EP3477002A1 - Rotary screen and method of manufacturing the same - Google Patents
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- EP3477002A1 EP3477002A1 EP18000822.9A EP18000822A EP3477002A1 EP 3477002 A1 EP3477002 A1 EP 3477002A1 EP 18000822 A EP18000822 A EP 18000822A EP 3477002 A1 EP3477002 A1 EP 3477002A1
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- D21F11/00—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines
- D21F11/06—Processes for making continuous lengths of paper, or of cardboard, or of wet web for fibre board production, on paper-making machines of the cylinder type
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- D21F9/043—Complete machines for making continuous webs of paper of the cylinder type with immersed cylinder
Definitions
- the invention relates to a method for producing a round screen for a paper machine, in which a round screen body which can be assembled statically in the paper machine is provided and coated with a production screen jacket for the production of watermarked paper.
- the invention also relates to a correspondingly produced round screen.
- a round-screen cylinder with a clamped, rigid production screen jacket usually rotates in a trough with fiber suspension and draws paper.
- a negative pressure is generated, which leads to a lowering of the liquid level in the interior of the cylinder.
- the fiber suspension therefore runs from the outside against the cylinder jacket and it store continuously fabric fibers on the production screen.
- the accumulated paper pulp is solidified so far that it can be removed as a moist paper web for further processing of the production screen.
- Round screens for paper production with watermarks require a complex production. They consist of many, interconnected parts, which must be assembled with a large amount of manual labor. Such a production inherently carries a high potential for error. In addition, by assembling joints, welds and seams, which are usually visible later in the paper produced on the round screen.
- the present invention seeks to provide a round screen of the type mentioned, which avoids the disadvantages of the prior art and in particular is easier to manufacture and has advantageous properties in papermaking.
- the invention is intended also provide an advantageous manufacturing method for such a round screen.
- the production fabric sheath is produced with a uniform lateral surface, raised and / or recessed watermark regions and drainage perforations, wherein at least the lateral surface of the production sieve sheath is formed by an additive manufacturing process as a layer sequence of a plurality of firmly interconnected material layers.
- the jacket surface of the production screen jacket is first formed imperforate by the additive manufacturing process and then, preferably by laser perforation, drainage perforations are produced in the unperforated lateral surface of the production screen jacket.
- the jacket surface of the production screen jacket is formed together with the drainage perforations by the additive manufacturing method.
- the jacket surface of the production screen jacket is formed together with the watermark areas by the additive manufacturing method.
- the watermark inserts are preferably injected directly into the watermark recesses of the jacket surface in order to form injection-molded watermark regions in the production screen jacket.
- external watermark inserts can be arranged in the watermark recesses and connected in the edge region with the lateral surface.
- the surface structure of the lateral surface outside the watermark regions advantageously forms a screen structure with one or more warp thread systems and one or more weft thread systems.
- the surface structure of the lateral surface forms a single-layer sieve structure.
- the production screen jacket has two or more web areas, which are formed separately by the additive manufacturing method and subsequently assembled to form the production screen jacket.
- the production screen jacket is advantageously formed from a wire-shaped, powdered or film-shaped starting material, a photosensitive paste or a liquid.
- the production screen sheath is formed from a plastic.
- selective laser sintering, selective laser melting, electron beam melting, 3D printing with powder, melt stratification, laser deposition welding, multi-jet modeling, a PolyJet process, stereolithography, laminated object modeling, film transfer imaging or digital light processing are considered as additive manufacturing processes.
- the invention also includes a round screen for a paper machine having a lathe screen body statically mountable in the paper machine and a production screen jacket for the production of watermarked paper.
- the production mesh jacket has a uniform lateral surface, raised and / or recessed watermark regions and drainage perforations, and at least the jacket surface of the production mesh jacket is formed from a layer sequence of a plurality of material layers firmly bonded together in an additive manufacturing process.
- the watermark regions are preferably formed integrally with the jacket surface of the production screen jacket from a layer sequence of a plurality of material layers firmly connected to one another in the additive manufacturing method.
- the jacket surface of the production screen jacket is advantageously formed, together with the drainage perforations contained therein, from a layer sequence of a plurality of material layers firmly connected to one another in the additive manufacturing method.
- FIG. 1 shows a schematic view of a round screen 10 for a paper machine for the production of security paper.
- the round screen 10 includes an inner round screen body 12 which is statically mountable in a paper machine.
- the round screen body 12 is coated with an exchangeable production screen 14, which is designed according to the invention for the production of security paper with watermarks
- the production screen casing 14 has a multiplicity of raised and / or recessed watermark regions 16 in a lateral surface 32 with an otherwise uniform surface.
- watermark regions 16 paper pulp accumulates locally in paper production with a greater or smaller paper thickness than in the surrounding vellum region and therefore produces darker or lighter areas in the finished paper web.
- a production screen jacket 14 contains a plurality of web regions 18 for parallel production of a plurality of individual uses on the formed paper web.
- FIG. 2 shows a section 20 of the production screen 14 in the vicinity of a watermark area 16 in cross section along the line II-II of Fig. 1 ,
- the watermark area 16 has a high-resolution multi-level relief 22 which, in addition, can have very sharp edges at approximately right angles in partial areas 24. Because of the multi-level relief 22, the watermark regions 16 are suitable on the one hand for generating watermark characters with soft, continuous brightness transitions, can create with subregions 24 but at the same time sharply demarcated, fine details with high contrast.
- the outer surface 32 of the production screen 14 is provided with a plurality of dewatering perforations 26, the diameter of which is so small that fibers do not adhere to them during papermaking.
- Typical perforation diameters are between 50 ⁇ m and several 100 ⁇ m, for example about 500 ⁇ m.
- the entire production screen casing 14 including the watermark regions 16 and the drainage perforations 26 contained in the lateral surface 32 are formed by an additive manufacturing process as a layer sequence of a plurality of firmly bonded material layers 28, as shown in detail section 34 of FIG Fig. 2 illustrated.
- the starting material may be in the form of wire, powder, foil, paste or liquid.
- Particularly advantageous production screen 14 is formed by a plastic.
- the method of Selective Laser Melting can be used.
- the powdery plastic building material is completely melted and hardened by a cooling process.
- the production screen 14 is thereby successively Lowering a building platform layer by layer with the desired structure along the longitudinal axis 30 of the screen shell constructed. This can be done, for example, with the aid of a 3D printhead, which in a continuous process layer by layer, the material layers 28 of the production screen 14 as a stationary tube ( Fig. 1 ).
- a rotary table with a vertical axis of rotation serve as a work surface on which the print head deposits the material layers 28 revolution for rotation during rotation of the rotary table.
- the production screen jacket 14 can be produced with watermark regions 16 integrated seamlessly into the jacket surface 32.
- the watermark regions 16 can be produced in particular as high-resolution multilevel watermark regions with reliefs having sharp edges of a marginal width of 0.4 mm or less.
- the sharply bordered elevations or depressions in the watermark areas in turn produce watermarks with sharply edged bright or dark motif structures in paper production.
- the watermark areas may have a high average spatial frequency of 2-3 Lp / mm or more, which allows the representation of finest image details and high image sharpness in the watermark regardless of the actual image content.
- the manufacture of the production screen 14 by the additive manufacturing process is greatly simplified and avoids sources of error by the costly assembly of many interconnected items required in conventional methods.
- the integral production completely eliminates seams, joints and welds that are often visible in the paper when using conventional round screens. The paper surface can therefore be optimally utilized.
- the production screen is 14 also mechanically very resistant due to its integral structure.
- the surface structure of the lateral surface 32 of the production screen jacket 14 can be selected largely freely outside the watermark regions 16 by the use of additive manufacturing methods.
- the surface structure of the lateral surface 32 can simulate a conventional screen structure with one or more Kettfadensytemen and one or more weft systems. Particularly advantageous is a single-layer sieve layer is modeled.
- FIG. 3 illustrates an alternative design of a production screen jacket 40 initially formed with watermark recesses 42 and drainage perforations 26 by an additive manufacturing process as a layer sequence of a plurality of firmly bonded material layers 28, as in FIG Fig. 3 (a) shown.
- watermark inserts 44 in the region of the watermark recesses 42 are injected directly into the jacket surface 32 of the production screen jacket 40 and the production screen jacket 40 is thereby provided with injection-molded watermark inserts 44, as in FIG Fig. 3 (b) shown.
- watermark inserts 44 with a particularly high spatial resolution or with special material properties can be introduced into the production screen casing 40.
- the watermark inserts 44 are also provided with drainage perforations 26.
- external watermark inserts may also be inserted into watermark recesses 42, for example, glued.
- the lateral surface 32 of the production screen jacket 40 may also initially be produced without watermark recesses 42 and then subsequently introduced, for example by laser cutting.
- the production screen jacket 50 including the watermark areas 16, but initially without drainage perforations, is formed by an additive manufacturing process as a layer sequence of a plurality of firmly bonded material layers 28, as in FIG Fig. 4 (a) shown. Subsequently, the production screen jacket 50 is exposed to laser radiation 52 in order to generate by laser perforation drainage perforations 26 in the lateral surface 32, as in the intermediate step of Fig. 4 (b) shown.
- the separate laser perforation can possibly achieve a speed advantage in the production of the production screen 50.
- inventions of Figures 3 and 4 can combine and first to form a production screen coat with watermark recesses and initially without drainage perforations by an additive manufacturing process as a layer sequence of a plurality of firmly interconnected material layers, and to subsequently produce the drainage perforations by laser perforation of the jacket surface of the production screen.
- the watermark areas may be generated, for example, by directly injecting watermark inserts or by introducing external watermark inserts, as associated with Fig. 3 already described.
- Another way of speeding up the production of a production screen jacket is to separate the production screen jacket 60 into a plurality of tubular sections 62, 64, 66 separately by an additive manufacturing process to produce, as in Fig. 5 shown schematically.
- the tubular sections 62, 64, 66 may for example be printed in parallel by means of 3D printing and in particular the in Fig. 1 shown web areas 18 correspond to a production screen 14. After being manufactured separately, the tubular sections 62, 64, 66 are assembled into the desired production screen jacket 60.
Landscapes
- Paper (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rundsiebs (10) für eine Papiermaschine, bei dem ein statisch in der Papiermaschine montierbarer Rundsiebkörper (12) bereitgestellt und mit einem Produktionssiebmantel (14) für die Erzeugung von Papier mit Wasserzeichen überzogen wird. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Produktionssiebmantel (14) mit einer gleichmäßigen Mantelfläche (32), erhabenen und/oder vertieften Wasserzeichenbereichen (16) und Entwässerungsperforationen (26) erzeugt wird, wobei zumindest die Mantelfläche (32) des Produktionssiebmantels (14) durch ein additives Fertigungsverfahren als Schichtenfolge einer Mehrzahl fest miteinander verbundener Materialschichten (28) gebildet wird. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechend hergestelltes Rundsieb.The invention relates to a method for producing a round screen (10) for a paper machine, in which a round screen body (12) which can be assembled statically in the paper machine is provided and coated with a production screen jacket (14) for the production of watermarked paper. According to the invention, it is provided that the production mesh jacket (14) is produced with a uniform lateral surface (32), raised and / or recessed watermark regions (16) and drainage perforations (26), wherein at least the lateral surface (32) of the production mesh jacket (14) additive manufacturing process as a layer sequence of a plurality of firmly interconnected material layers (28) is formed. The invention also relates to a correspondingly produced round screen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rundsiebs für eine Papiermaschine, bei dem ein statisch in der Papiermaschine montierbarer Rundsiebkörper bereitgestellt und mit einem Produktionssiebmantel für die Erzeugung von Papier mit Wasserzeichen überzogen wird. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechend hergestelltes Rundsieb.The invention relates to a method for producing a round screen for a paper machine, in which a round screen body which can be assembled statically in the paper machine is provided and coated with a production screen jacket for the production of watermarked paper. The invention also relates to a correspondingly produced round screen.
Bei der Papierherstellung auf Rundsiebmaschinen dreht sich üblicherweise ein Rundsiebzylinder mit einem aufgespannten, starren Produktionssiebmantel in einem Trog mit Fasersuspension und schöpft Papier. Innerhalb des Rundsiebzylinders wird ein Unterdruck erzeugt, der zu einem Absenken des Flüssigkeitsspiegels im Inneren des Rundsiebzylinders führt. Die Fasersuspension läuft daher von außen gegen den Zylindermantel und es lagern sich kontinuierlich Stofffasern auf dem Produktionssieb an. Die angelagerte Papiermasse wird soweit verfestigt, dass sie als feuchte Papierbahn zur Weiterbearbeitung vom Produktionssieb abgezogen werden kann.In papermaking on rotary screening machines, a round-screen cylinder with a clamped, rigid production screen jacket usually rotates in a trough with fiber suspension and draws paper. Within the Rundsiebzylinders a negative pressure is generated, which leads to a lowering of the liquid level in the interior of the cylinder. The fiber suspension therefore runs from the outside against the cylinder jacket and it store continuously fabric fibers on the production screen. The accumulated paper pulp is solidified so far that it can be removed as a moist paper web for further processing of the production screen.
Rundsiebe für die Papiererzeugung mit Wasserzeichen erfordern eine aufwendige Herstellung. Sie bestehen aus vielen, miteinander verbundenen Einzelteilen, welche mit einem großen Anteil an Handarbeit montiert werden müssen. Eine solche Herstellung birgt naturgemäß ein hohes Fehlerpotential. Zudem entstehen durch die Montage Fügestellen, Schweißstellen und Nähte, die meist später in dem auf dem Rundsieb hergestellten Papier sichtbar sind.Round screens for paper production with watermarks require a complex production. They consist of many, interconnected parts, which must be assembled with a large amount of manual labor. Such a production inherently carries a high potential for error. In addition, by assembling joints, welds and seams, which are usually visible later in the paper produced on the round screen.
Ausgehend davon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rundsieb der eingangs genannten Art anzugeben, das die Nachteile des Stands der Technik vermeidet und insbesondere einfacher herzustellen ist und vorteilhafte Eigenschaften bei der Papierherstellung aufweist. Die Erfindung soll auch ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren für ein solches Rundsieb bereitstellen.Based on this, the present invention seeks to provide a round screen of the type mentioned, which avoids the disadvantages of the prior art and in particular is easier to manufacture and has advantageous properties in papermaking. The invention is intended also provide an advantageous manufacturing method for such a round screen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is solved by the features of the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß der Erfindung ist bei einem gattungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass der Produktionssiebmantel mit einer gleichmäßigen Mantelfläche, erhabenen und/oder vertieften Wasserzeichenbereichen und Entwässerungsperforationen erzeugt wird, wobei zumindest die Mantelfläche des Produktionssiebmantels durch ein additives Fertigungsverfahren als Schichtenfolge einer Mehrzahl fest miteinander verbundener Materialschichten gebildet wird.According to the invention, it is provided in a generic method that the production fabric sheath is produced with a uniform lateral surface, raised and / or recessed watermark regions and drainage perforations, wherein at least the lateral surface of the production sieve sheath is formed by an additive manufacturing process as a layer sequence of a plurality of firmly interconnected material layers.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Mantelfläche des Produktionssiebmantels durch das additive Fertigungsverfahren zunächst unperforiert gebildet und es werden dann, vorzugsweise durch Laserperforation, Entwässerungsperforationen in der unperforierten Mantelfläche des Produktionssiebmantels erzeugt.In an advantageous embodiment, the jacket surface of the production screen jacket is first formed imperforate by the additive manufacturing process and then, preferably by laser perforation, drainage perforations are produced in the unperforated lateral surface of the production screen jacket.
Bei einer alternativen, ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Mantelfläche des Produktionssiebmantels zusammen mit den Entwässerungsperforationen durch das additives Fertigungsverfahren gebildet wird.In an alternative, likewise advantageous embodiment, it is provided that the jacket surface of the production screen jacket is formed together with the drainage perforations by the additive manufacturing method.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Mantelfläche des Produktionssiebmantels zusammen mit den Wasserzeichenbereichen durch das additive Fertigungsverfahren gebildet.In a further advantageous embodiment, the jacket surface of the production screen jacket is formed together with the watermark areas by the additive manufacturing method.
Alternativ und ebenfalls mit Vorteil ist bei der Herstellung vorgesehen, dass zunächst
- entweder die Mantelfläche des Produktionssiebmantels mit den Wasserzeichenbereichen entsprechenden Wasserzeichenaussparungen durch das additive Fertigungsverfahren erzeugt wird,
oder die Mantelfläche des Produktionssiebmantels durch das additive Fertigungsverfahren ohne Wasserzeichenaussparungen erzeugt wird und die den Wasserzeichenbereichen entsprechenden Wasserzeichenaussparungen nachträglich, beispielsweise durch Laserschneiden, in die Mantelfläche eingebracht werden, und dann - Wasserzeicheneinsätze in die Wasserzeichenaussparungen eingebracht werden, um die Wasserzeichenbereiche des Produktionssiebmantels zu bilden.
- either the lateral surface of the production screen jacket with the watermark areas corresponding watermark recesses is produced by the additive manufacturing process,
or the jacket surface of the production screen jacket is produced by the additive manufacturing method without watermark recesses and the watermark recesses corresponding to the watermark areas are subsequently introduced into the jacket surface, for example by laser cutting, and then - Watermark inserts are inserted into the watermark recesses to form the watermark areas of the production screen.
Bei dieser Herstellungsvariante werden die Wasserzeicheneinsätze bevorzugt direkt in die Wasserzeichenaussparungen der Mantelfläche eingespritzt, um spritzgegossene Wasserzeichenbereiche im Produktionssiebmantel zu bilden. Alternativ können auch externe Wasserzeicheneinsätze in den Wasserzeichenaussparungen angeordnet und im Randbereich mit der Mantelfläche verbunden werden.In this production variant, the watermark inserts are preferably injected directly into the watermark recesses of the jacket surface in order to form injection-molded watermark regions in the production screen jacket. Alternatively, external watermark inserts can be arranged in the watermark recesses and connected in the edge region with the lateral surface.
Die Flächenstruktur der Mantelfläche außerhalb der Wasserzeichenbereiche bildet mit Vorteil eine Siebstruktur mit einer oder mehr Kettfadensytemen und einem oder mehr Schussfadensystemen nach. Besonders bevorzugt bildet die Flächenstruktur der Mantelfläche dabei eine einlagige Siebstruktur nach.The surface structure of the lateral surface outside the watermark regions advantageously forms a screen structure with one or more warp thread systems and one or more weft thread systems. Particularly preferably, the surface structure of the lateral surface forms a single-layer sieve structure.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Produktionssiebmantel zwei oder mehr Bahnbereiche auf, die getrennt durch das additive Fertigungsverfahren gebildet und nachfolgend zu dem Produktionssiebmantel zusammengesetzt werden.In one development of the invention, the production screen jacket has two or more web areas, which are formed separately by the additive manufacturing method and subsequently assembled to form the production screen jacket.
Der Produktionssiebmantel wird mit Vorteil aus einem drahtförmigen, pulverförmigen oder folienförmigen Ausgangsmaterial, aus einer photosensiblen Paste oder einer Flüssigkeit gebildet. Besonders vorteilhaft wird der Produktionssiebmantel aus einem Kunststoff gebildet. Als additives Fertigungsverfahren kommen insbesondere Selektives Lasersintern, Selektives Laserschmelzen, Elektronstrahlschmelzen, 3D-Druck mit Pulver, Schmelzschichtung, Laserauftragsschweißen, Multi-Jet-Modeling, ein PolyJet-Verfahren, Stereolithographie, Laminated Object Modeling, Film Transfer Imaging oder Digital Light Processing in Betracht.The production screen jacket is advantageously formed from a wire-shaped, powdered or film-shaped starting material, a photosensitive paste or a liquid. Particularly advantageously, the production screen sheath is formed from a plastic. In particular, selective laser sintering, selective laser melting, electron beam melting, 3D printing with powder, melt stratification, laser deposition welding, multi-jet modeling, a PolyJet process, stereolithography, laminated object modeling, film transfer imaging or digital light processing are considered as additive manufacturing processes.
Die Erfindung enthält auch ein Rundsieb für eine Papiermaschine mit einem statisch in der Papiermaschine montierbaren Rundsiebkörper und einem Produktionssiebmantel für die Erzeugung von Papier mit Wasserzeichen. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Produktionssiebmantel eine gleichmäßige Mantelfläche, erhabene und/oder vertiefte Wasserzeichenbereiche und Entwässerungsperforationen aufweist und zumindest die Mantelfläche des Produktionssiebmantels aus einer Schichtenfolge einer Mehrzahl in einem additiven Fertigungsverfahren fest miteinander verbundener Materialschichten gebildet ist.The invention also includes a round screen for a paper machine having a lathe screen body statically mountable in the paper machine and a production screen jacket for the production of watermarked paper. According to the invention, it is provided that the production mesh jacket has a uniform lateral surface, raised and / or recessed watermark regions and drainage perforations, and at least the jacket surface of the production mesh jacket is formed from a layer sequence of a plurality of material layers firmly bonded together in an additive manufacturing process.
Die Wasserzeichenbereiche sind bevorzugt integral mit der Mantelfläche des Produktionssiebmantels aus einer Schichtenfolge einer Mehrzahl in dem additiven Fertigungsverfahren fest miteinander verbundener Materialschichten gebildet.The watermark regions are preferably formed integrally with the jacket surface of the production screen jacket from a layer sequence of a plurality of material layers firmly connected to one another in the additive manufacturing method.
Weiter ist die Mantelfläche des Produktionssiebmantels vorteilhaft zusammen mit den darin enthaltenen Entwässerungsperforationen aus einer Schichtenfolge einer Mehrzahl in dem additiven Fertigungsverfahren fest miteinander verbundener Materialschichten gebildet.Furthermore, the jacket surface of the production screen jacket is advantageously formed, together with the drainage perforations contained therein, from a layer sequence of a plurality of material layers firmly connected to one another in the additive manufacturing method.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.Further exemplary embodiments and advantages of the invention are explained below with reference to the figures, in the representation of which a representation true to scale and proportion has been dispensed with in order to increase the clarity.
Es zeigen:
- Fig. 1
- in schematischer Ansicht ein Rundsieb für eine Papiermaschine für die Herstellung von Sicherheitspapier,
- Fig. 2
- einen Ausschnitt des Produktionssiebmantels in der Umgebung eines Wasserzeichenbereichs im Querschnitt entlang der Linie II-II von
Fig. 1 , - Fig. 3
- in (a) und (b) Zwischenschritte bei der Herstellung eines Produktionssiebmantels nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- Fig. 4
- in (a) und (b) Zwischenschritte bei der Herstellung eines Produktionssiebmantels nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- Fig. 5
- mehrere rohrförmige Teilstücke, die jeweils separat durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt und dann zu einem gewünschten Produktionssiebmantel zusammengesetzt werden.
- Fig. 1
- in a schematic view a round screen for a paper machine for the production of security paper,
- Fig. 2
- a section of the production screen jacket in the vicinity of a watermark area in cross section along the line II-II of
Fig. 1 . - Fig. 3
- in (a) and (b) intermediate steps in the production of a production screen jacket according to another embodiment of the invention,
- Fig. 4
- in (a) and (b) intermediate steps in the manufacture of a production screen jacket according to a further embodiment of the invention, and
- Fig. 5
- a plurality of tubular sections, each made separately by an additive manufacturing process and then assembled into a desired production screen shell.
Der Produktionssiebmantel 14 weist hierzu eine Vielzahl von erhabenen und/oder vertieften Wasserzeichenbereichen 16 in einer Mantelfläche 32 mit ansonsten gleichmäßiger Oberfläche auf. In den Wasserzeichenbereichen 16 lagert sich bei der Papierherstellung Papiermasse lokal mit einer größeren oder kleiner Papierdicke als im umgebenden Velinbereich an und erzeugt daher dunklere bzw. hellere Stellen in der fertigen Papierbahn. Ein Produktionssiebmantel 14 enthält dabei in der Regel mehrere Bahnbereiche 18 zur parallelen Erzeugung einer Vielzahl von Einzelnutzen auf der gebildeten Papierbahn.For this purpose, the
Um die Entwässerung bei der Papierherstellung sicherzustellen ist die Mantelfläche 32 des Produktionssiebmantels 14 mit einer Vielzahl von Entwässerungsperforationen 26 versehen, deren Durchmesser so klein ist, dass in ihnen bei der Papierherstellung keine Fasern anhaften. Typische Perforationsdurchmesser liegen zwischen 50 µm und einigen 100 µm, beispielsweise bei etwa 500 µm.In order to ensure dewatering in papermaking, the
Als Besonderheit ist der gesamte Produktionssiebmantel 14 einschließlich der Wasserzeichenbereiche 16 und der in der Mantelfläche 32 enthaltenen Entwässerungsperforationen 26 durch ein additives Fertigungsverfahren als Schichtenfolge einer Mehrzahl fest miteinander verbundener Materialschichten 28 gebildet, wie im Detailausschnitt 34 der
Als additive Fertigungsverfahren kommen dabei insbesondere Selektives Lasersintern, Selektives Laserschmelzen, Elektronstrahlschmelzen, 3D-Druck mit Pulver, Schmelzschichtung, Laserauftragsschweißen, Multi-Jet-Modeling, ein Polyjet-Verfahren, Stereolithographie, Laminated Object Modeling, Film Transfer Imaging oder Digital Light Processing in Betracht. Ja nach Fertigungsverfahren kann das Ausgangsmaterial dabei in Form von Draht, Pulver, Folien, Pasten oder Flüssigkeiten vorliegen. Besonders vorteilhaft wird der Produktionssiebmantel 14 durch einen Kunststoff gebildet.In particular, selective laser sintering, selective laser melting, electron beam melting, 3D printing with powder, melt stratification, laser deposition welding, multi-jet modeling, a polyjet process, stereolithography, laminated object modeling, film transfer imaging or digital light processing are considered as additive manufacturing processes , Depending on the manufacturing process, the starting material may be in the form of wire, powder, foil, paste or liquid. Particularly
Hierfür kann beispielsweise das Verfahren des Selektiven Laserschmelzens (SLM) zum Einsatz kommen. Bei diesem Verfahren wird das pulverförmige Kunststoff-Baumaterial vollständig geschmolzen und durch einen Abkühlprozess verhärtet. Der Produktionssiebmantel 14 wird dabei durch sukzessives Absenken einer Bauplattform schichtweise mit der gewünschten Struktur entlang der Längsachse 30 des Siebmantels aufgebaut. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines 3D-Druckkopfes geschehen, der in einem fortlaufenden Prozess Lage für Lage die Materialschichten 28 des Produktionssiebmantels 14 als stehendes Rohr (
Durch die Herstellung mittels additivem Fertigungsverfahren kann der Produktionssiebmantel 14 mit nahtlos in die Mantelfläche 32 integrierten Wasserzeichenbereichen 16 erzeugt werden. Die Wasserzeichenbereiche 16 können dabei insbesondere als hochauflösende mehrstufige Wasserzeichenbereiche mit Reliefs mit scharfen Rändern einer Randbreite von 0,4 mm oder weniger erzeugt werden. Die scharf berandeten Erhebungen bzw. Vertiefung in den Wasserzeichenbereichen erzeugen ihrerseits bei der Papierherstellung Wasserzeichen mit scharf berandeten hellen bzw. dunklen Motivstrukturen. Die Wasserzeichenbereiche können eine hohe mittlere Ortsfrequenz von 2-3 Lp/mm oder mehr aufweisen, die unabhängig vom konkret dargestellten Bildinhalt die Darstellung feinster Bilddetails und hohe Bildschärfe im Wasserzeichen erlaubt.As a result of the production by means of an additive manufacturing method, the
Gleichzeitig ist die Herstellung des Produktionssiebmantels 14 durch das additive Fertigungsverfahren stark vereinfacht und vermeidet Fehlerquellen durch die bei herkömmlichen Verfahren notwendige aufwendige Montage vieler miteinander verbundener Einzelteile. Die integrale Herstellung vermeidet Nähte, Fügestellen und Schweißstellen, die beim Einsatz herkömmlicher Rundsiebe oft im Papier sichtbar sind, vollständig. Die Papierfläche kann daher optimal ausgenutzt werden. Schließlich ist der Produktionssiebmantels 14 durch seinen integralen Aufbau auch mechanisch sehr widerstandsfähig.At the same time, the manufacture of the
Die Flächenstruktur der Mantelfläche 32 des Produktionssiebmantels 14 kann außerhalb der Wasserzeichenbereiche 16 durch den Einsatz additiver Fertigungsverfahren weitgehend frei gewählt werden. Beispielsweise kann die Flächenstruktur der Mantelfläche 32 eine herkömmliche Siebstruktur mit einer oder mehr Kettfadensytemen und einem oder mehr Schussfadensystemen nachbilden. Besonders vorteilhaft wird dabei ein einlagige Sieblage nachgebildet.The surface structure of the
Anstatt die Wasserzeicheneinsätze 44 direkt in die Aussparungen 42 einzuspritzen, können auch externe Wasserzeicheneinsätze in Wasserzeichenaussparungen 42 eingebracht, beispielsweise eingeklebt werden werden. Weiter kann die Mantelfläche 32 des Produktionssiebmantels 40 auch zunächst ohne Wasserzeichenaussparungen 42 erzeugt und diese dann nachträglich, beispielsweise durch Laserschneiden eingebracht werden.Instead of injecting the watermark inserts 44 directly into the
Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel der
Es ist auch möglich, die Ausgestaltungen der
Eine weitere Möglichkeit der Beschleunigung der Herstellung eines Produktionssiebmantels besteht darin, den Produktionssiebmantel 60 in mehreren rohrförmigen Teilstücken 62, 64, 66 jeweils separat durch ein additives Fertigungsverfahren herzustellen, wie in
- 1010
- RundsiebRound Screen
- 1212
- RundsiebkörperRundsiebkörper
- 1414
- ProduktionssiebmantelProduktionssiebmantel
- 1616
- WasserzeichenbereicheWatermark areas
- 1818
- Bahnbereichetrack regions
- 2020
- Ausschnittneckline
- 2222
- hochauflösendes mehrstufiges Reliefhigh-resolution multi-level relief
- 2424
- Teilbereichesubregions
- 2626
- EntwässerungsperforationenEntwässerungsperforationen
- 2828
- Materialschichtenmaterial layers
- 3030
- Längsachselongitudinal axis
- 3232
- Mantelflächelateral surface
- 3434
- Detailausschnittcallout
- 4040
- ProduktionssiebmantelProduktionssiebmantel
- 4242
- WasserzeichenaussparungenWatermark recesses
- 4444
- WasserzeicheneinsätzeWatermark inserts
- 5050
- ProduktionssiebmantelProduktionssiebmantel
- 5252
- Laserstrahlunglaser radiation
- 6060
- ProduktionssiebmantelProduktionssiebmantel
- 62, 64, 6662, 64, 66
- Teilstückesections
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017009937.5A DE102017009937A1 (en) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | Round sieve and associated production process |
Publications (1)
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