ES2348748T3 - Procedimiento para el mecanizado de una superficie estructurada. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el mecanizado de una superficie estructurada de una herramienta de estampado, en el que la superficie se provee completamente de un primer revestimiento metálico (6), caracterizado porque sobre el primer revestimiento (6) se dispone en zonas predeterminadas al menos otro revestimiento metálico (7), diferenciándose el grado de brillo entre el primer revestimiento (6) y el otro revestimiento (7).
Description
Procedimiento para el mecanizado de una
superficie estructurada.
La invención se refiere a un procedimiento para
el mecanizado de una superficie estructurada de una herramienta de
estampado, en el que la superficie se provee completamente de un
primer revestimiento metálico.
En el revestimiento de planchas de material
derivado de la madera con resinas duroplásticas se intenta
reproducir superficies naturales de la forma más realista posible.
Entre las resinas duroplásticas usadas se encuentran las resinas de
melanina, fenol o melanina/urea. La configuración superficial, por
ejemplo, de las películas de resina de melanina se lleva a cabo bajo
presión y temperatura en instalaciones hidráulicas de prensado en
caliente. Como elemento portador de la superficie se usa, por
ejemplo, una chapa de prensado estructurada y metálica como
herramienta de estampado, por ejemplo, una chapa de acero. Con el
fin de mejorar la resistencia al desgaste y la capacidad de
separación de la superficie metálica, las herramientas de estampado
se proveen adicionalmente de un revestimiento. Durante el proceso de
prensado, la resina de melanina se vuelve liquida bajo presión y
temperatura y tiene lugar otra policondensación. El tiempo de
prensado y la temperatura determinan el grado de reticulación de las
resinas de melanina y la calidad de su superficie. Al finalizar el
tiempo de prensado, la resina de melanina ha obtenido el grado
deseado de reticulación y ha pasado a la fase sólida. En este
proceso, la superficie de resina de melanina asume de forma también
realista la superficie de la herramienta de estampado.
Según el estado de la técnica se fabrican
herramientas de estampado en forma de chapas de prensado y cintas
continuas a partir de chapas de acero que mediante un mecanizado
correspondiente logran una estructura superficial. A tal efecto, una
chapa tratada previamente se provee de una matriz que se aplica, por
ejemplo, mediante un procedimiento de serigrafía, de modo que a
continuación se puede grabar al aguafuerte la chapa para obtener una
estructura superficial. Las chapas usadas aquí presentan un formato
muy grande, de modo que se depende de un mecanizado muy exacto y en
especial de un mecanizado conforme al recubrimiento, necesitándose,
por tanto, varios pasos de trabajo. En este caso, todas las zonas,
que deben formar posteriormente la estructura superficial en
relieve, se cubren con la máscara, de modo que la superficie se
graba al aguafuerte sólo en las zonas, en la que puede actuar
directamente el aguafuerte. Las zonas mordidas forman los valles
perfilados de la estructura deseada, limpiándose la superficie y
eliminándose especialmente la máscara después de finalizar el
proceso de grabado al aguafuerte.
Alternativamente existe la posibilidad de
aplicar primero una capa fotográfica que se somete a continuación a
una exposición para someter las chapas de prensado o cintas
continuas a un proceso de aclarado después del revelado final de la
capa fotográfica, de modo que sólo se conservan los elementos de la
capa fotográfica que forman la máscara para el proceso posterior de
grabado al aguafuerte. La reproducibilidad de las máscaras
fabricadas por esta vía es muy difícil y problemática, porque el
negativo o el positivo usado para la exposición de la capa sensible
a la luz se ha de situar siempre con exactitud en la misma posición
relativamente respecto a la estructuración existente, si se debe
realizar, por ejemplo, más de un proceso de exposición y grabado al
aguafuerte, para aplicar así estructuras tridimensionales
complicadas sobre la superficie de la chapa de prensado o de la
cinta continua. En este sentido se ha de tener en cuenta también que
se trata de chapas de prensado con un formato extremadamente grande,
de modo que las diferencias mínimas pueden provocar desplazamientos
considerables de las estructuras. Por tanto, la reproducibilidad de
la aplicación de la máscara implica dificultades considerables
especialmente en el procedimiento de fotografía para la obtención de
una alta exactitud de la imagen. Las dificultades pueden aumentar si
se debe obtener una estructura tridimensional mediante varios
procesos consecutivos de exposición y grabado al aguafuerte y si se
han de aplicar para esto varias máscaras, teniendo lugar un proceso
de grabado al aguafuerte entre cada aplicación de máscara. Por
tanto, debido al posicionamiento exacto y a la cantidad necesaria de
máscaras correspondientes resulta muy trabajosa y costosa la
fabricación de las chapas de prensado o cintas continuas. La
resolución, posible de obtener, depende además en gran medida del
procedimiento usado. Asimismo, se necesita una cantidad considerable
de pasos de trabajo que requieren en especial una manipulación
trabajosa debido al tamaño de las chapas de prensado o cintas
continuas.
Del estado de la técnica se conoce también la
fabricación de una máscara, en vez de mediante un procedimiento de
serigrafía, mediante una aplicación de cera que es resistente
químicamente a los productos usados de grabado al aguafuerte y, por
tanto, posibilita un grabado al aguafuerte en las zonas, en las que
la superficie no está cubierta con la cera. En este procedimiento,
un cabezal de pulverización, que proyecta la cera sobre la
superficie, se desplaza a lo largo de un eje X y Y para aplicar la
estructura deseada. Sin embargo, en el caso de una aplicación de
cera ha resultado desventajoso que la cera sólo se puede volver a
eliminar con mucha dificultad de la superficie y es muy costosa.
Aunque con este procedimiento se pudo obtener un enorme avance, la
práctica ha demostrado, sin embargo, que la eliminación de la capa
de cera es muy problemática, porque la cera no se puede eliminar con
un tratamiento químico y, por tanto, la limpieza de las chapas
después del proceso de grabado al aguafuerte es extremadamente
difícil y sólo se puede ejecutar, por ejemplo, con un dispositivo
limpiador de alta presión.
Por la razón mencionada arriba se ha pasado a
aplicar la máscara mediante una técnica de impresión digitalizada
directamente sobre la chapa de prensado o cinta continua o a someter
parcialmente una capa fotográfica existente a una exposición para
poder ejecutar a continuación el grabado al aguafuerte después de
realizarse la limpieza. La ventaja especial de la técnica de
impresión digitalizada radica en que mediante el uso de ficheros
idénticos se puede registrar la estructura de manera muy exacta y,
por tanto, se pueden llevar a cabo exactamente de manera consecutiva
varios procesos de grabado al aguafuerte para obtener, por ejemplo,
una estructura profunda.
Del documento DE10224128A1 se conoce un
procedimiento para la aplicación de revestimientos sobre
superficies, comprendiendo el dispositivo usado una cabeza de tobera
que presenta al menos una tobera controlable mediante una señal de
control. En este caso, el procedimiento prevé alternativamente el
movimiento de la superficie que se debe revestir o el movimiento de
la cabeza de tobera. Sobre la superficie se aplica un material
fluido de revestimiento a través de la tobera, estando previsto un
revestimiento selectivo de zonas seleccionadas con materiales
líquidos o gaseosos que también pueden ser, por ejemplo, viscosos. A
modo de ejemplo se menciona entre otros el uso de barnices UV. El
procedimiento se puede usar entre otros para el grabado al
aguafuerte de superficies, aplicándose reactivos químicos sobre la
superficie.
Después de estructurarse las superficies, las
chapas de prensado y cintas continuas se someten a varios procesos
de limpieza y se pueden recubrir adicionalmente con una capa de
níquel que se ennoblece a continuación mediante otros revestimientos
metálicos de modo que la superficie obtiene un grado de brillo
deseado y una dureza superficial necesaria. Este grado de brillo es
responsable de que después de realizado el prensado de los
materiales, que se van a mecanizar, con ayuda de las chapas de
prensado o de las cintas continuas, la estructura prensada obtenga
diferentes tonos y reflejos de color.
Partiendo de este estado de la técnica, la
presente invención tiene el objetivo de seguir aumentado la
posibilidad de configuración de la estructura superficial y de
adaptar en gran medida la superficie de resina artificial a una
superficie barnizada de madera auténtica.
Para conseguir el objetivo del procedimiento
está previsto según la invención que sobre el primer revestimiento
se disponga en zonas predeterminadas al menos otro revestimiento
metálico, diferenciándose el grado de brillo entre el primer
revestimiento y el otro revestimiento. Otras configuraciones
ventajosas del procedimiento se derivan de las reivindicaciones
secundarias.
A diferencia del estado de la técnica está
previsto que después de la aplicación de la estructura y de un
primer revestimiento metálico se aplique parcialmente otro
revestimiento, diferenciándose el grado de brillo entre el primer
revestimiento y el otro revestimiento. Por tanto, el grado de brillo
de una herramienta de estampado, en especial una chapa de prensado o
una cinta continua, se puede diferenciar entre sí al menos
parcialmente en zonas parciales. Esta medida permite proveer las
estructuras en relieve o, dado el caso, las estructuras más
profundas de un grado de brillo diferente para, por ejemplo, hacer
resaltar especialmente la estructura. Esta medida mejora eficazmente
la imagen visual y proporciona una superficie, que debido a los
modelos exactos de impresión y a la matriz aplicada con exactitud,
se puede realizar conforme al recubrimiento y, por tanto, no sólo se
puede obtener una estructura profunda diferente, sino además un
grado de brillo diferente para hacer resaltar determinadas zonas de
las estructura. Esta diferencia en el grado de brillo se puede
prever aquí de manera opcional. Así, por ejemplo, las zonas en
relieve pueden presentar un grado de brillo mayor que las zonas más
profundas o a la inversa.
Así, por ejemplo, una superficie barnizada de
madera auténtica se puede simular, presentando las superficies en
relieve un grado mate determinado y mostrando los poros más
profundos de la madera una zona brillante, condicionado esto por la
reflexión de la luz.
A tal efecto, las estructuras porosas de la
madera, que coinciden más exactamente con la imitación de madera, se
fabrican según la tecnología de grabado al aguafuerte.
Para la ejecución de esta medida se aplica una
capa exacta de protección que en una fase siguiente de trabajo
posibilita otro revestimiento parcial en las zonas no cubiertas con
la capa de protección. A fin de lograr una gran exactitud, necesaria
para una disposición y un recubrimiento exactos de la respectiva
estructura, se usa una técnica de impresión digital, de modo que
sobre una estructura ya existente se puede realizar, por una parte,
una reestructuración exacta, así como una modificación del grado de
brillo después de aplicarse una capa de protección.
Como revestimiento metálico se ejecuta
preferentemente un cromado, pudiéndose tratar de un cromado de alto
brillo o de un cromado mate. Sin embargo, este procedimiento no se
limita al cromado de la superficie, sino que se pueden llevar a cabo
también otros revestimientos metálicos. Si se realiza, por ejemplo,
un cromado, resulta forzosamente necesario que la capa de protección
usada aquí esté hecha de un material resistente al ácido crómico
para que la capa de protección no se vea afectada durante el
cromado.
Para una mejor adherencia de la capa de
protección sobre el cromado ya existente se puede prever como otro
paso intermedio del mecanizado un quemado de la capa de protección,
eliminándose completamente la capa de protección después de
realizarse el segundo revestimiento metálico. Para la fabricación de
la estructura superficial se realiza primero, por lo general, un
grabado al aguafuerte en profundidad y a continuación un grabado al
aguafuerte circular para resaltar la forma de la estructura porosa.
A continuación se puede realizar un pulido mecánico antes de
limpiarse y desengrasarse la superficie. Para la mejor adherencia de
las capas metálicas, en especial de la capa de cromo, se puede
activar adicionalmente la superficie estructurada antes de aplicarse
los revestimientos o se pueden aplicar otros revestimientos que
garanticen una mejor adherencia, por ejemplo, una capa de níquel
Para obtener un grado de brillo mayor está
previsto según la invención un procedimiento que se compone de los
siguientes pasos:
- -
- aplicación de una primera máscara sobre la superficie mediante una técnica de impresión digital,
- -
- mecanizado químico de la superficie, provista de la máscara, para la obtención de una estructura superficial,
- -
- nueva aplicación de una segunda máscara exacta sobre la superficie mecanizada químicamente mediante una técnica de impresión digital,
- -
- nuevo mecanizado químico de la superficie provista de la segunda máscara,
- -
- pulido de la superficie mecanizada químicamente,
- -
- activación de la superficie pulida,
- -
- limpieza de la superficie activada,
- -
- cromado de la superficie limpiada,
- -
- nueva aplicación de una tercera máscara exacta sobre la superficie cromada y
- -
- nuevo cromado de la superficie cromada que está provista de la máscara,
presentando los revestimientos, producidos
mediante los cromados, de la superficie estructurada un grado de
brillo diferente.
\vskip1.000000\baselineskip
El procedimiento mencionado arriba describe el
mecanizado de la superficie de una herramienta de estampado, por
ejemplo, de una chapa de prensado o una cinta continua, desde la
aplicación de la primera máscara sobre la superficie mediante una
técnica de impresión digital y el mecanizado químico a continuación
para la obtención de la estructura superficial, pudiéndose repetir
esta estructuración mediante la aplicación reiterada de una máscara
y un proceso de grabado al aguafuerte, antes de someterse la
superficie estructurada ya terminada mediante el pulido y la
activación a un paso de limpieza y aplicarse un primer revestimiento
mediante un cromado, aplicándose nuevamente a continuación una
máscara en forma de la capa de protección para poder realizar en un
último paso del procedimiento un nuevo cromado con otro grado de
brillo.
Alternativamente existe la posibilidad de
complementar el procedimiento mediante otros pasos que prevén una
aplicación reiterada de una máscara y un mecanizado de la superficie
para la obtención de la estructura superficial, y a saber
- -
- aplicación de una primera máscara sobre la superficie mediante una técnica de impresión digital para la estructuración precisa,
- -
- mecanizado químico de la superficie, provista de la máscara, para la obtención de una estructura superficial,
- -
- aplicación de una segunda máscara exacta sobre la superficie mediante una técnica de impresión digital para la estructuración de los poros,
- -
- mecanizado químico de la superficie, provista de la máscara, para la obtención de una estructura superficial,
- -
- nueva aplicación de una tercera máscara exacta sobre la superficie mecanizada químicamente mediante una técnica de impresión digital,
- -
- nuevo mecanizado químico de la superficie provista de la tercera máscara,
- -
- pulido de la superficie mecanizada químicamente,
- -
- activación de la superficie pulida,
- -
- limpieza de la superficie activada,
- -
- cromado de la superficie limpiada,
- -
- nueva aplicación de una cuarta máscara exacta sobre la superficie cromada y
- -
- nuevo cromado de la superficie cromada que está provista de la máscara,
presentando los revestimientos, producidos
mediante los cromados, de la superficie estructurada un grado de
brillo diferente.
\vskip1.000000\baselineskip
Un punto esencial para la obtención de la
disposición exacta de las estructuras, así como del grado de brillo
posterior consiste en que la primera, la segunda y la tercera
máscara, así como la capa de protección, aplicada en último lugar,
se aplican exactamente con ayuda de una técnica de impresión
digitalizada para disponer de un recubrimiento conforme a la
estructura y para evitar variaciones respecto a la estructura en
toda la superficie de las chapas de prensado o cintas continuas.
El procedimiento según la invención proporciona
una herramienta de estampado con al menos una superficie
estructurada, estando dispuesto sobre toda la superficie
estructurada un revestimiento metálico hecho de un primer material y
estando dispuesto parcialmente sobre éste un revestimiento metálico
hecho de un segundo material, diferenciándose el grado de brillo de
los revestimientos. En el caso de los revestimientos usados de
material se trata preferentemente del cromo, porque éste es
especialmente duro y, por tanto, adecuado para los procesos de
prensado que se van a ejecutar. En dependencia del uso resulta
posible obtener también sin dificultad efectos especiales mediante
cromados parciales correspondientes con diferente grado de dureza,
si se van a prensar, por ejemplo, materiales que presentan un grado
de dureza especialmente alto o su superficie tiene una configuración
elástica o blanda.
La ventaja especial del procedimiento según la
invención y de las herramientas de estampado fabricadas de este modo
radica en que con ayuda de las herramientas de estampado se
reproduce de manera idéntica la estructura, prefijada aquí, sobre
los materiales que se van a mecanizar, pudiéndose observar a la vez
el grado de brillo existente al menos con un doble matiz
directamente sobre los materiales que se van a mecanizar. Como
resultado del grado diferente de brillo, determinadas zonas, por
ejemplo, las zonas en relieve o también las zonas más profundas, se
pueden proveer adicionalmente de un grado diferente de brillo, de
modo que la estructura se acentúa de forma muy precisa y produce un
efecto visual que proporciona una superficie de material que apenas
se puede diferenciar, por ejemplo, de la madera maciza. Mediante
este procedimiento se pueden simular asimismo convenientemente otras
superficies naturales.
La invención se explica a continuación
nuevamente por medio de las figuras.
Muestran:
Fig. 1 en una vista en perspectiva una chapa de
prensado según la invención y
Fig. 2 en una vista lateral a escala ampliada la
estructura existente sobre la superficie de la chapa de
prensado.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de
una chapa 1 de prensado, según la invención, que en el ejemplo de
realización mostrado tiene una configuración plana. En el caso de
una cinta continua, esta herramienta de estampado puede estar
realizada también de forma curvada. La chapa 1 de prensado muestra
una textura 2 que simula la forma de una estructura de madera. Sin
embargo, es posible fabricar de este modo otras texturas u otros
acabados superficiales mediante el procedimiento según la invención
y el procedimiento de grabado al aguafuerte necesario para esto.
La figura 2 muestra en una vista lateral a
escala ampliada un elemento de la zona delantera del canto de la
chapa 1 de prensado y de la estructura 3, situada encima, que
presenta una superficie similar a una zona montañosa con valles 4 y
elevaciones 5. La superficie se fabrica aquí mediante uno o varios
procesos de grabado al aguafuerte, aplicándose en primer lugar una
matriz en un procedimiento estándar o una técnica de impresión
digitalizada y cubriéndose con la máscara las zonas que no se deben
someter a los procesos de grabado al aguafuerte. Con ayuda de los
procedimientos de grabado al aguafuerte se pueden fabricar
estructuras superficiales precisas y estructuras profundas que, dado
el caso, se redondean adicionalmente a continuación mediante el
mecanizado mecánico. Después de grabarse al aguafuerte la superficie
se realiza el acabado de la superficie mediante otro mecanizado
químico, el pulido y, dado el caso, la activación de la superficie
pulida, de modo que a continuación se realiza una limpieza antes de
aplicarse una primera capa 6 de cromado con un grado determinado de
brillo y cubrirse después con ayuda de una nueva máscara una parte
de estas superficies cromadas, de modo que las zonas no cubiertas se
pueden cromar nuevamente a continuación de esto con una capa 7 de
cromado, y a saber con un grado de brillo que se diferencia de la
primera capa 6 de cromado.
En vez de un cromado se pueden llevar a cabo
también, dado el caso parcialmente, otros tratamientos
superficiales, proveyéndose parcialmente la superficie de grados
diferentes de brillo mediante la aplicación del procedimiento según
la invención. Si mediante los procedimientos aplicados de grabado al
aguafuerte se debe reproducir una estructura de madera sobre la
chapa 1 de prensado, existe la posibilidad, por ejemplo, de proveer
las superficies en relieve 6 de un grado mate de brillo, mientras
que las superficies más profundas, que forman los poros de la
madera, se proveen de un grado superior de brillo. Mediante esta
medida, las estructuras porosas de la madera, que coinciden más
exactamente con la imitación de la madera, se hacen resaltar
especialmente y proporcionan a los productos, fabricados con las
chapas de prensado, la apariencia de una madera auténtica que se
aproxima mucho al producto natural.
- 1
- Chapa de prensado
- 2
- Textura
- 3
- Estructura
- 4
- Valle
- 5
- Elevación
- 6
- Capa de cromado
- 7
- Capa de cromado
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de los documentos citados por el
solicitante se incluyó exclusivamente para informar al lector y no
es parte integrante de la patente europea. Ésta se confeccionó con
el máximo cuidado, pero la Oficina Europea de Patentes no asume, sin
embargo, ningún tipo de responsabilidad por posibles errores u
omisiones.
\bullet DE 10224128 A1 [0007]
Claims (11)
1. Procedimiento para el mecanizado de una
superficie estructurada de una herramienta de estampado, en el que
la superficie se provee completamente de un primer revestimiento
metálico (6), caracterizado porque sobre el primer
revestimiento (6) se dispone en zonas predeterminadas al menos otro
revestimiento metálico (7), diferenciándose el grado de brillo entre
el primer revestimiento (6) y el otro revestimiento (7).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque sobre el primer revestimiento (6) se
aplica parcialmente una capa de protección.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque la capa de protección se aplica mediante
una técnica de impresión digital.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
revestimientos (6, 7) se producen mediante cromado.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque para la capa de
protección se usa un material resistente al ácido crómico.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque la capa de
protección se quema en el primer revestimiento (6).
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
superficie estructurada se activa antes de aplicarse los
revestimientos (6, 7).
8. Procedimiento para el mecanizado de una
superficie de una herramienta de estampado, que presenta los
siguientes pasos:
- -
- aplicación de una primera máscara sobre la superficie mediante una técnica de impresión digital,
- -
- mecanizado químico de la superficie, provista de la máscara, para la obtención de una estructura superficial,
- -
- nueva aplicación de una segunda máscara exacta sobre la superficie mecanizada químicamente mediante una técnica de impresión digital,
- -
- nuevo mecanizado químico de la superficie provista de la segunda máscara,
- -
- pulido de la superficie mecanizada químicamente,
- -
- activación de la superficie pulida,
- -
- limpieza de la superficie activada,
- -
- cromado de la superficie limpiada,
- -
- nueva aplicación de una tercera máscara exacta sobre la superficie cromada y
- -
- nuevo cromado de la superficie cromada que está provista de la máscara,
presentando los revestimientos (6, 7),
producidos mediante los cromados, de la superficie estructurada un
grado de brillo diferente.
\vskip1.000000\baselineskip
9. Procedimiento para el mecanizado de una
superficie de una herramienta de estampado, que presenta los
siguientes pasos:
- -
- aplicación de una primera máscara sobre la superficie mediante una técnica de impresión digital para la estructuración precisa,
- -
- mecanizado químico de la superficie, provista de la máscara, para la obtención de una estructura superficial,
- -
- aplicación de una segunda máscara exacta sobre la superficie mediante una técnica de impresión digital para la estructuración de los poros,
- -
- mecanizado químico de la superficie, provista de la máscara, para la obtención de una estructura superficial,
\newpage
- -
- nueva aplicación de una tercera máscara exacta sobre la superficie mecanizada químicamente mediante una técnica de impresión digital,
- -
- nuevo mecanizado químico de la superficie provista de la tercera máscara,
- -
- pulido de la superficie mecanizada químicamente,
- -
- activación de la superficie pulida,
- -
- limpieza de la superficie activada,
- -
- cromado de la superficie limpiada,
- -
- nueva aplicación de una cuarta máscara exacta sobre la superficie cromada y
- -
- nuevo cromado de la superficie cromada que está provista de la máscara,
presentando los revestimientos (6, 7),
producidos mediante los cromados, de la superficie estructurada un
grado de brillo diferente.
\vskip1.000000\baselineskip
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
primera, la segunda y la tercera máscara, así como la capa de
protección se aplican exactamente con ayuda de una técnica de
impresión digitalizada.
11. Herramienta de estampado con al menos una
superficie estructurada, caracterizada porque sobre toda la
superficie estructurada está dispuesto un revestimiento metálico (6)
hecho de un primer material y sobre éste está dispuesto parcialmente
un revestimiento metálico (7) hecho de un segundo material,
diferenciándose el grado de brillo de los revestimientos (6, 7).
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