JP5487397B2 - 金属製プレスシート、エンドレスベルト又はエンボスロールの表面構造を製造する方法、その方法を適用するための装置、及び製造されたプレスシート、エンドレスベルト又は円筒形エンボスロールの使用 - Google Patents
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Description
−キャプチャーした表面構造の3Dトポグラフィのデジタルデータの準備及び使用
−x座標及びy座標に張られた平面で少なくとも1つのレーザーの位置制御を行うためのデジタルデータの使用
−少なくとも1つのレーザー光線を集束するためのz座標の使用
−少なくとも1つのレーザー光線を使用して表面の一部を除去
2 表面
3 表面粗さ
4 表面構造
5 盛り上がった範囲
6 深さのある範囲
7 微細構造化
101 装置
102 支持台
103 平坦面
104 支持台
105 プレスシート
107 ガイドレール
108 ガイドレール
109 スライドガイド
110 スライドガイド
111 駆動モータ
112 駆動モータ
113 制御装置
114 レーザーアセンブリ
Claims (24)
- 少なくとも1つのレーザーを使用して金属製プレスシート(1)、エンドレスベルト又は円筒形エンボスロールの表面構造を製造するための方法において、あらかじめ規定可能な表面構造を複製するために以下の工程、
キャプチャーした表面構造の3Dトポグラフィのデジタルデータの準備及び使用、
x座標及びy座標に張られた平面で少なくとも1つの前記レーザーの位置制御を行うための前記デジタルデータの使用、
少なくとも1つのレーザービームを使用して前記表面の一部除去、
前記表面の一部除去を所定の深さにするために、前記レーザービームの合焦を変化させ、前記合焦を変化させるために、前記3Dトポグラフィのデジタルデータのz座標の使用、
を含む前記表面構造を製造するための方法。 - 複数の前記レーザーが加工のために1つの座標方向に並んで前記平面上に投入され、一緒に別の座標の1つの方向に移動させられることを特徴とする、請求項1に記載の表面構造を製造するための方法。
- 少なくとも1つの前記レーザービームの合焦が前記表面に対して最大で250μmの深さで行われることを特徴とする、請求項1または2に記載の表面構造を製造するための方法。
- 少なくとも1つの前記レーザービームの合焦が、前記表面及びレーザー光学素子の間に生じた距離変化に応じてもたらされることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- 1つまたは複数の前記レーザービームが垂直(z座標)に対して角度を付けた状態で前記表面に当てることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- 前記レーザービームの合焦が、2nmから10nmの直径で行われることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- 前記レーザーとして、エネルギーが5Wから500Wのファイバーレーザーを使用することを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- 前記レーザーとして、出力20Wから40W、波長532nm又は1064nm、及びパルス持続時間100ナノ秒でパルスエネルギー1mJ、及び繰り返し周波数20kHzから80kHzのパルス状のファイバーレーザーを使用することを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- レーザーアセンブリは、1つの前記レーザー、1つのビームスプレッダー及び1つの合焦装置(レーザー光学素子)から構成されていることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- 1つ又は複数の前記レーザーのエネルギーが1つのレーザーレデューサによって低減されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- 前記合焦装置が前記表面に対して10cmから100cmの間隔を空けて配置されていることを特徴とする、請求項9に記載の表面構造を製造するための方法。
- 繰り返される表面構造のリピートとは無関係に前記表面構造が多数の部分範囲に分離され、前記部分範囲がそれぞれ順に1つのレーザーによって加工され、又は少なくとも部分的に複数のレーザーによって平行して加工されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- 前記部分範囲の境界が表面の未加工範囲と一致するように決められることを特徴とする、請求項12に記載の表面構造を製造するための方法。
- 前記決められた部分範囲が、使用されるレーザーに依存してエッジ長さ10cmから800cmであることを特徴とする、請求項12または13に記載の表面構造を製造するための方法。
- 前記決められた部分範囲が、1つのレーザー及び1つの付属するレーザー光学素子によって加工されることを特徴とする、請求項12から14のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- 前記表面上に前記レーザー位置及び/又は合焦装置位置の連続制御が可能な測定ポイントを具備し、その結果制御によって前記レーザービームの適合及び修正が可能であることを特徴とする、請求項1から15のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- 例えば木表面などの自然に成長する材料、又は特に自然石表面などの天然鉱物、又はセラミック表面などの人造の構造を複製した表面構造のデジタルデータを使用することを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- デジタルデータを得るために、偏向可能なミラーを使用して見本の表面全体を実物どおりに把握するか又は少なくとも1つのミラーで偏向されたレーザービーム及びそこから受け取った反射から表面構造の模写が可能である3Dスキャナーを使用するか、あるいは3Dトポグラフィを決定するためのデジタルデータを計算するために表面構造のグレースケール画像を使用することを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- レーザー光学素子を制御するためのインターポレーション及びデータ整理による捕捉したデジタルデータの変換を特徴とする、請求項1から18のいずれか一項に記載の表面構造を製造するための方法。
- 加工するべき素材のための支持装置、ビーム拡張装置及び合焦装置を備えた少なくとも1つのレーザー、及びx座標及びy座標に張られた平面上の任意の位置にレーザーアセンブリを動かすためのスライドガイド、並びに前記位置まで移動するための独立した駆動エレメント、及び前記レーザー光学素子の位置移動と合焦のための制御装置を含む、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法を適用するための装置。
- 1つ又は複数のレーザーアセンブリ(114)がビーム拡張装置及び合焦装置を備えた少なくとも1つのレーザーから構成され、及び1つの座標方向に並んで平面上に配置されていることを特徴とする、請求項1から20のいずれか一項に記載の方法を適用するための装置。
- 前記合焦装置が表面に対して10cmから100cmの間隔で配置されており、1つの面がエッジ長さ10cmから800cmを備えていることを特徴とする、請求項20又は21に記載の方法を適用するための装置。
- 前記支持装置が複数の部分面に分割された平らな平坦面(103)を備え、前記部分面内に真空装置用の吸引開口部が備えられていることを特徴とする、請求項20、21又は22に記載の装置。
- 構造化された表面によって材料プレートをプレス加工及び/又はエンボス加工するために、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法に従って製造された、又は請求項20から23のいずれか一項に記載の装置で製造されたプレスシート(1)、エンドレスベルト又は円筒形エンボスロールの使用。
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