EP4286160A1

EP4286160A1 - Prägewalze

Info

Publication number: EP4286160A1
Application number: EP22177211.4A
Authority: EP
Inventors: Dietmar BUCHHOLZ
Original assignee: Gravion & Co Kg GmbH
Current assignee: Gravion & Co Kg GmbH
Priority date: 2022-06-03
Filing date: 2022-06-03
Publication date: 2023-12-06

Abstract

Es wird somit ein Verfahren zu Gravur eines Walzenrohlings (1) vorgeschlagen, wobei Material von dem Walzenrohling (1) mittels Laserlicht abgetragen wird, wobei ein Abstand (4) des Fokus (5) des Laserlichts von der Längsachse (L) des Walzenrohlings (1) in Abhängigkeit von einer optischen Distanzmessung eingestellt wird. Ferner wird ein Verfahren zur Wiederaufbereitung einer Walze (18) vorgeschlagen, wobei nach Abtragung einer äußeren Schicht (23) der Walze (18) ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Gravur eines Walzenrohling (1) ausgeführt wird. Ferner wird vorgeschlagen, eine mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Walze (18) zur Prägung eines Werkstoffs zu verwenden (vgl. Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gravur eines Walzenrohlings.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Wiederaufbereitung einer Walze.
Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung einer mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Walze zur Prägung eines Werkstoffs.
Derartige Walzen können insbesondere in Prägeverfahren eingesetzt werden. Hierzu muss die Walze ein entsprechendes Profil aufweisen. Dieses Profil kann beispielsweise mittels eines Ätzvorgangs hergestellt werden. Derartige Walzen können jedoch auch graviert werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Herstellungsverfahren für derartige Walzen zu verbessern.
Zur Lösung der genannten Aufgabe sind erfindungsgemäß die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Insbesondere wird zur Lösung der genannten Aufgabe bei Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass Material von dem Walzenrohling mittels Laserlicht abgetragen wird, wobei ein Abstand des Fokus des Laserlichts von der Längsachse des Walzenrohlings in Abhängigkeit von einer optischen Distanzmessung eingestellt wird.
Die Verwendung von Laserlicht hat den Vorteil gegenüber bisherigen Verfahren unter Verwendung von Ätzvorgängen, dass eine größere Auflösung des Prägeprofils erreicht werden kann. Bei Verwendung von Laserlicht ist es wichtig, den Fokus des Laserlichts auf den zu gravierenden Bereich, beispielsweise die Oberfläche des Walzenrohlings, einzustellen. Die Lage des Fokus des Laserlichts kann hierbei durch den Abstand von der Längsachse des Walzenrohlings definiert sein. Dies hat den Vorteil, dass die Lage des Fokus bei sich um die Längsachse drehendem Walzenrohling während der Gravur konstant bleibt.
Die Bestimmung der Lage des Fokus mittels einer optischen Distanzmessung hat den Vorteil, dass diese Bestimmung kontaktlos erfolgen kann. Diese Bestimmung kann auch während der Gravur wiederholt werden, so dass der Fokusabstand regelmäßig überprüft und ggf. angepasst werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die optische Distanzmessung mittels Laserlicht erfolgt.
Somit kann zur optischen Distanzmessung kohärentes Licht verwendet werden. Es ist denkbar, dieselbe Laserquelle wie zur Gravur auch zur optischen Distanzmessung einzusetzen. Hierbei kann dann beispielsweise eine andere Intensität des Laserstrahls gewählt werden, um während der Distanzmessung keine Gravur auszuführen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Walzenrohling aus einem Metall gefertigt ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Walzenrohling aus einem metallhaltigen Werkstoff gefertigt ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um Stahl handeln.
Somit ist es möglich, beispielsweise Stahlwalzen bzw. Walzen großer Härte zu gravieren. Dies hat den Vorteil, dass das auf diese Weise aufgebrachte Profil, beispielsweise das Prägeprofil, stabiler gegen mechanische Abnutzung ist als dies bei Walzen aus weicherem Material der Fall ist. Je nach mit der Walze zu bearbeitendem bzw. zu prägendem Material kann die Verwendung von Walzen aus härteren Materialien angezeigt sein.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das zu gravierende Muster, also das Gravurmuster, als Bilddatei bereit gestellt wird. Diese Bilddatei kann vorzugsweise Graustufen enthalten. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Graustufen zur Festlegung der Gravurtiefe herangezogen werden. Die Graustufen können auch zur Festlegung der Intensität des Laserlichts herangezogen werden.
Somit ist eine Bereitstellung der zu prägenden Muster als Bilddatei möglich. Gleichzeitig können Informationen über die Gravurtiefe bzw. die Intensität des Laserlichts in dieser Bilddatei enthalten sein. Es kann somit auf die natürliche Sprache der Grafiker oder Künstler, welche das Gravurmuster bereitstellen, in Form von Bilddateien zurückgegriffen werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen sein, dass Übergänge zwischen verschiedenen Profilstrukturen mit Rundungen mit einem definierten Mindestkrümmungsradius versehen werden.
Somit kann je nach mit der Walze zu bearbeitendem Material ein unterschiedlicher Mindestkrümmungsradius verwendet werden, welcher verhindert, dass das Material während der Bearbeitung, beispielsweise Prägung, bricht oder anderweitig unbeabsichtigt beschädigt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Gravur durch Bewegung des Fokus des Laserlichts senkrecht zu der Richtung des Laserlichts über die Oberfläche des Walzenrohlings erfolgt. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Walzenrohling um seine Längsachse rotiert wird.
Somit kann beispielsweise bei einer bestimmten Rotationslage zunächst die gesamte Länge des Walzenrohlings graviert werden, bevor der Walzenrohling weiter gedreht wird, um einen nächsten Gravurabschnitt einzubringen. Es kann sozusagen zeilenweise graviert werden. Dies kann die Effizienz der Gravur erhöhen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Gravur in mehreren Gravurschritten erfolgt.
Die Durchführung mehrerer Gravurschritte ermöglicht eine genauere Tiefeneinstellung der Gravur. Die Einstellung der Gravurtiefe muss somit nicht ausschließlich über die Einstellung der Intensität des Laserlichts erfolgen, sondern kann auch durch mehrmalige Gravur an derselben Stelle erfolgen.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass in einem Gravurschritt die Gravur der Oberfläche des Walzenrohlings bei konstantem Abstand des Fokus des Laserlichts zu der Längsachse des Walzenrohlings erfolgt. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann vorgesehen sein, dass in einem Gravurschritt die Gravur der Oberfläche des Walzenrohlings mit veränderlicher Intensität des Laserlichts erfolgt.
Somit kann eine erneute Einstellung des Fokus des Laserlichts während eines Gravurschrittes unterbleiben. Es kann eine Einstellung der Gravurtiefe über die Veränderung der Intensität des Laserlichts erfolgen. Dies kann die Effizienz der Gravur erhöhen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Abstand des Fokus des Laserlichts zu der Längsachse des Walzenrohlings zwischen zwei Gravurschritten verändert wird. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Abstand des Fokus des Laserlichts zu der Längsachse des Walzenrohlings zwischen zwei Gravurschritten verringert wird.
Somit kann ein Walzenrohling von außen nach innen bearbeitet werden. So kann mit jedem Gravurschritt der Abstand des Fokus des Laserlichts zu der Längsachse des Walzenrohlings verringert werden, um tieferliegende Strukturen zu gravieren.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zwischen zwei Gravurschritten ein Abbürsten des Walzenrohlings erfolgt.
Somit kann von dem Walzenrohling gelöstes, möglicherweise oxidiertes, Material von dem Walzenrohling entfernt werden, sodass dieses einem weiteren Gravurschritt nicht im Wege steht. Anderenfalls könnte es sein, dass bereits von dem Walzenrohling gelöstes, jedoch noch nicht vollständig entferntes Material in weiteren Gravurschritten wiederum mit Laserlicht behandelt wird, und die Oberfläche des Walzenrohlings nicht oder nicht ausreichend behandelt wird. Somit kann die Qualität der Gravur erhöht werden. Dies hat ferner den Vorteil, dass die Gravurtiefe vergrößert werden kann. Das Abbürsten kann maschinell erfolgen.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass hierbei Metallbürsten verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass hierbei ein Schmiermittel verwendet wird.
Somit kann die Effizienz der Entfernung des Dritten durch den Laser an gelöst Materials vergrößert werden. Dies hat eine Vergrößerung der Qualität der gelaserten Walze zufolge.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Abbürsten des Walzenrohlings unter Verwendung von wenigstens zwei Bürsten unterschiedlicher Härte erfolgt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass mit zunehmender Gravurtiefe weichere Bürste eingesetzt werden.
Mit größerer Gravurtiefe führt die Verwendung weicherer Bürsten zu einer besseren Entfernung des mittels des Lasers abgebrannten bzw. angelösten Materials. So können zunächst härtere Bürsten verwendet werden, die im oberflächennahen Bereich zu einer besseren Entfernung des gelösten Materials führen. Mit zunehmender Tiefe können somit weichere Bürsten eingesetzt werden, welche besser in tieferliegende Strukturen eindringen können um dort Material zu entfernen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine Gravurtiefe mehr als 1 mm beträgt. Bevorzugt kann diese mehr als 2 mm betragen. Besonders bevorzugt kann diese mehr als 3 mm betragen.
Somit können besonders vielfältige Profile in den Walzenrohling eingebracht werden. Diese Gravurtiefen können beispielsweise durch eine vorteilhafte Einstellung des Abstandes des Fokus des Laserlichts von der Längsachse des Walzenrohlings, durch die Verwendung von Bürsten mit vorteilhaften Eigenschaften und/oder durch die vorteilhafte Wahl mehrerer Gravurschritte, insbesondere wie zuvor beschrieben, erreicht werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Materialabtragung mittels gepulstem Laserlicht erfolgt. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Laserpulse wechselweise auf zwei parallel laufende Pfade gerichtet werden. Hierbei können zwei Laserstrahlen verwendet werden.
Dies kann die Effizienz und Qualität des in den Walzenrohling eingebrachten Profils erhöhen.
Alternativ oder zusätzlich sind zur Lösung der genannten Aufgabe erfindungsgemäß die Merkmale des nebengeordneten, auf ein Verfahren zur Wiederaufbereitung einer Walze gerichteten Anspruchs vorgesehen. Insbesondere wird somit zur Lösung der genannten Aufgabe bei Verfahren zur Wiederaufbereitung einer Walze der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass nach Abtragung einer äußeren Schicht der Walze ein Verfahren wie zuvor beschrieben ausgeführt wird.
Somit können beispielsweise abgenutzte Walzen, welche nur noch eine geringe Prägequalität liefern, wieder aufbereitet und weiterverwendet werden. Hierzu wird das äußere, alte Profil der Walze entfernt. Anschließend wird ein neues Profil nach einem Verfahren wie zuvor beschrieben eingebracht. Somit können die bereits beschriebenen Vorteile auch bei wiederaufbereiteten Walzen genutzt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Abtragung der äußeren Schicht der Walze mittels Schleifen erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Abtragung der äußeren Schicht der Walze unter Verwendung von Laserlicht erfolgt.
Etwaigen Anforderungen an die Abtragung der äußeren Schicht der Walze, beispielsweise aufgrund des dort enthaltenen Gravurmusters, oder des Walzenmaterials, kann somit entsprochen und das Verfahren zur Abtragung des Materials vorteilhaft gewählt werden. Es ist beispielsweise möglich, punktuelle Materialabtragungen mittels Laserlicht auszuführen und beispielsweise hierbei das auf der Walze vorhandene Profil zu berücksichtigen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass vor Abtragung der äußeren Schicht der Walze eine bestehende Gravur erfasst wird und in dem nachfolgenden Gravurverfahren verarbeitet wird. Diese Erfassung kann beispielsweise optisch erfolgen.
Somit kann eine bestehende Gravur reproduziert werden, ohne dass beispielsweise die der bestehenden Gravur zugrunde liegenden Bilddateien vorgelegt werden müssen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine kleinste Wiederholungseinheit der Gravur ermittelt wird und hieraus die geringstmögliche Dicke der abzutragenden Materialschicht bestimmt wird, so dass das Gravurmuster der wiederaufbereiteten Walze in sich selbst übergeht.
Walzen können vorteilhaft gefertigt sein, wenn das auf ihnen befindliche Gravurmuster in sich selbst übergeht, so dass nach einer etwaigen Prägung eines Werkstoffs keine Unterbrechung in dem geprägten Muster sichtbar ist. Um diesen Effekt zu erzielen, ist es notwendig, nach der Abtragung einer äußeren Schicht das vorhandene und gegebenenfalls optisch erfasste Gravurmuster zu verkleinern, bzw. bei gleichbleibender Größe des Gravurmusters einzukürzen. Es ist vorteilhaft, wenn auch bei der wiederaufbereiteten Walze, welche über einen kleineren Umfang verfügen wird als die nicht aufbereitete Walze, das auf ihr befindliche Gravurmuster wieder in sich selbst übergeht. Hierzu muss zumindest eine kleinste Wiederholungseinheit aus dem Gravurmuster entfernt werden. Um nur so wenig Material wie notwendig abzutragen, ist es von Vorteil, nur die kleinste Wiederholungseinheit und nicht etwa mehrere dieser Wiederholungseinheit aus dem Gravurmuster zu entfernen. Ist diese kleinste Wiederholungseinheit bestimmt worden, kann auf die Dicke der abzutragenden Materialschicht geschlossen werden. Diese Information kann dann während der Abtragung der Materialschicht verwendet werden. Dies minimiert die notwendigerweise abzutragende äußere Schicht der wiederaufzubereiten Walze.
Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung sieht vor, dass zur Prägung eines Werkstoffs eine mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere wie zuvor beschrieben, hergestellte Walze verwendet wird.
Somit können die genannten Vorteile bei Prägewalzen realisiert werden, beispielsweise können hier hohe Genauigkeiten, Auflösungen des Prägeprofils, Gravurtiefen, und die Vermeidung von ungewünschten Beschädigungen des geprägten Werkstoffs genutzt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine Profilwalze mit einer Gegenprofilwalze zusammenwirkt.
Somit können beispielsweise zwei korrespondierende Walzen mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere wie zuvor beschrieben, hergestellt werden. Dies kann die Qualität der Prägung vergrößern. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Profilwalze mit einer elastischen Walze zusammenwirkt. Somit sind auch weitere Werkstoffe zur Gravur zugänglich, beispielsweise auch weichere Werkstoffe wie Zellstoff. Es ist vorteilhaft, weichere Werkstoffe unter Verwendung einer elastische Walze zu prägen.
Hierbei kann die elastische Walze insbesondere eine unprofilierte Walze sein. Somit ist nur die Herstellung einer Profilwalze mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendig. Dies kann vorteilhaft zu Einsparungen genutzt werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zwischen der Profilwalze und der Gegenprofilwalze ein definierter Abstand eingehalten wird. Statt der Gegenprofilwalze kann dies auch in Bezug auf die elastischere und/oder die unprofilierte Walze zutreffen.
Somit kann die Prägung des Werkstoffs in definierter Weise erfolgen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Werkstoffe ein Metall ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Werkstoff ein metallhaltiger Werkstoff ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass der Werkstoff Zellstoffgewebe ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Werkstoff Kunststoff ist.
Somit können je nach Anforderungen verschiedenste Werkstoffe mit einer mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Prägewalze geprägt werden. Die Walze kann auf die Anforderungen des jeweiligen Werkstoffs abgestimmt sein. Hierbei kann beispielsweise die Härte des Werkstoffs berücksichtigt werden. Weitere Parameter können Elastizität oder Plastizität des zu prägenden Werkstoffs sein.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, ist jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Ansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen des Ausführungsbeispiels.
Es zeigt:

Figur 1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Gravur eines Walzenrohlings,
Figur 2: eine schematische Darstellung zweier Gravurtiefen,
Figur 3: eine schematische Darstellung dreier Lasermodi,
Figur 4: eine schematische Darstellung des Querschnitts einer Walze,
Figur 5: ein beispielhaftes Gravurmuster.

In Figur 1 ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Gravur eines Walzenrohlings 1 dargestellt, wobei Material von dem Walzenrohling 1 mittels Laserlicht abgetragen wird. Das Laserlicht wird hierbei in Form eines Laserstrahls 2 von einer Laserdiode 3 emittiert. Hierbei wird ein Abstand 4 des Fokus 5 des Laserlichts von der Längsachse L des Walzenrohlings 1 in Abhängigkeit von einer optischen Distanzmessung eingestellt. Die optische Distanzmessung erfolgt hierbei ebenfalls unter Verwendung von Laserlicht mit einem von einer Laserdiode 6 emittierten Laserstrahl 7, der an dem Walzenrohling 1 reflektiert und von einer Photodiode 8 registriert wird.
Im Ausführungsbeispiel besteht der Walzenrohling 1 aus Stahl, einem metallhaltigen Werkstoff. Ferner wurde das zu Gravurmuster 25 als Graustufen enthaltene Bilddatei bereitgestellt. Die Graustufen dienen im Ausführungsbeispiel zur Festlegung der Gravurtiefe 13, 16, zum Teil anhand der Intensität des Laserlichts. Ein definierter Mindestkrümmungsradius, auf dessen Grundlage die Übergänge zwischen verschiedenen Profilstrukturen mit Rundungen versehen werden, wird hierbei berücksichtigt.
Die Gravur erfolgt im Ausführungsbeispiel durch Bewegung des Fokus 5 des Laserlichts senkrecht zu der Richtung 10 des Laserlichts über die Oberfläche 11 des Walzenrohlings 1. Hierbei wird der Walzenrohling 1 um seine Längsachse L rotiert.
Die Gravur erfolgt in mehreren Gravurschritten, wobei in einem Gravurschritt die Gravur der Oberfläche 11 des Walzenrohlings 1 bei konstantem Abstand 4 des Fokus 5 des Laserlichts zu der Längsachse L des Walzenrohlings 1 und mit veränderlicher Intensität des Laserlichts erfolgt.
Außerdem wird hier der Abstand 4 des Fokus 5 des Laserlichts zu der Längsachse L des Walzenrohlings 1 zwischen zwei Gravurschritten verändert, nämlich verringert.
Zwischen zwei Gravurschritten erfolgt ein Abbürsten des Walzenrohlings 1 mittels zwei Bürsten 12, 14 unterschiedlicher Härte und unter Verwendung eines nicht näher dargestellten Schmiermittels. Hierbei wird zunächst eine Metallbürste 12 und mit zunehmender Gravurtiefe 13 eine weichere Bürste 14 eingesetzt. Die Gravurtiefe 13 beträgt hier mehr als 3 mm.
In Figur 2 ist die Gravurtiefe 13 einer Gravur 24 in einem Abschnitt 15 des Walzenrohlings 1 dargestellt. Ist die Bearbeitung des Walzenrohlings 1 abgeschlossen, kann sich eine größere Gravurtiefe 16 der Gravur 24 in einem Abschnitt 17 der gravierten Walze 18 ergeben. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Gravur 24 in mehreren Schritten erfolgt. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus einem Walzenrohling 1 eine gravierte Walze 18 gefertigt. Hierbei kann auch aus einer gravierten Walze 18 zunächst ein Walzenrohling 1 gefertigt werden.
In Figur 3 sind schematisch drei verschiedene Lasermodi dargestellt. So kann die Materialabtragung beispielsweise mittels eines zeitlich konstant emittierten Laserlichts 19 oder auch mit gepulstem Laserlicht 20 erfolgen. Hierbei können die Laserpulse wechselweise auf zwei parallel laufende Pfade 21, 22 gerichtet werden und auch aus zwei Laserstrahlen, welche von zwei Laserdioden emittiert werden können, hervorgehen.
Figur 4 zeigt beispielhaft den Querschnitt einer wiederaufzubereitenden Walze 18. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren zur Wiederaufbereitung einer Walze 18 wird eine äußere Schicht 23 der Walze 18 abgetragen und anschließend ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Gravur eines durch die Abtragung gebildeten Walzenrohlings 1 durchgeführt. Die Abtragung der äußeren Schicht 23 der Walze 18 kann beispielsweise mittels Schleifen und/oder unter Verwendung von Laserlicht erfolgen. Hierbei kann vor Abtragung der äußeren Schicht 23 der Walze 18 eine bestehende Gravur 24 beispielsweise optisch erfasst werden und in dem nachfolgenden Vorverfahren weiterverarbeitet werden. Figur 5 zeigt beispielhaft das der Gravur 24 entsprechende Gravurmuster 25. Dieses Gravurmuster 25 geht als Gravur 24 auf der Walze 18 in sich selbst über. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Wiederaufbereitung einer Walze 18 wird die Gravur 24 und somit das Gravurmuster 25 erfasst und deren kleinste Wiederholungseinheit 26 ermittelt. Diese Erfassung kann ebenfalls mittels eines optischen Verfahrens erfolgen. Hieraus wird die geringstmögliche Dicke 9 der abzutragenden Materialschicht, beispielsweise der äußeren Schicht 23, bestimmt, sodass auch das Gravurmuster 25, hier in Form der Gravur 24, auf der wiederaufbereiteten Walze 18 in sich selbst übergeht. Das Gravurmuster 25 findet sich nach Abschluss des erfindungsgemäßen Verfahrens als Gravur 24 auf der Walze 18.
Die Walze 18 kann nach Abschluss des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Prägung eines Werkstoffs verwendet werden. Hierbei kann beispielsweise das Gravurmuster 25 in den Werkstoff eingeprägt werden. Die Walze 18 kann als Profilwalze oder Gegenprofilwalze eingesetzt werden. Profilwalze und Gegenprofilwalze können miteinander wirken. Die Profilwalze kann hierbei auch mit einer elastischen, beispielsweise unprofilierten Walze zusammenwirken. Zwischen Profilwalze und Gegenprofilwalze kann ein definierter Abstand eingehalten werden. Der Werkstoff kann beispielsweise ein Metall, ein metallhaltiger Werkstoff, ein Zellstoffgewebe oder ein Kunststoff sein.
Es wird somit ein Verfahren zu Gravur eines Walzenrohlings 1 vorgeschlagen, wobei Material von dem Walzenrohling 1 mittels Laserlicht abgetragen wird, wobei ein Abstand 4 des Fokus 5 des Laserlichts von der Längsachse L des Walzenrohlings 1 in Abhängigkeit von einer optischen Distanzmessung eingestellt wird. Ferner wird ein Verfahren zur Wiederaufbereitung einer Walze 18 vorgeschlagen, wobei nach Abtragung einer äußeren Schicht 23 der Walze 18 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Gravur eines Walzenrohling 1 ausgeführt wird. Ferner wird vorgeschlagen, eine mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Walze 18 zur Prägung eines Werkstoffs zu verwenden.

Bezugszeichenliste

1: Walzenrohling
2: Laserstrahl
3: Laserdiode
4: Abstand
5: Fokus
6: Laserdiode
7: Laserstrahl
8: Photodiode
9: Dicke
10: Richtung
11: Oberfläche
12: Metallbürste
13: Gravurtiefe
14: Bürste
15: Abschnitt
16: Gravurtiefe
17: Abschnitt
18: Walze
19: Laserlicht
20: Laserlicht
21: Pfad
22: Pfad
23: Schicht
24: Gravur
25: Gravurmuster
26: Wiederholungseinheit
L: Längsachse

Claims

Verfahren zur Gravur eines Walzenrohlings (1), dadurch gekennzeichnet, dass Material von dem Walzenrohling (1) mittels Laserlicht (19, 20) abgetragen wird, wobei ein Abstand (4) des Fokus (5) des Laserlichts (19, 20) von der Längsachse (L) des Walzenrohlings (1) in Abhängigkeit von einer optischen Distanzmessung eingestellt wird.
Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Distanzmessung mittels Laserlicht (19, 20) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzenrohling (1) aus einem Metall und/oder metallhaltigem Werkstoff, vorzugsweise aus Stahl, gefertigt ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gravurmuster (25) als vorzugsweise Graustufen enthaltende Bilddatei bereitgestellt wird, insbesondere wobei die Graustufen zur Festlegung der Gravurtiefe (13, 16) und/oder Intensität des Laserlichts (19, 20) herangezogen werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Übergänge zwischen verschiedenen Profilstrukturen mit Rundungen mit einem definierten Mindestkrümmungsradius versehen werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravur durch Bewegung des Fokus (5) des Laserlichts senkrecht zu der Richtung (10) des Laserlichts (19, 20) über die Oberfläche (11) des Walzenrohlings (1) erfolgt, insbesondere wobei der Walzenrohling (1) um seine Längsachse (L) rotiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gravur in mehreren Gravurschritten erfolgt, insbesondere wobei in einem Gravurschritt die Gravur der Oberfläche (11) des Walzenrohlings (1) bei konstantem Abstand (4) des Fokus (5) des Laserlichts (19, 20) zu der Längsachse (L) des Walzenrohlings (1) und/oder mit veränderlicher Intensität des Laserlichts erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (4) des Fokus (5) des Laserlichts (19, 20) zu der Längsachse (L) des Walzenrohlings (1) zwischen zwei Gravurschritten verändert, insbesondere verringert, wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Gravurschritten ein Abbürsten des Walzenrohlings (1), insbesondere mittels einer Metallbürste (12) und/oder unter Verwendung eines Schmiermittels, erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abbürsten des Walzenrohlings unter Verwendung von wenigstens zwei Bürsten (12, 14) unterschiedlicher Härte erfolgt, vorzugsweise wobei mit zunehmender Gravurtiefe (13, 16) weichere Bürsten (12, 14) eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gravurtiefe (13, 16) mehr als 1 mm, bevorzugt mehr als 2 mm, besonders bevorzugt mehr als 3 mm, beträgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialabtragung mittels gepulstem Laserlicht (20) erfolgt, insbesondere wobei die Laserpulse wechselweise auf zwei parallel laufende Pfade (21, 22) gerichtet werden, vorzugsweise wobei zwei Laserstrahlen (2, 7) hierzu verwendet werden.
Verfahren zur Wiederaufbereitung einer Walze (18), dadurch gekennzeichnet, dass nach Abtragung einer äußeren Schicht (23) der Walze (18) ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgeführt wird.
Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtragung der äußeren Schicht (23) der Walze (18) mittels Schleifen und/oder unter Verwendung von Laserlicht (19, 20) erfolgt.
Verfahren nach einem der beiden vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Abtragung der äußeren Schicht (23) der Walze (18) eine bestehende Gravur (24) vorzugsweise optisch erfasst wird und in dem nachfolgenden Gravurverfahren verarbeitet wird.
Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine kleinste Wiederholungseinheit (26) der Gravur (24) ermittelt wird und hieraus die geringstmögliche Dicke (9) der abzutragenden Materialschicht bestimmt wird, sodass das Gravurmuster (25) der wiederaufbereiteten Walze (18) in sich selbst übergeht.
Verwendung einer mittels eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellten Walze (18) zur Prägung eines Werkstoffs.
Verwendung nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Profilwalze mit einer Gegenprofilwalze und/oder einer elastischen, insbesondere unprofilierten, Walze zusammenwirkt.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein definierter Abstand zwischen der Profilwalze und der Gegenprofilwalze eingehalten wird.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff ein Metall und/oder metallhaltiger Werkstoff ist.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff ein Zellstoffgewebe und/oder ein Kunststoff ist.