WO2021074065A1 - Presswerkzeug und verfahren zum herstellen eines presswerkzeugs - Google Patents

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WO2021074065A1
WO2021074065A1 PCT/EP2020/078579 EP2020078579W WO2021074065A1 WO 2021074065 A1 WO2021074065 A1 WO 2021074065A1 EP 2020078579 W EP2020078579 W EP 2020078579W WO 2021074065 A1 WO2021074065 A1 WO 2021074065A1
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mineral particles
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Thorsten Hagedorn
Berthold Thölen
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Hueck Rheinische Gmbh
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    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/06—Platens or press rams
    • B30B15/062—Press plates
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    • B44B—MACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
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    • B44B5/02—Dies; Accessories
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    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/04—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing using rollers or endless belts

Definitions

  • the invention relates to a pressing tool and a method for producing a pressing tool.
  • the pressing tool comprises a structured pressing surface.
  • Pressing tools e.g. in the form of press plates, endless belts or embossing rollers, are used in the woodworking industry, for example, to produce furniture, laminates or panels, i.e. general workpieces.
  • the workpieces are pressed with the pressing surface of the pressing tool, so that the workpieces have surfaces corresponding to the pressing surface.
  • WO 2009/062488 A2 discloses a press plate with a structured press surface.
  • the structured press surface includes a structure that has a mountain-like surface with valleys and heights.
  • a workpiece in the form of a material plate with a structured surface can be produced by means of the pressing surface.
  • the structured pressing surface comprises a full-surface chrome layer that rests against the material plate during pressing.
  • the structured press surface is produced by deep etching.
  • WO 2015/036070 A1 discloses a pressing tool with a structured pressing surface.
  • the structured press surface is produced by superimposed metal layers.
  • a mask is applied at least once in order to cover partial areas and at least once a metal layer is applied to the uncovered areas in order to build up the structured press surface consisting of elevations and depressions. These two process steps are repeated until a desired structure depth of the structured press surface is reached.
  • the structured pressing surface can then be provided with a hard chrome layer.
  • WO 03/016034 A1 discloses a further press plate with a structured press surface. In order to reduce wear on the press plate, the structured press surface is provided with a coating made of carbon with diamond-like layers and a surface hardness of over 1800 HV according to Vickers.
  • WO 2008/120058 A1 discloses a pressing tool, the pressing surface of which is formed by a layer consisting of a metal matrix with mineral or ceramic particles embedded therein.
  • the object of the invention is to specify an improved pressing tool with a structured pressing surface.
  • a pressing tool for producing a workpiece having a pressing surface which has a structure of elevations and depressions, a full-surface metal layer, and a partial metal layer arranged on the full-surface metal layer, the partial metal layer and the partial metal layer Free areas of the full metal layer form the pressing surface, mineral particles are embedded in the partial metal layer, and the partial metal layer is arranged in predetermined areas on the full metal layer.
  • the full-surface metal layer and the partial metal layer are produced in particular using a galvanic or chemical process.
  • the predetermined areas of the partial metal layer are preferably assigned to the elevations or predetermined elevations of the pressing surface.
  • Another aspect of the invention relates to a method for producing the press tool according to the invention, having the following method steps:
  • the pressing surface can be cleaned in order to remove residues of the mask.
  • the press tool according to the invention is, for example, an endless belt, an embossing roller or preferably a press plate and comprises the press surface.
  • the workpiece is, for example, a material plate.
  • a material plate This includes, for example, a carrier, e.g. an MDF board or a chipboard, which e.g. is pressed with a resin or plastic coated or impregnated carrier, e.g. in the form of paper, using the pressing tool.
  • the material plate can also be a so-called luxurious vinyl tile (LVT).
  • the pressing surface is formed by the full metal layer and the partial metal layer, which is arranged in the predetermined areas on the full metal layer.
  • the predetermined areas are in particular assigned to the elevations or specific elevations of the pressing surface, i.e. the partial metal layer is thus preferably only located essentially on the elevations and not in the depressions of the pressing surface.
  • the pressing surface is in contact with the workpiece and is therefore subject to wear.
  • This wear is particularly pronounced in the areas of the elevations, at least preferably in the area of certain elevations, which is why, according to the invention, the mineral particles are embedded in the partial metal layer.
  • This increases the Wear resistance of the partial metal layer and thus the wear resistance of the pressing surface at least in the predetermined areas and thus preferably at least in the areas associated with the elevations or certain elevations of the pressing surface.
  • the mineral particles of the partial metal layer in particular have a Mohs hardness of at least 8.
  • the mineral particles have a size in the nanometer or micrometer range.
  • the mineral particles can be embedded relatively homogeneously in the metal layer, as a result of which the partial metal layer has a relatively homogeneous wear resistance over its entire surface.
  • the size of the individual mineral particles can be different or essentially the same.
  • the mineral particles preferably have a volume fraction of at least 50% based on the volume of the partial metal layer with mineral particles embedded therein.
  • the desired degree of hardness or the wear resistance of the partial metal layer can be set on the basis of the size, the volume fraction and the type of minerals in the mineral particles.
  • the mineral particles are in particular diamond particles.
  • the diamond particles are in particular industrial diamond particles, ie the diamond or, in general, the mineral particles can be produced artificially.
  • the minerals silicon carbide, boron nitride, boron carbide, aluminum oxide and titanium oxide in particular can also be used as mineral particles.
  • the mineral particles are designed, for example, as mineral powder, in particular as diamond powder and preferably as industrial diamond powder.
  • the pressing tool can in particular be produced as a function of the structure of the image data assigned to the structured pressing surface.
  • the mask is preferably applied as a function of these image data which are assigned to the structure of the structured press surface.
  • the pressing surface is assigned to a natural material such as wood or stone.
  • a natural material such as wood or stone.
  • an original for example a piece of wood or a stone, is scanned in order to obtain image data.
  • image data include, in particular, information about the structure that the press surface should have.
  • the image data obtained as a result of the scanning can be edited manually, for example, in order to obtain the image data assigned to the structure of the press surface.
  • the full-area and partial metal layers are preferably produced using a galvanic or chemical process. If the partial metal layer is produced by electroplating with the addition of the mineral particles, this is in particular a partial metallic dispersion layer in which the mineral particles are embedded.
  • the partial metal layer is preferably a chromium-free metal layer.
  • the chromium-free partial metal layer is in particular a partial nickel layer.
  • the full-surface metal layer is also preferably chromium-free and in particular a full-surface nickel layer.
  • the full-area metal layer can be treated before the further metal layer or partial metal layer is applied.
  • This treatment can be a mechanical treatment and / or a galvanic and / or a chemical treatment of the encompass full-surface metal layer and / or the treatment of the full-surface metal layer can take place with a laser.
  • the treatment of the full-surface metal layer can also be a thermal treatment, for example tempering of the full-surface metal layer, in order to harden it, for example. If the full-surface metal layer is a full-surface nickel layer, this can have a hardness of approx. 1100 Vickers or more as a result of the thermal treatment.
  • the partial metal layer can also be treated.
  • This treatment can include a mechanical treatment and / or a galvanic and / or a chemical treatment of the partial metal layer and / or the treatment of the partial metal layer can take place with a laser.
  • the treatment of the partial metal layer can also be a thermal treatment, for example an annealing of the partial metal layer, in order to additionally harden it, for example.
  • the full-surface metal layer and the partial metal layer each have a degree of gloss.
  • the degrees of gloss of the full-surface metal layer and the partial metal layer preferably differ from one another, so that the surface of the workpiece produced with the pressing tool also has areas of different degrees of gloss.
  • the further mineral particles are in particular further diamond particles.
  • the further diamond particles are, in particular, further industrial diamond particles, i.e. the diamond or, in general, the mineral particles can be produced artificially
  • the mineral particles and the further mineral particles can have the same size, the same volume fraction based on the volume of their metal layer and / or the same type of minerals.
  • the material of the partial metal layer and the all-over metal layer can be the same or different.
  • this comprises a basic structure made up of a plurality of base metal layers lying one above the other, on which the full-surface metal layer is arranged. Mineral particles can also be embedded in the superimposed base metal layers of the base structure. This increases the wear resistance of the entire press tool.
  • the base metal layers are preferably chromium-free, in particular base nickel layers.
  • the mineral particles of the base metal layers can have the same size, the same volume fraction based on the volume of the base metal layers and / or the same type of minerals as the mineral particles of the metal layer.
  • the material of the base metal layers can be the same as or different from that of the metal layer.
  • This variant of the press tool according to the invention preferably comprises at least one application of a further mask on a base metal layer in order to cover areas, at least one application of a further base metal layer on the areas not covered by the further mask, and repeating these steps until the base structure is produced originated. Then the full-surface metal face is arranged on the basic structure, if necessary with the addition of the further mineral particles.
  • This type of production of the basic structure can take place without etching, as a result of which a relatively environmentally friendly production is made possible.
  • the basic structure can be treated before the full-surface metal layer is arranged in order, for example, to modify the structure of the basic structure.
  • This treatment can include a mechanical treatment and / or a galvanic and / or chemical treatment of the basic structure and / or the treatment of the basic structure can take place with a laser.
  • the treatment of the basic structure can also be a thermal treatment, for example tempering, in order to harden it, for example.
  • each of the base metal layers is thermally treated, for example tempered, before the subsequent base metal layer is applied. This can increase the hardness of the entire basic structure.
  • the application of the further mask and the base metal layers takes place in particular as a function of the image data assigned to the structure of the structured press surface.
  • the pressing surface can e.g. be changed by mechanical or chemical post-treatment or adapted to specific requirements.
  • FIG. 2 shows a detail of a side view of the press plate in a sectional illustration
  • FIG. 1 shows, in a perspective illustration, a press plate 1 with a press surface 2 as an example of a press tool.
  • FIG. 2 shows a sectioned illustration of a detail of a side view of the press plate 1.
  • the pressing surface 2 comprises a structure of depressions 3 and elevations 4 and is assigned to a wood grain, for example.
  • a workpiece for example a material plate, for example a laminate
  • a workpiece can be produced by pressing. After pressing, it shows Workpiece on the structure of the press surface 2 correspondingly structured surface.
  • the press plate 1 comprises a basic structure 10, a full-area metal layer arranged on the basic structure 10
  • the partial metal layer 12 and the regions of the full-surface metal layer 11 free of the partial metal layer 12 form the pressing surface 2.
  • the partial metal layer 12 is arranged in predetermined areas 13 on the full-surface metal layer 11, which are assigned to the elevations 4 or specific elevations 4, ie the partial metal layer 12 is therefore essentially only on elevations 4 and not in the depressions 3 of the pressing surface 2.
  • Mineral particles 14 are embedded in the partial metal layer 12.
  • the mineral particles 14 in particular have a Mohs hardness of at least 8 and a size in the nanometer or micrometer range.
  • the volume fraction of the mineral particles 14 is preferably at least 50% based on the volume of the partial metal layer
  • the mineral particles 14 are diamond particles and the partial metal layer 12 is chromium-free.
  • the partial metal layer 12 is a partial nickel layer.
  • the partial metal layer 12 was produced by a chemical or galvanic process by partially applying a mask 30 shown in FIG Elevations 4 are assigned, remain free from the mask 30. Subsequently, a further metal layer was applied to the predetermined areas 13 of the full-area metal layer 11 with the addition of the mineral particles 14 by means of the galvanic or chemical process in order to reduce the effects on the full-area metal layer 11 arranged partial metal layer 12 with the mineral particles 14 embedded therein.
  • the pressing surface 2 can be cleaned in order to remove residues of the mask 30.
  • the pressing surface 2 is assigned to a wooden surface.
  • an original for example a wooden surface
  • image data include, in particular, information about the structure that the pressing surface 2 is to have.
  • the image data obtained as a result of the scanning can be edited manually, for example, in order to obtain image data assigned to the structure of the press surface 2.
  • the application of the mask 30 and the further metal layer to the predetermined areas 13 free of the mask 30 takes place in the case of the present exemplary embodiment as a function of the image data assigned to the structure of the press surface 2.
  • further mineral particles 15 are embedded in the full-area metal layer 11.
  • the further mineral particles 15 are preferably diamond particles.
  • the full-area metal layer 11 is in particular a full-area nickel layer.
  • the full-area metal layer 11 can be treated before the further metal layer or partial metal layer 12 is applied.
  • This treatment can include a mechanical treatment and / or a galvanic and / or chemical treatment of the full-area metal layer 11 and / or the treatment of the full-area metal layer 11 can take place with a laser.
  • the treatment of the full-area metal layer 11 can also be a thermal treatment, for example tempering of the full-area metal layer 11.
  • the partial metal layer 12 can also be treated.
  • This treatment can include a mechanical treatment and / or a galvanic and / or chemical treatment of the partial metal layer 12 and / or the treatment of the partial metal layer 12 can take place with a laser.
  • the treatment of the partial metal layer 12 can also be a thermal treatment, for example an annealing of the partial metal layer 12.
  • the full-surface metal layer 11 and the partial metal layer 12 each have a degree of gloss.
  • the degrees of gloss of the full-surface metal layer 11 and of the partial metal layer 12 differ from one another, so that the surface of the workpiece produced with the press plate 1 also has areas of different degrees of gloss.
  • the press plate 1 comprises a basic structure 10 made up of a plurality of base metal layers 16 lying one above the other, on which the metal layer 11 over the entire surface is arranged.
  • mineral particles 17 are likewise embedded in the base metal layers 16 lying one above the other.
  • the basic structure 10 was produced using a galvanic or chemical process by applying at least once a further mask to a base metal layer 16 in order to cover areas by adding a further base metal layer 16 with the addition of the mineral particles 17 to the base metal layer 16 at least once Further mask areas not covered was applied, and these steps were repeated until the basic structure 10 is formed. Subsequently, the full-surface metal layer 11 was applied to the basic structure 10 with the addition of the further mineral particles 15 by means of a chemical or galvanic process.
  • the basic structure 10 can be treated before the full-area metal layer 11 is arranged, in order, for example, to modify the structure of the basic structure 10.
  • This treatment can include a mechanical treatment and / or a galvanic and / or a chemical treatment of the basic structure 10 and / or the treatment of the Basic structure 10 can be done with a laser.
  • the treatment of the basic structure 10 can also be a thermal treatment, for example tempering.
  • Each of the base metal layers 16 can be thermally treated, for example annealed.
  • the application of the further mask and the base metal layers 16 takes place in the case of the present exemplary embodiment as a function of the image data assigned to the structure of the press surface 2.
  • the press plate 1 comprises a base carrier, in particular a base carrier plate 18, for example made of metal, in particular made of steel, on which the base structure 10 is arranged.

Abstract

Die Erfindung betrifft Presswerkzeug (1) zum Herstellen eines Werkstücks. Das Presswerkzeug (1) umfasst eine Pressoberfläche (2), die eine Struktur aus Erhebungen (4) und Vertiefungen (3) aufweist, eine vollflächige Metallschicht (11), und eine auf der vollflächigen Metallschicht (11) angeordnete partielle Metallschicht (12). Die partielle Metallschicht (12) und von der partiellen Metallschicht (12) freien Bereiche der vollflächigen Metallschicht (11) bilden die Pressoberfläche (2). In der partielle Metallschicht (12) sind Mineralpartikel (14) eingebettet und die partielle Metallschicht (12) ist in vorbestimmten Bereichen (13), die insbesondere den Erhebungen (4) oder vorbestimmten Erhebungen (4) der Pressoberfläche (2) zugeordnet sind, auf der vollflächigen Metallschicht (11) angeordnet.

Description

Presswerkzeug und Verfahren zum Herstellen eines Presswerkzeugs
Die Erfindung betrifft ein Presswerkzeug und ein Verfahren zum Herstellen eines Presswerkzeugs. Das Presswerkzeug umfasst eine strukturierte Pressoberfläche.
Presswerkzeuge z.B. in Form von Pressblechen, Endlosbändern oder Prägewalzen werden z.B. in der holzverarbeitenden Industrie eingesetzt, um z.B. Möbel, Laminate oder Paneele, also allgemein Werkstücke herzustellen. Die Werkstücke werden mit der Pressoberfläche des Presswerkzeugs verpresst, sodass die Werkstücke Oberflächen entsprechend der Pressoberfläche erhalten.
Die WO 2009/062488 A2 offenbart ein Pressblech mit einer strukturierten Pressoberfläche. Die strukturierte Pressoberfläche umfasst eine Struktur, die eine gebirgsähnliche Oberfläche mit Tälern und Höhen aufweist. Mittels der Pressoberfläche kann ein als Werkstoffplatte ausgebildetes Werkstück mit einer strukturierten Oberfläche hergestellt werden. Die strukturierte Pressoberfläche umfasst eine vollflächig ausgeführte Chromschicht, welche beim Verpressen an der Werkstoffplatte anliegt. Die strukturierte Pressoberfläche wird durch Tiefätzung hergestellt.
Die WO 2015/036070 A1 offenbart ein Presswerkzeug mit einer strukturierten Pressoberfläche. Anstelle mittels Tiefätzung wird die strukturierte Pressoberfläche durch übereinanderliegende Metallschichten hergestellt. Hierzu erfolgt wenigstens ein einmaliges Aufträgen einer Maske, um partielle Bereiche abzudecken und zumindest ein einmaliges Aufträgen einer Metallschicht auf die nicht abgedeckten Bereiche zum Aufbau der aus Erhebungen und Vertiefungen bestehenden strukturierten Pressoberfläche. Diese beiden Verfahrensschritte werden so oft wiederholt, bis eine gewünschte Strukturtiefe der strukturierten Pressoberfläche erreicht ist. Die strukturierte Pressoberfläche kann abschließend mit einer Hartchromschicht versehen werden. Die WO 03/016034 A1 offenbart ein weiteres Pressblech mit einer strukturierten Pressoberfläche. Um den Verschleiß des Pressblechs zu reduzieren, ist die strukturierte Pressoberfläche mit einer Beschichtung versehen, die aus Kohlenstoff mit diamantähnlichen Schichten besteht und eine Oberflächenhärte über 1800 HV nach Vickers aufweist.
Die WO 2008/120058 A1 offenbart ein Presswerkzeug, dessen Pressoberfläche durch eine Schicht gebildet ist, die aus einer Metallmatrix mit darin eingebetteten Mineral oder Keramikpartikeln besteht.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Presswerkzeug mit einer strukturierten Pressoberfläche anzugeben.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Presswerkzeug zum Herstellen eines Werkstücks, aufweisend eine Pressoberfläche, die eine Struktur aus Erhebungen und Vertiefungen aufweist, eine vollflächige Metallschicht, und eine auf der vollflächigen Metallschicht angeordnete partielle Metallschicht, wobei die partielle Metallschicht und von der partiellen Metallschicht freien Bereiche der vollflächigen Metallschicht die Pressoberfläche bilden, in der partiellen Metallschicht Mineralpartikel eingebettet sind, und die partielle Metallschicht in vorbestimmten Bereichen auf der vollflächigen Metallschicht angeordnet ist. Die vollflächige Metallschicht und die partielle Metallschicht werden insbesondere mit einem galvanischen oder chemischen Verfahren hergestellt. Die vorbestimmten Bereiche der partiellen Metallschicht sind vorzugsweise den Erhebungen oder vorbestimmten Erhebungen der Pressoberfläche zugeordnet.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
- Aufträgen einer Maske auf die vollflächige Metallschicht, sodass vorbestimmte Bereiche der Metallschicht, die insbesondere den Erhebungen oder vorbestimmten Erhebungen der Pressoberfläche zugeordnet sind, von der Maske frei bleiben, und - Aufträgen einer weiteren Metallschicht auf die vorbestimmten Bereiche der vollflächigen Metallschicht unter Zugabe der Mineralpartikel insbesondere mittels eines galvanischen oder chemischen Verfahrens, um die auf der vollflächigen Metallschicht angeordnete partielle Metallschicht mit den darin eingebetteten Mineralpartikeln zu erhalten.
Gegebenenfalls kann die Pressoberfläche gereinigt werden, um Rückstände der Maske zu entfernen.
Das erfindungsgemäße Presswerkzeug ist z.B. ein Endlosband, eine Prägewalze oder vorzugsweise ein Pressblech und umfasst die Pressoberfläche. Diese umfasst die Struktur aus den Erhebungen und Vertiefungen, ist also eine strukturierte Pressoberfläche. Dadurch erhält das Werkstück eine strukturierte Oberfläche entsprechend der Struktur der Pressoberfläche.
Das Werkstück ist z.B. eine Werkstoffplatte. Diese umfasst z.B. einen Träger, z.B. eine MDF-Platte oder eine Spanplatte, die z.B. mit einem Harz oder Kunststoff beschichteten bzw. getränkten Träger z.B. in Form von Papier mittels des Presswerkzeugs verpresst wird. Die Werkstoffplatte kann auch eine sogenannte Luxuriöse Vinylfliese (LVT) sein.
Die Pressoberfläche wird durch die vollflächige Metallschicht und die partielle Metallschicht gebildet, welche in den vorbestimmten Bereichen auf der vollflächigen Metallschicht angeordnet ist. Die vorbestimmten Bereiche sind insbesondere den Erhebungen oder bestimmten Erhebungen der Pressoberfläche zugeordnet, d.h. die partielle Metallschicht befindet sich somit vorzugsweise im Wesentlichen nur auf den Erhebungen und nicht in den Vertiefungen der Pressoberfläche.
Während der Herstellung des Werkstücks steht die Pressoberfläche mit dem Werkstück in Kontakt und ist daher einem Verschleiß ausgesetzt. Dieser Verschleiß ist insbesondere in den Bereichen der Erhöhungen, zumindest vorzugsweise in Bereich bestimmter Erhöhungen besonders ausgeprägt, weshalb erfindungsgemäß in die partielle Metallschicht die Mineralpartikel eingebettet sind. Dadurch erhöht sich die Verschleißfestigkeit der partiellen Metallschicht und somit die Verschleißfestigkeit der Pressoberfläche zumindest in den vorbestimmten Bereichen und somit vorzugsweise zumindest in den Erhöhungen bzw. bestimmten Erhöhungen der Pressoberfläche zugeordneten Bereichen.
Minerale sind insbesondere in der Erdkruste vorkommende, meist anorganische, homogene, meist kristallisierte Substanzen. Die Mehrzahl der heute bekannten und von der International Mineralogical Association als eigenständig anerkannten Minerale sind anorganisch.
Die Mineralpartikel der partiellen Metallschicht weisen insbesondere eine Mohshärte von wenigstens 8 auf.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs weisen die Mineralpartikel eine Größe im Nanometer oder Mikrometerbereich auf. Dadurch können die Mineralpartikel relativ homogen in der Metallschicht eingebettet werden, wodurch die partielle Metallschicht eine relativ homogene Verschleißfestigkeit über ihre gesamte Oberfläche erhält. Die Größe der einzelnen Mineralpartikeln kann unterschiedlich oder im Wesentlichen gleich sein.
Die Mineralpartikel weisen vorzugsweise einen Volumenanteil von wenigstens 50% bezogen auf das Volumen der partiellen Metallschicht mit darin eingebetteten Mineralpartikeln auf. Aufgrund der Größe, des Volumenanteils und der Art der Minerale der Mineralpartikel kann der gewünschte Härtegrad bzw. die Verschleißfestigkeit der partiellen Metallschicht eingestellt werden.
Die Mineralpartikel sind insbesondere Diamantpartikel. Die Diamantpartikel sind insbesondere Industriediamantpartikel, d.h. die Diamant- bzw. allgemein die Mineralpartikel können künstlich hergestellt werden. Jedoch sind insbesondere die Minerale Siliziumcarbid, Bornnitrid, Borcarbid, Aluminiumoxid und Titanoxid als Mineralpartikel auch verwendbar. Die Mineralpartikel sind z.B. als Mineralpulver, insbesondere als Diamantpulver und vorzugsweise als Industriediamantpulver ausgebildet.
Das Presswerkzeug kann insbesondere in Abhängigkeit von der Struktur der strukturierten Pressoberfläche zugeordneten Bilddaten hergestellt werden. Vorzugsweise wird die Maske in Abhängigkeit von diesen Bilddaten, die der Struktur der strukturierten Pressoberfläche zugeordnet sind, aufgetragen.
Die Pressoberfläche ist insbesondere einem natürlichen Werkstoff, wie z.B. Holz oder Stein zugeordnet. Um die Struktur der Pressoberfläche zu erhalten, kann es vorgesehen sein, dass eine Vorlage, z.B. ein Stück Holz oder ein Stein gescannt wird, um Bilddaten zu erhalten. Diese Bilddaten umfassen insbesondere eine Information über die Struktur, die die Pressoberfläche aufweisen soll.
Die aufgrund des Scannens erhaltenen Bilddaten können z.B. manuell überarbeitet werden, um die der Struktur der Pressoberfläche zugeordneten Bilddaten zu erhalten.
Die vollflächige und die partielle Metallschichten werden vorzugsweise mit einem galvanischen oder chemischen Verfahren hergestellt. Wird die partielle Metallschicht unter Zugabe der Mineralpartikel durch galvanisches Abscheiden erzeugt, so ist diese insbesondere eine partielle metallische Dispersionsschicht, in der die Mineralpartikel eingebettet sind.
Um die partielle Metallschicht mit darin eingebetteten Mineralpartikeln relativ umweltfreundlich herzustellen, ist vorzugsweise die partielle Metallschicht eine chromfreie Metallschicht. Die chromfreie partielle Metallschicht ist insbesondere eine partielle Nickelschicht.
Die vollflächige Metallschicht ist ebenfalls vorzugsweise chromfrei und insbesondere eine vollflächige Nickelschicht.
Die vollflächige Metallschicht kann vor dem Aufträgen der weiteren Metallschicht bzw. partiellen Metallschicht behandelt werden. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln und/oder ein galvanisches und/oder ein chemisches Behandeln der vollflächigen Metallschicht umfassen und/oder das Behandeln der vollflächigen Metallschicht kann mit einem Laser erfolgen. Das Behandeln der vollflächigen Metallschicht kann auch eine thermische Behandlung, z.B. ein Tempern der vollflächigen Metallschicht sein, um diese z.B. zu härten. Handelt es sich bei der vollflächigen Metallschicht um eine vollflächige Nickelschicht, so kann durch das thermische Behandeln diese eine Härte von ca. 1100 Vickers oder mehr aufweisen.
Die partielle Metallschicht kann zusätzlich behandelt werden. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln und/oder ein galvanisches und/oder ein chemisches Behandeln der partiellen Metallschicht umfassen und/oder das Behandeln der partiellen Metallschicht kann mit einem Laser erfolgen. Das Behandeln der partiellen Metallschicht kann auch eine thermische Behandlung, z.B. ein Tempern der partiellen Metallschicht sein, um diese z.B. zusätzlich zu härten.
Die vollflächige Metallschicht und die partielle Metallschicht weisen jeweils einen Glanzgrad auf. Vorzugsweise unterscheiden sich die Glanzgrade der vollflächigen Metallschicht und der partiellen Metallschicht voneinander, sodass die Oberfläche des mit dem Presswerkzeug hergestellten Werkstücks ebenfalls Bereiche unterschiedlicher Glanzgrade aufweist.
Um die Pressoberfläche zusätzlich zu härten, können in der vollflächigen Metallschicht weitere Mineralpartikel eingebettet sein.
Die weiteren Mineralpartikel sind insbesondere weitere Diamantpartikel. Die weiteren Diamantpartikel sind insbesondere weitere Industriediamantpartikel, d.h. die Diamant- bzw. allgemein die Mineralpartikel können künstlich hergestellt werden
Die Mineralpartikel und die weiteren Mineralpartikel können dieselbe Größe, denselben Volumenanteil bezogen auf das Volumen ihrer Metallschicht und/oder dieselbe Art von Mineralen aufweisen.
Das Material der partiellen Metallschicht und der vollflächigen Metallschicht kann dasselbe sein oder sich unterscheiden. Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs umfasst dieses eine Grundstruktur aus mehreren übereinanderliegenden Grundmetallschichten, auf der die vollflächige Metallschicht angeordnet ist. In die übereinanderliegenden Grundmetallschichten der Grundstruktur können ebenfalls Mineralpartikel eingebettet sein. Dadurch erhöht sich die Verschleißfestigkeit des gesamten Presswerkzeugs. Die Grundmetallschichten sind vorzugsweis chromfrei, insbesondere Grundnickelschichten.
Die Mineralpartikel der Grundmetallschichten können dieselbe Größe, denselben Volumenanteil bezogen auf das Volumen der Grundmetallschichten und/oder dieselbe Art von Mineralien aufweisen wie die Mineralpartikel der Metallschicht.
Das Material der Grundmetallschichten kann dasselbe sein wie das der Metallschicht oder kann sich von diesem unterscheiden.
Diese Variante des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs umfasst bei dessen Herstellung vorzugsweise ein zumindest einmaliges Aufträgen einer weiteren Maske auf eine Grundmetallschicht, um Bereiche abzudecken, zumindest ein einmaliges Aufträgen einer weiteren Grundmetlallschicht auf die von der weiteren Maske nicht abgedeckten Bereiche, und Wiederholen dieser Schritte, bis die Grundstruktur entstanden ist. Anschließend wird die vollflächige Metallsicht auf die Grundstruktur angeordnet, gegebenenfalls unter Zugabe der weiteren Mineralpartikel. Diese Art der Herstellung der Grundstruktur kann ohne ein Ätzen erfolgen, wodurch eine relativ umweltverträgliche Herstellung ermöglicht wird.
Die Grundstruktur kann vor dem Anordnen der vollflächigen Metallschicht behandelt werden, um z.B. die Struktur der Grundstruktur zu modifizieren. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln und/oder ein galvanisches und/oder ein chemisches Behandeln der Grundstruktur umfassen und/oder das Behandeln der Grundstruktur kann mit einem Laser erfolgen. Das Behandeln der Grundstruktur kann auch eine thermische Behandlung, z.B. ein Tempern sein, um diese z.B. zu härten. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass jede der Grundmetallschichten thermisch behandelt, z.B. getempert wird, bevor die darauffolgende Grundmetallschicht aufgetragen wird. Dadurch kann die Härte der gesamten Grundstruktur erhöht werden.
Das Aufträgen der weiteren Maske und der Grundmetallschichten erfolgt insbesondere in Abhängigkeit von den der Struktur der strukturierten Pressoberfläche zugeordneten Bilddaten.
Die Pressoberfläche kann z.B. durch eine mechanische oder chemische Nachbehandlung verändert bzw. an bestimmte Wünsche angepasst werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist exemplarisch in den beigefügten schematischen Figuren dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein Pressblech mit einer Pressoberfläche in einer perspektivischen Darstellung,
Fig. 2 einen Ausschnitt einer Seitenansicht des Pressblechs in geschnittener Darstellung, und
Fig. 3 ein Zwischenstadium des Pressblechs während seiner Herstellung.
Die Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Pressblech 1 mit einer Pressoberfläche 2 als Beispiel eines Presswerkzeugs. Die Fig. 2 zeigt in geschnittener Darstellung einen Ausschnitt einer Seitenansicht des Pressblechs 1 .
Die Pressoberfläche 2 umfasst eine Struktur aus Vertiefungen 3 und Erhebungen 4 und ist z.B. einer Holzmaserung zugeordnet.
Mit dem Pressblech 1 kann ein Werkstück, z.B. eine Werkstoffplatte, beispielsweise ein Laminat, durch Verpressen hergestellt werden. Nach dem Verpressen weist das Werkstück eine der Struktur der Pressoberfläche 2 entsprechend strukturierte Oberfläche auf.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst das Pressblech 1 eine Grundstruktur 10 eine auf der Grundstruktur 10 angeordnete vollflächige Metallschicht
11 und eine auf der vollflächigen Metallschicht 11 angeordnet partielle Metallschicht 12. Die partielle Metallschicht 12 und die Bereiche der vollflächigen Metallschicht 11 frei von der partiellen Metallschicht 12 bilden die Pressoberfläche 2.
Die partielle Metallschicht 12 ist in vorbestimmten Bereichen 13 auf der vollflächigen Metallschicht 11 , die den Erhebungen 4 oder bestimmten Erhebungen 4 zugeordnet sind, angeordnet, d.h. die partielle Metallschicht 12 befindet sich somit im Wesentlichen nur auf Erhebungen 4 und nicht in den Vertiefungen 3 der Pressoberfläche 2.
In der partielle Metallschicht 12 sind Mineralpartikel 14 eingebettet. Die Mineralpartikel 14 weisen insbesondere einen Mohshärte von wenigstens 8 und eine Größe im Nanometer oder Mikrometerbereich auf. Der Volumenanteil der Mineralpartikel 14 ist vorzugsweise wenigstens 50% bezogen auf das Volumen der partiellen Metallschicht
12 mit darin eingebetteten Mineralpartikeln 14.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die Mineralpartikel 14 Diamantpartikel und die partielle Metallschicht 12 ist chromfrei. Insbesondere ist die partielle Metallschicht 12 eine partielle Nickelschicht.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wurde die partielle Metallschicht 12 durch ein chemisches oder galvanisches Verfahren hergestellt, indem auf die vollflächige Metallschicht 11 eine in der Fig. 3 gezeigte Maske 30 partiell aufgetragen wurde, sodass die vorbestimmte Bereiche 13 der vollflächigen Metallschicht 11 , die die den Erhebungen 4 zugeordnet sind, von der Maske 30 frei bleiben. Anschließend wurde eine weitere Metallschicht auf die vorbestimmten Bereiche 13 der vollflächigen Metallschicht 11 unter Zugabe der Mineralpartikel 14 mittels des galvanischen oder chemischen Verfahrens aufgetragen, um die auf der vollflächigen Metallschicht 11 angeordnete partielle Metallschicht 12 mit den darin eingebetteten Mineralpartikeln 14 zu erhalten.
Gegebenenfalls kann die Pressoberfläche 2 gereinigt werden, um Rückstände der Maske 30 zu entfernen.
Die Pressoberfläche 2 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels einer Holzoberfläche zugeordnet. Um die Struktur der Pressoberfläche 2 zu erhalten, kann es vorgesehen sein, dass eine Vorlage, z.B. eine Holzoberfläche gescannt wird, um Bilddaten zu erhalten. Diese Bilddaten umfassen insbesondere eine Information über die Struktur, die die Pressoberfläche 2 aufweisen soll. Die aufgrund des Scannens erhaltenen Bilddaten können z.B. manuell überarbeitet werden, um der Struktur der Pressoberfläche 2 zugeordnete Bilddaten zu erhalten.
Das Aufträgen der Maske 30 und der weiteren Metallschicht auf die vorbestimmten Bereiche 13 frei von der Maske 30 erfolgt im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels in Abhängigkeit von den der Struktur der Pressoberfläche 2 zugeordneten Bilddaten.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind in der vollflächigen Metallschicht 11 weitere Mineralpartikel 15 eingebettet. Die weiteren Mineralpartikel 15 sind vorzugsweise Diamantpartikel. Die vollflächige Metallschicht 11 ist insbesondere eine vollflächige Nickelschicht.
Die vollflächige Metallschicht 11 kann vor dem Aufträgen der weiteren Metallschicht bzw. partiellen Metallschicht 12 behandelt werden. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln und/oder ein galvanisches und/oder ein chemisches Behandeln der vollflächigen Metallschicht 11 umfassen und/oder das Behandeln der vollflächigen Metallschicht 11 kann mit einem Laser erfolgen. Das Behandeln der vollflächigen Metallschicht 11 kann auch eine thermische Behandlung, z.B. ein Tempern der vollflächigen Metallschicht 11 sein. Die partielle Metallschicht 12 kann zusätzlich behandelt werden. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln und/oder ein galvanisches und/oder ein chemisches Behandeln der partiellen Metallschicht 12 umfassen und/oder das Behandeln der partiellen Metallschicht 12 kann mit einem Laser erfolgen. Das Behandeln der partiellen Metallschicht 12 kann auch eine thermische Behandlung, z.B. ein Tempern der partiellen Metallschicht 12 sein.
Die vollflächige Metallschicht 11 und die partielle Metallschicht 12 weisen jeweils einen Glanzgrad auf. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels unterscheiden sich die Glanzgrade der vollflächigen Metallschicht 11 und der partiellen Metallschicht 12 voneinander, sodass die Oberfläche des mit dem Pressblech 1 hergestellten Werkstücks ebenfalls Bereiche unterschiedlicher Glanzgrade aufweist.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst das Pressblech 1 eine Grundstruktur 10 aus mehreren übereinanderliegenden Grundmetallschichten 16, auf der die vollflächige Metallschicht 11 angeordnet ist. In die übereinanderliegenden Grundmetallschichten 16 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ebenfalls Mineralpartikel 17 eingebettet.
Die Grundstruktur 10 wurde im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit einem galvanischen oder chemischen Verfahren hergestellt, indem zumindest einmalig eine weitere Maske auf eine Grundmetallschicht 16 aufgetragen wurde, um Bereiche abzudecken, indem zumindest einmalig eine weitere Grundmetlallschicht 16 unter Zugabe der Mineralpartikel 17 auf die von der weiteren Maske nicht abgedeckten Bereiche aufgetragen wurde, und diese Schritte so oft wiederholt wurden, bis die Grundstruktur 10 entstanden ist. Anschließend wurde die vollflächige Metallsicht 11 unter Zugabe der weiteren Mineralpartikel 15 auf die Grundstruktur 10 mittels eines chemischen oder galvanischen Verfahrens aufgetragen.
Die Grundstruktur 10 kann vor dem Anordnen der vollflächigen Metallschicht 11 behandelt werden, um z.B. die Struktur der Grundstruktur 10 zu modifizieren. Dieses Behandeln kann ein mechanisches Behandeln und/oderein galvanisches und/oderein chemisches Behandeln der Grundstruktur 10 umfassen und/oder das Behandeln der Grundstruktur 10 kann mit einem Laser erfolgen. Das Behandeln der Grundstruktur 10 kann auch eine thermische Behandlung, z.B. ein Tempern sein. Jede der Grundmetallschichten 16 kann thermisch behandelt, z.B. getempert werden.
Das Aufträgen der weiteren Maske und der Grundmetallschichten 16 erfolgt im Falle des vorliegende Ausführungsbeispiels in Abhängigkeit von den der Struktur der Pressoberfläche 2 zugeordneten Bilddaten.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst das Pressblech 1 einen Grundträger, insbesondere eine Grundträgerplatte 18 z.B. aus Metall, insbesondere aus Stahl, auf dem die Grundstruktur 10 angeordnet ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Presswerkzeug zum Herstellen eines Werkstücks, aufweisend eine Pressoberfläche (2), die eine Struktur aus Erhebungen (4) und Vertiefungen (3) aufweist, eine vollflächige Metallschicht (11), und eine auf der vollflächigen Metallschicht (11) angeordnete partielle Metallschicht (12), wobei die partielle Metallschicht (12) und von der partiellen Metallschicht (12) freien Bereiche der vollflächigen Metallschicht (11) die Pressoberfläche (2) bilden, in der partiellen Metallschicht (12) Mineralpartikel (14) eingebettet sind, und die partielle Metallschicht (12) in vorbestimmten Bereichen (13), die insbesondere den Erhebungen (4) oder vorbestimmten Erhebungen (4) der Pressoberfläche (2) zugeordnet sind, auf der vollflächigen Metallschicht (11 ) angeordnet ist.
2. Presswerkzeug nach Anspruch 1 , wobei die vollflächige Metallschicht (11 ) einen Glanzgrad und die partielle Metallschicht (12) einen vom Glanzgrad der vollflächigen Metallschicht (11) verschiedenen Glanzgrad aufweist.
3. Presswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der vollflächigen Metallschicht (11) weitere Mineralpartikel (17) eingebettet sind.
4. Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, aufweisend eine
Grundstruktur (10) aus mehreren übereinanderliegenden Grundmetallschichten (16), in die Mineralpartikel (17) eingebettet sind und auf der die vollflächige Metallschicht (11) angeordnet ist.
5. Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die partielle
Metallschicht (12) mit darin eingebetteten Mineralpartikeln (14) eine chromfreie partielle Metallschicht, insbesondere eine Nickelschicht ist, und/oder die partielle Metallschicht (12) thermisch behandelt ist, um deren Härte zu erhöhen, und/oder die vollflächige Metallschicht (11) thermisch behandelt sind, um deren Härte zu erhöhen.
6. Presswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Mineralpartikel
(14) einen Mohshärte von wenigstens 8 aufweisen, und/oder Diamantpartikel sind, und/oder eine Größe im Nanometer oder Mikrometerbereich aufweisen und/oder einen Volumenanteil von wenigstens 50% bezogen auf das Volumen der partiellen Metallschicht (11 ) mit darin eingebetteten Mineralpartikeln (14) aufweisen.
7. Verfahren zum Herstellen eines Presswerkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
- Aufträgen einer Maske (30) auf die vollflächige Metallschicht (11 ), sodass vorbestimmte Bereiche (13) der Metallschicht (11 ), die insbesondere den Erhebungen (4) oder vorbestimmten Erhebungen (4) der Pressoberfläche (2) zugeordnet sind, von der Maske (30) frei bleiben, und
- Aufträgen einer weiteren Metallschicht auf die vorbestimmten Bereiche (13) der vollflächigen Metallschicht (11 ) unter Zugabe der Mineralpartikel (14) insbesondere mittels eines galvanischen oder chemischen Verfahrens, um die auf der vollflächigen Metallschicht (11 ) angeordnete partielle Metallschicht (12) mit den darin eingebetteten Mineralpartikeln (14) zu erhalten.
8. Verfahren nach 7, aufweisend Aufträgen der Maske (30) und der weiteren Metallschicht in Abhängigkeit von Bilddaten, die der Struktur der Pressoberfläche (2) zugeordnet sind, und/oder thermisches Behandeln der partiellen Metallschicht (12), um deren Härte zu erhöhen, und/oder thermisches Behandeln der vollflächigen Metallschicht (11 ), um deren Härte zu erhöhen.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das Presswerkzeug eine Grundstruktur (10) aus mehreren übereinanderliegenden Grundmetallschichten (16) aufweist, in der Mineralpartikel (17) eingebettet sind und auf der die vollflächige Metallschicht (11 ) angeordnet ist, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
- zumindest einmaliges Aufträgen einer weiteren Maske auf eine Grundmetallschicht (16), um Bereiche abzudecken, zumindest einmaliges Aufträgen einer weiteren Grundmetlallschicht (16) auf die von der Maske nicht abgedeckten Bereiche insbesondere unter Zugabe von Mineralpartikeln (17), und Wiederholen dieser Schritte, bis die Grundstruktur (10) fertig ist, und - Aufträgen der vollflächigen Metallschicht (11 ) auf die Grundstruktur (10).
10. Verfahren nach 9, aufweisend Aufträgen der weiteren Maske und der Grundmetallschichten (16) in Abhängigkeit von Bilddaten, die der Struktur der Pressoberfläche (2) zugeordnet sind.
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