制造用于金属压板、环形带或压花辊子的表面结构的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过至少一个激光器制造用于金属压板、环形带或圆柱形压花辊子的表面结构的方法，并且本发明专利技术还涉及一种使用该方法的设备。为了以节省成本的方式同时使用环境友好的技术来制造表面结构，提出了使用激光器，所述激光器通过部分地移除待被处理的金属压板、环形带或压花辊子的表面而制造出全部表面结构。因此，激光器由所提供的３Ｄ外形控制，其中激光器的控制是通过所获得的ｘ、ｙ和ｚ坐标进行的，以制造深度结构，从而构造高部（５）和底部（６）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用至少一个激光器来制造用于金属压板、环形带或圆柱形压花 辊子的表面结构的方法。本专利技术还涉及一种执行该方法的设备。
技术介绍
压板或环形带被用来制造材料片，例如木质材料片，这些材料片设置有相应的装 饰设计。在层状面板或层状楼面板(noor plate)的制造中可发现替换的应用。所采用的材 料片包括由MDF或HDF制成的芯部，其中在至少一个侧面上应用不同的材料层，其中所述材 料层可以包括例如装饰层和保护覆盖层。为了防止所使用的材料片翘起，典型地后侧也设 置有相应的材料层，使得材料片可在压力机中使用压板或环形带而压制在一起。优选地，为 了这个目的使用热压机，由于不同的所应用得材料层被硬塑料树脂(duro-plastic resin) 例如蜜胺树脂浸渍，因而在热作用下与芯部表面一起熔融。因此，所采用的装饰层可被结 构化，其中可以压出例如木质或瓷砖装饰，或者使用具有与相应的应用相对应的艺术设计 的结构。为了改进自然复制，尤其对于木质装饰、瓷砖装饰或天然石质表面，以及对于获得 特殊的光泽度，压板和环形带被使用，压板和环形带包括所提供的结构的负像(negative image)。基于数字印刷技术和压板表面的数字化制造，制有装饰层和压花样式的材料片的 质量因此达到了较高的精度，其中由于精确对齐，精度非常接近天然木质面板或可供比较 的材料。调整特定的光泽度进一步提供了生成倒影或阴影的选择，所述倒影或阴影给用户 传达了天然木质表面的印象或其他材料的印象。为了达到上述的效果，对于压板、环形带和圆柱形压花辊子的制造的质量要求是 很高的，其特别地帮助了利用所提供的装饰层的精确制造。在快速循环压力机中，压板和环 形带因此被用作顶部工具和底部工具，循环压力机设置有压板或双带压力机(double band press)，其设置有环形带，其中材料层的压花和加热是同时进行的，使得硬塑料树脂通过熔 融和硬化而与芯部连接。另一方面，压花辊子在材料片的表面上方滚动，并且也被用于进行 结构化。用于制造压板、环形带或压花辊子的方法在现有技术中是已知的，其中这些方法 包括将具有相应结构的抗蚀刻层应用到经过预处理的金属表面上、后续的蚀刻处理(以通 过蚀刻处理在表面上生成第一结构)、以及随后移除抗蚀刻层。根据期望的表面质量，该蚀 刻处理可依次重复几次，使得能够形成进入压板或环形带的表面的特别高的穿透深度，并 且附加地能够形成粗糙和细微的结构，这些粗糙和细微的结构提供了期望的结构布局。因 此，在完成清洁之后，通过丝网印刷(silk screening)方法将掩模应用到经过预处理的板 上，并且通过随后的蚀刻生成期望的表面结构，其中丝网印刷被应用到大的格式板(format plate)上，并且板随后在它们的全部表面上被蚀刻。形成高表面结构的所有部分因此通过 应用的掩模覆盖，以致于表面蚀刻仅能够在直接暴露到蚀刻液的部分中执行。蚀刻出的部 分接着形成期望结构的轮廓凹陷(profile expression)。在完成蚀刻之后，表面被清洁 且特别地移除掩模，使得表面处理可以继续，并且表面可进入另一个整理工序，例如硬镀铬(hard chroming)。替换地，也可以使用照相方法，其中开始时，光敏层应用到全部表面。光敏层随后 必须根据所提供的掩模曝光，以产生表面结构。此后，需要对光敏层进行显影。期间，必须 进行许多冲洗处理，使得可以制备和清洁表面以用于后续的处理步骤。在光敏层显影后，这 生成了掩模，该掩模也指定作为蚀刻模板或抗蚀刻层。通过这种方式制造的掩模的复制能 力是个问题，这是因为，当多于一次的曝光和蚀刻处理依次执行时，为了将复杂的三维结构 应用到压板或环形带的表面上，负片(negative)或正片(positive)相对于光敏层总是必 须定位在精确相同的位置上，以曝光光敏层。这是有问题的，尤其当负片和正片被直接应用 到光敏层上以曝光感光层时以及负片和正片在光敏层的每个位置上不具有完全相同的距 离时。因此，不是总能确保应用获得高图像精度所需要的掩模的重复性，尤其对于照相方 法。当通过依次需要的多次曝光和蚀刻处理来实现三维结构并因而必须为此依次应用多个 掩模时将可能产生其他的问题，其中在每个掩模应用之间执行蚀刻处理。通过精确定位和 所需数量的相应掩模，制造压板或环形带是非常复杂和昂贵的。因而，表面结构的分辨率高 度依赖于所应用的掩模并依赖于所采用的方法，并且此外需要大量的处理步骤，其中尤其 由于压板或环形带的尺寸，需要复杂的操作。近来，掩模已经直接应用到压板上，例如使用喷墨打印机，而不是照相方法或丝网 印刷方法，其中使用了数字化数据。这个手段确保正确和精确的图像可被多次应用到相同 的表面部分上，从而能够执行特别深的结构化，这意味着蚀刻表面。然而，同样对于这个方 法，需要许多蚀刻处理，这对环境是有害的。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于处理压板和环形带的表面的新方法，其 使用环境友好的技术。根据本专利技术，提供了一种方法，所述方法使用用于生成金属压板、环形带或圆柱形 压花辊子的表面结构的激光器，该方法包括以下步骤-提供并使用所捕获的表面结构的3-D外形的数字化数据；-使用数字化数据来在由χ坐标和y坐标限定的平面内对所述至少一个激光器进 行位置控制；-使用用于聚焦至个一种激光束的ζ坐标；以及-通过至少一个激光束局部移除所述表面，以复制能够预定的表面结构。本专利技术的其他的有利实施例可从从属权利要求中得出。不同于目前为止所使用的技术，压板、环形带和压花辊子通过激光器进行结构化， 其中激光直接生成通过局部移除表面所获得的表面结构。该方法具有许多优点。首先，可 以理解的是该方法帮助省略了蚀刻处理，除非在已经通过激光器制造表面结构之后期望进 行后蚀刻以使边缘成圆形。此外，可通过数字化数据精确控制激光束，使得能够反复执行表面结构的基本相 同的复制。因此，仅需要提供3D外形的数字化数据，其中数字化数据表示所捕获的表面结 构。然后，所提供的数据用于在平面中控制激光器和/或激光器滑动件，其中该平面由χ坐 标和y坐标限定，使得能够利用数据使激光器运动到特定的位置。此外，为了获得特定深度的结构，数据(ζ坐标)可以用于连续改变激光束的深度聚焦(cbpth focuing)，使得能够根 据选定的表面结构形成高部和低部的构造。因此，存在一种选择，其使用激光器局部移除表 面，并且以连续的高精度并且以在平面的χ和y方向以及在高度上(ζ坐标)具有很好的分 辨率的方式局部移除表面。因此，根据本专利技术的方法能够提供表面的粗糙结构，而且根据本 专利技术的方法也能够提供表面的微细结构，使得能够省略蚀刻处理，并且仅在例如当必须使 所形成的边缘和脊部额外地成圆形时才需要执行蚀刻处理。所提供得另一个实质的优点在于，能够基于数字化数据将表面复制任意次数，而 不需要复杂的控制手段，这将操作者的监测行为限定到最少。另一个优点在于省略了复杂且对环境有害的蚀刻处理。为了加快表面处理，可以在平面内的第一坐标方向上使用多个激光器进行处理， 其中这些激光器在平面内的第二坐标方向上联合地向前运动。对于较大形式的压板和环形 带，这显著减少了处理时间。然而，对于压花辊子，沿激光器的纵轴方向选择性地布置多个 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过至少一个激光器来制造用于金属压板（１）、环形带或圆柱形压花辊子的表面结构的方法，所述方法包括以下步骤：－提供和使用被扫描的表面结构的３－Ｄ外形的数字化数据；－使用所述数字化数据在由ｘ坐标和ｙ坐标限定的平面内对所述至少一个激光器进行位置控制；－使用ｚ坐标来聚焦所述至少一个激光器的光束；以及－通过所述至少一个激光器的光束局部地移除表面，以复制预定的表面结构。

【技术特征摘要】
EP 2009-8-26 09010921.61.一种通过至少一个激光器来制造用于金属压板(1)、环形带或圆柱形压花辊子的表 面结构的方法，所述方法包括以下步骤-提供和使用被扫描的表面结构的3-D外形的数字化数据；-使用所述数字化数据在由χ坐标和y坐标限定的平面内对所述至少一个激光器进行 位置控制；-使用ζ坐标来聚焦所述至少一个激光器的光束；以及-通过所述至少一个激光器的光束局部地移除表面，以复制预定的表面结构。2.如权利要求1所述的制造表面结构的方法，所述方法包括使用多个激光器以用于在 所述平面内的第一坐标方向上进行处理，以及联合地在第二坐标方向上移动所述多个激光ο3.如权利要求1或2所述的制造表面结构的方法，所述方法包括在相对于所述表面高 达250 μ m的深度上聚焦至少一个激光束。4.如权利要求1、2或3所述的制造表面结构的方法，所述方法包括将所述至少一个激 光器的焦点作为所述表面和激光光学装置之间的距离变化的函数进行调整。5.如权利要求1、2、3或4所述的制造表面结构的方法，其特征在于，所述至少一个激光 束在相对于竖直方向(ζ坐标)成一个角度地作用于所述表面。6.如权利要求1至5所述的制造表面结构的方法，所述方法包括将激光束聚焦为具有 2至Ij 10 μ m的直径。7.如权利要求1至6所述的制造表面结构的方法，所述方法包括使用具有5到500W、 优选为10到100W、特别优选为20到40W能量的光纤激光器。8.如权利要求1至7所述的制造表面结构的方法，所述方法包括使用功率为20到40W、 波长为532到1064nm并且在IOOns的脉冲宽度和20到80kHz的重复频率下具有ImJ的脉 冲能量的脉冲光纤激光器。9.如权利要求1至8所述的制造表面结构的方法，所述方法包括使用激光组件，所述激 光组件包括激光器、光束扩散器和聚焦装置(激光光学装置)。10.如权利要求1至9所述的制造表面结构的方法，所述方法包括通过激光功率衰减器 减小激光的能量。11.如权利要求1至10所述的制造表面结构的方法，所述方法包括在离所述表面10到 IOOcm的距离处布置所述聚焦装置。12.如权利要求1至11所述的制造表面结构的方法，所述方法包括不考虑重复样式而 将所述表面结构分成多个部分，其中所述多个部分分别由一个激光器依次处理或至少部分 地由多个激光器并行地处理。13.如权利要求1至12所述的制造表面结构的方法，所述方法包括自由地选择所述部 分的边界，优选地将它们限定成使得所述边界与所述表面的将不被处理的区域重合。14.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利弗艾斯佩，罗尔夫艾斯佩，
申请(专利权)人：许克莱茵有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]