschablone angeordnet. Fig. 2 zeigt eine derartige hexagonale Anordnung. Dabei ist jede Durchtrittsöffnung 12 von sechs weiteren Durchtrittsöffnungen umgeben. Die umgebenden Durchtrittsöffnungen weisen zu der im Zentrum befindlichen Durchtrittsöffnung 12 stets den gleichen Abstand auf. Die hexagonale Anordnung setzt sich entlang der Zylinderoberfläche fort. Der Abstand zwischen den Durchtrittsöffnungen 12 ist einstellbar. Dabei kann durch die erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung eingestellt werden, wieviele Durchtrittsöffnungen auf der Länge von einem Zoll, d.h. 25,4 mm angeordnet sind. Die hierbei übliche Einheit zur Angabe der Anzahl von Durchtrittsöffnungen pro Zoll ist das sogenannte "Mesh", wobei für die Anzahl der Durchtrittsöffnungen beispielsweise bei Textilbeschichtungen Werte von 5 bis 30 Mesh üblich sind. Für bestimmte technische Anwendungen sind größere Mesh-Zahlen, etwa in einem Bereich von 30-130 Mesh möglich. Je größer die Mesh-Zahl, desto kleiner ist der Durchmesser der Durchtrittsöffnungen und damit die auf die Oberfläche aufgetragenen Klebstoffmengen. Der Durchmesser der Durchtrittsöffnungen wird vorzugsweise mit folgender Formel angenähert : Durchmesser (μm) = 10,16 x 10+3 μm x 1/MeshThe through openings 12 can be provided by the manufacturing device according to the invention in any pattern of the screen printing stencil. In a preferred embodiment, the passage openings 12 are arranged hexagonally on the surface of the screen printing stencil. Fig. 2 shows such a hexagonal arrangement. Each passage opening 12 is surrounded by six further passage openings. The surrounding passage openings are always at the same distance from the passage opening 12 located in the center. The hexagonal arrangement continues along the cylinder surface. The distance between the passage openings 12 is adjustable. The manufacturing device according to the invention can be used to set how many through openings are arranged over a length of one inch, ie 25.4 mm. The usual unit for specifying the number of through openings per inch is the so-called “mesh”, values of 5 to 30 mesh being common for the number of through openings, for example in textile coatings. Larger mesh numbers, for example in a range of 30-130 mesh, are possible for certain technical applications. The larger the mesh number, the smaller the diameter of the through openings and thus the amount of adhesive applied to the surface. The diameter of the passage openings is preferably approximated using the following formula: diameter (μm) = 10.16 × 10 +3 μm × 1 / mesh
Die durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren hergestellte Siebdruckschablone eignet sich zum Aufbringen beliebi- ger Klebstoffe auf beliebige Oberflächen. Mit der hergestellten Siebdruckschablone wird der Klebstoff partiell auf die Oberflache aufgebracht. Das so entstehende Beschichtungsbild bzw. Klebstoffdruckbild besteht im allgemeinen aus halbkugeligen Klebstoffpunkten. Es können allerdings auch andere geometrische Muster, etwa Rauten, erzeugt werden. Der Klebstoff wird herkömmlicherweise der Beschichtungsmaschine als Verbundmaterial zugeführt. Das Verbundmaterial besteht aus einem Obermaterial aus Papier, Kunststoff, Metall, Textil, Fließstoff, Filtermaterial, Schaumstoff oder dergleichen, wobei auf dem 0- bermaterial die Klebstoffschicht aufgebracht ist. Der Klebstoff wird ferner von einem sogenannten Trägermaterial abgedeckt, das bei der Verarbeitung des Verbundmaterials abgezogen wird. Hierzu ist die Oberfläche des Trägermaterials zu dem Klebstoff antihaftbeschichtet .The screen printing stencil produced by the manufacturing method according to the invention is suitable for applying any ger adhesives on any surface. With the screen printing stencil produced, the adhesive is partially applied to the surface. The resulting coating image or adhesive print image generally consists of hemispherical adhesive dots. However, other geometric patterns, such as diamonds, can also be created. The adhesive is conventionally fed to the coating machine as a composite material. The composite material consists of an outer material made of paper, plastic, metal, textile, non-woven material, filter material, foam or the like, the adhesive layer being applied to the outer material. The adhesive is also covered by a so-called carrier material, which is peeled off when the composite material is processed. For this purpose, the surface of the carrier material is non-stick coated to form the adhesive.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Siebdruckschablone eignet sich zum Aufbringen von am Markt erhältlichen Schmelzklebstoffen, die in kaltem Zustand nicht-klebend sind. Darüber hinaus eignet sich die erfindungsgemäße Siebdruckschablone zum Aufbringen von Schmelzhaftklebstoffen, die bei Raumtemperatur klebrig sind. Neben den thermoplastischen Polymeren können auch kalte AcrylatSysteme aufgebracht werden. Diese werden mit UV- oder Elektronenstrahlungen nachvernetzt bzw. gehärtet.The screen printing stencil produced with the method according to the invention is suitable for applying hot-melt adhesives available on the market which are non-tacky when cold. In addition, the screen printing stencil according to the invention is suitable for applying hotmelt PSAs that are sticky at room temperature. In addition to the thermoplastic polymers, cold acrylate systems can also be applied. These are post-crosslinked or hardened with UV or electron radiation.
Zur Herstellung der Siebdruckschablone wird ausgehend von der Auswendung der Klebstofftyp, die notwendige Klebkraft und das Auftragsgewicht des Klebstoffs bestimmt. In Abhängigkeit von dem ausgewählten Klebstofftyp, der Klebkraft und dem Auftragsgewicht werden die notwendigen Durchmesser der Durchtrittsöffnungen 12 durch einen Prozeßrechner berechnet. In Abhängigkeit von den berechneten Lochdurchmessern wird durch die Steuereinheit 11 die Strahlungsquelle 8 zur Erzeugung eines Laserstrahlsignals angesteuert. Mit der erfindungsgemaß hergestellten Siebdruckschablone können Klebstoffe in den unterschiedlichsten technischen Anwendungsgebieten zur Herstellung unterschiedlichster Gegenstande aufgebracht werden. Beispielsweise werden Schutzfolien und U- berzuge für die Kfz-Industrie, d.h. Möbel- und Fahrzeugschutzfolien, Dichtungs- und Abschirmfolien mit Klebstoff beschichtet. Ferner ist es möglich, Kaschierfolien für die Verpackungsindustrie sowie Schmuck und Dekorfolien für Kartonagen mit Klebstoff zu beschichten. Weitere Anwendungen sind die Herstellung von Klebebandsystemen und Abdeckklebebandern für die Industrie sowie für Büro und Haushalt, die Herstellung von Ξchaumstoffbändern und Transferbandern. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Herstellung von medizinischen Pflastern für Wundverbande aller Art, von Heilpflastern, Rheumapflastern und chirurgischen Abdeckfolien bzw. Abdeckgeweben. Mit der er- findungsgemaßen Siebdruckschablone ist ferner die Herstellung selbstklebender Etiketten aller Art möglich. Weitere Anwendungsgebiete sind die Herstellung selbstklebender Formulare, Drucksachen und Kuverts sowie die Herstellung von Montagehilfen, d.h. TransferklebstoffSysteme aller Art und Fixieretiketten. For the production of the screen printing stencil, the type of adhesive, the necessary adhesive strength and the application weight of the adhesive are determined based on the application. Depending on the type of adhesive selected, the adhesive strength and the application weight, the necessary diameters of the through openings 12 are calculated by a process computer. Depending on the calculated hole diameters, the control unit 11 controls the radiation source 8 to generate a laser beam signal. With the screen printing stencil produced according to the invention, adhesives can be applied in a wide variety of technical fields of application for the production of a wide variety of objects. For example, protective films and covers for the motor vehicle industry, ie furniture and vehicle protective films, sealing and shielding films are coated with adhesive. It is also possible to coat laminating films for the packaging industry as well as jewelry and decorative films for cardboard boxes with adhesive. Further applications are the production of adhesive tape systems and masking tapes for industry as well as for office and household, the production of foam tapes and transfer tapes. Another area of application is the production of medical plasters for wound dressings of all kinds, medicinal plasters, rheumatic plasters and surgical cover sheets or cover tissues. With the screen printing stencil according to the invention, it is also possible to produce self-adhesive labels of all kinds. Other areas of application are the production of self-adhesive forms, printed matter and envelopes as well as the production of assembly aids, ie all types of transfer adhesive systems and fixing labels.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Herstellen einer Siebdruckschablone mit den folgenden Schritten:1. A method of making a screen printing stencil with the following steps:
(a) Drehen eines zylinderförmigen Schablonenrohlings (1), der eine dünne Wandung aus thermisch belastbarem Material aufweist, um eine Längsachse (A) ;(a) rotating a cylindrical template blank (1), which has a thin wall made of thermally resilient material, about a longitudinal axis (A);
(b) stellenweises Bestrahlen des sich drehenden Schablonenrohlings (1) mit einem energiereichen Strahl zum Durchschmelzen der Wandung;(b) irradiating the rotating template blank (1) in places with a high-energy beam to melt the wall;
(c) Erzeugen von Durchtrittsöffnungen an den geschmolzenen Stellen der Wandung mittels eines Preßgases.(c) creating passage openings at the molten points of the wall by means of a pressurized gas.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich drehende Schablonenrohling (1) mit einem Laserstrahl bestrahlt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the rotating template blank (1) is irradiated with a laser beam.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich drehende Schablonenrohling (1) mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the rotating template blank (1) is irradiated with an electron beam.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl von einer Strahlungsquelle (8) abgegeben wird, deren Relativlage zu dem zylinderförmigen Schablonenrohling (1) durch eine Steuereinheit (3) gesteuert wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the beam is emitted by a radiation source (8) whose relative position to the cylindrical template blank (1) is controlled by a control unit (3).
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsleistung des von der Strahlungsquelle (8) abgegebenen Strahles von der Steuereinheit (11) eingestellt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the radiation power of the beam emitted by the radiation source (8) is set by the control unit (11).
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl von der Strahlungsquelle (8) pulsformig abgegeben wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the beam is emitted in pulse form from the radiation source (8).
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsleistung, die Pulsdauer der Strahlungsimpulse und die Anzahl der Strahlungsimpulse, die zum Durchschmelzen der Wandung für eine Durchtrittsoffnung von der Strahlungsquelle (8) abgegeben werden, von der Steuereinheit (11) in Abhängigkeit eines gewünschten Solldurchmessers der Durchtrittsoffnung (12) eingestellt werden.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the radiation power, the pulse duration of the radiation pulses and the number of radiation pulses which are emitted to melt the wall for a passage opening from the radiation source (8) from the control unit (11) in Dependency of a desired nominal diameter of the passage opening (12) can be set.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsoffnungen (12) in einer hexagonalen Anordnung erzeugt werden.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the passage openings (12) are generated in a hexagonal arrangement.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der hexagonal angeordneten Durchtrittsoffnungen (12) durch eine Steuereinheit (3) eingestellt wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the distance between the hexagonally arranged passage openings (12) is set by a control unit (3).
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßgas aus einer Preßgas-Austrittsoffnung (9) abgegeben wird und auf die geschmolzenen Stellen des Schablonenrohlings (1) zum Durchstoßen der Wandung gerichtet wird.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pressurized gas is discharged from a pressurized gas outlet opening (9) and is directed to the molten points of the template blank (1) for piercing the wall.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderförmige Schablonenrohling aus Metall hergestellt ist.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cylindrical template blank is made of metal.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schablonenrohling (1) vor dem Bestrahlen entfettet und gereinigt wird.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the template blank (1) is degreased and cleaned before irradiation.
13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schablonenrohling an einem Ende in eine Spanneinrichtung (2) eingespannt und pneumatisch fixiert wird.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the template blank is clamped at one end in a clamping device (2) and fixed pneumatically.
14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennpunkt des Strahles parallel eingestellt wird.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the focal point of the beam is adjusted in parallel.
15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (8) bei der Bestrahlung des Schablonenrohlings (1) parallel zu der Längsachse (A) von der Spanneinrichtung (2) weg zu dem anderen Ende des Schablonenrohlings (1) hin bewegt wird.15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the radiation source (8) upon irradiation of the template blank (1) parallel to the longitudinal axis (A) of the clamping device (2) away to the other end of the template blank (1) is moved.
16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erzeugen einer vorgegebenen Anzahl von Durchtrittsöffnungen (12) die Strahlungsleistung der Strahlungsquelle (8) gemessen und die Strahlungsquelle (8) anschließend gereinigt wird, wenn die gemessene Strahlungsleistung unterhalb einer vorgegebenen Mindestleistung liegt .16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that after generating a predetermined number of passage openings (12), the radiation power of the radiation source (8) is measured and the radiation source (8) is subsequently cleaned when the measured radiation power below a predetermined minimum power lies .
17. Vorrichtung zur Herstellung einer Siebdruckschablone mit: (a) einer Spanneinrichtung (12) zum Einspannen eines zylinderförmigen Schablonenrohlings (1) mit einer dünnen Wandung, der entlang seiner Langsachse (A) drehbar gelagert ist;17. Device for producing a screen printing stencil with: (a) a clamping device (12) for clamping a cylindrical template blank (1) with a thin wall, which is rotatably supported along its longitudinal axis (A);
(b) einer bewegbaren Strahlungsquelle (8), die einen Schmelzstrahl zum punktweisen Durchschmelzen der Wandung abgibt;(b) a movable radiation source (8) which emits a melt jet for melting the wall at points;
(c) und mit einer Austrittsoffnung, durch die ein unter Druck stehendes Preßgas zum Durchstoßen der geschmolzenen Wandungsstellen des Schablonenrohlings (1) abgegeben wird.(c) and with an outlet opening, through which a pressurized pressurized gas is released to pierce the molten wall points of the template blank (1).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Steuereinheit (3) vorgesehen ist, die die Relativlage der Strahlungsquelle (8) zu dem Schablonenrohling (1) und die Drehgeschwindigkeit, mit der der Schablonenrohling (1) gedreht wird, steuert.18. The apparatus according to claim 17, characterized in that a first control unit (3) is provided, which controls the relative position of the radiation source (8) to the template blank (1) and the rotational speed at which the template blank (1) is rotated.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Steuereinheit vorgesehen ist, die die Strahlungsleistung, die Pulsdauer der Strahlungsimpulse und die Anzahl der Strahlungsimpulse, die zum Durchschmelzen der Wandung zur Herstellung einer Durchtrittsoffnung (12) von der Strahlungsquelle (8) abgegeben werden, steuert.19. The apparatus according to claim 17 or 18, characterized in that a second control unit is provided, the radiation power, the pulse duration of the radiation pulses and the number of radiation pulses required for melting the wall to produce a passage opening (12) from the radiation source (8 ) are issued, controls.
20. Siebdruckschablone zum Aufbringen von Klebstoff mit einer Wandung, die eine Vielzahl von Durchtrittsoffnungen (12) aufweist, durch welche flussiger Klebstoff auf eine zu beschichtende Oberflache abgegeben wird, wobei die Wandung aus einem thermisch belastbaren Material besteht .20. screen printing stencil for applying adhesive with a wall which has a multiplicity of passage openings (12) through which liquid adhesive is dispensed onto a surface to be coated, wherein the wall consists of a thermally resilient material.
21. Siebdruckschablone nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung aus Edelstahl besteht.21. Screen printing stencil according to claim 20, characterized in that the wall consists of stainless steel.
22. Siebdruckschablone nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung aus einem thermisch belastbaren Kunststoff besteht .22. Screen printing stencil according to claim 20, characterized in that the wall consists of a thermally resilient plastic.
23. Siebdruckschablone nach einem der vorangehenden Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (12) hexagonal angeordnet sind.23. Screen printing stencil according to one of the preceding claims 20 to 22, characterized in that the passage openings (12) are arranged hexagonally.
24. Siebdruckschablone nach einem der vorangehenden Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung eine Wandungsstärke von 75-400 μm aufweist.24. Screen printing stencil according to one of the preceding claims 20 to 23, characterized in that the wall has a wall thickness of 75-400 microns.
25. Siebdruckschablone nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebdruckschablone zylinderförmig ist. 25. Screen printing stencil according to one of the preceding claims, characterized in that the screen printing stencil is cylindrical.
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