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Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A PRESSING TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/028504
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device (31, 41) for producing a pressing tool (1). A pressing tool (1) is provided, which is used for producing a workpiece and has a structured press surface (2) which is made of metal and has elevations (4) and recesses (3). A laser (17) or an electron beam device is subsequently actuated such that a laser beam (19) generated by the laser (17) or an electron beam generated by the electron beam device is directed onto the press surface (2) and impinges thereon, so that the press surface (2) is laser-hardened or electron beam-hardened.

Inventors:
THÖLEN BERTHOLD (DE)
ALBRECHT JÖRG (DE)
HAGEDORN THORSTEN (DE)
Application Number:
EP2020/072675
Publication Date:
February 18, 2021
Filing Date:
August 12, 2020
Export Citation:
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Assignee:
HUECK RHEINISCHE GMBH (DE)
International Classes:
C21D1/09; B30B15/06; B44B5/02; C21D9/00; C21D9/46; C21D11/00; B29C59/02
Domestic Patent References:
WO2009062488A22009-05-22
WO2003016034A12003-02-27
Foreign References:
JP2005335009A2005-12-08
JPH01111813A1989-04-28
EP2832868A22015-02-04
JP2018024087A2018-02-15
EP2289708A12011-03-02
EP2848424A12015-03-18
DE102016006621A12017-11-30
Other References:
B MORDIKE: "LASERS AND THE PROCESSING OF ENGINEERING MATERIALS", JOURNAL DE PHYSIQUE COLLOQUES, 1 January 1987 (1987-01-01), XP055170407, Retrieved from the Internet [retrieved on 20150218], DOI: 10.1051/jphyscol:1987705
"Steel Heat Treating Fundamentals and Processes", 1 January 2013, ASM INTERNATIONAL, ISBN: 978-1-62708-165-8, article ROLF ZENKER ET AL: "Electron Beam Surface Hardening", pages: 462 - 475, XP055747018, DOI: 10.31399/asm.hb.v04a.a0005817
Attorney, Agent or Firm:
LINDERMAYER, Ludwig (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zum Herstellen eines Presswerkzeugs (1 ), aufweisend folgende Verfahrensschritte:

- Bereitstellen eines Presswerkzeugs (1 ), das zum Herstellen eines Werkstücks vorgesehen ist und eine strukturierte Pressoberfläche (2) aus Metall mit Erhebungen (4) und Vertiefungen (3) aufweist,

- Ansteuern eines Lasers (17) oder einer Elektronenstrahlvorrichtung derart, dass ein vom Laser (17) erzeugter Laserstrahl (19) bzw. ein von der

Elektronenstrahlvorrichtung erzeugter Elektronenstrahl auf die Pressoberfläche (2) gerichtet wird und diese trifft, damit die Pressoberfläche (2) lasergehärtet bzw. elektronenstrahlgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die strukturierte Pressoberfläche (2) aus Metall eine chromfreie strukturierte Pressoberfläche (2) aus Metall ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, aufweisend Ansteuern des Lasers (17) derart, dass der vom Laser (17) erzeugte Laserstrahl (19) auf die Pressoberfläche (2) gerichtet wird, sodass der Laserstrahl (19) lediglich vorbestimmte Bereiche (5) der Pressoberfläche (2) trifft, damit lediglich die vorbestimmten Bereiche (5) der Pressoberfläche (2) lasergehärtet werden, oder aufweisend Ansteuern der Elektronenstrahlvorrichtung derart, dass der von der Elektronenstrahlvorrichtung erzeugte Elektronenstrahl auf die Pressoberfläche (2) gerichtet wird, sodass der Elektronenstrahl lediglich vorbestimmte Bereiche (5) der Pressoberfläche (2) trifft, damit lediglich die vorbestimmten Bereiche (5) der Pressoberfläche (2) elektronenstrahlgehärtet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die vorbestimmten Bereiche (5) den Erhebungen (4) der Pressoberfläche (2) zugeordnet sind, sodass lediglich den Erhebungen (4) zugeordnete Bereiche lasergehärtet bzw. elektronenstrahlgehärtet werden. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Erhebungen (4) eine Höhe (H) aufweisen und lediglich die Erhebungen (4) oder vorbestimmte Erhebungen (4) bis zu einer vorgegebenen Härtetiefe (T) lasergehärtet bzw. elektronenstrahlgehärtet werden, wobei insbesondere die Härtetiefe (T) wenigstens 10% der Höhe (H) der höchsten Erhebung (4) beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend Ansteuern des Lasers (17) bzw. der Elektronenstrahlvorrichtung in Abhängigkeit von Bilddaten (18), die der Struktur der strukturierten Pressoberfläche (2) zugeordnet sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Presswerkzeug ein

Pressblech (1 ) ist, dessen strukturierte Pressoberfläche (2) rechteckig ist und eine Längsausdehnung (8) und eine quer zur Längsausdehnung (8) verlaufende Querausdehnung (7) aufweist, und die Struktur der strukturierten Pressoberfläche (2) eine Vorzugsrichtung (6) in Richtung der Längsausdehnung (8) oder der Querausdehnung (7) aufweist, aufweisend Bewegen des Lasers (17) oder der Elektronenstrahlvorrichtung und/oder Ablenken des vom Laser (17) erzeugten Laserstrahls (18) bzw. des von der Elektronenstrahlvorrichtung erzeugten Elektronenstrahls derart, dass der Laserstrahl (18) bzw. der Elektronenstrahl abwechselnd über die gesamte Längsausdehnung (8) und abschnittsweise entlang der Querausdehnung (7) geführt wird, wenn sich die Vorzugsrichtung (6) entlang der Längsausdehnung (8) erstreckt, oder dass der Laserstrahl (18) bzw. der Elektronenstrahl abwechselnd über die gesamte Querausdehnung (7) und abschnittsweise entlang der Längsausdehnung (8) geführt wird, wenn sich die Vorzugsrichtung (6) entlang der Querausdehnung (7) erstreckt.

8. Vorrichtung zum Herstellen eines Presswerkzeugs, wobei das Presswerkzeug (1 ) zum Herstellen eines Werkstücks vorgesehen ist und eine strukturierte Pressoberfläche (2) aus Metall mit Erhebungen (4) und Vertiefungen (3) aufweist, und

- die Vorrichtung (31 , 41 ) eine Laservorrichtung (15) mit einem Laser (17) und eine elektronische Steuervorrichtung (35) umfasst, die eingerichtet ist, die

Laservorrichtung (15) derart anzusteuern, dass ein vom Laser (17) erzeugter Laserstrahl (19) auf die Pressoberfläche (2) gerichtet ist und diese trifft, um die Pressoberfläche (2) Laser zu härten, oder

- die Vorrichtung (31 , 41 ) eine Elektronenstrahlvorrichtung und eine elektronische Steuervorrichtung (35) umfasst, die eingerichtet ist, die Elektronenstrahlvorrichtung derart anzusteuern, dass ein von der Elektronenstrahlvorrichtung erzeugter Elektronenstrahl auf die Pressoberfläche (2) gerichtet ist und diese trifft, um die Pressoberfläche (2) Elektronenstrahl zu härten,

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

- deren elektronische Steuervorrichtung (35) eingerichtet ist, die Laservorrichtung (15) derart anzusteuern, dass der vom Laser (17) erzeugte Laserstrahl (19) auf die Pressoberfläche (2) derart gerichtet ist, dass der Laserstrahl (19) lediglich vorbestimmte Bereiche (5) der Pressoberfläche (2) trifft, um lediglich die vorbestimmten Bereiche (5) der Pressoberfläche (2) Laser zu härten, oder

- deren elektronische Steuervorrichtung (35) eingerichtet ist, die

Elektronenstrahlvorrichtung derart anzusteuern, dass der von der

Elektronenstrahlvorrichtung erzeugte Elektronenstrahl auf die Pressoberfläche (2) derart gerichtet ist, dass der Elektronenstrahl lediglich vorbestimmte Bereiche (5) der Pressoberfläche (2) trifft, um lediglich die vorbestimmten Bereiche (5) der Pressoberfläche (2) Elektronenstrahl zu härten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei dem die vorbestimmten Bereiche (5) den Erhebungen (4) der Pressoberfläche (2) zugeordnet sind, sodass der Laserstrahl (2) bzw. der Elektronenstrahl lediglich den Erhebungen (4) zugeordnete Bereiche laserhärtet bzw. elektronenstrahlhärtet.

11 . Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Erhebungen (4) eine Höhe (H) aufweisen und die Vorrichtung eingerichtet ist, lediglich die Erhebung (4) oder vorbestimmte Erhebungen (4) bis zu einer vorgegebenen Härtetiefe (T) laserzuhärten bzw. elektronenstrahlzuhärten , wobei insbesondere die Härtetiefe (T) wenigstens 10% der Höhe (H) der höchsten Erhebung (4) beträgt. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , deren elektronische Steuervorrichtung (35) die Laservorrichtung (15) bzw. die Elektronenstrahlvorrichtung in Abhängigkeit von Bilddaten (18) ansteuert, die der Struktur der strukturierten Pressoberfläche (2) zugeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das Presswerkzeug ein Pressblech (1 ) ist, dessen strukturierte Pressoberfläche (2) rechteckig ist und eine Längsausdehnung (8) und eine quer zur Längsausdehnung (8) verlaufende Querausdehnung (7) aufweist, und die Struktur der strukturierten Pressoberfläche (2) eine Vorzugsrichtung (6) in Richtung der Längsausdehnung (8) oder der Querausdehnung (7) aufweist, zusätzliche aufweisend eine Auflagevorrichtung (32), auf der das zu bearbeitende Pressblech (1 ) aufliegt, und eine Bewegungsvorrichtung, mit der der Laser (17) bzw. die Elektronenstrahlvorrichtung, gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung (35) in Richtung der Quer- und Längsausdehnung (7, 8) verfahrbar ist, wobei die elektronische Steuervorrichtung (35) eingerichtet ist, die Bewegungsvorrichtung abwechselnd über die gesamte Längsausdehnung (8) und abschnittsweise entlang der Querausdehnung (7) der strukturierten Pressoberfläche (2) zu bewegen, wenn sich die Vorzugsrichtung (6) entlang der Längsausdehnung (8) erstreckt, oder die Bewegungsvorrichtung abwechselnd über die gesamte Querausdehnung (7) und abschnittsweise entlang der Längsausdehnung (8) zu bewegen, wenn sich die Vorzugsrichtung (6) entlang der Querausdehnung (7) erstreckt.

14. Presswerkzeug zum Herstellen eines Werkstücks, aufweisend eine strukturierte Pressoberfläche (2) aus Metall mit Erhebungen (4) und Vertiefungen (3), die lasergehärtet oder elektronenstrahlgehärtet ist.

15. Presswerkzeug nach Anspruch 14, dessen Pressoberfläche (2) lediglich in vorbestimmten Bereichen (5) lasergehärtet oder elektronenstrahlgehärtet ist, die insbesondere den Erhebungen (4) der Pressoberfläche (2) zugeordnet sind, und/oder die strukturierte Pressoberfläche (2) aus Metall eine chromfrei strukturierte Pressoberfläche (2) aus Metall ist.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Presswerkzeuqs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Presswerkzeugs.

Presswerkzeuge z.B. in Form von Pressblechen, Endlosbändern oder Prägewalzen umfassen eine strukturierte Pressoberfläche und werden z.B. in der holzverarbeitenden Industrie eingesetzt, um z.B. Möbel, Laminate oder Paneele, also allgemein Werkstücke herzustellen. Die Werkstücke werden mit der strukturierten Pressoberfläche des Presswerkzeugs verpresst, sodass die Werkstücke strukturierte Oberflächen entsprechend der strukturierten 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 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 Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit anzugeben, mit der die Pressoberfläche eines Presswerkzeugs relativ einfach und umweltfreundlich relativ verschleißfest ausgeführt werden kann. Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Presswerkzeugs, aufweisend folgende Verfahrensschritte:

- Bereitstellen eines Presswerkzeugs, das zum Herstellen eines Werkstücks vorgesehen ist und eine strukturierte Pressoberfläche aus Metall mit Erhebungen und Vertiefungen aufweist,

- Ansteuern eines Lasers oder einer Elektronenstrahlvorrichtung derart, dass ein vom Laser erzeugter Laserstrahl bzw. ein von der Elektronenstrahlvorrichtung erzeugter Elektronenstrahl auf die Pressoberfläche gerichtet wird und diese trifft, damit die Pressoberfläche lasergehärtet bzw. elektronenstrahlgehärtet wird.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Presswerkzeugs, wobei das Presswerkzeug zum Herstellen eines Werkstücks vorgesehen ist und eine strukturierte Pressoberfläche aus Metall mit Erhebungen und Vertiefungen aufweist, und die Vorrichtung eine Laservorrichtung mit einem Laser und eine elektronische Steuervorrichtung umfasst, die eingerichtet ist, die Laservorrichtung derart anzusteuern, dass ein vom Laser erzeugter Laserstrahl auf die Pressoberfläche gerichtet ist und diese trifft, um die Pressoberfläche Laser zu härten. Anstelle der Laservorrichtung kann die Vorrichtung eine Elektronenstrahlvorrichtung umfassen. In diesem Fall ist die elektronische Steuervorrichtung eingerichtet, die Elektronenstrahlvorrichtung derart anzusteuern, dass ein von der Elektronenstrahlvorrichtung erzeugter Elektronenstrahl auf die Pressoberfläche gerichtet ist und diese trifft, um die Pressoberfläche Elektronenstrahl zu härten.

Es kann insbesondere genau ein Laser oder mehrere Laser verwendet werden. So kann z.B. die Laserstrahlvorrichtung genau einen Laser oder mehrere Laser aufweisen. Bei der Verwendung von mehreren Lasern kann die Pressoberfläche gleichzeitig mittels mehrerer Laserstrahlen, die von den Lasern erzeugt werden, bearbeitet werden.

Die Elektronenstrahlvorrichtung kann genau einen Elektronenstrahl erzeugen oder mehrere Elektronenstrahlen. Erzeugt die Elektronenstrahlvorrichtung mehrere Elektronenstrahlen, dann kann die Pressoberfläche gleichzeitig mittels der mehreren Elektronenstrahlen bearbeitet werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird demnach ein Presswerkzeug zum Herstellen eines Werkstücks hergestellt, das eine strukturierte Pressoberfläche aus Metall mit Erhebungen und Vertiefungen umfasst, die lasergehärtet bzw. elektronenstrahlgehärtet ist. Typischerweise weisen die Erhebungen eine Höhe von 10pm bis 900pm und in den meisten Fällen von 15pm bis 200pm auf.

Das hergestellte Presswerkzeug ist z.B. ein Endlosband, eine Prägewalze oder vorzugsweise ein Pressblech und umfasst die strukturierte Pressoberfläche. Das Presswerkzeug ist für die Herstellung eines Werkstücks vorgesehen, das aufgrund der strukturierten Pressoberfläche eine strukturierte Oberfläche entsprechend der Struktur der Pressoberfläche erhält. Während der Herstellung des Werkstücks wird dieses mit dem Presswerkzeug bzw. dessen Pressoberfläche verpresst, wodurch die Pressoberfläche verschleißt.

Das Werkstück ist z.B. eine Werkstoffplatte. Diese umfasst z.B. einen Träger, z.B. eine MDF-Platte oder eine Spanplatte, die mit einem Harz getränkten Papier oder mit einer Kunststoffbahn mittels des Presswerkzeugs verpresst wird. Die Werkstoffplatte kann auch eine sogenannte Luxuriöse Vinylfliese (LVT) sein.

Die strukturierte Pressoberfläche des Presswerkzeugs ist aus Metall und ist vorzugsweise eine chromfreie strukturierte Pressoberfläche aus Metall, insbesondere aus Nickel, Stahl oder rostfreiem Stahl und wird mittels des Lasers bzw. dessen Laserstrahls lasergehärtet oder mittels der Elektronenstrahlvorrichtung bzw. deren Elektronenstrahl elektronenstrahlgehärtet. Dadurch wird die Pressoberfläche härter und verschleißt weniger. Außerdem stellt das Laserhärten bzw. Elektronenstrahlhärten der Pressoberfläche ein relativ umweltschonendes Härten der Pressoberfläche dar, da auf umweltschädliche Chemikalien oder gegebenenfalls die Verwendung einer in deren Herstellung umweltbedenklichen Chromschicht als Pressoberfläche verzichtet werden kann. Das für das erfinderische Verfahren bereitgestellte Presswerkzeug kann vor dem Laserhärten bzw. Elektronenstrahlhärten entsprechend konventioneller Verfahren, wie z.B. durch Ätzen hergestellt werden, wie dies z.B. im Prinzip aus der WO 2009/062488 A2 bekannt ist. Jedoch wird die Pressoberfläche insbesondere nicht mit der in seiner Herstellung umweltbedenklichen Chromschicht versehen, sondern mittels des Lasers bzw. der Elektronenstrahlvorrichtung gehärtet. Dieser bzw. diese wird dazu insbesondere von der elektronischen Steuervorrichtung angesteuert, damit der vom Laser erzeugte Laserstrahl bzw. der von der Elektronenstrahlvorrichtung erzeugte Elektronenstrahl die Pressoberfläche trifft, um diese zu härten.

Es kann vorgesehen sein, dass die gesamte Pressoberfläche mit dem Laser lasergehärtet bzw. mit der Elektronenstrahlvorrichtung elektronenstrahlgehärtet wird.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dieses ein Ansteuern des Lasers derart auf, dass der vom Laser erzeugte Laserstrahl auf die Pressoberfläche gerichtet ist, sodass der Laserstrahl lediglich vorbestimmte Bereiche der Pressoberfläche trifft, damit lediglich vorbestimmte Bereiche der Pressoberfläche lasergehärtet werden. Entsprechend kann es vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren ein Ansteuern der Elektronenstrahlvorrichtung derart aufweist, dass der von der Elektronenstrahlvorrichtung erzeugte Elektronenstrahl auf die Pressoberfläche gerichtet ist, sodass der Elektronenstrahl lediglich vorbestimmte Bereiche der Pressoberfläche trifft, damit lediglich vorbestimmte Bereiche der Pressoberfläche elektronenstrahlgehärtet werden.

Gemäß dieser Variante ist es also vorgesehen, dass die Pressoberfläche nur partiell mit dem Laser bzw. mit der Elektronenstrahlvorrichtung gehärtet wird.

Dementsprechend ist gemäß einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung dessen elektronische Steuervorrichtung eingerichtet, die Laservorrichtung bzw. die Elektronenstrahlvorrichtung derart anzusteuern, dass der vom Laser erzeugte Laserstrahl bzw. der von der Elektronenstrahlvorrichtung erzeugte Elektronenstrahl auf die Pressoberfläche derart gerichtet ist, dass der Laserstrahl bzw. der Elektronenstrahl lediglich vorbestimmte Bereiche der Pressoberfläche trifft, um lediglich vorbestimmte Bereiche der Pressoberfläche Laser zu härten bzw. Elektronenstrahl zu härten.

Somit ist vorzugsweise das Presswerkzeug derart ausgebildet, dass dessen Pressoberfläche lediglich in vorbestimmten Bereichen lasergehärtet bzw. elektronenstrahlgehärtet ist.

Dadurch werden insbesondere lediglich diejenigen Bereiche der Pressoberfläche mit dem Laser bzw. der Elektronenstrahlvorrichtung gehärtet, die beim Herstellen des Werkstücks einer relativ hohen Belastung und somit einem im Vergleich zur restlichen Pressoberfläche erhöhten Verschleiß ausgesetzt sind.

Die Pressoberfläche ist strukturiert und umfasst die Erhebungen und Vertiefungen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die vorbestimmten Bereiche Erhebungen der Pressoberfläche zugeordnet, sodass lediglich diesen Erhebungen zugeordnete Bereiche lasergehärtet bzw. elektronenstrahlgehärtet werden bzw. sodass der Laserstrahl bzw. der Elektronenstrahl lediglich diesen Erhebungen zugeordnete Bereiche laserhärtet bzw. elektronenstrahlhärtet. Somit sind im Wesentlichen lediglich die Erhebungen bzw. zumindest ein Teil der Erhebungen, die insbesondere einer besonderen Belastung während des Herstellens des Werkstücks ausgesetzt sind, lasergehärtet bzw. elektronenstrahlgehärtet, da erfahrungsgemäß die Erhebungen einer größeren Belastung während des Herstellens des Werkstücks ausgesetzt sind als die Vertiefungen. Insbesondere können die Bereiche erhöhter Belastung empirisch ermittelt werden.

Die Erhebungen weisen insbesondere eine Höhe auf. Vorzugsweise werden die Erhebungen bis zu einer vorgegebenen Härtetiefe laser- bzw. elektronenstrahlgehärtet. Die Härtetiefe beträgt vorzugsweise wenigstens 10% der Höhe der höchsten Erhebung. Dies hat sich als vorteilhaft hinsichtlich der Kosten für eine Härtung und Standzeit der strukturierten Pressoberfläche erwiesen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Laser bzw. die

Elektronenstrahlvorrichtung in Abhängigkeit von Bilddaten angesteuert bzw. steuert die elektronische Steuervorrichtung die Laservorrichtung bzw. die

Elektronenstrahlvorrichtung in Abhängigkeit von Bilddaten an. Die Bilddaten sind z.B. Designdaten oder vorzugsweise der Struktur der strukturierten Pressoberfläche zugeordnet.

Die strukturiert 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 strukturierte Pressoberfläche aufweisen soll.

Die aufgrund des Scannens erhaltenen Bilddaten können z.B. manuell überarbeitet werden, um der Struktur des Pressblechs zugeordnete Bilddaten zu erhalten. Diese Bilddaten können nicht nur zum Ansteuern des Lasers bzw. der Laservorrichtung verwendet werden, sondern auch für die Herstellung der Struktur der Pressoberfläche z.B. durch Ätzen.

Handelt es sich bei dem Presswerkzeug z.B. um das Pressblech, dann ist insbesondere dessen strukturierte Pressoberfläche rechteckig ausgeführt und weist eine Längsausdehnung und eine quer zur Längsausdehnung verlaufende Querausdehnung auf. Die Struktur der strukturierten Pressoberfläche kann dann eine Vorzugsrichtung in Richtung der Längsausdehnung oder auch in Richtung der Querausdehnung aufweisen. Eine solche Vorzugsrichtung weisen z.B. strukturierte Pressoberflächen auf, die Holz bzw. einer Holzmaserung zugeordnet sind.

Der Laserstrahl bzw. der Elektronenstrahl trifft in der Regel nur einen relativ kleinen Ausschnitt der Pressoberfläche und wird insbesondere derart angesteuert, dass sich der Laserstrahl bzw. der Elektronenstrahl über die Pressoberfläche bewegt. Dies kann z.B. durch Bewegen der Laserstrahlvorrichtung bzw. der Elektronenstrahlvorrichtung erreicht werden oder durch Ablenken des Laserstrahl bzw. des Elektronenstrahls mit einem Spiegel. Dies kann derart erfolgen, dass der Laser- bzw. Elektronenstrahl spalten- oder zellenförmig entlang der Pressoberfläche geführt wird.

Weist nun die Struktur der strukturierten Pressoberfläche eine solche Vorzugsrichtung auf, dann ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ihre elektronische Steuervorrichtung derart eingerichtet, die Laservorrichtung derart anzusteuern oder zu bewegen, dass der Laserstrahl abwechselnd über die gesamte Längsausdehnung und abschnittsweise entlang der Querausdehnung der Pressoberfläche geführt ist, wenn sich die Vorzugsrichtung entlang der Längsausdehnung erstreckt, oder dass der Laserstrahl abwechselnd über die gesamte Querausdehnung und abschnittsweise entlang der Längsausdehnung geführt ist, wenn sich die Vorzugsrichtung entlang der Querausdehnung erstreckt.

Wird anstelle des Lasers die Elektronenstrahlvorrichtung, dann ist die elektronische Steuervorrichtung vorzugsweise derart eingerichtet ist, die Elektronenstrahlvorrichtung derart anzusteuern oder zu bewegen, dass der Elektronenstrahl abwechselnd über die gesamte Längsausdehnung und abschnittsweise entlang der Querausdehnung geführt ist, wenn sich die Vorzugsrichtung entlang der Längsausdehnung erstreckt, oder dass der Elektronenstrahl abwechselnd über die gesamte Querausdehnung und abschnittsweise entlang der Längsausdehnung geführt ist, wenn sich die Vorzugsrichtung entlang der Querausdehnung erstreckt.

Dementsprechend umfasst das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise ein Bewegen des Lasers oder der Elektronenstrahlvorrichtung und/oder ein Ablenken des vom Laser erzeugten Laserstrahls bzw. des von der Elektronenstrahlvorrichtung erzeugten Elektronenstrahls derart, dass der Laserstrahl bzw. der Elektronenstrahl abwechselnd über die gesamte Längsausdehnung und abschnittsweise entlang der Querausdehnung geführt wird, wenn sich die Vorzugsrichtung entlang der Längsausdehnung erstreckt, oder dass der Laserstrahl bzw. der Elektronenstrahl abwechselnd über die gesamte Querausdehnung und abschnittsweise entlang der Längsausdehnung geführt wird, wenn sich die Vorzugsrichtung entlang der Querausdehnung erstreckt. Die Bewegung des Lasers bzw. der Elektronenstrahlvorrichtung kann z.B. erreicht werden, indem die Vorrichtung eine Auflagevorrichtung umfasst, auf der das zu bearbeitende Pressblech aufliegt, und eine Bewegungsvorrichtung, mit der der Laser bzw. die Elektronenstrahlvorrichtung, gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung in Richtung der Quer- und Längsausdehnung verfahrbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvorrichtung umfasst daher die Vorrichtung zum Herstellen eines Presswerkzeugs, bei der das Presswerkzeug das Pressblech mit der rechteckigen Pressoberfläche ist, eine Auflagevorrichtung, auf der das zu bearbeitende Pressblech aufliegt, und eine Bewegungsvorrichtung, mit der der Laser bzw. die Elektronenstrahlvorrichtung, gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung in Richtung der Quer- und Längsausdehnung verfahrbar ist. Die elektronische Steuervorrichtung ist insbesondere derart eingerichtet, dass sie die Bewegungsvorrichtung abwechselnd über die gesamte Längsausdehnung und abschnittsweise entlang der Querausdehnung der Pressoberfläche bewegt, wenn sich die Vorzugsrichtung entlang der Längsausdehnung erstreckt, oder die Bewegungsvorrichtung abwechselnd über die gesamte Querausdehnung und abschnittsweise entlang der Längsausdehnung bewegt, wenn sich die Vorzugsrichtung entlang der Querausdehnung erstreckt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind 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,

Fig. 3 eine Vorrichtung zum Herstellen des Pressblechs, und Fig. 4 eine alternative Vorrichtung zum Herstellen des Pressblechs. Die Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Pressblech 1 mit einer chromfreien, strukturierten Pressoberfläche 2 aus Metall als Beispiel eines Presswerkzeugs, das eine chromfreie, strukturierte Pressoberfläche aus Metall umfasst. Die Pressoberfläche 2 ist vorzugsweise aus Stahl.

Die strukturierte Pressoberfläche 2 umfasst eine gebirgsähnliche Oberfläche mit Vertiefungen 3 und Erhebungen 4. Die strukturierte Pressoberfläche 2 kann z.B. einer Holzmaserung zugeordnet sein. Ein Ausschnitt einer Seitenansicht in geschnittener Darstellung des Pressblechs 1 ist in der Fig. 2 gezeigt.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Pressoberfläche rechteckig und weist eine Querausdehnung 7 und eine Längsausdehnung 8 auf. Außerdem erstreckt sich die Struktur der strukturierten Pressoberfläche 2 entlang einer Vorzugsrichtung 6, die im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels entlang der Längsausdehnung 8 verläuft.

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 strukturierten Pressoberfläche 2 entsprechende strukturierte Oberfläche auf.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst die Pressoberfläche 2 lasergehärtete vorbestimmte Bereiche 5, die insbesondere den Erhebungen 4 zugeordnet sind, d.h. im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind zumindest einige der Erhebungen 4 lasergehärtet und die restliche Pressoberfläche 2, insbesondere deren Vertiefungen 3 sind nicht läsergehärtet.

Die Fig. 3 zeigt in einer Draufsicht eine Vorrichtung 31 zum Herstellen des Pressblechs 1 bzw. zum Laserhärten der Pressoberfläche 2.

Die in der Fig. 3 gezeigte Vorrichtung 31 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen Auflagetisch 32, der eine aus mehreren einzelnen Planflächen 33 hergestellte Auflagefläche 34 aufweist. Für die Herstellung des Pressblechs 1 bzw. zum Laserhärten der Pressoberfläche 2 des Pressblechs 1 wird zunächst das Pressblech 1 mit ungehärteter Pressoberfläche 2 derart auf der Auflagefläche 32 abgelegt, dass die Pressoberfläche 2 der Auflagefläche 34 abgewandt ist.

Die Auflagefläche 34 ist insbesondere rechteckig und weist eine den Abmessungen des Pressblechs 1 angepasste Abmessung auf.

Die Vorrichtung 31 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine elektronische Steuervorrichtung 35, welche den Betrieb der Vorrichtung 31 steuert.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind in den Planflächen 33 Ansaugöffnungen ausgebildet, die mittels einer nicht dargestellten und von der elektronischen Steuervorrichtung 35 angesteuerten Vakuumpumpe der Vorrichtung 31 das Pressblech 1 auf die Planflächen 33 zieht, wodurch das Pressblech 1 auf der Auflagefläche 34 fixiert ist.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst die Vorrichtung 31 Führungsschienen 36, die in Querrichtung der Auflagefläche 34 und neben der Auflagefläche 34 angeordnet sind.

Die Vorrichtung 31 umfasst insbesondere Gleitführungen 37, die längs der Führungsschienen 36 verfahrbar gelagert sind.

Die Vorrichtung 31 umfasst eine insbesondere längs zur Auflagefläche 34 ausgerichtete Längsschiene 38, welche an ihren Enden jeweils mit den Gleitführungen 37 verbunden sind.

Die Vorrichtung 31 umfasst ferner eine Laservorrichtung 15, welche längs der Längsschiene 38 verschieblich gelagert ist. Die Laservorrichtung 15 umfasst wenigstens einen von der elektronischen Steuervorrichtung 35 ansteuerbaren Laser 17, also genau einen Laser 17 oder mehrere Laser 17. Es ist auch möglich, dass die Vorrichtung 31 mehrere Längsschienen 38 aufweist, an denen jeweils eine von der elektronischen Steuervorrichtung 35 ansteuerbare Laservorrichtung 15 angeordnet ist, die längs der entsprechenden Längsschiene 38 verschieblich gelagert sind.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst die Vorrichtung 31 einen elektrischen Antrieb 39, der eingerichtet ist, gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung 35, die Gleitführungen 37 und somit die Längsschienen 38 bzw. die Laservorrichtung 15 längs der Führungsschienen 36 und somit in Querrichtung y der Auflagefläche 34 zu bewegen.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst die Vorrichtung 31 einen weiteren elektrischen Antrieb 16, der eingerichtet ist, gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung 35, die Laservorrichtung 15 längs der Längsschienen 38 und somit längs zur Auflagefläche 34, d.h. in Längsrichtung x zu bewegen.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist das Pressblech 1 liegt das Pressblech 1 derart auf der Auflagefläche 34 auf, dass es bezüglich seiner Längsausdehnung 8 entlang der Längsrichtung x und bezüglich seiner Querausdehnung 7 entlang der Querrichtung y ausgerichtet ist.

Die Vorrichtung 31 ist derart ausgebildet, dass das auf der Auflagefläche 34 fixierte Pressblech 1 zwischen der Auflagefläche 34 und der Laservorrichtung 15 bzw. dem wenigstens einen Laser 17 angeordnet ist.

Somit ist es möglich, gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung 35, den wenigstens einen Laser 17 an die gewünschte Position relativ zur Pressoberfläche 2 zu bewegen, sodass ein vom Laser 17 erzeugter Laserstrahl bzw. von den Lasern erzeugte Laserstrahlen auf die Pressoberfläche 1 gerichtet ist bzw. sind und an der gewünschten Stelle trifft bzw. treffen. Die Vorrichtung 31 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eingerichtet, die Pressoberfläche 1 des auf der Auflagefläche 34 fixierten Pressblechs 1 mit dem wenigstens einen Laser 17 zu härten, insbesondere die vorbestimmten Bereiche 5 zu härten, indem die elektronische Steuervorrichtung 35 den elektrischen Antrieb 39, den weiteren elektrischen Antrieb 16 und die Laservorrichtung 15 bzw. deren Laser 17 derart ansteuert, dass der von dem Laser 17 erzeugte Laserstrahl bzw. die von den Lasern 17 erzeugten Laserstrahlen die vorbestimmten Bereiche 5 trifft, um diese mit dem Laser 17 zu härten.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind in der elektronischen Steuervorrichtung 35 Bilddaten 18 gespeichert. Die elektronische Steuervorrichtung 35 ist insbesondere eingerichtet, den elektrischen Antrieb 39, den weiteren elektrischen Antrieb 16 und die Laservorrichtung 15 bzw. deren wenigstens einen Laser 17 in Abhängigkeit der Bilddaten anzusteuern. Die Bilddaten 18 sind der Struktur der strukturierten Pressoberfläche 2 zugeordnet.

Die Erhebungen 4 weisen insbesondere eine Höhe H auf. Vorzugsweise werden die Erhebungen 4 bis zu einer vorgegebenen Härtetiefe T lasergehärtet. Die Härtetiefe T beträgt vorzugsweise wenigstens 10% der Höhe H der höchsten Erhebung 4. Die höchste Erhebung 4 kann aufgrund der Bilddaten 18 ermittelt werden.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Vorrichtung 31 derart ausgeführt, dass ihre elektronische Steuervorrichtung 35 eingerichtet ist, den Laser 17 und die elektrischen Antrieb 16, 39 derart anzusteuern, dass der Laser 17 abwechselnd über die gesamte Längsausdehnung 8 und abschnittsweise entlang der Querausdehnung 7 der Pressoberfläche 2 geführt ist, also primär in Vorzurichtung 6 der Strukturierung der strukturierten Pressoberfläche 2.

Die Fig. 4 zeigt eine weitere Vorrichtung 41 zum Herstellen des Pressblechs 1 bzw. zum Laserhärten der Pressoberfläche 2 des Pressblechs 1. Diese Vorrichtung 41 unterscheidet sich im Wesentlichen von der in der Fig. 3 gezeigten Vorrichtung 31 dadurch, dass der wenigstens eine Laser 17 nicht relativ zur Auflagefläche 34 des Auflagetisches 32 verfahrbar angeordnet ist, sondern die Laservorrichtung 15 wenigstens einen verfahrbarer und/oder schwenkbaren Spiegel 20 umfasst, welcher, gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung 35 in Abhängigkeit der Bilddaten 18, den Spiegel 20 derart bewegt, dass der von dem Laser 17 erzeugte Laserstrahl 19 bzw. die von den Lasern 17 erzeugte Laserstrahlen 19 derart abgelenkt wird bzw. werden, dass er bzw. sie die Pressoberfläche 2 an den zu härtenden vorbestimmten Bereichen 5 trifft bzw. treffen.

Die in der Fig. 3 gezeigte Vorrichtung 31 kann anstelle der Laservorrichtung 15 eine Elektronenstrahlvorrichtung aufweisen, die anstelle des Laserstrahls 19 wenigstens einen Elektronenstrahl erzeugt. In diesem Fall steuert die elektronische Steuervorrichtung 35 anstelle der Laservorrichtung 15 die Elektronenstrahlvorrichtung an, sodass anstelle des Laserstrahls 19 der wenigstens eine Elektronenstrahl die ungehärtete Pressoberfläche 2 trifft, um diese Elektronenstrahl zu härten, insbesondere die den Erhebungen 4 zugeordneten vorbestimmten Bereichen 5 Elektronenstrahl zu härten.