PT937562E

PT937562E - Processo para estruturar um superficie e peca em bruto apresentando uma superficie estruturada

Info

Publication number: PT937562E
Application number: PT99100286T
Authority: PT
Inventors: Peter Eyerer; Peter Elsner; Lars Ziegler; Volker Komanschek; Thomas Keicher
Original assignee: Fraunhofer Ges Forderung Angew
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1999-01-09
Publication date: 2002-02-28
Also published as: ES2162497T3; EP0937562B1; DK0937562T3; EP0937562A1; ATE205129T1; DE19806870C2; DE59900232D1; US6044677A; DE19806870A1; KR19990071454A

Description

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DESCRIÇÃO "Processo para estruturar uma superfície e peça em bruto apresentando uma superfície estruturada" A presente invenção refere-se a um processo para estruturar a superfície de peças em bruto tais como ferramentas de moldagem para o tratamento de material sintético ou eléctrodos de erosão para a produção de ferramentas de moldagem, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, ou reivindicação 2, assim como uma peça em bruto de acordo com o preâmbulo da reivindicação 8.

Para que as peças moldadas em material sintético apresentem um efeito decorativo e/ou sejam insensíveis aos riscos, estas apresentam uma superfície estruturada. A estruturação não apresenta somente vantagens estéticas. Pequenos erros de superfície que podem surgir no processo de moldagem, são cobertos pela estrutura. Não somente peças de fundição por injecção, mas praticamente cada peça que é produzida com um processo de moldagem, pode ser realizada com a superfície estruturada.

As ferramentas apropriadas para o tratamento de material sintético para a produção deste género de peça moldada são por exemplo as ferramentas moldadas por injecção, ferramentas moldadas por sopro, ferramentas moldadas por compressão, moldes de vácuo, ferramentas moldadas por espuma e ferramentas de fundição sob pressão. Para realizar a peça moldada com uma superfície estruturada, a estrutura tem que ser previamente reproduzida como imagem negativa sobre a superfície correspondente da ferramenta. Para reproduzir a estrutura na superfície da ferramenta, são conhecidos para além das técnicas de granalhagem, a galvanização, o recorte fotoquímico e a resolução electroquímica. Estes processos encontram-se por exemplo descritos em "Werkzeugbctu fér clie Kunslstojj- Vmrbeitimg" de Dr. Eng. Klaus Stoeckhert, 3a edição, Cari Hanser Verlag, páginas 392 a 402 e em "Anleitung zum Bau von Spritzgiefiwerkzeugen" de Georg Menges, Paul Mohren, 3a edição, Cari Hanser Verlag, páginas 50 a 70.

Todos os processos apresentam a desvantagem de serem muito dispendiosos, morosos, intensivos nos custos. Uma desvantagem adicional é que os processos conhecidos são extremamente poluentes e, por exemplo, devido às normas ambientais exigentes, existentes em parte não podem ser mais executados na Alemanha. O necessário transporte de outros países representa uma sobrecarga ambiental adicional. O recorte fotoquímico por exemplo apresenta ainda a desvantagem adicional de desenhos de vários escalões serem produzíveis somente com várias repetições do processo de recorte químico. Por exemplo os grãos do couro não podem ser reproduzidos de modo desejado de acordo com o original. Também as estruturas recortadas quimicamente apresentam frequentemente arestas vivas, pelo que é necessário uma posterior granalhagem com um meio apropriado, por exemplo bolas de vidro. É necessária uma grande experiência para obter resultados satisfatórios do processo de recorte químico. Um pressuposto desvantajoso adicional deste processo é uma estrutura homogénea e uma dureza homogénea do material a ser tr abalhado.

Os equipamentos para o processo da resolução electroquímica (IICM -Electrochemical Machining) são muito dispendtosos e são por isso apropriados 3

somente para peças em bruto de grandes tiragens com a mesma geometria. Adicionalmente desvantajoso é que o processo exige muito Knaw-how.

Da JA-A-58009728 é conhecido um processo para a deformação de metal por meio de explosivos. Neste caso é fixada uma placa metálica por cima de um bloco moldado de modo especial e pressionada sobre o bloco com ajuda de uma camada de explosivo. Neste processo, toda a placa metálica é deformada compactamente. A disseminação substitui um pressionamento ou puncionamento da placa metálica. A placa metálica apresenta, após o processo de deformação, a forma ondulada da superfície do bloco. Não é possível um tratamento somente da superfície do metal, na qual deste modo o metal não é moldado, sendo a superfície somente trabalhada.

Da FR-A 2 040 910 é conhecido um processo adicional para a deformação do metal por meio de explosivo, no qual uma placa metálica se encontra colocada sobre uma camada macia, a qual por sua vez se apoia sobre uma base fixa. A forma desejada, que a placa metálica deve ter após a explosão, é determinada através de um explosivo colocado sobre a placa metálica, distribuído num certo padrão, assim como através das propriedades do material da camada macia. Também não é possível um tratamento da superfície sem deformação maciça. A partir do conhecido processo, e assim peças em bruto produzidas, é objectivo da invenção proporcionar um processo melhorado que evita as desvantagens anteriormente apresentadas assim como proporcionar uma peça em bruto produzida com este processo.

Este objectivo é alcançado através de um processo com as características da íeivindicação 1 ou 2 e uma peça em bmto com as características da reivindicação 8. 4 4

De acordo com a invenção, a estiutura a ser reproduzida na peça em bruto é aplicada através de explosão na superfície da peça em bruto pelo que é colocada uma camada de estrutura, que apresenta a superfície estruturada, entre uma camada de explosivo e a superfície da peça em bruto, sendo que através da inflamação da camada de explosivo a estrutura é disseminada na superfície da peça em bruto ou é colocada uma camada de explosivo para estruturar uma superfície, sobre a superfície de peça em bruto, sendo a estrutura transferida, através da ignição da camada de explosivo para a peça em bruto, e fixada- Através da transformação por detonação de matérias explosivas desenvolve-se, com a subida íngreme da pressão uma elevada pressão de detonação pelo que a estrutura é fixada na peça em bruto. Este novo processo pode ser executado sem as substâncias químicas poluentes que são necessárias no processo de acordo com o estado da técnica. São desnecessários passos de processo galvânicos e de recorte químico. É executável muito mais rapidamente e oferece por isso tempos de produção mais curtos para as ferramentas produzidas com o processo de acordo com a invenção. Através da ignição da camada de explosivo por cima da superfície da peça em bruto, obtém-se além disso uma vedação do material da peça em bruto e assim uma duração maior da ferramenta. O processo é independente da homogeneidade da estrutura e da dureza do material da ferramenta. O processo de acordo com a invenção é aplicável em especial vantajosamente para materiais que dificilmente se deixam recortar quimicamente da peça em bruto a ser trabalhada.

As estruturas, como por exemplo um grão de couro, podem ser reproduzidas consideravelmente iguais ao original, na superfície da peça em bruto. Uma vantagem essencial adicional é que as denominadas superfícies de moldagem sem matriz, deste modo superfícies que não se podem descrever geometricamente e que assim tratáveis mecanicamente somente com grandes despesas, podem ser estruturadas de modo igualmente simples como as superfícies geométricas.

Com o processo de acordo com a invenção, evitam-se estruturas de arestas vivas através da escolha do material a ser aplicado e quantidade aplicada de explosivo. Não é necessário na maioria dos casos o processamento posterior da estrutura explodida.

Quando entre a camada de explosivo e a superfície da peça em bruto é colocada pelo menos uma camada de estrutura, que apresenta a superfície estruturada, obtém-se na superfície da peça em bruto uma imagem negativa da estrutura. Este processo é por isso vantajoso para estruturar ferramentas de moldagem, que transferem novamente a estrutura para cima da peça moldada, a qual apresenta depois a imagem positiva da estrutura. A camada estruturada pode ser qualquer camada de um material cuja estrutura pode ser fixada na peça em bruto. Como camada de estrutura poderiam considerar-se por exemplo couro, couro artificial, matéria natural, tal como por exemplo uma folha seca ou uma outra folha de uma planta, um tecido ou outro pano decorativo. Nesta realização, o processo é extremamente simples de ser executado pois tem simplesmente que ser colocada sobre peça em bruto a camada estruturada e a camada de explosivo, sendo o explosivo inflamado.

De preferência, a camada de estrutura deve ser o mais fina possível, para que seja necessária somente uma fina camada de explosivo com o consumo de explosivo correspondentemente pequeno para explodir a estrutura da superfície da peça em bruto, em que a quantidade de explosivo por superfície é naturalmente dependente do material da peça em bruto a ser trabalhada. Provou-se também que quanto mais fina for a camada estruturada, mais rica em contraste é a estrutura fixada sobre a peça em bruto.

Quando o explosivo apresenta uma elevada velocidade de detonação, a estrutura a ser disseminada é fixada em todos os pontos quase simultaneamente na superfície da peça em bruto de modo que a pressão de detonação durante a explosão a qualquer momento é essencialmente igual por toda a superfície, não sendo deste modo a estrutura disseminada deformada na superfície da peça em bruto. Deste modo, é obtida uma reprodução clara da estrutura e garantida uma elevada segurança do processo.

Para influenciar de modo objectivo a pressão da detonação, numa forma de forma de realização da invenção, pode ser prevista entre a superfície da peça em bruto e a camada estruturada e/ou a camada estruturada e a camada do explosivo, pelo menos uma camada intermédia. Através, por exemplo, da colocação de uma camada intermédia essencialmente plana, a pressão da detonação é amortecida, sendo evitado deste modo arestas vivas na estrutura fixada. Isto pode provocar por um lado um efeito óptico desejado, não sendo por outro lado mais necessário um processamento posterior da estrutura disseminada. A camada ou camadas intermédias podem ser formadas por ar. Depois a camada de estrutura e a superfície da peça em bruto e/ou a camada de explosivo são mantidas afastadas somente através de suportes distanciàdores. Como materiais adicionais para as camadas intermédias poderão ser considerados por exemplo água, papel ou também uma chapa. Quando uma camada intermédia é constituída por exemplo por NaCl, os restos de camadas intermédias disseminadas para a peça em bruto deixam-se retirar de modo simples por meio de água.

Quando as camadas intermédias apresentam igualmente estruturas, podem ser disseminadas duas ou várias estruturas, que se sobrepõem, na superfície da peça em bruto. Deste modo podem ser alcançados efeitos ópticos especiais ou serem colocados desenhos de vários escalões num passo, deste modo com somente uma explosão, na peça em bruto.

Numa forma de realização alternativa do processo de acordo com a invenção, a estrutura a ser produzida na superfície de uma peça em bruto é colocada como reprodução negativa sobre uma superfície da camada de explosivo, sendo a camada de explosivo colocada pela sua superfície estruturada sobre a superfície da peça em bruto e depois inflamada. Não é necessário neste caso uma camada de estrutura separada. Esta alternativa é vantajosa para a produção de, por exemplo, eléctrodos de erosão para a produção de ferramentas de moldagem com a mesma estrutura. O eléctrodo de erosão suporta então a imagem positiva de modo que na ferramenta de moldagem é moldada, por meio do eléctrodo de erosão, uma imagem negativa, suportando a peça que se obtém com esta ferramenta de moldagem por fim uma reprodução positiva da estrutura. 3 3

De preferência a estrutura é transportada neste caso para a superfície do explosivo, em que o explosivo em pasta, liquido ou derretido é aplicado sobre a estrutura a ser formada, por exemplo uma camada de couro, sendo o explosivo endurecido transformando-se numa camada de explosivo através de secagem ou arrefecimento e retirado da estrutura. Com este processo pode ser executada de modo simples uma reprodução repetida da mesma estrutura sobre várias camadas de explosivo.

Uma peça em bruto de acordo com a invenção, tal como uma ferramenta de moldagem para o tratamento de material sintético, eléctrodo de erosão para a produção de ferramenta de moldagem ou semelhante, com uma superfície estruturada, na qual a estrutura da superfície se encontra disseminada por meio de uma camada de explosivo na superfície da peça em bruto, é muito económica e de rápida produção. Além disso a estrutura desejada encontra-se reproduzida de acordo com o original.

Para a produção de, por exemplo, ferramentas de moldagem, é vantajoso quando para a peça em biuto, deste modo a ferramenta de moldagem, a estrutura se encontra disseminada como imagem negativa na superfície da peça em bruto, sendo vantajoso para a produção de eléctrodos de erosão se na peça em bruto a estrutura é aplicada disseminada como imagem positiva na superfície da peça em bruto.

De seguida a invenção será descrita em pormenor com exemplos de realização, tomando como referência os desenhos anexos. As figuras representam:

Figura 1 peça em bruto a ser trabalhada com camada estruturada e camada do explosivo colocadas;

Figura 2 peça em bruto a ser trabalhada com camada de explosivo para estruturar a superfície, colocada; O processo de acordo com a invenção foi executado tal como se segue:

Sobre uma superfície 11 a ser trabalhada de uma peça em bruto 10, que num primeiro exemplo de realização era de aço, foi colocada uma camada de superfície estruturada 12, neste caso uma forte camada de couro natural 12 com 0,5 mm de espessura. A superfície estruturada do couro encontra-se assinalada com a referência 14 e representada de modo esquemático na figura 1 e sem estar de acordo com a escala. Sobre esta camada de superfície estruturada 12 foi colocada uma folha de explosivo 16 com uma espessura de 0,8 mm a 1,2 mm. Uma folha de explosivo deste género pode-se obter no comércio sob a marca "Resaflex" da empresa Hera Sichereitsservice GmbH ou ser produzível do explosivo fusível o qual e conhecido no geral sob a designação "Composiliun B" e no qual se trata de uma mistura RDX TNT. Depois a folha de explosivo 16 foi inflamada pelo que o couro 12 ficou sujeito a uma tal aceleração em direcção à peça em bruto 10, que o couro 12 se fixou com a sua estrutura 14 na superfície 11 da peça em bruto. A estrutura fixada encontra-se assinalada com uma linha a ponteado 18.

Os parâmetros do processo, do processo de acordo com a invenção, - são no essencial a espessura da folha de explosivo 16, deste modo a quantidade de explosivo por superfície, a espessura da camada de superfície estruturada 12 e o parâmetro da potência do explosivo - tem que ser ajustados um ao outro e sobre o material da peça em bruto e sobre o material da camada de superfície estruturada, através de tentativas apropriadas.

Numa segunda forma de realização foi aplicado como camada, um explosivo líquido, derretido ou em pasta, sobre uma estrutura a ser transmitida, por exemplo couro. O explosivo um pouco endurecido após algum tempo e a camada de superfície estruturada são depois separados um do outro através da sua retirada, de modo que a camada de explosivo apresenta sobre a sua superfície uma imagem negativa da estrutura.

Tal como se encontra representado na figura 2. a camada de explosivo 20 assim obtida é colocada pela sua superfície 22 estruturada sobre a peça em bruto 24 a ser trabalhada. De acordo com a estrutura 22, tem lugar uma ocupação diferenciada da massa da camada de explosivo 20 e uma distância que varia, da camada de explosivo 20 para a superfície da peça em bruto 26. Deste modo, forma-se sobre a superfície da peça em bruto 26, em caso de detonação da camada do explosivo 20, uma pressão com força diferente de acordo com a evolução da estrutura 22, de modo que a estrutura 22 é fixada na peça em bruto 24 sendo obtida sobre a superfície 26 da peça em bruto uma imagem positiva (linha a ponteado 28) da estrutura.

Também se pode pensar em fixar antes de tudo a estrutura original por exemplo sobre uma folha de alumínio, e passar a estrutura da folha de alumínio para a camada dc explosivo. Depois a camada de explosivo suporta uma imagem positiva 11 e ao explodir a camada de explosivo colocada sobre a superfície da peça em bruto, a peça em bruto acolhe uma imagem negativa da estrutura.

Lisboa, 20 de Novembro de 2001 # O Agefite Oficial da Propriedade industriGi

Claims

REIVINDICAÇÕES Processo para estruturar a superfície de peças em bruto, em especial ferramentas de moldagem para o tratamento de material sintético, eléctrodos de erosão para a produção de ferramentas de moldagem ou ferramentas semelhantes, processo esse no qual uma superfície estruturada é produzida na superfície não estruturada de uma peça em bruto, sendo a estrutura reproduzida na estrutura da superfície da peça em bruto, caracterizado por uma camada de superfície estruturada (12), apresentando a superfície estruturada (14), ser colocada entre uma camada de explosivo (16) e a superfície da peça eiir bruto (11), sendo através de inflamação da camada de explosivo (16) a estrutura (14) fixada na superfície da peça em bruto (11). Processo para estruturar a superfície de peças em bruto, em especial ferramentas de moldagem para o tratamento de material sintético, eléctrodos de erosão para a produção de ferramentas de moldagem ou ferramentas semelhantes, processo esse no qual uma superfície estruturada é colocada sobre uma superfície não estruturada de uma peça em bruto, sendo reproduzida na estrutura na superfície da peça em bruto, caracterizado por uma camada de explosivo (20) com a superfície estruturada ser colocada sobre uma superfície (26) da peça em bruto, sendo a estrutura (22) fixada através de inflamação da camada de explosivo (20) na superfície da peça em bruto, sem deformação maciça. 2
3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a camada de superfície estruturada (12) ser o mais fina possível.
4. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o explosivo apresentar uma elevada velocidade de detonação.
5. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, caracterizado por entre a superfície da peça em bruto e a camada estruturada e/ou a camada estruturada e a camada de explosivo se encontrar prevista pelo menos uma camada intermédia.
6. Processo de acordo com quaisquer das reivindicações 2 a 5, caracterizado por uma estrutura a ser produzida na superfície (26) da peça em bruto ser colocada como imagem negativa sobre uma superfície (22) da camada de explosivo (20) e a camada de explosivo (20) ser colocada pela sua superfícies estruturada (22) sobre a superfície (26) da peça em bruto e depois inflamada.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por sobre a estrutura ser aplicado o explosivo em pasta, líquido ou derretido, sendo depois o explosivo endurecido, transformando-se numa camada de explosivo (20) e retirado da estrutura e colocado sobre a superfície (26) da peça bruto. 3
8. Peça em bruto para o tratamento de material sintético, tal como ferramentas moldadas por injecção, ferramentas moldadas por sopro, ferramentas moldadas por compressão, ferramentas moldadas por espuma ou ferramentas de fundição sob pressão ou eléctrodos de erosão para a produção de ferramentas de moldagem ou semelhantes, apresentando uma superfície estruturada, caracterizada por a estrutura se encontrar disseminada na superfície da peça em bruto por meio de uma camada de explosivo.
9. Peça em bruto de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por a estrutura se encontrar disseminada como imagem negativa na superfície da peça em bruto.
10. Peça em bruto de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por a estrutura se encontrar disseminada como imagem positiva na superfície da peça em bruto. Lisboa, 20 de Novembro de 2001

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