EP3509868B1 - Verfahren zum herstellen eines verbundkörpers - Google Patents

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EP3509868B1
EP3509868B1 EP17764572.8A EP17764572A EP3509868B1 EP 3509868 B1 EP3509868 B1 EP 3509868B1 EP 17764572 A EP17764572 A EP 17764572A EP 3509868 B1 EP3509868 B1 EP 3509868B1
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EP
European Patent Office
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composite body
cutting
document type
created
severing
Prior art date
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Active
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EP17764572.8A
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English (en)
French (fr)
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EP3509868A1 (de
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Steffen Baudach
Christoph Von Czapiewski
Alexander GÖDECKE
Roland HERES
Alexander Straub
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Bundesdruckerei GmbH
Original Assignee
Bundesdruckerei GmbH
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Publication date
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Publication of EP3509868A1 publication Critical patent/EP3509868A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/40—Manufacture
    • B42D25/45—Associating two or more layers
    • B42D25/455—Associating two or more layers using heat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42D—BOOKS; BOOK COVERS; LOOSE LEAVES; PRINTED MATTER CHARACTERISED BY IDENTIFICATION OR SECURITY FEATURES; PRINTED MATTER OF SPECIAL FORMAT OR STYLE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DEVICES FOR USE THEREWITH AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; MOVABLE-STRIP WRITING OR READING APPARATUS
    • B42D25/00—Information-bearing cards or sheet-like structures characterised by identification or security features; Manufacture thereof
    • B42D25/40—Manufacture
    • B42D25/45—Associating two or more layers
    • B42D25/46—Associating two or more layers using pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a composite body and a device for producing a corresponding composite body.
  • the GB 2122541 A describes a method according to the preamble of claim 1 and a transparent protective laminate film for forming a sealed protective cover on an identity card or a similar document, which comprises a base film of biaxially oriented thermosetting polyester resin with an inner surface coating of polyethylene or another thermoplastic resin activated by heat and pressure includes.
  • the transparent protective laminate film has an additional outer surface layer of unoriented, embossable thermoplastic polyester resin to enable embossing with a security pattern.
  • the outer surface layer is also receptive to a signature strip formed by embossing, a pigment signature strip or a resin oxide magnetic strip applied by hot stamp transfer, or any combination of such strips.
  • the DE 10 2004 050 686 A1 describes a card punching device for punching out chip cards from at least one sheet-like plastic sheet, the card punching device comprising an upper cutting part acting on the plastic sheet in the vertical direction on the upper side with first cutting edges formed on the underside and a lower cutting part acting on the plastic sheet in the vertical direction, at least one of the cutting parts an ultrasound generating device is connected, by means of which a vertically aligned oscillating movement can be transmitted to the cutting part for performing a punching movement on the plastic sheet.
  • the invention is based on the object of providing a method for producing a composite body which is efficient and flexible, as well as a corresponding device for producing a corresponding composite body.
  • the method should make it possible to efficiently produce composite bodies for different types of documents.
  • Embodiments relate to a method for producing a composite body for a document type selected from a plurality of different identification, value or security document types.
  • the method is defined in claim 1.
  • the created material sheet booklet includes the material sheets that make up a document body of the selected document type.
  • the material sheet booklet comprises the material sheets in a document-type-specific order.
  • materials of the material sheets for example, paper, cardboard or Plastics such as metal foils are used.
  • a sheet of material can also comprise combinations of these materials.
  • the document body can, for example, be a card body if the identity document, value document or security document is a card-shaped document.
  • the document body can also be a body that is part of an identity document, a document of value or a security document.
  • it can be a data card which is part of a book-shaped ID, value or security document, for example a passport.
  • personal and / or document-specific information such as a passport photo, name, address of the user or a house number is applied to such a data card, in particular also in machine-readable form.
  • the material sheets can in particular comprise electronic components, for example a chip, an antenna, a display, an input device and / or sensors, or form them in combination with one another.
  • the material sheet booklet can in particular comprise a material sheet with a chip, which is configured to store person-specific and / or document-type-specific information.
  • the chip can have a secure memory area in which personal and / or document type-specific data are stored.
  • an “ID, value or security document” is understood to mean a paper and / or plastic-based document on or in which person-specific and / or document type-specific information is introduced in an optically and / or electronically readable manner that identifies the user or of the document, for example to enable certain services or functions.
  • Documents of value can in particular also be banknotes or vouchers.
  • a document can also be an access card, for example.
  • the material sheet booklet can in particular be provided for the production of a data card, i. a paper- or plastic-based card, which is arranged in a book block of an identity document, value document or security document and on which person-specific and / or document-specific information is applied in an optically legible manner, identifying the user or the document, for example for the release of certain services or functions.
  • a data card i. a paper- or plastic-based card, which is arranged in a book block of an identity document, value document or security document and on which person-specific and / or document-specific information is applied in an optically legible manner, identifying the user or the document, for example for the release of certain services or functions.
  • the material sheets from which the material sheet booklet is created have a format which is larger than the geometric format for the first document type.
  • the present method could make it possible to efficiently bring material sheet booklets to the appropriate format by cutting off material.
  • the contact surfaces of the lamination sheets, via which the material sheet booklet is subjected to pressure and heat during lamination are smaller than the geometric format of the material sheet booklet.
  • a central area of the material sheet booklet is laminated through.
  • the corresponding laminated area includes the so-called benefit. This is the area of the laminated composite body which corresponds to the document body which is produced from the laminated composite body for the corresponding identity document, value document or security document.
  • Embodiments can have the advantage that the material sheet booklet protrudes laterally beyond the lamination plates and thus direct contact of the lamination plates with one another is prevented. In this way, damage to the lamination sheets can be avoided and their service life increased. In addition, the risk of rejects due to damaged lamination sheets is reduced.
  • the first geometric format is, in particular, a geometric format that is compatible with the subsequent processing steps.
  • an ultrasonic cutting device which comprises a generator, a sound transducer or converter and a sonotrode.
  • the sonotrode is preferably designed as a cutting tool with a cutting edge or comprises a corresponding cutting tool.
  • the generator generates an electrical alternating voltage, which is converted into a mechanical vibration with the aid of the sound transducer.
  • the sound transducer in turn conducts the high-frequency mechanical vibrations, i.e. Ultrasound into the sonotrode connected to it and sets it in resonance vibrations in the ultrasonic range.
  • a transformation piece or booster is arranged between the sound transducer and the sonotrode, which transforms the vibration amplitude arriving from the sound transducer and forwards this enlarged to the sonotrode.
  • the size of the resulting oscillation amplitude is influenced by the output amplitude provided by the sound transducer and by the respective amplification by the transformation piece and the sonotrode itself.
  • the sonotrode set in an ultrasonic oscillation then transmits the ultrasonic oscillation to the composite body to be cut. If the heating caused by the ultrasound-induced friction is so great that the composite body melts locally, the sonotrode can be guided through the melted material with little resistance, thereby separating it.
  • the use of ultrasound for the material separation increases the safety of the resulting composite body.
  • the corresponding composite body is indeed laminated through, but if the side surfaces are viewed, the different layers of the composite body resulting from the different material sheets of the material sheet booklet can still be seen. So it exists the danger that a suitable tool, which is flat and sharp, can be inserted between the layers and that these can be at least partially separated despite lamination. This creates the risk of possible manipulation of the composite body or the resulting document, which comprises the composite body in the form of a document body.
  • the melting of the material sheet booklet in the area of the cut by ultrasound leads to a sealing of the cut surface. The individual layers are no longer identifiable, which increases the security of the document.
  • embodiments can have the advantage that they can be implemented easily and inexpensively. In particular, apart from a compact device for generating ultrasound, no additional devices are required. In contrast, the use of lasers for cutting, for example, requires exhaust air devices to remove the gases, soot and radical components that arise.
  • the fixing of the material sheets takes place during the creation of the material sheet booklet by means of ultrasonic welding.
  • Embodiments can have the advantage that no additional material is required for fixing the material sheets of the material sheet booklet, which material has to be removed again later or carries the risk of complications. In addition, this could make it possible to create the material sheet booklet as such without additional external fixing devices. This is avoided in particular in connection with the lamination process.
  • the method further comprises: material separation by performing a second material separation process using ultrasound, so that from the composite body with the geometric format for the first Document type a composite body with the geometric format of a second document type is created.
  • Embodiments can have the advantage that a first geometric format is provided, as a result of which subsequent processing steps can be standardized for different document types. Regardless of the geometric format of the document type for which the composite body is intended, a uniform intermediate format is used for subsequent processing steps, which corresponds to the geometric format for the first document type. This makes it possible to design the devices for handling and transporting the composite body in a uniform manner during further processing, and to reduce the flexibility requirements for handling different formats. The corresponding devices can thus be made mechanically simpler and thus less prone to errors when used.
  • the composite body is converted to a final geometric format of a second document type, i.e. H. of the document type for which the composite body is intended, brought.
  • the geometric format for a first document type can in particular be a geometric format of the first document type with an oversize.
  • a corresponding oversized format is used, for example, in the production of data cards for passports.
  • This can, for example, be a format of the ID3 format according to ISO / IEC 7110.
  • the geometric format of the second document type can be, for example, the ID1 format.
  • the composite body with the geometric format for the first document type comprises a plurality of composite bodies for individual documents in the form of subsections, which each have the geometric format of the second document type, with the second material separation process an individual composite body with a geometric format of the second document type is created from each of the subsections.
  • Embodiments can have the advantage that not only is the intermediate format used to produce the composite body standardized for different document types, but that the production of the composite body is also parallelized.
  • the second document type can, for example, be a document type with the geometric format ID1.
  • the geometric format for the first document type can be an excess of the geometric format ID3.
  • a corresponding sheet of material which is dimensioned such that it encompasses the oversize of the ID3 format, can be divided into two subsections with the format ID1. In this way, two corresponding composite bodies can be created for two ID, value or security documents in the ID1 format. If the material sheet booklet comprises at least one personalized material sheet, this sheet is subdivided into two subsections with different personalization according to embodiments.
  • the first material separation process is carried out by means of a first material separation device and the second material separation process is carried out by means of a second material separation device, the two material separation devices being arranged spatially spaced from one another.
  • Embodiments can have the advantage that the first material separation process initially generates a geometric intermediate format for further processing by means of further devices. After the corresponding composite body has been further processed, the second material cutting device carries out the second material cutting process, with which the composite body is brought from the intermediate format to a final format. According to embodiments, the intermediate format already corresponds to the final format, with no second material separation process taking place. According to embodiments, the second material separation process takes place without the use of ultrasonic welding, for example by milling.
  • the further processing includes, for example, personalizing the composite bodies.
  • a chip introduced into a composite body is personalized with corresponding data of the future owner.
  • data for personalization can be introduced into the intermediate layers of the composite body by means of a laser.
  • the material is separated by means of wedge cutting with a knife, the knife being acted upon by ultrasound.
  • Embodiments can have the advantage that they provide an efficient, precise, and flexible separation method.
  • Wedge cutting is understood to mean the division of a material using one or two wedge-shaped cutting edges in accordance with DIN 8588.
  • the knife has a cutting edge, the course of which corresponds to the scope of the geometric format to be created.
  • Embodiments can have the advantage that the geometric format to be created is generated by a single cut in one spatial direction.
  • the fact that the strong edge has the geometry of the desired format ensures that the desired format is produced precisely.
  • a plurality of knives is provided for a plurality of different document types and, for cutting the geometric format to be created, one of the knives is selected whose cutting edge corresponds to the geometric format to be created.
  • Embodiments can have the advantage that they have a flexible format of composite bodies for different types of documents. In this way, the second material separation process in particular can be made more flexible.
  • the material is cut off by guiding the knife along the circumference of the geometric format to be created.
  • Embodiments can have the advantage that, by guiding the knife along a different circumference, a composite body for a different geometric format can easily be produced. This enables flexible cutting geometry, which guarantees the flexibility required in Industry 4.0 in particular.
  • the material is separated off by means of a plurality of knives, which each cut along a section of the circumference of the geometric format to be created.
  • Embodiments can have the advantage that the cutting process is parallelized and thus the cutting time is reduced.
  • Embodiments can have the advantage that they allow different geometric formats to be set flexibly by setting the distances between the knives accordingly.
  • the two knives arranged parallel to one another can be rotated so that they can be rotated along the remaining parallel lines for cutting.
  • the composite body is rotatably mounted so that it is rotated through 90 ° for cutting along the two remaining parallel sides.
  • the material is separated off by means of shear cutting with a cutting device which comprises a cutting punch and a cutting plate, and the cutting geometry of the cutting punch corresponds to the geometric format to be created.
  • Embodiments can have the advantage that they enable precise generation of the document-typical geometric format to be created.
  • Shear cutting is understood to mean dividing a material by two cutting edges moving past one another, for example in accordance with DIN 8288. This can in particular be punching. Because the geometry generated is specified by the geometry of the cutting punch and the cutting plate, the corresponding format can be created precisely.
  • the cutting punch is subjected to ultrasound.
  • ultrasound is applied to the cutting plate.
  • the composite body has a first and a second surface which are at least partially parallel to one another, the first surface being acted upon by ultrasound by means of the sonotrode and the knife being arranged opposite the sonotrode on the second surface.
  • Embodiments can have the advantage that they allow a simple design of the sonotrode or the ultrasonic tool, regardless of the geometry of the knife. This is particularly advantageous for machining thin composite bodies.
  • a plurality of the cutting devices are provided for a plurality of different document types, and a cutting device with a cutting punch is selected for cutting the geometric format to be created, the cutting geometry of which corresponds to the geometric format to be created.
  • Embodiments can have the advantage that, by changing the cutting devices, different geometric formats can be implemented for different types of documents without having to give up a constant precision of the generated format made possible by the defined cutting geometry of the cutting punch.
  • the material separation of the first material separation process takes place by means of wedge cutting and the material separation of the second material separation process takes place by means of shear cutting.
  • Embodiments can have the advantage that the first material separation process can be made mechanically simpler and thus less prone to errors, while the second material separation process, in which the final format of the composite body is produced, can be implemented with greater precision.
  • a control device which is configured to control the result of the lamination.
  • a control device is provided which is configured to control the result of the first and / or second material separation process.
  • the control device has a camera for visual control of the results.
  • Embodiments can have the advantage that quality defects in the composite bodies can be recognized at an early stage and corresponding composite bodies can be sorted out.
  • the risk can be reduced that personalized composite bodies have to be sorted out due to lamination errors.
  • This can be advantageous since high security requirements have to be met when disposing of personalized composite bodies. In particular, it must be prevented that sensitive data is leaked.
  • the material sheet booklet for the application of pressure and heat is arranged between a first and a second lamination sheet, wherein the two lamination sheets each have a lamination area which comes into contact with a surface of the material sheet booklet to be laminated, the surface of the lamination area is in each case smaller than the surface of the material sheet booklet, so that an unlaminated edge area of the material sheet booklet remains, and the laminated composite body with the geometric format for the first document type is created by separating the material from a laminated area of the material sheet booklet.
  • Laminatable material sheets are preferably made of thermoplastic material. If individual sheets of material are not made of material that can be laminated, other sheets of material are arranged in the sheet of material between these sheets of material that cannot be laminated and that are made of or at least include a material that cannot be laminated and that connect the sheets of material that cannot be laminated to the rest of the sheet of material during the lamination process.
  • Exemplary materials from which the material sheets are made are polycarbonate (PC), polyvinyl chloride (PVC), polyester, for example polyethylene terephthalate (PET), polyolefins, for example polyethylene (PE) and polypropylene (PP), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS ), Polyurethane (PU), polyetheretherketone (PEEK) and other thermoplastically processable materials, as well as material associations, plastic-laminated, paper-like materials such as Teslin, and others.
  • PC is particularly preferred.
  • the sheets of material are subjected to pressure and heat, whereby the sheets of material soften at their interfaces when the glass transition temperature is exceeded and bond with one another, so that a material bond between the sheets of material is achieved.
  • the level of the lamination pressure and in particular the lamination temperature are dependent on the type of material of the individual layers, their thicknesses and other parameters.
  • the maximum temperature to which the lamination presses will be heated is selected depending on the type of material the film layers are made of. In the case of PC and PC blends (mixtures of PC with other plastics), the maximum temperature can be, for example, in the range from 170-200.degree. C., preferably 180-190.degree.
  • the material sheet booklet between the lamination presses is preferably subjected to a pressure perpendicular to the surfaces of the material sheet booklet.
  • This pressure should be as great as possible that any air that may be between the film layers is pressed out when the layers soften.
  • the pressure can, for example, be in a range from 25 to 700 N / cm 2 , preferably in a range from 50 to 100 N / cm 2 .
  • Embodiments further relate to a device for producing a composite body for a document type selected from a plurality of different types of ID, value or security document.
  • the device is defined in claim 14.
  • Embodiments are configured to carry out all the methods described above individually or in combination with one another during operation.
  • the device further comprises a second severing device which is configured to sever material by performing a second material severing process using ultrasound, so that a composite body with a geometric format of a second document type is created from the composite body with the geometric format for the first document type .
  • Figure 1 shows a block diagram of a method for producing a composite body from a plurality of different types of ID, value or security document selected document type.
  • a selection of a document type is received by a central controller.
  • the central control device comprises, for example, a microprocessor and a memory with program instructions stored therein. Execution of the program instructions by the microprocessor causes the central control device and the further devices to execute the method.
  • a document-type-specific selection of material sheets is compiled in a document-type-specific sequence and a material sheet booklet is created, with the material sheet immediately following in accordance with the document-type-specific sequence being successively fixed to each of the collected material sheets, so that the relative alignment of the collected materials to one another is determined.
  • the fixation takes place, for example, by ultrasonic welding.
  • a composite body is produced by lamination of the created material sheet booklet, the material sheet booklet being subjected to pressure and heat in a predefined manner.
  • a first material separation process takes place, in which a composite body with a geometric format of a first document type is created using ultrasound.
  • a quality control of the lamination of block 104 for example by means of a visual inspection with a camera.
  • the generated body is personalized, for example by introducing person-specific or document-type-specific information onto a chip comprised by the composite body.
  • the personalization in block 110 can include, for example, writing on the layers of the composite body with a laser. If the composite body with the geometric format for a first document type comprises a plurality of composite bodies, which are provided for a second document type with a second geometric format, the individual composite bodies are individually personalized.
  • there is a quality control of the composite body which can include, for example, both a visual inspection of the external condition of the composite body and a control of the functions of the composite body.
  • block 114 it is checked whether the composite body already has the intended final format. If the composite body created is a composite body for the first document type, which thus already has the intended final format, then the finished composite body is stored in block 120.
  • a second material separation process takes place in block 116, for example in the form of shear cutting, the composite body being brought to its final format, ie the geometric format of the second document type.
  • a quality control of the second material separation process includes, for example, a visual inspection of the external condition of the resulting composite body or the resulting composite body. If the composite body comprises several composite bodies of the geometric format of the second document type, several composite bodies are correspondingly generated and stored in block 120.
  • FIG. 11 shows a schematic view of an exemplary device 200 for producing a composite body by means of the method according to FIG Figure 1 .
  • the device 200 is controlled by a central control device 218.
  • the device comprises a collating device 202 which is configured to collate a document-type-specific selection of material sheets in a corresponding document-type-specific order.
  • the gathering device 202 comprises a fixing device.
  • the fixing device is configured to create a material sheet booklet, the material sheet immediately following in accordance with the document type-specific sequence being successively fixed to each of the collated material sheets, so that the relative alignment of the collated material sheets to one another is determined.
  • the fixing device is, for example, a device for ultrasonic welding.
  • an ultrasonic welding device consisting of a generator, a sound transducer or converter and a sonotrode is used for this purpose.
  • the generator generates an electrical alternating voltage, which is converted into a mechanical vibration with the aid of the sound transducer.
  • the sound transducer in turn, conducts the high-frequency mechanical vibrations, ie ultrasound, into the sonotrode connected to it and sets it into resonance vibrations in the ultrasonic range.
  • a transformation piece or booster is arranged between the sound transducer and the sonotrode, which transforms the vibration amplitude arriving from the sound transducer and forwards this enlarged to the sonotrode.
  • the size of the resulting oscillation amplitude is influenced by the output amplitude provided by the sound transducer and by the respective amplification by the transformation piece and the sonotrode itself.
  • the sonotrode set in an ultrasonic oscillation then transmits the ultrasonic oscillation under pressure to one of the two material sheets to be connected. If the material sheets to be joined touch, boundary surface friction occurs between the two material sheets, in the so-called joining or welding zone, and this leads to local heating of the boundary surfaces. If the heating is so great that the interfaces melt, the two sheets of material weld together. The two sheets of material are pressed together during welding by the sonotrode. With ultrasonic welding, a welded connection can be created with a short welding time, since the welding energy is made available almost limited to the joining zone. This allows precise welding without affecting other areas of the material sheet handle.
  • the sonotrode is provided by a corresponding ultrasonic tool, which for the intended use of the sonotrode also includes at least a generator and sound transducer, possibly also a transformation piece.
  • the laminating device 204 is configured to produce a composite body by laminating the sheet of material, the sheet of material booklet being subjected to pressure and heat in a predefined manner.
  • the severing device 206 is configured to sever material of the composite body by performing a first material severing operation using ultrasound, so that a laminated composite body having a geometric format of a first document type is created.
  • the first severing device comprises, for example, an ultrasonic knife for wedge cutting.
  • the result of the lamination or the quality is checked by a control device 208, for example visually by means of a camera. If all predefined quality requirements are met, the composite body is processed further.
  • the personalization device 210 is used to personalize the composite body produced. If the personalized composite body already has the desired final format, it is introduced into a magazine 216 for the finished products. If the personalized composite body does not yet have the desired final format, it is transported to device 212.
  • the device 212 is a second material separating device which, if necessary, brings the geometric format of the first document type to geometric formats of a second document type.
  • the second material separating device for separating material by means of ultrasound comprises a device for ultrasonic cutting.
  • the result of the second material separation process is checked by the control device 214, for example visually by means of a camera. If all of the predefined quality requirements are met, the composite body is forwarded to the magazine 216.
  • Figure 3A shows a material sheet booklet 300, which comprises a plurality of material sheets 302, each of which is firmly welded by ultrasonic welding in the area of the joining zone 304 to the subsequent material sheet according to the document-type-specific sequence. Permanently welded means that the sheets of material cannot be separated from one another without being destroyed.
  • Figure 3B shows a view of the material sheet booklet 300 perpendicularly from above.
  • a joining zone 304 of the ultrasonic welding which is shown in dotted lines.
  • the joining zones 304 can be, for example, four punctiform or circular or rectangular areas, for the generation of which sonotrodes with circular or rectangular welding surfaces were used.
  • Embodiments may vary in shape and diameter in the welded areas 304 depending on the shape of the ultrasonic sonotrodes used.
  • sheets of material 302 may include panels for any number of documents of the same document type. This has the advantage that the creation of material sheet booklets for several ID, value or security documents can be parallelized. The efficiency and, in particular, the speed of collation and creation can thus be increased.
  • Figure 4A shows a side view
  • Fig. 3 is a top view of a laminated material sheet booklet 300 of Figs Figures 3 .
  • the material sheet booklet 300 has a central region 402 which is laminated through.
  • the laminated area comprises a section 404 of the composite body, which corresponds to a geometric format for a document type to be created and is referred to as a panel.
  • FIG. 10 shows a first exemplary laminated material sheet booklet 300 that includes a laminated area 402.
  • the laminated area 402 comprises a benefit 502 which corresponds to a geometric format for a first document type.
  • the geometric format for the first document type is an excess of the exact geometric format 504 of the first document type.
  • Figure 5B shows the composite body resulting from the first material separation process, the geometric format 502 of which is the oversize format for the first document type.
  • Figure 6A shows the schematic view of an exemplary second sheet of material booklet 300.
  • the sheet of material booklet 300 has a laminated area 402 which has a panel 502 with the geometric format for a first document type.
  • the panel 502 comprises two partial panels 602, which each correspond to a composite body of a geometric format of a second document type.
  • Figure 6B shows the panel 502 after the first material separation process.
  • Figure 6C shows the two resulting composite bodies 602, which each correspond to a document body of a second document type.
  • FIG. 11 shows a schematic view of an exemplary first ultrasonic knife 700 for wedge cutting the composite body with ultrasound.
  • the ultrasonic knife 700 comprises a generator 702, a sound transducer 704, a transformation piece 706 and a knife-shaped sonotrode 708.
  • the generator generates a high-frequency electrical alternating voltage, which is converted by the sound transducer 704 into a mechanical oscillation of the same frequency.
  • the ultrasonic vibration is transmitted via the sound transducer 704 to the sonotrode 708, which is tuned to the same frequency, and this is set into resonance vibration. If necessary, the oscillation amplitude can be increased by installing a transformation piece 706 between the sound transducer 704 and the sonotrode 708.
  • FIG. 13 shows a schematic view of an exemplary material separating device for wedge cutting, which the ultrasonic knife 700 from Figure 7 includes.
  • the ultrasonic cutting device 800 is implemented in the form of a robot arm 802, at the freely movable end 804 of which the ultrasonic knife 700 is arranged.
  • the ultrasonic cutting device 800 is arranged, for example, with the fastening 806 above the composite body to be processed, so that the cutting sonotrode 708 can be guided and cut along the circumference of the geometric format to be generated.
  • FIG. 9A shows a schematic view of an exemplary second ultrasonic knife 900.
  • the ultrasonic knife 900 comprises a generator 902, a sound transducer 904, a transformation piece 906 and a sonotrode 908.
  • the exemplary sonotrode 908 is a rectangular step with two slots, ie slots, the end of which converges to form a cutting edge 910.
  • FIG. 9B shows a side view of the ultrasonic knife 900 from FIG Figure 9A .
  • Figure 10 shows a schematic arrangement of two ultrasonic knives 900, 900 'from Figure 9A .
  • the dashed lines show the two ultrasonic sonotrodes 900, 900 'with a second distance A2 between the two cutting edges 910, 910'.
  • the first distance is used, for example, to define the long sides of the format while the second distance A2 is used to cut the transverse sides.
  • the two ultrasonic knives 900 can be rotated, for example by 90 °.
  • the transverse sides are cut to size after a corresponding 90 ° rotation, for example.
  • the cutting edges 910, 910 ′ are rotated by 90 ° relative to the composite body by a corresponding rotation of the composite body.
  • FIG. 11 shows a schematic view of an exemplary third ultrasonic knife 1100.
  • the structure of the ultrasonic knife 1100 essentially corresponds to the structure of the ultrasonic knife from FIG Figures 7 and 9 .
  • the sonotrode 1102 differs essentially here.
  • the sonotrode 1102 comprises a circumferential cutting edge 1104, the course of which corresponds to the circumference of the geometric format.
  • the blade is introduced into the composite body 300 in a direction perpendicular to the surface and thereby cuts out the geometric format to be created.
  • Figure 12 shows different geometric shapes of cutting edges and embodiments of the ultrasonic knife 1100.
  • the course of the illustrated cutting edges 1104, 1104 ', 1104 “corresponds, for example, to an excess of a geometric format of a first document type 1104, a geometric format of the first document type 1104' and a geometric format of a second Document type 1104 ".
  • FIG. 13 shows an ultrasonic cutting device 1300 for ultrasonic cutting of a composite body 300 by means of shear cutting.
  • the cutting device 1300 comprises a cutting punch 1302 with a cutting edge 1304, the course of which corresponds to the circumference of the geometric format to be created.
  • the device 1300 comprises a cutting plate 1304 with a recess 1306, the circumference of which corresponds to that of the geometric format to be created.
  • the cutting punch is moved vertically downwards into the recess 1306, so that the geometric format to be created from the Composite body 300 is produced by the shear action of the cutting edge 1304 of the cutting punch 1302 and the edge 1308 of the recess 1306 of the cutting plate 1304.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines entsprechenden Verbundkörpers.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern für Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumente bekannt. Die entsprechenden Verfahren sind im Allgemeinen darauf ausgelegt, eine große Anzahl von Dokumenten eines Dokumenttyps herzustellen.
  • Die GB 2122541 A beschreibt ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen transparenten Schutzlaminatfilm zum Bilden einer versiegelten Schutzabdeckung auf einer Ausweiskarte oder einem ähnlichen Dokument, welcher einen Basisfilm aus biaxial orientiertem duroplastischem Polyesterharz mit einer inneren Oberflächenbeschichtung aus Polyethylen oder einem anderen durch Wärme und Druck aktivierten thermoplastischen Harz umfasst. Der transparente Schutzlaminatfilm weist eine zusätzliche äußere Oberflächenschicht aus unorientiertem, prägbarem thermoplastischem Polyesterharz, um ein Prägen mit einem Sicherheitsmuster zu ermöglichen. Die äußere Oberflächenschicht ist zudem empfänglich für einen Signaturstreifen, der durch Prägen gebildet wird, für einen Pigment-Signaturstreifen oder einen Harzoxid-Magnetstreifen, der durch Heißstempelübertragung aufgebracht wird, oder eine beliebige Kombination solcher Streifen.
  • Die DE 10 2004 050 686 A1 beschreibt eine Kartenstanzvorrichtung zum Ausstanzen von Chipkarten aus mindestens einem plattenartigen Kunststoffbogen, wobei die Kartenstanzvorrichtung ein auf den Kunststoffbogen in vertikaler Richtung oberseitig wirkendes Schneidoberteil mit unterseitig ausgebildeten ersten Schneidkanten und ein auf den Kunststoffbogen in vertikaler Richtung unterseitig wirkendes Schneidunterteil umfasst, wobei mindestens eines der Schneidteile mit einer Ultraschallerzeugungseinrichtung verbunden ist, mittels welcher eine vertikal ausgerichtete Schwingungsbewegung auf das Schneidteil zur Durchführung einer Stanzbewegung am Kunststoffbogen übertragbar ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundkörpers bereitzustellen, welches effizient und flexibel ist, sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Herstellung eines entsprechenden Verbundkörpers. Insbesondere soll es das Verfahren ermöglichen, Verbundkörper für unterschiedliche Dokumenttypen effizient herzustellen.
  • Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zum Herstellen eines Verbundkörpers für einen aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenttypen ausgewählten Dokumenttyp. Das Verfahren ist definiert in Anspruch 1.
  • Das erstellte Materialbogenheft umfasst die Materialbögen, aus denen ein Dokumentenkörper des ausgewählten Dokumenttyps besteht. Insbesondere umfasst das Materialbogenheft die Materialbögen in einer dokumenttypspezifischen Reihenfolge. Als Materialien der Materialbögen können beispielsweise Papier, Pappe oder Kunststoffe wie Metallfolien Verwendung finden. Ein Materialbogen kann auch Kombinationen dieser Materialen umfassen.
  • Bei dem Dokumentenkörper kann es sich beispielsweise um einen Kartenkörper handeln, wenn es sich bei dem Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokument um ein kartenförmiges Dokument handelt. Bei dem Dokumentenkörper kann es sich ferner auch um einen Körper handeln, der Teil eines Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokument ist. So kann es sich beispielsweise um eine Datenkarte handeln, welche Teil eines buchenförmigen Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokuments, beispielsweise eines Reisepasses, ist. Auf eine solche Datenkarte sind beispielsweise personen- und/oder dokumentspezifische Informationen wie ein Passbild, Name, Adresse des Nutzers oder eine Hausnummer aufgebracht, insbesondere auch in maschinenlesbarer Form.
  • Die Materialbögen können insbesondere elektronische Komponenten, etwa einen Chip, eine Antenne, ein Display, eine Eingabevorrichtung und/oder Sensoren, umfassen oder in Kombination miteinander bilden. Das Materialbogenheft kann insbesondere einen Materialbogen mit einem Chip umfassen, welcher zur Speicherung personen- und/oder dokumenttypspezifischer Informationen konfiguriert ist. Der Chip kann einen gesicherten Speicherbereich aufweisen, in welchem personen- und/oder dokumenttypspezifische Daten gespeichert werden.
  • Unter einem "Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokument" wird im Folgenden ein papier- und/oder kunststoffbasiertes Dokument verstanden, auf bzw. in welchem personenspezifische und/oder dokumenttypspezifische Informationen optisch und/oder elektronisch lesbar eingebracht sind, die eine Identifizierung des Nutzers oder des Dokuments, beispielsweise für die Freigabe bestimmter Dienste oder Funktionen ermöglichen. Darunter fallen zum Beispiel Ausweisdokumente, insbesondere Reisepässe, Personalausweise, Visa sowie Führerscheine, Fahrzeugscheine, Fahrzeugbriefe, Firmenausweise, Gesundheitskarten oder andere ID-Dokumente sowie auch Chipkarten, Zahlungsmittel, insbesondere Bankkarten, Kreditkarten, Frachtbriefe oder sonstige Berechtigungsnachweise. Wertdokumente können insbesondere auch Geldscheine oder Wertgutscheine sein. Ebenso kann es sich bei einem Dokument beispielsweise um eine Zugangskarte handeln.
  • Das Materialbogenheft kann insbesondere zur Herstellung einer Datenkarte vorgesehen sein, d.h. einer papier- oder kunststoffbasierten Karte, welche in einem Buchblock eines Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokuments angeordnet ist und auf der personenspezifische und/oder dokumentenspezifische Informationen optisch lesbar aufgebracht sind, die eine Identifizierung des Nutzers oder des Dokuments, beispielsweise für die Freigabe bestimmter Dienste oder Funktionen ermöglicht.
  • Die Materialbögen, aus denen das Materialbogenheft erstellt wird, weisen ein Format auf, welches größer als das geometrische Format für den ersten Dokumenttyp ist. Das vorliegende Verfahren könnte es ermöglichen, Materialbogenhefte effizient durch Materialabtrennen auf das entsprechende Format zu bringen. Nach Ausführungsformen sind die Kontaktflächen der Laminationsbleche, über welche das Materialbogenheft beim Laminieren mit Druck und Hitze beaufschlagt wird, kleiner als das geometrische Format des Materialbogenhefts. Somit wird nur ein Teil des Materialbogenhefts, nach Ausführungsformen ein zentraler Bereich des Materialbogenhefts, durchlaminiert. Der entsprechende laminierte Bereich umfasst den sogenannten Nutzen. Dies ist der Bereich des laminierten Verbundkörpers, welcher dem Dokumentenkörper entspricht, welcher für das entsprechende Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokument aus dem laminierten Verbundkörper hergestellt wird. Der Nutzen ist von einem laminierten Bereich umgeben, welcher wiederum von einem unlaminierten Bereich umgeben ist. Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass das Materialbogenheft seitlich über die Laminationsbleche hinausragt und somit ein direkter Kontakt der Laminationsbleche miteinander verhindert wird. Dadurch können Beschädigungen der Laminationsbleche vermieden und deren Lebensdauer erhöht werden. Zudem wird die Gefahr von Ausschüssen aufgrund von beschädigten Laminationsblechen reduziert.
  • Bei dem ersten geometrischen Format handelt es sich insbesondere um ein für die nachfolgenden Bearbeitungsschritte kompatibles geometrisches Format.
  • Beim Ultraschallschneiden wird der Verbundkörper mit Ultraschall beaufschlagt und durch die resultierende innere Reibung lokal geschmolzen. Dazu wird ein Ultraschallschneidgerät, welches einen Generator, einen Schallwandler bzw. Konverter sowie eine Sonotrode umfasst, verwendet. Die Sonotrode ist vorzugsweise als ein Schneidwerkzeug mit einer Schneidkante ausgestaltet bzw. umfasst ein entsprechendes Schneidwerkzeug. Der Generator erzeugt eine elektrische Wechselspannung, welche mit Hilfe des Schallwandlers in eine mechanische Schwingung umgewandelt wird. Der Schallwandler wiederum leitet die hochfrequenten mechanischen Schwingungen, d.h. Ultraschall, in die mit ihm verbundene Sonotrode und versetzt diese in Resonanzschwingungen im Ultraschallbereich. Häufig ist zwischen Schallwandler und Sonotrode ein Transformationsstück bzw. Booster angeordnet, der die vom Schallwandler ankommende Schwingungsamplitude transformiert und diese vergrößert an die Sonotrode weiterleitet. Die Größe der resultierenden Schwingungsamplitude wird beeinflusst von der Ausgangsamplitude, die der Schallwandler bereitstellt, und von der jeweiligen Verstärkung durch das Transformationsstück sowie der Sonotrode selbst. Die in eine Ultraschallschwingung versetzte Sonotrode überträgt dann die Ultraschallschwingung auf den zu schneidenden Verbundkörper. Ist die Erwärmung durch die ultraschallinduzierte Reibung so groß, dass der Verbundkörper lokal schmilzt, lässt sich die Sonotrode mit geringem Wiederstand durch das aufgeschmolzene Material führen und dieses dadurch trennen.
  • Durch die Beaufschlagung mit Ultraschall werden der Schneidwiderstand und damit die Abnutzung des Schneidwerkzeugs reduziert. Zudem kann eine saubere Abtrennung erzeugt werden ohne Gratbildung, da sich das aufgeweichte Kunststoffmaterial nach dem Schneiden im Zuge der Abkühlung zusammenzieht.
  • Ferner erhöht die Verwendung von Ultraschall für die Materialabtrennung die Sicherheit des resultierenden Verbundkörpers. Der entsprechende Verbundkörper ist zwar durchlaminiert, betrachtet man jedoch die Seitenflächen, so sind nach wie vor die unterschiedlichen Schichten des Verbundkörpers resultierend aus den unterschiedlichen Materialbögen des Materialbogenhefts zu erkennen. Es besteht somit die Gefahr, dass ein geeignetes Werkzeug, welches flach und scharf ist, zwischen die Schichten eingebracht und diese so trotz Lamination zumindest teilweise aufgetrennt werden können. Dadurch entsteht die Gefahr möglicher Manipulationen an dem Verbundkörper bzw. dem resultierenden Dokument, welches den Verbundkörper in Form eines Dokumentenkörpers umfasst. Das Aufschmelzen des Materialbogenhefts im Bereich des Schnittes durch Ultraschall führt zu einer Versiegelung der entstehenden Schnittfläche. Die einzelnen Schichten sind nicht mehr identifizierbar, wodurch die Sicherheit des Dokuments erhöht wird.
  • Ferner kann es den Vorteil haben, dass Staubbildung im Zuge des Trennvorgangs vermieden wird. Bei Trennvorgängen ohne Ultraschall kommt es durch minimale Absplitterungen spröden Materials stets zu einer Staubbildung, welche die weitere Produktion behindern kann und zusätzliche Vorkehrungen notwendig macht, um den entsprechenden Staub abzuführen. Darüber hinaus können Ausführungsformen den Vorteil haben, dass sie einfach und kostengünstig umzusetzen sind. Insbesondere werden außer einer kompakten Vorrichtung zur Erzeugung von Ultraschall keine weiteren zusätzlichen Vorrichtungen benötigt. Demgegenüber erfordert beispielsweise die Verwendung von Laser zum Schneiden Abluftvorrichtungen zum Abführen von entstehenden Gasen, Ruß und radikalischen Bestandteilen.
  • Nach Ausführungsformen erfolgt das Fixieren der Materialbögen beim Erstellen des Materialbogenhefts mittels Ultraschallschweißens. Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass kein zusätzliches Material zur Fixierung der Materialbögen des Materialbogenhefts benötigt wird, welches später wieder entfernt werden muss oder die Gefahr von Komplikationen birgt. Zudem könnte dies ermöglichen, das Materialbogenheft als solches ohne zusätzliche externe Fixierungsvorrichtungen zu erstellen. Dies wird insbesondere im Zusammenhang mit dem Laminationsvorgang vermieden.
  • Nach Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner: Materialabtrennen durch Ausführen eines zweiten Materialabtrennvorgangs unter Verwendung von Ultraschall, sodass aus dem Verbundkörper mit dem geometrischen Format für den ersten Dokumenttyp ein Verbundkörper mit dem geometrischen Format eines zweiten Dokumenttyps erstellt wird.
  • Ausführungsformen können den Vorteil aufweisen, dass ein erstes geometrisches Format bereitgestellt wird, wodurch nachfolgende Bearbeitungsschritte für unterschiedliche Dokumenttypen vereinheitlicht werden können. Unabhängig von dem geometrischen Format des Dokumenttyps, für welches der Verbundkörper bestimmt ist, wird für nachfolgende Bearbeitungsschritte ein einheitliches Zwischenformat verwendet, welches dem geometrischen Format für den ersten Dokumenttyp entspricht. Das erlaubt es, die Vorrichtungen zur Handhabung und zum Transport des Verbundkörpers bei der Weiterverarbeitung einheitlich auszugestalten, und die Anforderungen an die Flexibilität für die Handhabung unterschiedlicher Formate zu verringern. Die entsprechenden Vorrichtungen können somit mechanisch einfacher und damit bei der Verwendung weniger fehleranfällig ausgestaltet werden.
  • Nach Ausführungen der entsprechenden weiteren Bearbeitungsschritte wird der Verbundkörper auf ein abschließendes geometrisches Format eines zweiten Dokumenttyps, d. h. des Dokumenttyps für welchen der Verbundkörper vorgesehen ist, gebracht.
  • Bei dem geometrischen Format für einen ersten Dokumenttyp kann es sich insbesondere um ein geometrisches Format des ersten Dokumenttyps mit Übermaß handeln. Ein entsprechendes Format mit Übermaß kommt beispielsweise bei der Herstellung von Datenkarten für Reisepässe zum Einsatz. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Format des ID3-Formats gemäß ISO/IEC 7110 handeln. Bei dem geometrischen Format des zweiten Dokumenttyps kann es sich beispielsweise um das ID1-Format handeln.
  • Nach Ausführungsformen umfasst der Verbundkörper mit dem geometrischen Format für den ersten Dokumenttyp eine Mehrzahl von Verbundkörpern für individuelle Dokumente in Form von Teilabschnitten, welche jeweils das geometrische Format des zweiten Dokumenttyps aufweisen, wobei durch den zweiten Materialabtrennvorgang aus den Teilabschnitten jeweils ein individueller Verbundkörper mit einem geometrischen Format des zweiten Dokumenttyps erstellt wird.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass nicht nur das zur Herstellung des Verbundkörpers verwendete Zwischenformat für unterschiedliche Dokumenttypen vereinheitlicht wird, sondern dass zudem auch die Herstellung des Verbundkörpers parallelisiert wird. Bei dem zweiten Dokumenttyp kann es sich beispielsweise um einen Dokumenttyp mit dem geometrischen Format ID1 handeln. Bei dem geometrischen Format für den ersten Dokumenttyp kann es sich um ein Übermaß des geometrischen Formats ID3 handeln. Hierbei kann ein entsprechender Materialbogen, welcher so dimensioniert ist, dass er das Übermaß des ID3-Formats umfasst, in zwei Teilabschnitte mit dem Format ID1 umfassen. Somit können zwei entsprechende Verbundkörper für zwei Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumente des Formats ID1 erstellt werden. Umfasst das Materialbogenheft zumindest einen personalisierten Materialbogen, wird dieser Bogen nach Ausführungsformen in zwei Teilabschnitte mit unterschiedlicher Personalisierung unterteilt.
  • Nach Ausführungsformen wird der erste Materialabtrennvorgang mittels einer ersten Materialabtrennvorrichtung und der zweite Materialabtrennvorgang mittels einer zweiten Materialabtrennvorrichtung ausgeführt, wobei die beiden Materialabtrennvorrichtungen räumlich voneinander beabstandet angeordnet sind.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass zunächst durch den ersten Materialabtrennvorgang ein geometrisches Zwischenformat für die Weiterverarbeitung mittels weiterer Vorrichtungen erzeugt wird. Nachdem der entsprechende Verbundkörper weiterverarbeitet wurde, erfolgt durch die zweite Materialabtrennvorrichtung der zweite Materialabtrennvorgang, mit welchem der Verbundkörper von dem Zwischenformat auf ein Endformat gebracht wird. Nach Ausführungsformen entspricht das Zwischenformat bereits dem Endformat, wobei kein zweiter Materialabtrennvorgang erfolgt. Nach Ausführungsformen erfolgt der zweite Materialabtrennvorgang ohne den Einsatz von Ultraschallschweißen beispielsweise durch Fräsen.
  • Nach einer Ausführungsform umfasst die weitere Bearbeitung beispielsweise eine Personalisierung der Verbundkörper. Hierzu wird beispielsweise ein in einen Verbundkörper eingebrachter Chip mit entsprechenden Daten des zukünftigen Inhabers personalisiert. Zudem können Daten zur Personalisierung mittels Laser in Zwischenschichten des Verbundkörpers eingebracht werden.
  • Nach Ausführungsformen erfolgt das Materialabtrennen mittels Keilschneiden mit einem Messer, wobei das Messer mit Ultraschall beaufschlagt wird.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass sie ein effizientes, präzises und flexibles Abtrennverfahren bereitstellen. Unter Keilschneiden wird ein Zerteilen eines Werkstoffs durch ein oder zwei keilförmige Schneiden gemäß DIN 8588 verstanden.
  • Nach Ausführungsformen weist das Messer eine Schneidkante auf, deren Verlauf mit dem Umfang des zu erstellenden geometrischen Formats übereinstimmt.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass das zu erstellende geometrische Format durch einen einzigen Schnitt in eine Raumrichtung erzeugt wird. Insbesondere wird dadurch, dass die starke Kante die Geometrie des gewünschten Formats aufweist, sichergestellt, dass das gewünschte Format präzise hergestellt wird.
  • Nach Ausführungsformen wird eine Mehrzahl der Messer für eine Mehrzahl von unterschiedlichen Dokumenttypen bereitgestellt und zum Schneiden des zu erstellenden geometrischen Formats eines der Messer ausgewählt, dessen Schneidkante mit dem zu erstellenden geometrischen Format übereinstimmt.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass sie ein flexibles Format von Verbundkörpern für unterschiedliche Dokumenttypen aufweisen. Hierdurch kann insbesondere der zweite Materialabtrennvorgang flexibilisiert werden.
  • Nach Ausführungsformen erfolgt das Materialabtrennen durch Führen des Messers entlang des Umfangs des zu erstellenden geometrischen Formats.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass durch Führen des Messers entlang eines anderen Umfangs leicht ein Verbundkörper für ein anderes geometrisches Format erzeugt werden kann. Somit wird eine flexible Schneidgeometrie ermöglicht, was insbesondere hinsichtlich der in Industrie 4.0 geforderten Flexibilität gewährleistet.
  • Nach Ausführungsformen erfolgt das Materialabtrennen mittels einer Mehrzahl von Messern, welche jeweils entlang eines Abschnitts des Umfangs des zu erstellenden geometrischen Formats schneiden.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass der Schneidvorgang parallelisiert und damit die Schneidzeit reduziert wird.
  • Nach Ausführungsformen ist das zu erstellenden geometrische Format rechteckig und das Materialabtrennen mittels zweier parallel zueinander angeordneter Messern mit einstellbarem Abstand zueinander erfolgt, wobei das Materialabtrennen umfasst:
    • Schneiden entlang zweier paralleler Seiten des zu erstellenden geometrischen Formats mit einem ersten Abstand zwischen den Messern,
    • Einstellen des Abstands auf einen zweiten Abstand,
    • Schneiden entlang der beiden verbliebenen paralleler Seiten des zu erstellenden geometrischen Formats mit dem zweiten Abstand.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass sie ein flexibles Einstellen unterschiedlicher geometrischer Formate erlauben durch entsprechendes Einstellen der Abstände zwischen den Messern. Nach Ausführungsformen sind die beiden parallel zueinander angeordneten Messer drehbar, sodass sie zum Schneiden entlang der verbleibenden Parallelen gedreht werden können. Nach Ausführungsformen wird der Verbundkörper drehbar gelagert, sodass dieser für das Zuschneiden entlang der beiden verbliebenen parallelen Seiten um 90° gedreht wird.
  • Nach Ausführungsformen erfolgt das Materialabtrennen mittels Scherschneiden mit einer Schneidvorrichtung, welche einen Schneidstempel und eine Schneidplatte umfasst, und wobei die Schneidgeometrie des Schneidstempels mit dem zu erstellenden geometrischen Format übereinstimmt.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass sie eine präzise Erzeugung des zu erstellenden dokumenttypischen geometrischen Formats ermöglichen. Unter Scherschneiden wird ein Zerteilen eines Werkstoffs durch zwei sich aneinander vorbeibewegenden Schneiden beispielsweise gemäß DIN 8288 verstanden. Hierbei kann es sich insbesondere um Stanzen handeln. Dadurch, dass die erzeugte Geometrie durch die Geometrie des Schneidstempels und der Schneidplatte vorgegeben wird, kann das entsprechende Format präzise erzeugt werden.
  • Nach Ausführungsformen wird der Schneidstempel mit Ultraschall beaufschlagt. Nach Ausführungsformen wird die Schneidplatte mit Ultraschall beaufschlagt.
  • Nach Ausführungsformen weist der Verbundkörper eine erste und eine zweite Oberfläche auf, welche zumindest teilweise zueinander parallel verlaufen, wobei die erste Oberfläche mittels Sonotrode mit Ultraschall beaufschlagt wird und wobei das Messer der Sonotrode gegenüberliegend an der zweiten Oberfläche angeordnet ist.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass sie eine einfache Ausgestaltung der Sonotrode bzw. des Ultraschallwerkzeugs unabhängig von der Geometrie des Messers erlauben. Dies ist insbesondere vorteilhaft zur Bearbeitung dünner Verbundkörper.
  • Nach Ausführungsformen wird eine Mehrzahl der Schneidvorrichtungen für eine Mehrzahl von unterschiedlichen Dokumenttypen bereitgestellt und zum Schneiden des zu erstellenden geometrischen Formats eine Schneidvorrichtung mit einem Schneidstempel ausgewählt, dessen Schneidgeometrie mit dem zu erstellenden geometrischen Format übereinstimmt.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass durch Wechseln der Schneidvorrichtungen unterschiedliche geometrische Formate für unterschiedliche Dokumenttypen realisiert werden können, ohne dass eine durch die festgelegte Schneidgeometrie des Schneidstempels ermöglichte konstante Präzision des erzeugten Formats aufgegeben werden müsste.
  • Nach Ausführungsformen erfolgen das Materialabtrennen des ersten Materialabtrennvorgangs mittels Keilschneiden und das Materialabtrennen des zweiten Materialabtrennvorgangs mittels Scherschneiden.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass der erste Materialabtrennvorgang mechanisch einfacher und damit weniger fehleranfällig gestaltet werden kann, während der zweite Materialabtrennvorgang, bei welchem das Endformat des Verbundkörpers hergestellt wird, mit höherer Präzision umgesetzt werden kann.
  • Nach Ausführungsformen wird eine Kontrollvorrichtung bereitgestellt, welche dazu konfiguriert ist, das Ergebnis der Lamination zu kontrollieren. Nach Ausführungsformen wird eine Kontrollvorrichtung bereitgestellt, welche dazu konfiguriert ist, das Ergebnis des ersten und/oder zweiten Materialabtrennvorgangs zu kontrollieren. Nach Ausführungsformen weist die Kontrollvorrichtung eine Kamera zur visuellen Kontrolle der Ergebnisse auf.
  • Ausführungsformen können den Vorteil haben, dass Qualitätsmängel der Verbundkörper frühzeitig erkannt und entsprechende Verbundkörper aussortiert werden können. Insbesondere kann das Risiko verringert werden, dass personalisierte Verbundkörper aufgrund von Laminationsfehlern aussortiert werden müssen. Dies kann vorteilhaft sein, da bei Entsorgung personalisierter Verbundkörper hohe Sicherheitsanforderungen zu erfüllen sind. Insbesondere muss verhindert werden, dass sensible Daten nach außen gelangen.
  • Nach Ausführungsformen wird das Materialbogenheft für das Beaufschlagen mit Druck und Hitze zwischen einem ersten und einem zweiten Laminationsblech angeordnet, wobei die beiden Laminationsbleche jeweils einen Laminationsbereich aufweisen, welcher beim Laminieren mit einer Oberfläche des zu laminierenden Materialbogenhefts in Kontakt zu tritt, wobei die Fläche des Laminationsbereichs jeweils kleiner ist als die Oberfläche des Materialbogenhefts, sodass ein unlaminierter Randbereich des Materialbogenhefts verbleibt, und wobei der laminierte Verbundkörper mit dem geometrischen Format für den ersten Dokumenttyp durch das Materialabtrennen aus einem laminierten Bereich des Materialbogenhefts erstellt wird.
  • Laminationsfähige Materialbögen bestehen vorzugsweise aus thermoplastischem Kunststoff. Falls einzelne Materialbögen nicht aus laminationsfähigem Material bestehen, sind im Materialbogenheft zwischen diesen nicht laminationsfähigen Materialbögen andere Materialbögen angeordnet, welche aus einem laminationsfähigen Material bestehen oder ein solches zumindest umfassen und die die nicht laminationsfähigen Materialbögen mit dem restlichen Materialbogenheft beim Laminiervorgang verbinden. Beispielhafte Materialen, aus denen die Materialbögen bestehen, sind Polycarbonat (PC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyester, beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET), Polyolefine, beispielsweise Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Polyurethan (PU), Polyetheretherketon (PEEK) sowie weitere thermoplastisch verarbeitbare Materialien, ferner Materialverbände, kunststoffkaschierte, papierartige Materialien, wie Teslin, und andere. Besonders bevorzugt ist PC. Einzelne der oben genannten Materialien können in den Materialbögen auch kombiniert sein.
  • Beim Laminiervorgang werden die Materialbögen mit Druck und Hitze beaufschlagt, wodurch die Materialbögen bei Überschreitung der Glasübergangstemperatur an ihren Grenzflächen erweicht und sich miteinander verbinden, sodass eine stoffschlüssige Verbindung der Materialbögen untereinander erzielt wird. Die Höhe des Laminierdruckes und insbesondere der Laminiertemperatur sind von der Materialart der einzelnen Lagen, deren Dicken sowie von anderen Parametern abhängig. Die Maximaltemperatur, auf die die Laminationspressen erwärmt werden, wird abhängig von der Art des Materials, aus dem die Folienlagen bestehen, gewählt. Im Falle von PC und PC-Blends (Mischungen von PC mit anderen Kunststoffen) kann die Maximaltemperatur beispielsweise im Bereich von 170-200 °C, vorzugsweise 180-190 °C, liegen. Während des Laminiervorganges wird das Materialbogenheft zwischen den Laminationspressen vorzugsweise mit einem Druck senkrecht zu den Oberflächen des Materialbogenhefts beaufschlagt. Dieser Druck soll möglichst so groß sein, dass Luft, die sich eventuell zwischen den Folienlagen befindet, beim Erweichen der Lagen herausgepresst wird. Der Druck kann beispielweise in einem Bereich von 25 bis 700 N/cm2, vorzugsweise in einem Bereich von 50 bis 100 N/cm2, liegen.
  • Ausführungsformen betreffen ferner eine Vorrichtung zum Herstellen eines Verbundkörpers für einen aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenttypen ausgewählten Dokumenttyp. Die Vorrichtung ist definiert in Anspruch 14.
  • Ausführungsformen sind dazu konfiguriert im Betrieb einzeln oder in Kombination miteinander alle zuvor beschriebenen Verfahren auszuführen.
  • Nach Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung ferner eine zweite Abtrennvorrichtung, welche dazu konfiguriert ist, durch Ausführen eines zweiten Materialabtrennvorgangs unter Verwendung von Ultraschall Material abzutrennen, sodass aus dem Verbundkörper mit dem geometrischen Format für den ersten Dokumenttyp ein Verbundkörper mit einem geometrischen Format eines zweiten Dokumenttyps erstellt wird.
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    Blockdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Verbundkörpers,
    Figur 2
    schematische Ansicht einer beispielhaften Vorrichtung zum Herstellen eines Verbundkörpers,
    Figuren 3
    schematische Ansichten beispielhafter Materialbögen,
    Figuren 4
    schematische Ansichten eines laminierten Materialbogenhefts,
    Figuren 5
    schematische Ansichten beispielhafter geometrischer Formate,
    Figuren 6
    schematische Ansichten beispielhafter geometrischer Formate,
    Figur 7
    schematische Ansicht eines ersten beispielhaften Ultraschallmessers,
    Figur 8
    schematische Ansicht einer beispielhaften Materialabtrennvorrichtung,
    Figuren 9
    schematische Ansichten eines zweiten beispielhaften Ultraschallmessers,
    Figur 10
    schematische Ansicht einer beispielhaften Anordnung des Ultraschallmessers auf Figur 9,
    Figur 11
    schematische Ansicht eines dritten beispielhaften Ultraschallmessers,
    Figur 12
    beispielhafte Ansicht unterschiedlicher Schneidgeometrien des Ultraschallmessers aus Figur 11 und
    Figur 13
    schematische Ansicht einer beispielhaften Materialabtrennvorrichtung.
  • Im Folgenden werden einander ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Verbundkörpers aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenttypen ausgewählt Dokumenttyp. In Block 100 wird eine Auswahl eines Dokumenttyps durch eine zentrale Steuervorrichtung empfangen. Die zentrale Steuervorrichtung umfasst beispielsweise einen Mikroprozessor sowie einen Speicher mit darin gespeicherten Programminstruktionen. Ein Ausüben der Programminstruktionen durch den Mikroprozessor veranlasst die zentrale Steuervorrichtung und die weiteren Vorrichtungen das Verfahren auszuführen. In Block 102 wird eine dokumenttypspezifische Auswahl von Materialbögen in einer dokumenttypspezifischen Reihenfolge zusammengetragen und ein Materialbogenheft erstellt, wobei sukzessive an jeden der zusammengetragenen Materialbögen jeweils der gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge unmittelbar folgende Materialbogen fixiert wird, sodass die relative Ausrichtung der zusammengetragenen Materialien zueinander festgelegt wird. Die Fixierung erfolgt beispielsweise durch Ultraschallschweißen.
  • In Block 104 wird ein Verbundkörper durch Laminierung des erstellten Materialbogenhefts erzeugt, wobei das Materialbogenheft mit Druck und Hitze in vordefinierter Weise beaufschlagt wird.
  • In Block 106 erfolgt ein erster Materialabtrennvorgang, bei welchem unter Verwendung von Ultraschall ein Verbundkörper mit einem geometrischen Format eines ersten Dokumenttyps erstellt wird. In Block 108 erfolgt eine Qualitätskontrolle der Lamination des Blocks 104, beispielsweise durch eine visuelle Prüfung mit einer Kamera.
  • In Block 110 erfolgt eine Personalisierung des erzeugten Körpers, beispielsweise durch ein Einbringen von personenspezifischen oder dokumenttypspezifischen Informationen auf einen von dem Verbundkörper umfassten Chip. Ferner kann die Personalisierung in Block 110 beispielsweise ein Beschreiben der Schichten des Verbundkörpers mit einem Laser umfassen. Umfasst der Verbundkörper mit dem geometrischen Format für einen ersten Dokumenttyp eine Mehrzahl von Verbundkörper, welcher für einen zweiten Dokumenttyp mit einem zweiten geometrischen Format vorgesehen sind, so erfolgt eine individuelle Personalisierung der einzelnen Verbundkörper unabhängig voneinander. In Block 112 erfolgt eine Qualitätskontrolle des Verbundkörpers, welche beispielsweise sowohl eine optische Kontrolle des äußeren Zustands des Verbundkörpers als auch eine Kontrolle der Funktionen des Verbundkörpers umfassen kann. In Block 114 wird überprüft, ob der Verbundkörper bereits das vorgesehene Endformat aufweist. Handelt es sich bei dem erstellten Verbundkörper um einen Verbundkörper für den ersten Dokumenttyp, welcher also bereits das vorgesehene Endformat aufweist, so wird der fertiggestellte Verbundkörper in Block 120 magaziniert.
  • Handelt es sich bei dem erstellten Verbundkörper nicht um einen Verbundkörper für den ersten Dokumenttyp, so erfolgt in Block 116 ein zweiter Materialabtrennvorgang, beispielsweise in Form von Scherschneiden, wobei der Verbundkörper auf sein Endformat, d. h. das geometrische Format des zweiten Dokumenttyps gebracht wird. In Block 118 erfolgt eine Qualitätskontrolle des zweiten Materialabtrennvorgangs, welche beispielsweise eine optische Kontrolle des äußeren Zustands des resultierenden Verbundkörpers bzw. der resultierenden Verbundkörper umfasst. Umfasst der Verbundkörper mehrere Verbundkörper des geometrischen Formats des zweiten Dokumenttyps, so werden entsprechend mehrere Verbundkörper erzeugt und in Block 120 magaziniert.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer beispielhaften Vorrichtung 200 zum Erstellen eines Verbundkörpers mittels des Verfahrens gemäß Figur 1. Die Vorrichtung 200 wird durch eine zentrale Steuervorrichtung 218 gesteuert. Die Vorrichtung umfasst eine Zusammentragvorrichtung 202, welche dazu konfiguriert ist, eine dokumenttypspezifische Auswahl von Materialbögen in einer entsprechenden dokumenttypspezifischen Reihenfolge zusammenzutragen. Zudem umfasst die Zusammentragvorrichtung 202 eine Fixiervorrichtung. Die Fixiervorrichtung ist dazu konfiguriert, ein Materialbogenheft zu erstellen, wobei sukzessive an jedem der zusammengetragenen Materialbögen jeweils der gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge unmittelbar folgenden Materialbogen fixiert wird, sodass die relative Ausrichtung der zusammengetragenen Materialbögen zueinander festgelegt wird. Bei der Fixiervorrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Vorrichtung zum Ultraschallschweißen.
  • Beim Ultraschallschweißen werden die Materialbögen mit Ultraschall beaufschlagt und durch die resultierende innere Reibung in der Fügezone miteinander verbunden. Dazu wird ein Ultraschallschweißgerät, bestehend aus einem Generator, einem Schallwandler bzw. Konverter sowie einer Sonotrode, verwendet. Der Generator erzeugt eine elektrische Wechselspannung, welche mit Hilfe des Schallwandlers in eine mechanische Schwingung umgewandelt wird. Der Schallwandler wiederum leitet die hochfrequenten mechanischen Schwingungen, d.h. Ultraschall, in die mit ihm verbundene Sonotrode und versetzt diese in Resonanzschwingungen im Ultraschallbereich. Häufig ist zwischen Schallwandler und Sonotrode ein Transformationsstück bzw. Booster angeordnet, der die vom Schallwandler ankommende Schwingungsamplitude transformiert und diese vergrößert an die Sonotrode weiterleitet. Die Größe der resultierenden Schwingungsamplitude wird beeinflusst von der Ausgangsamplitude, die der Schallwandler bereitstellt, und von der jeweiligen Verstärkung durch das Transformationsstück sowie der Sonotrode selbst.
  • Die in eine Ultraschallschwingung versetzte Sonotrode überträgt dann die Ultraschallschwingung unter Druck auf eine der beiden zu verbindenden Materialbögen. Berühren sich die zu verbindenden Materialbögen kommt es zwischen den beiden Materialbögen, in der sogenannten Füge- oder Schweißzone, zu einer Grenzflächenreibung und dadurch zu einer lokalen Erwärmung der Grenzflächen. Ist die Erwärmung so groß, dass die Grenzflächen schmelzen, kommt es zu einer Verschweißung der beiden Materialbögen. Durch die Sonotrode werden die beiden Materialbögen beim Schweißen aneinandergepresst. Durch das Ultraschallschweißen kann eine Schweißverbindung mit geringer Schweißzeit erstellt werden, da die Schweißenergie nahezu auf die Fügezone begrenzt zur Verfügung gestellt wird. Dies erlaubt ein zielgenaues Schweißen ohne andere Bereiche des Materialbogenhefts dadurch zu beeinträchtigen.
  • Wenn vorliegend das Vorhandensein einer oder mehrere Ultraschallsonotroden beschrieben wird, versteht es sich, dass die Sonotrode durch ein entsprechendes Ultraschallwerkzeug bereitgestellt wird, welches zur bestimmungsgemäßen Verwendung der Sonotrode zumindest auch ein Generator und Schallwandler, ggf. auch noch ein Transformationsstück, umfasst.
  • Die Laminiervorrichtung 204 ist dazu konfiguriert, einen Verbundkörper durch Laminieren des Materialbogens zu erzeugen, wobei das Materialbogenheft mit Druck und Hitze in vordefinierter Weise beaufschlagt wird. Die Abtrennvorrichtung 206 ist dazu konfiguriert, durch Ausführen eines ersten Materialabtrennvorgangs unter Verwendung von Ultraschall Material des Verbundkörpers abzutrennen, sodass ein laminierter Verbundkörper mit einem geometrischen Format eines ersten Dokumenttyps erstellt wird. Die erste Abtrennvorrichtung umfasst beispielsweise ein Ultraschallmesser zum Keilschneiden. Das Ergebnis der Lamination bzw. die Qualität wird durch eine Kontrollvorrichtung 208, beispielweise visuell mittels einer Kamera, geprüft. Werden allen vordefinierten Qualitätsanforderungen erfüllt, wird der Verbundkörper weiterbearbeitet.
  • Die Personalisierungsvorrichtung 210 dient der Personalisierung des erzeugten Verbundkörpers. Weist der personalisierte Verbundkörper bereits das angestrebte Endformat auf, so wird in ein Magazin 216 für die fertigen Produkte eingebracht. Weist der personalisierte Verbundkörper noch nicht das angestrebte Endformat auf, wird er zu Vorrichtung 212 transportiert. Die Vorrichtung 212 ist eine zweite Materialabtrennvorrichtung, welche gegebenenfalls das geometrische Format des ersten Dokumenttyps auf geometrische Formate eines zweiten Dokumenttyps bringt. Beispielsweise umfasst die zweite Materialabtrennvorrichtung zum Abtrennen von Material mittels Ultraschall eine Vorrichtung zum Ultraschallschneiden. Das Ergebnis des zweiten Materialabtrennvorgangs wird durch die Kontrollvorrichtung 214, beispielweise visuell mittels einer Kamera, geprüft. Werden allen vordefinierten Qualitätsanforderungen erfüllt, wird der Verbundkörper an das Magazin 216 weitergeleitet.
  • Figur 3A zeigt ein Materialbogenheft 300, welches eine Mehrzahl von Materialbögen 302 umfasst, welche jeweils durch eine Ultraschallverschweißung im Bereich der Fügezone 304 mit dem gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge nachfolgenden Materialbogen fest verschweißt sind. Fest verschweißt bedeutet, dass die Materialbögen nicht zerstörungsfrei voneinander getrennt werden können.
  • Figur 3B zeigt eine Ansicht des Materialbogenhefts 300 senkrecht vom oben. In den Eckbereichen befindet sich jeweils eine Fügezone 304 der Ultraschallverschweißung, welche gepunktet dargestellt ist. Bei den Fügezonen 304 kann es sich beispielsweise um vier punktförmige bzw. kreisförmige oder rechteckige Bereiche handeln, zu deren Erzeugung Sonotroden mit kreisförmigen oder rechteckigen Schweißflächen verwendet wurden. Ausführungsformen können in den verschweißten Bereichen 304 in Form und Durchmesser variieren in Abhängigkeit von der Form der verwendeten Ultraschallsonotroden.
  • Nach Ausführungsformen können Materialbögen 302 Nutzen für eine beliebige Anzahl von Dokumenten des gleichen Dokumenttyps umfassen. Dies hat den Vorteil, dass die Erstellung von Materialbogenheften für mehrere Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumente parallelisiert werden kann. Somit können die Effizienz und insbesondere die Geschwindigkeit des Zusammentragens und Erstellens erhöht werden.
  • Figur 4A zeigt eine Seitenansicht und Figur 4B eine Ansicht von oben für ein laminiertes Materialbogenheft 300 aus den Figuren 3. Das Materialbogenheft 300 weist einen zentralen durchlaminierten Bereich 402 auf. Der durchlaminierte Bereich umfasst einen Abschnitt 404 des Verbundkörpers, welcher einem geometrischen Format für einen zu erstellenden Dokumenttyp entspricht und als Nutzen bezeichnet wird.
  • Figur 5A zeigt ein erstes beispielhaftes laminiertes Materialbogenheft 300, welches einen durchlaminierten Bereich 402 umfasst. Der durchlaminierte Bereich 402 umfasst einen Nutzen 502, welcher einem geometrischen Format für einen ersten Dokumenttyp entspricht. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem geometrischen Format für den ersten Dokumenttyp um ein Übermaß des exakten geometrischen Formats 504 des ersten Dokumenttyps. Figur 5B zeigt den aus dem ersten Materialabtrennvorgang resultierenden Verbundkörper dessen geometrisches Format 502 das Übermaßformat für den ersten Dokumenttyp ist.
  • Figur 6A zeigt die schematische Ansicht eines beispielhaften zweiten Materialbogenhefts 300. Das Materialbogenheft 300 weist einen durchlaminierten Bereich 402 auf, der einen Nutzen 502 mit dem geometrischen Format für einen ersten Dokumenttyp aufweist. Der Nutzen 502 umfasst zwei Teilnutzen 602, welche jeweils einem Verbundkörper eines geometrischen Formats eines zweiten Dokumenttyps entsprechen. Figur 6B zeigt den Nutzen 502 nach dem ersten Materialabtrennvorgang. Figur 6C zeigt die beiden resultierenden Verbundkörper 602, welche jeweils einem Dokumentenkörper eines zweiten Dokumenttyps entsprechen.
  • Figur 7 zeigt eine schematische Ansicht eines beispielhaften ersten Ultraschallmessers 700 zum Keilschneiden des Verbundkörpers mit Ultraschall. Das Ultraschallmesser 700 umfasst einen Generator 702, einen Schallwandler 704, ein Transformationsstück 706 sowie eine messerförmige Sonotrode 708. Der Generator erzeugt eine hochfrequente elektrische Wechselspannung, welche durch den Schallwandler 704 in eine mechanische Schwingung gleicher Frequenz umgewandelt wird. Über den Schallwandler 704 wird die Ultraschallschwingung auf die auf dieselbe Frequenz abgestimmte Sonotrode 708 übertragen und diese in Resonanzschwingung versetzt. Bei Bedarf kann die Schwingungsamplitude durch den Einbau eines Transformationsstücks 706 zwischen Schallwandler 704 und Sonotrode 708 verstärkt werden.
  • Figur 8 zeigt eine schematische Ansicht einer beispielhaften Materialabtrennvorrichtung zum Keilschneiden, welche das Ultraschallmesser 700 aus Figur 7 umfasst. Die Ultraschallschneidvorrichtung 800 ist in Form eines Roboterarms 802 implementiert, an dessen frei beweglichem Ende 804 das Ultraschallmesser 700 angeordnet ist. Die Ultraschallschneidvorrichtung 800 ist beispielsweise mit der Befestigung 806 über dem zu bearbeitenden Verbundkörper angeordnet, sodass die Schneidsonotrode 708 entlang des Umfangs des zu erzeugenden geometrischen Formats geführt werden kann und schneidet.
  • Figur 9A zeigt eine schematische Ansicht eines beispielhaften zweiten Ultraschallmessers 900. Das Ultraschallmesser 900 umfasst einen Generator 902, einen Schallwandler 904, ein Transformationsstück 906 und eine Sonotrode 908. Bei der beispielhaften Sonotrode 908 handelt es sich um eine Rechteck-Stufe mit zwei Schlitzen, d.h. Slots, deren Ende zu einer Schneidkante 910 zusammenläuft. Figur 9B zeigt eine Seitenansicht des Ultraschallmessers 900 aus Figur 9A.
  • Figur 10 zeigt eine schematische Anordnung zweier Ultraschallmesser 900, 900' aus Figur 9A. Die beiden Ultraschallmesser 900, 900' sind so angeordnet, dass die beiden Schneidkanten 910, 910' parallel zueinander verlaufen. Der Abstand zwischen den beiden Schneidkanten 910, 910' ist einstellbar. Die gestrichelten Linien zeigen die beiden Ultraschallsonotroden 900, 900' mit einem zweiten Abstand A2 zwischen den beiden Schneidkanten 910, 910'. Zur Erstellung eines rechteckigen Formats, wird der erste Abstand beispielsweise dazu verwendet, die Längsseiten des Formats zuzuschneiden, während der zweite Abstand A2 dazu verwendet wird, die Querseiten zuzuschneiden. Nach einer Ausführungsform sind die beiden Ultraschallmesser 900 drehbar, beispielsweise um 90°. Dabei erfolgt der Zuschnitt der Querseiten beispielsweise nach einer entsprechenden 90°-Drehung. Nach einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine 90°-Drehung der Schneidkanten 910, 910' relativ zu dem Verbundkörper durch eine entsprechende Drehung des Verbundkörpers.
  • Figur 11 zeigt eine schematische Ansicht eines beispielhaften dritten Ultraschallmessers 1100. Der Aufbau des Ultraschallmessers 1100 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der Ultraschallmesser aus Figuren 7 und 9. Im Wesentlich unterscheidet sich dabei die Sonotrode 1102. Die Sonotrode 1102 umfasst eine umlaufende Schneidkante 1104, deren Verlauf mit dem Umfang des geometrischen Formats übereinstimmt. Die Klinge wird in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche in den Verbundkörper 300 eingebracht und schneidet dadurch das zu erstellende geometrische Format heraus.
  • Figur 12 zeigt unterschiedliche geometrische Formen von Schneidkanten und Ausführungsformen des Ultraschallmessers 1100. Der Verlauf der dargestellten Schneidkanten 1104, 1104', 1104" entspricht beispielsweise einem Übermaß eines geometrischen Formats eines ersten Dokumenttyps 1104, einem geometrischen Format des ersten Dokumenttyps 1104' und einem geometrischen Format eines zweiten Dokumenttyps 1104".
  • Figur 13 zeigt schließlich eine Ultraschallschneidvorrichtung 1300 zum Ultraschallschneiden eines Verbundkörpers 300 mittels Scherschneiden. Die Schneidvorrichtung 1300 umfasst einen Schneidstempel 1302 mit einer Schneidkante 1304, deren Verlauf mit dem Umfang des zu erstellenden geometrischen Formats übereinstimmt. Zudem umfasst die Vorrichtung 1300 eine Schneidplatte 1304 mit einer Ausnehmung 1306, deren Umfang mit dem des zu erstellenden geometrischen Formats übereinstimmt. Der Schneidstempel wird senkrecht nach unten in die Ausnehmung 1306 bewegt, sodass das zu erstellende geometrische Format aus dem Verbundkörper 300 durch die Scherwirkung der Schneidkante 1304 des Schneidstempels 1302 und des Rands 1308 der Ausnehmung 1306 der Schneidplatte 1304 erzeugt wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 200
    Vorrichtung
    202
    Zusammentragvorrichtung
    204
    Laminiervorrichtung
    206
    Abtrennvorrichtung
    208
    Kontrollvorrichtung
    210
    Personalisiervorrichtung
    212
    Abtrennvorrichtung
    214
    Kontrollvorrichtung
    216
    Magazin
    218
    Steuerungsvorrichtung
    300
    Materialbogenheft
    302
    Materialbogen
    304
    Schweißbereich
    402
    Laminationsbereich
    502
    geometrisches Format mit Übermaß
    504
    geometrisches Format
    602
    geometrisches Format
    700
    Ultraschallmesser
    702
    Generator
    704
    Schallwandler
    706
    Transformationsstück
    708
    Sonotrode
    800
    Abtrennvorrichtung
    802
    Roboterarm
    804
    frei bewegliches Ende
    806
    Befestigungselement
    900,900'
    Ultraschallmesser
    908,908'
    Sonotrode
    910, 910'
    Schneidkante
    912
    Schlitz
    1100
    Ultraschallmesser
    1102
    Sonotrode
    1104, 1104'
    Schneidkante
    1104"
    Schneidkante
    1300
    Ultraschalwerkzeug
    1302
    Schneidstempel
    1304
    Schneidkante
    1306
    Schneidplatte
    1308
    Ausnehmung
    1310
    Innenkante

Claims (15)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Verbundkörpers für einen aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenttypen ausgewählten Dokumenttyp,
    wobei das Verfahren umfasst:
    • Zusammentragen einer dokumenttypspezifischen Auswahl von Materialbögen (302) in einer dokumenttypspezifischen Reihenfolge,
    • Erstellen eines Materialbogenhefts (300), wobei sukzessive an jedem der zusammengetragenen Materialbögen (302) jeweils der gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge unmittelbar folgende Materialbogen (302) fixiert wird, sodass die relative Ausrichtung der zusammengetragenen Materialbögen (302) zueinander festgelegt wird,
    • Erzeugen eines Verbundkörpers durch Laminieren des Materialbogenhefts (330), wobei das Materialbogenheft (300) mit Druck und Hitze in vordefinierter Weise beaufschlagt wird,
    • Materialabtrennen durch Ausführen eines ersten Materialabtrennvorgangs, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialabtrennen unter Verwendung von Ultraschall erfolgt, sodass ein laminierter Verbundkörper mit einem geometrischen Format (502) für einen ersten Dokumenttyp erstellt wird, wobei das Materialabtrennen ein Versiegeln der entstehenden Schnittflächen durch ein Aufschmelzen des Materialbogenhefts (300) im Bereich der Schnittflächen durch den Ultraschall umfasst, sodass unterschiedliche Schichten des Verbundkörpers resultierend aus den unterschiedlichen Materialbögen (302) des Materialbogenhefts (300) nicht mehr identifizierbar sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren weiter umfasst:
    Materialabtrennen durch Ausführen eines zweiten Materialabtrennvorgangs unter Verwendung von Ultraschall, sodass aus dem Verbundkörper mit dem geometrischen Format (502) für den ersten Dokumenttyp ein Verbundkörper mit dem geometrischen Format (504, 602) eines zweiten Dokumenttyps erstellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Verbundkörper mit dem geometrischen Format (504) für den ersten Dokumenttyp eine Mehrzahl von Verbundkörpern für individuelle Dokumente in Form von Teilabschnitten umfasst, welche jeweils das geometrische Format des zweiten Dokumenttyps aufweisen, wobei durch den zweiten Materialabtrennvorgang aus den Teilabschnitten jeweils ein individueller Verbundkörper mit einem geometrischen Format (602) des zweiten Dokumenttyps erstellt wird, oder
    wobei der erste Materialabtrennvorgang mittels einer ersten Materialabtrennvorrichtung (206) und der zweite Materialabtrennvorgang mittels einer zweiten Materialabtrennvorrichtung (212) ausgeführt wird, wobei die beiden Materialabtrennvorrichtungen räumlich voneinander beabstandet angeordnet sind.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Materialabtrennen mittels Keilschneiden mit einem Messer (700, 900, 900', 1100) erfolgt, wobei das Messer (700, 900, 900', 1100) mit Ultraschall beaufschlagt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Messer (1100) eine Schneidkante (1104, 1104', 1104") aufweist, deren Verlauf mit dem Umfang des zu erstellenden geometrischen Formats (502, 504, 602) übereinstimmt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei eine Mehrzahl der Messer (1100) für eine Mehrzahl von unterschiedlichen Dokumenttypen bereitgestellt wird und zum Schneiden des zu erstellenden geometrischen Formats eines der Messer (1100) ausgewählt wird, dessen Schneidkante mit dem zu erstellenden geometrischen Format (502, 504, 602) übereinstimmt.
  7. Verfahren nach Anspruche 4, wobei das Materialabtrennen durch Führen des Messers (700) entlang des Umfangs des zu erstellenden geometrischen Formats (502, 504, 602) erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Materialabtrennen mittels einer Mehrzahl von Messern (900, 900') erfolgt, welche jeweils entlang eines Abschnitts des Umfangs des zu erstellenden geometrischen Formats (502, 504, 602) schneiden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das zu erstellenden geometrische Format (502, 504, 602) rechteckig ist und das Materialabtrennen mittels zweier parallel zueinander angeordneter Messer (900, 900') mit einstellbarem Abstand (A1, A2) zueinander erfolgt, wobei das Materialabtrennen umfasst:
    • Schneiden entlang zweier paralleler Seiten des zu erstellenden geometrischen Formats (502, 504, 602) mit einem ersten Abstand (A1) zwischen den Messern (900, 900'),
    • Einstellen des Abstands auf einen zweiten Abstand (A2),
    • Schneiden entlang der beiden verbliebenen paralleler Seiten des zu erstellenden geometrischen Formats (502, 504, 602) mit dem zweiten Abstand (A2).
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Materialabtrennen mittels Scherschneiden mit einer Schneidvorrichtung (1300) erfolgt, welche einen Schneidstempel (1302) und eine Schneidplatte (1306) umfasst, und wobei die Schneidgeometrie (1304) des Schneidstempels (1302) mit dem zu erstellenden geometrischen Format (502, 504, 602) übereinstimmt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schneidstempel (1302) mit Ultraschall beaufschlagt wird und/oder
    wobei eine Mehrzahl der Schneidvorrichtungen (1300) für eine Mehrzahl von unterschiedlichen Dokumenttypen bereitgestellt wird und zum Schneiden des zu erstellenden geometrischen Formats (502, 504, 602) eine Schneidvorrichtung (1300) mit einem Schneidstempel (1302) ausgewählt wird, dessen Schneidgeometrie (1304) mit dem zu erstellenden geometrischen Format (502, 504, 602) übereinstimmt.
  12. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei das Materialabtrennen des ersten Materialabtrennvorgangs mittels Keilschneiden und das Materialabtrennen des zweiten Materialabtrennvorgangs mittels Scherschneiden erfolgen.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Materialbogenheft für das Beaufschlagen mit Druck und Hitze zwischen einem ersten und einem zweiten Laminationsblech angeordnet wird, wobei die beiden Laminationsbleche jeweils einen Laminationsbereich aufweisen, welcher beim Laminieren mit einer Oberfläche des zu laminierenden Materialbogenhefts in Kontakt zu tritt, wobei die Fläche des Laminationsbereichs jeweils kleiner ist als die Oberfläche des Materialbogenhefts, sodass ein unlaminierter Randbereich des Materialbogenhefts verbleibt, und wobei der laminierte Verbundkörper mit dem geometrischen Format für den ersten Dokumenttyp durch das Materialabtrennen aus einem laminierten Bereich des Materialbogenhefts erstellt wird.
  14. Vorrichtung (200) zum Herstellen eines Verbundkörpers für einen aus einer Mehrzahl unterschiedlicher Ausweis-, Wert- oder Sicherheitsdokumenttypen ausgewählten Dokumenttyp,
    wobei die Vorrichtung umfasst:
    • eine Zusammentragvorrichtung (202), welche dazu konfiguriert ist, eine dokumenttypspezifische Auswahl von Materialbögen (302) in einer entsprechend dem Dokumenttyp dokumenttypspezifischen Reihenfolge zusammenzutragen,
    • eine Fixiervorrichtung (204), welche dazu konfiguriert ist, ein Materialbogenheft (300) zu erstellen, wobei sukzessive an jedem der zusammengetragenen Materialbögen (302) jeweils der gemäß der dokumenttypspezifischen Reihenfolge unmittelbar folgende Materialbogen (302) fixiert wird, sodass die relative Ausrichtung der zusammengetragenen Materialbögen (302) zueinander festgelegt wird,
    • eine Laminiervorrichtung (206), welche dazu konfiguriert ist, einen Verbundkörper durch Laminieren des Materialbogenhefts (300) zu erzeugen, wobei das Materialbogenheft (300) mit Druck und Hitze in vordefinierter Weise beaufschlagt wird,
    • eine erste Abtrennvorrichtung (210), welche dazu konfiguriert ist, durch Ausführen eines ersten Materialabtrennvorgangs unter Verwendung von Ultraschall Material abzutrennen, sodass ein laminierter Verbundkörper mit einem geometrischen Format (502) für einen ersten Dokumenttyp erstellt wird, wobei der Materialabtrennvorgang ein Versiegeln der entstehenden Schnittflächen durch ein Aufschmelzen des Materialbogenhefts (300) im Bereich der Schnittflächen durch den Ultraschall umfasst, sodass unterschiedliche Schichten des Verbundkörpers resultierend aus den unterschiedlichen Materialbögen (302) des Materialbogenhefts (300) nicht mehr identifizierbar sind.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Vorrichtung ferner eine zweite Abtrennvorrichtung (212) umfasst, welche dazu konfiguriert ist, durch Ausführen eines zweiten Materialabtrennvorgangs unter Verwendung von Ultraschall Material abzutrennen, sodass aus dem Verbundkörper mit dem geometrischen Format (502) für den ersten Dokumenttyp ein Verbundkörper mit einem geometrischen Format (504, 602) eines zweiten Dokumenttyps erstellt wird.
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