Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bearbeitungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Presswerkzeuges sowie ein Presswerkzeug, das eine Tragstruktur aus Stahlblech aufweist, aus einem Pressblech oder Endlosband gebildet ist und zum Verpressen von Werkstoffplatten in Heizpressen ausgebildet ist, wobei die Oberfläche des Presswerkzeuges strukturiert ist.

Werkstoffplatten, beispielsweise Holzwerkstoffplatten, werden für die Möbelindustrie und für den Innenausbau, beispielsweise für Laminatfußböden benötigt. Die Werkstoffplatten weisen einen Kem aus MDF (mitteldichte Faserplatte) oder HDF (hochdichte Faserplatte) auf, auf welchen Kern zumindest einseitig verschiedene Matenalauflagen aufgelegt werden, beispielsweise eine (optische) Dekorschicht und eine Schutzschicht (Overlay-Schicht).

Um bei den hergestellten Werkstoffplatten einen Verzug zu vermeiden, werden solche Werkstoffplatten in der Regel beidseitig mit derselben Anzahl von Matenalauflagen versehen; um die die einzelnen Lagen der Werkstoffplatten (Kem, Matenalauflagen, etc.) miteinander zu verbinden, werden diese in einer Presse unter Verwendung spezieller Presswerkzeuge, insbesondere Pressbleche oder Endlosbänder, miteinander verpresst. Dabei erfolgt auch eine Oberflächenprägung der Werkstoffplatten. Üblicherweise kommen dabei Heißpressen bzw. Heizpressen zum Einsatz, um die verschiedenen Matenalauflagen aus Duroplastharzen, beispielsweise Melaminharz, unter Wärmeeinwirkung durch eine Verschmelzung der Kunststoffmaterialien mit der Oberfläche des Kems zu verbinden.

Die Dekorschichten bestimmen dabei das Muster und die Farbgestaltung der Werkstoffplatten; eine gewünschte Oberflächenstruktur hingegen kann durch Verwendung passender Presswerkzeuge erreicht werden. Beispielsweise kann ein Holz- oder Fliesendekor auf der Dekorschicht (Dekorpapier) aufgedruckt sein, oder es werden Dekorschichten mit Mustern und Farbgestaltungen verwendet, die entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck künstlerisch gestaltet sind. Hierbei können auch Overlay-Schichten verwendet werden, die auf der Ober- oder Unterseite bedruckt sind.

Zur Verbesserung einer naturgetreuen Nachbildung, insbesondere bei Werkstoffplatten mit Holz-, Fliesen- oder Natursteindekor, werden die Presswerkzeuge mit einer Oberflächenstrukturierung versehen, die deckungskonform zu der Dekorschicht ausgebildet ist und eine Negativabbildung der gewünschten Oberflächenstruktur ausbildet. Deshalb weisen die Presswerkzeuge ein 3D-Profil (Tiefenstrukturierung) auf, welches beispielsweise den Holznerven einer Holzoberfläche nachempfunden ist, um der Dekorschicht der Werkstoffplatte das Erscheinungsbild einer solchen Holzoberfläche zu verleihen.

Zur Erzielung der deckungskonformen Prägung der Werkstoffplatten - also der erforderlichen Passgenauigkeit von Dekorschicht(en) und Oberflächenstruktur der Werkstoffplatte - wird für die Produktion der Presswerkzeuge ein hoher Qualitätsstandard gefordert. Insbesondere werden die Pressbleche oder Endlosbänder hierbei als Ober- und Unterwerkzeug in Kurztaktpressen, welche mit Pressblechen belegt sind, oder in Doppelbandpressen bei Endlosbändern eingesetzt, wobei gleichzeitig die Prägung und die Erwärmung der Werkstoffplatten erfolgt, sodass die Duroplastharze der Dekor- und/oder Overlay-Schichten der Werkstoffplatten zunächst aufgeschmolzen werden, die der Oberflächenstrukturierung der Presswerkzeuge entsprechende Oberflächenstruktur in die außenliegenden Matenalauflagen eingebracht wird, und die strukturierten Matenalauflagen durch anschließendes Aushärten mit dem Kem der Werkstoffplatte verbunden werden.

Um die gewünschte Oberflächenstrukturierung in bzw. auf den Presswerkzeugen herzustellen, können etwa digitalisierte Bilddaten einer Dekorvorlage verwendet werden, um ein Ätzresist für die Strukturierung der Pressbleche oder Endlosbänder aufzubringen. Zu diesem Zweck wird, beispielsweise mithilfe eines Digitaldruckers, ein Ätzresist auf die Pressbleche oder Endlosbänder aufgetragen, um anschließend einen Ätzprozess vorzunehmen. Nach Entfernen des Atzresists kann eine weitere Behandlung des Presswerkzeugs erfolgen, wobei vorzugsweise bei Oberflächenstrukturierungen mit besonders tiefen/hohen Strukturen mehrere Ätzvorgänge hintereinander vorgenommen werden können. Hierzu wird auf das bereits geätzte Pressblech oder Endlosband wiederum ein Ätzresist aufgetragen und eine erneute Ätzung durchgeführt, bis die gewünschte Tiefenstruktur hergestellt wurde. Bei den einzelnen Ätzprozessen kann darüber hinaus eine Grob- oder Feinstrukturierung der Oberflächenstrukturierung vorgenommen werden, je nachdem welche Oberflächenstruktur der Werkstoffplatte verliehen werden soll.

Alternativ oder zusätzlich zu den beschriebenen Ätzverfahren oder anderen materialabtragenden Verfahren können auch materialauftragende Verfahren zur (schichtweisen) Herstellung der Oberflächenstrukturierung auf der Oberfläche der Presswerkzeuge verwendet werden. Bei den meisten dieser Verfahren kommen Masken (Maskierungen) zum Einsatz, durch welche die Oberfläche des Presswerkzeugs vor einem nachfolgenden Materialauftrag oder -abtrag geschützt werden soll. Durch wiederholtes Aufbringen entsprechender Masken und anschließenden Materialauftrag oder -abtrag lassen sich Oberflächenstrukturierungen verschiedenster Ausgestaltungen herstellen.

Unabhängig vom jeweils gewählten Verfahren entsteht auf dem Presswerkzeug schlussendlich eine Oberflächenstrukturierung, die das Negativ der in die Werkstoffplatte einzuprägenden Oberflächenstruktur darstellt. Dabei entsprechen Erhebungen in der Oberflächenstrukturierung den einzuprägenden Vertiefungen in der Oberflächenstruktur der Werkstoffplatte bzw. entsprechen Vertiefungen in der Oberflächenstrukturierung den Erhebungen, welche die Oberflächenstruktur der Werkstoffplatte aufweisen soll.

Zur weiteren Verbesserung einer naturgetreuen Nachbildung natürlicher Oberflächen, insbesondere von Holz-, Fliesen- oder Natursteinoberflächen, werden Presswerkzeuge eingesetzt, die zudem über unterschiedliche Glanzgrade verfügen. Durch die Einstellung jeweils eines bestimmten Glanzgrades in einem ausgewählten Oberflächenbereich des Presswerkzeugs wird die Möglichkeit geschaffen, in der Werkstoffplatte etwaige Reflektionen oder Schattierungen zu erzeugen, die für einen Betrachter beispielsweise den Eindruck einer natürlichen Holz-, Fliesen- oder Natursteinoberfläche verstärken. Hierzu werden im Stand der Technik beispielsweise dünne Chromschichten mit unterschiedlichen Glanzgraden verwendet, wobei zunächst eine vollflächige Verchromung der Oberfläche des Presswerkzeugs erfolgt und im Anschluss daran eine weitere Chromschicht aufgebracht wird, die entweder nur erhabene oder nur tieferliegende Bereiche der Oberflächenstrukturierung bedeckt (EP 3 010 704 B1 ).

Bei allen bekannten Verfahren zur Bearbeitung der Oberfläche von Presswerkzeugen erweist es sich jedoch als äußerst schwierig bzw. aufwändig, besonders schützenswerte Konturen und Strukturen der Oberflächenstrukturierung vor weiteren Behandlungsschritten, die an der Oberfläche des Presswerkzeugs ausgeführt werden, zu schützen. Insbesondere lässt sich eine selektive Behandlung einzelner Bereiche der Oberflächenstrukturierung in der Praxis nicht erzielen, da dabei - insbesondere aufgrund der Dimensionierung der verwendeten Werkzeuge - in der Regel zwangsläufig auch solche Bereiche der Oberflächenstrukturierung mitbehandelt werden, die bereits fertig ausgeformt und/oder behandelt worden sind. Dies stellt besonders bei Oberflächenstrukturierungen mit Grob- und Feinstrukturen ein Problem dar, da die Herstellung dieser Grob- und Feinstrukturen üblicherweise in unterschiedlichen Bearbeitungsschritten erfolgt und jeweils nur jene Bereiche der Oberfläche des Presswerkzeugs bearbeitet werden dürfen, die entweder nur Grobstrukturen oder nur Feinstrukturen aufweisen. In der Praxis ist es dabei aber unvermeidbar, dass sich die Bearbeitung der Feinstrukturen auch auf (bereits ausgeformte und/oder behandelte) Grobstrukturen auswirkt - beispielsweise kommt es beim Polieren von Feinstrukturen oft zu einer (ungewollten) Glanzgradveränderung im Bereich der Grobstrukturen.

Ein höherer Detail- bzw. Qualitätsgrad in einem Bereich der Oberflächenstrukturierung geht deshalb meist mit einem Detail- oder Qualitätsverlust in einem anderen Bereich der Oberflächenstrukturierung einher. Selbst durch eine besonders sorgfältige Abstimmung einer Größe der verwendeten Werkzeuge auf eine charakteristische Größe der Strukturen des zu behandelnden Bereiches der Oberflächenstrukturierung lässt sich dieses Problem nicht vollständig vermeiden; meist ist eine solche Abstimmung aufgrund der sehr geringen charakteristischen Größe der Feinstrukturen überhaupt nicht möglich. Jedenfalls gestaltet sich der Herstellungsprozess entsprechender Presswerkzeuge durch diese Problematik komplex und kostenintensiv. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung eines Presswerkzeuges bereitzustellen, mittels welchem ein Presswerkzeug zur Herstellung eines Werkstücks, insbesondere einer Werkstoffplatte, herstellbar ist, dessen Oberflächenstrukturierung unterschiedliche Strukturen, beispielsweise Grob- und Feinstrukturen, mit beliebigem Detail- und Qualitätsgrad aufweist.

Ferner wird eine Bearbeitungsvorrichtung zur Bearbeitung einer Oberfläche eines Presswerkzeugs bereitgestellt, welches eine einfache und kostengünstige Herstellung solcher Presswerkzeuge erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Presswerkzeuges, wobei das Presswerkzeug eine Tragstruktur aus Stahlblech aufweist, aus einem Pressblech oder Endlosband gebildet ist und zum Verpressen von Werkstoffplatten in Heizpressen ausgebildet ist, umfasst folgenden Verfahrensschritt:

- Schleifen oder Polieren, mit Schleif- bzw. Poliermittel, einer Oberfläche des Stahlbleches mit einer Bearbeitungsvorrichtung welche wenigstens ein Oberflächenbearbeitungselement mit veränderlicher Anpresskraft auf das herzustellende Presswerkzeug bzw. auf die herzustellende Oberfläche des Stahlbleches zur Herstellung einer wellenförmigen Grundstruktur auf dem Stahlblech aufweist.

Synonym zum Begriff des Schleifens kann im Zusammenhang mit erfindungsgemäßem Verfahren auch das Polieren verstanden werden, da die Differenzierung der Bearbeitungsverfahren in der Verwendung von unterschiedlichen Schleifmitteln bzw. Schleif- oder Polierzusatzstoffen gesehen werden kann, wobei weiterhin zum Schleifen wie auch zum Polieren die gleiche Bearbeitungsvorrichtung Verwendung finden kann. Schleif- bzw. Poliermittel kann in diesem Sinne weiters Polierpaste, Polierhilfsstoffe oder Kühlmittel umfassen.

Weiters kann vorgesehen sein, dass das Oberflächenbearbeitungselement ein elastisches bzw. ein elastisch verformbares Oberflächenbearbeitungselement ist. Vorteilhaft ist bei gegenständlichem Verfahren, dass durch die Verwendung des Oberflächenbearbeitungselementes mit veränderlicher Anpresskraft auf das herzustellende Presswerkzeug besonders naturnahe Oberflächenstrukturen aufgebracht werden könne. Insbesondere kann so auf einfache Weise eine zu einem Altholzimitat formkomplementäre Oberflächenstruktur hergestellt werden, die eine wellenförmige Grundstruktur aufweist, welche dem jahrelangen Abtrag eines Altholzbodens nachempfunden ist. Die wellenförmige Grundstruktur kann so als Basis für eine weiter verfeinerte Oberflächenstruktur des Presswerkzeuges bereitgestellt werden. Das Verfahren zur Herstellung derselben ist so einerseits gegenüber bekannten Verfahren einfach und andererseits sind durch das erfindungsgemäße Verfahren auch unterschiedlichste Ausprägungen der wellenförmigen Grundstruktur herstellbar, was die Produktpalette der dadurch herstellbaren Werkstücke auf einfache Weise vervielfältigt.

Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, wenn das Oberflächenbearbeitungselement eine veränderliche Form und/oder eine veränderliche Kompressibilität aufweist. Denkbar ist unabhängig davon, dass das Oberflächenbearbeitungselement als elastisch verformbares Oberflächenbearbeitungselement ausgebildet sein kann. Dadurch wird erreicht, dass in Abhängigkeit der jeweiligen Bearbeitungsposition des Oberflächenbearbeitungselementes ein unterschiedlich starker Materialabtrag vom Stahlblech realisiert werden kann. So kann in die herzustellende Oberfläche des Presswerkzeuges auf einfache Weise eine wellenförmige Grundstruktur eingearbeitet werden, die insbesondere dem Abtrag eines Altholzbodens oder einer Altholzoberfläche nachempfunden ist. Im Speziellen wird somit weiters erreicht, dass Übergänge zwischen den wellenförmigen Erhebungen und Vertiefungen sanfte Übergänge geschaffen werden können, sodass ein Altholzimitat mittels dem dadurch hergestellten Presswerkzeug besonders naturnahem nachempfunden werden kann.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Anpresskraft abhängig von einer Computerprogrammanweisung zur Steuerung und für die Bearbeitungsposition des Oberflächenbearbeitungselementes am Presswerkzeug mittels einer Steuer- bzw. Regelvorrichtung gesteuert wird. Damit kann eine gewünschte wellige Grundform der herzustellenden Oberfläche aufgebracht werden. Insbesondere können so eine Mehrzahl von Presswerkzeugen mit grundlegend gleicher welliger Grundstruktur hergestellt werden. Auch kann durch entsprechende Abänderung der Computerprogrammanweisung auf einfache Weise eine Variation der welligen Grundstruktur vorgenommen werden um auf diese Art unterschiedlichste Grundstrukturen auf herzustellende Oberflächen von Presswerkzeugen aufzubringen.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Computerprogrammanweisung zur Steuerung bzw. Regelung der Anpresskraft und/oder der veränderlichen Form des Oberflächenbearbeitungselementes eine Graustufenbilddatei verwendet. Auf diese Weise ist eine besonders einfache Übertragung von beispielhaft digitalisierten Strukturen eines echten Altholzbodens oder einer anderen beliebigen Oberfläche auf die herzustellende Oberfläche des Presswerkzeuges ermöglicht. Beispielsweise können so auch Bilddateien derart überarbeitet werden, dass diese in eine Graustufendatei übertragen werden um die entsprechende wellige Grundstruktur anschließend mittels der Bearbeitungsvorrichtung auf die herzustellende Oberfläche des Presswerkzeugs zu übertragen.

Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass die Anpresskraft in einem Bereich von 0 bis 100 % der von der Bearbeitungsvorrichtung zur Verfügung stellbaren Anpresskraft gesteuert wird. Dadurch wird eine effektive Bearbeitung der herzustellenden Oberfläche des Presswerkzeuges ermöglicht. Es wird der gesamte Wirkbereich der Bearbeitungsvorrichtung ausgenutzt, wodurch in weiterer Folge auch die Durchlaufzeit bei der Herstellung einer wellenförmigen Grundstruktur auf ein möglichstes verringert wird.

Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass das Oberflächenbearbeitungselement mit veränderlicher Anpresskraft um eine Mittelachse drehbar ist, wobei das Presswerkzeug mittels des Oberflächenbearbeitungselementes durch oszillierende Schleif- bzw. Drehbewegungen und/oder durch Vorschub in zumindest eine Raumrichtung parallel zur Oberfläche des Presswerkzeuges bearbeitet wird. Vorteilhaft ist dabei, dass ein entsprechender Materialabtrag von der Oberfläche des Presswerkzeuges bzw. vom Stahlblech erhöht wird. Es ist auch denkbar, dass das Oberflächenbearbeitungselement mit unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten sowie mit unterschiedlichen Schleif- bzw. Drehbewegungen je Arbeitsbereich bzw. Bearbeitungsbereich der herzustellenden Oberfläche entlang des Stahlbleches geführt wird. Damit wird die Möglichkeit geschaffen, dass beispielsweise Oberflächenbereiche des Stahlbleches mit unterschiedlichen Härteeigenschaft einen unterschiedlichen Materialabtrag durch die Bearbeitungsvorrichtung erfahren, wodurch im Speziellen eine besonders naturnahe Oberfläche mittels einem so hergestellten Presswerkzeug auf einem Werkstück auf- bzw. eingebracht werden kann.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die Mittelachse des Oberflächenbearbeitungselementes in einem Winkel zur Oberfläche des Presswerkzeuges abhängig von einer Computerprogrammanweisung zur Steuerung und der Bearbeitungsposition des Oberflächenbearbeitungselementes am Presswerkzeug veränderlich einstellbar ist. Durch diese Maßnahme in Kombination mit der veränderlichen Form des Oberflächenbearbeitungselementes wird die Vielfalt an herstellbaren welligen Grundstrukturen erheblich erhöht. Da das Oberflächenbearbeitungselement eine veränderliche Form aufweist, kann diese über ein entsprechendes Schrägstellen der Mittelachse sowie unabhängig davon auch durch Variation der Dreh- bzw. Schleifgeschwindigkeit beeinflusst werden. Somit können auch vielfältige Strukturvariationen der welligen Grundstruktur realisiert werden. Beispielsweise kann bei entsprechender Schrägstellung der Mittelachse ein bestimmungsgemäßer Bereich der herzustellenden Oberfläche des Presswerkzeuges besonders tief ausgeschliffen werden, um so die Ähnlichkeit eines mit dem Presswerkzeug herstellbaren Werkstückes zu einer natürlichen Oberfläche noch weiter zu verbessern.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die veränderbare Form des Oberflächenbearbeitungselements abhängig von einer Computerprogrammanweisung zur Steuerung und der Bearbeitungsposition des Oberflächenbearbeitungselementes am Presswerkzeug einstellbar ist. Es ist beispielhaft denkbar, dass das Oberflächenbearbeitungselement polster- oder balgartig ausgebildet ist und durch Einbringen eines Gases oder einer Flüssigkeit mit entsprechendem Druck in das Oberflächenbearbeitungselement die veränderbare Form verändert wird. Alternativ und unabhängig davon ist es auch denkbar, dass das Oberflächenbearbeitungselement durch Variation der Schleif- bzw.

Drehgeschwindigkeit variiert wird. Weiters ist es auch denkbar, dass das Oberflächenbearbeitungselement mehrteilig ausgebildet ist, wobei die Einzelteile über Zentrifugalkraft relativ zueinander beweglich ausgebildet sind, sodass wiederum die Form des Oberflächenbearbeitungselementes veränderbar ist. In jedem Fall erhöht sich dadurch die Bearbeitungsvielfalt bzw. erhöhen sich die Bearbeitungsmöglichkeiten für eine herzustellende wellige Grundstruktur.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche des Presswerkzeuges von zumindest mehreren, bevorzugt aber von neun oder zwölf Oberflächenbearbeitungselementen, mit jeweils veränderlicher Anpresskraft und relativ zueinander versetzt oder in Reihe angeordnet, gleichzeitig bearbeitet wird. Somit kann eine vollständige Breite des Stahlbleches mit der Bearbeitungsvorrichtung gleichzeitig bearbeitet werden. In diesem Zusammenhang ist es auch denkbar, dass die einzelnen Oberflächenbearbeitungselemente an der Bearbeitungsvorrichtung relativ zueinander auch während dem Bearbeiten einer herzustellenden Oberfläche verlagert werden können.

Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass das Verfahren, insbesondere vor dem Schleifen weiters umfasst:

- Ätzen des Stahlbleches in einem Bad, um eine Oberflächenstruktur herzustellen, wobei das Stahlblech zum Ätzen horizontal in das Bad eingebracht wird und die zu strukturierende Oberfläche bzw. die Oberflächenstruktur nach oben ausgerichtet ist.

Dadurch können Einzelbereich des Stahlbleches in deren Materialeigenschaften verändert werden, um so im weiteren Herstellungsschritt des Schleifens eine entsprechend naturnahe wellige Grundstruktur auf die herzustellende Oberfläche des Presswerkzeuges einarbeiten zu können.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Verfahren weiters umfasst:

- Maskieren mindestens eines Bereiches des Stahlbleches vor dem Ätzen. Durch diese Maßnahme können gezielt Einzelbereiche des Stahlbleches in deren Matenaleigenschaften verändert werden, sodass diese Bereiche in weiterer Folge beim Bearbeiten der herzustellenden Oberfläche mittels Schleifen einen entsprechend, gegenüber den abgedeckten Bereichen differierenden Materialabtrag erfahren. Es ist auch denkbar, dass die Maske beim Bearbeiten durch Schleifen im Anschluss an das Ätzen auf der herzustellenden Oberfläche verbleibt.

Insbesondere kann es in diesem Zusammenhang vorteilhaft sein, wenn das Verfahren weiters folgenden Verfahrensschritt umfasst:

- Entfernen der Maskierung nach dem Ätzen und vor dem Schleifen.

Ferner kann vorgesehen sein, dass das Verfahren weiters umfasst:

- Aufbringen, insbesondere nach dem Schleifen, wenigstens eines Grates auf die Oberfläche, der beim Verpressen auf den Werkstoffplatten eine entsprechende Fuge erzeugt. Durch diese Maßnahme können in weiterer Folge in ein Werkstück entsprechend zum Presswerkzeug form komplementäre Grobstrukturen, welches mit dem Presswerkzeug hergestellt wird, eingebracht werden. Dadurch können insbesondere beispielsweise Risse, Fugen, Astlöcher und dergleichen, wie diese auch in natürlichem Altholz vorkommen, imitiert werden.

Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn das Aufbringen der Grate bzw. des wenigstens einen Grates bewirkt wird durch

- Aufschweißen von Profilen;

- Aufbringen von Schichtmaterial in fester, flüssiger, pastöser, gasförmiger oder pulverförmiger Form;

- Aufbringen von Schichtmaterial aus einem Metallpulver, wie Titan, welches gesintert wird;

- Aufbringen von Schichtmaterial aus einem flüssigen oder pastösen Kunststoff oder Harz, welches polymerisiert wird;

- Aufbringen von Schichtmaterial aus einer gasförmigen Substanz, welche verfestigt wird;

- Aufbringen von Schichtmaterial aus einem Ein- oder Mehrkomponentenpulver, welches durch einen Binder oder Härter verfestigt, polymerisiert oder aufgeschmolzen wird; - Aufbringen von Schichtmaterial aus einer Folie, welche teilweise polymerisiert wird;

- Matrizenpressung;

- ein Fused-Depostion-Modeling-Verfahren; und/oder

- einen CO2-Laser.

Ferner kann vorgesehen sein, wenn das Verfahren weiters ein Bearbeiten der Oberfläche des Presswerkzeugs durch eines oder mehrere aus Pressen, Prägen, Ätzen, Polieren, Laserbearbeitung, Sandstrahlen oder chemische Behandlung, Schleifen, Fräsen und Aufbringen mindestens einer Beschichtung oder eine Kombination davon umfasst. Dadurch ist die Möglichkeit geschaffen, dass auf vielfältige Art Feinstrukturen in die herzustellende Oberfläche des Presswerkzeuges eingebracht werden können.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche des hergestellten Presswerkzeuges wenigstens zwei voneinander verschiedene Glanzgrade aufweist. Somit ist es beispielhaft möglich, dass besonders ansprechende Oberflächen eines Werkstücks mittels dem hergestellten Presswerkzeug erzeugt werden könne, wenn die Oberfläche des Presswerkzeugs mit verschiedenen Glanzgraden versehen ist. Es wird dadurch ein für einen Betrachtes des Werkstückes besonders naturnahes Imitat erzeugbar.

Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass das Verfahren weiters ein Aufbringen wenigstens einer Chromschicht oder einer vernickelten oder nickelhaltigen Beschichtung auf der Oberfläche des Presswerkzeuges oder Teilen davon umfasst. Zum einen kann somit auf einfache Weise ein erwünschter Glanzgrad bzw. eine erwünschte Mattierung der Oberflächenstruktur des Presswerkzeugs erreicht werden. Zum anderen kann mittels der Chromschicht eine Schutzwirkung der Oberflächenstruktur des Presswerkzeugs gegenüber der Beanspruchung desselben beim Herstellen einer Vielzahl von Werkstoffplatten erreicht werden.

Die Erfindung umfasst weiters ein Presswerkzeug, welches durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt wurde. Weiters umfasst die Erfindung noch ein Verfahren zum Herstellen einer Werkstoffplatte mit einer strukturierten Oberfläche durch Verpressen, wobei zum Verpressen der Werkstoffplatte ein erfindungsgemäßes Presswerkzeug eingesetzt wird. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs bzw. durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Werkstoffplatte können optisch besonders ansprechende Werkstoffplatten hergestellt werden. Insbesondere ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Presswerkzeugs vorteilhaft, wenn optisch augenscheinlich naturnahe Imitate von Werkstoffplatten-Oberflächen hergestellt werden. Auch kann mittels eines erfindungsgemäßen Presswerkzeugs auf besondere Weise eine optisch im Vergleich zu Naturwerkstoffen täuschend ähnliche Patina auf die Werkstoffplatten aufgebracht werden. Beispielhaft sind Altholz-Imitate oder verwitterte Steinoberflächen auf einfache Weise als Werkstoffplatten herstellbar.

Die Erfindung umfasst weiters noch eine Bearbeitungsvorrichtung zum Herstellen einer Oberfläche eines Presswerkzeuges, wobei das Presswerkzeug eine Tragstruktur aus Stahlblech aufweist, aus einem Pressblech oder Endlosband gebildet ist und zum Verpressen von Werkstoffplatten in Heizpressen ausgebildet ist. Die Bearbeitungsvorrichtung umfasst wenigstens ein Schleifaggregat und eine Steuer- und Regelvorrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Bearbeitungsvorrichtung. Das Schleifaggregat umfasst ein Oberflächenbearbeitungselement und ein Anpressmittel, wobei mittels des Anpressmittels eine Anpresskraft des Oberflächenbearbeitungselementes auf die herzustellende Oberfläche des Presswerkzeuges auf Basis einer Vorgabe der Steuer- bzw. Regelvorrichtung einstellbar, insbesondere während dem Herstellen der Oberfläche steuer- bzw. regelbar ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Anpressmittel als hydraulischer oder pneumatischer Zylinder ausgebildet ist.

Alternativ und unabhängig davon kann auch vorgesehen, sein, dass die Anpresskraft mittels dem Anpressmittel servomotorisch aufgebracht wird. Unabhängig davon ist es auch denkbar, dass das Anpressmittel als Druckerzeuger ausgebildet ist, wobei mittels dem Anpressmittel ein Druck im Oberflächenbearbeitungselement aufgebaut werden kann, wodurch die Anpresskraft auf eine herzustellende Oberfläche veränderbar ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Oberflächenbearbeitungselement als Polster, Ballon oder Balg ausgebildet ist, wobei der Druck im Innern des Oberflächenbearbeitungselementes unter Zuhilfenahme von einem Gas oder einer Flüssigkeit aufgebaut wird.

Vorteilhaft ist dabei, dass mittels der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung auf einfache Weise eine wellenförmige Grundstruktur auf eine herzustellende Oberfläche eines Stahlbleches eingearbeitet werden kann. Diese wellenförmige Grundstruktur kann als Grobstruktur ausgebildet sein, wobei in weiteren Bearbeitungsschritten eine Feinstruktur zur Ausbildung einer gewünschten Oberflächenstruktur des Presswerkzeuges auf das Stahlblech aufgebracht bzw. in das Stahlblech eingearbeitet wird.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Oberflächenbearbeitungselement eine veränderliche Form aufweist. Die Form des Oberflächenbearbeitungselementes kann auf unterschiedliche Art und Weise verändert werden, wie dies bereits beschrieben wurde. Dadurch wird erreicht, dass in Abhängigkeit der jeweiligen Bearbeitungsposition des Oberflächenbearbeitungselementes ein unterschiedlich starker Materialabtrag vom Stahlblech realisiert werden kann. So kann in die herzustellende Oberfläche des Presswerkzeuges auf einfache Weise eine wellenförmige Grundstruktur eingearbeitet werden, die insbesondere dem Abtrag eines Altholzbodens oder einer Altholzoberfläche nachempfunden ist. Im Speziellen wird somit weiters erreicht, dass Übergänge zwischen den wellenförmigen Erhebungen und Vertiefungen sanfte Übergänge geschaffen werden können, sodass ein Altholzimitat mittels dem dadurch hergestellten Presswerkzeug besonders naturnahem nachempfunden werden kann.

Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass das Oberflächenbearbeitungselement polsterartig, ballonartig oder balgartig ausgebildet ist, wobei die veränderliche Form des Oberflächenbearbeitungselementes hydraulisch oder pneumatisch veränderbar ist. Dadurch kann die Vielfalt der Ausgestaltungsmöglichkeiten der welligen Grundstruktur auf einfache weiser erhöht werden.

Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die Anpresskraft des Anpressmittels hydraulisch oder pneumatisch steuer- bzw. regelbar ist. Wie bereits beschrieben wird so die Möglichkeit geschaffen, dass einerseits ein Druck im Oberflächenbearbeitungselement aufbaubar ist, aber auch andererseits, dass beispielsweise das Oberflächenbearbeitungselement, bei entsprechender Ausbildung des Anpressmittels als hydraulischer oder pneumatischer Zylinder, näher an die herzustellende Oberfläche herangeführt werden kann, um so die Anpresskraft auf die herzustellende Oberfläche zu erhöhen.

Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuer- bzw. Regelvorrichtung dazu eingerichtet ist, um mittels einer Computerprogrammanweisung die Anpresskraft des Oberflächenbearbeitungselementes abhängig von der jeweiligen Bearbeitungsposition des Oberflächenbearbeitungselementes am bzw. relativ zum Presswerkzeug zu steuern. Damit kann eine gewünschte wellige Grundform der herzustellenden Oberfläche aufgebracht werden. Insbesondere können so eine Mehrzahl von Presswerkzeugen mit grundlegend gleicher welliger Grundstruktur hergestellt werden. Auch kann durch entsprechende Abänderung der Computerprogrammanweisung auf einfache Weise eine Variation der welligen Grundstruktur vorgenommen werden um auf diese Art unterschiedlichste Grundstrukturen auf herzustellende Oberflächen von Presswerkzeugen aufzubringen.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Oberflächenbearbeitungselement mit veränderlicher Anpresskraft um eine Mittelachse drehbar gelagert ist, wobei das Presswerkzeug mittels des Oberflächenbearbeitungselementes durch oszillierende Schleif- bzw. Drehbewegungen und/oder durch Vorschub in zumindest eine Raumrichtung parallel zur Oberfläche des Presswerkzeuges bearbeitbar ist. Vorteilhaft ist dabei, dass ein entsprechender Materialabtrag von der Oberfläche des Presswerkzeuges bzw. vom Stahlblech erhöht wird bzw. Bereichsweise veränderbar ist. Es ist auch denkbar, dass das Oberflächenbearbeitungselement mit unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten sowie mit unterschiedlichen Schleif- bzw. Drehbewegungen je Arbeitsbereich bzw. Bearbeitungsbereich der herzustellenden Oberfläche entlang des Stahlbleches geführt wird. Damit wird die Möglichkeit geschaffen, dass beispielsweise Oberflächenbereiche des Stahlbleches mit unterschiedlichen Härteeigenschaft einen unterschiedlichen Materialabtrag durch die Bearbeitungsvorrichtung erfahren, wodurch im Speziellen eine besonders naturnahe Oberfläche mittels einem so hergestellten Presswerkzeug auf einem Werkstück auf- bzw. eingebracht werden kann.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass eine Mittelachse des Oberflächenbearbeitungselementes mittels eines Stellelementes in einem Winkel zur Oberfläche des Presswerkzeuges abhängig von einer Computerprogrammanweisung zur Steuerung und der Bearbeitungsposition des Schleifaggregates am Presswerkzeug veränderlich einstellbar ist. Durch diese Maßnahme in Kombination mit der veränderlichen Form des Oberflächenbearbeitungselementes wird die Vielfalt an herstellbaren welligen Grundstrukturen erheblich erhöht. Da das Oberflächenbearbeitungselement eine veränderliche Form aufweist, kann diese über ein entsprechendes Schrägstellen der Mittelachse sowie unabhängig davon auch durch Variation der Dreh- bzw. Schleifgeschwindigkeit beeinflusst werden. Somit können auch vielfältige Strukturvariationen der welligen Grundstruktur realisiert werden. Beispielsweise kann bei entsprechender Schrägstellung der Mittelachse ein bestimmungsgemäßer Bereich der herzustellenden Oberfläche des Presswerkzeuges besonders tief ausgeschliffen werden, um so die Ähnlichkeit eines mit dem Presswerkzeug herstellbaren Werkstückes zu einer natürlichen Oberfläche noch weiter zu verbessern.

Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass die Bearbeitungsvorrichtung zumindest mehrere, bevorzugt aber neun oder zwölf Schleifaggregate umfasst, wobei die mehreren Schleifaggregate relativ zueinander versetzt oder in Reihe angeordnet sind. Somit kann eine vollständige Breite des Stahlbleches mit der Bearbeitungsvorrichtung gleichzeitig bearbeitet werden. In diesem Zusammenhang ist es auch denkbar, dass die einzelnen Oberflächenbearbeitungselemente an der Bearbeitungsvorrichtung relativ zueinander auch während dem Bearbeiten einer herzustellenden Oberfläche verlagert werden können.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung: Fig. 1 ein Presswerkzeug;

Fig. 2 eine Bearbeitungsvorrichtung zur Herstellung eines Presswerkzeuges; Fig. 3 ein Schleifaggregat der Bearbeitungsvorrichtung;

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

FIGURENBESCHREIBUNG

In den Fig. 1 bis Fig. 3 sind mögliche Ausführungsform eines Presswerkzeuges 1 sowie einer Bearbeitungsvorrichtung 4 und eines Schleifaggregates 6 gezeigt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen verwendet werden.

Das Presswerkzeug 1 kann eine Trägerstruktur aus Stahlblech 2 aufweisen bzw. aus einem Pressblech oder einem Endlosband aus Blech gebildet sein. Weiters weist das Presswerkzeug 1 eine Oberfläche 3 auf, welche Oberfläche 3 im fertig hergestellten Zustand des Presswerkzeuges 1 eine Oberflächenstruktur 7 aufweisen kann.

Wie in Fig. 2 dargestellt, kann zur Bearbeitung der Oberfläche 3 des Presswerkzeuges 1 eine Bearbeitungsvorrichtung 4 Verwendung finden. Die Bearbeitungsvorrichtung 4 kann wenigstens ein Schleifaggregat 6 umfassen, welches Schleifaggregat 6 ein Oberflächenbearbeitungselement 5 umfassen kann. Das Oberflächenbearbeitungselement 5 kann eine veränderliche Form haben. Es ist beispielsweise denkbar, dass das Oberflächenbearbeitungselement 5 balgartig, polsterartig oder ballonartig ausgebildet ist. So kann die Form des Oberflächenbearbeitungselementes 5 auf vielfältige Art verändert werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass mittels Eintragens von Gas oder Flüssigkeit in das Oberflächenbearbeitungselement 5 dessen Form verändert wird. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, dass das Oberflächenbearbeitungselement 5 durch entsprechend gewählte Materialeigenschaften derart ausgebildet ist, dass die Form des Oberflächenbearbeitungselementes 5 durch eine Rotation des Oberflächenbearbeitungselementes 5 um eine Mittelachse 8 des Schleifaggregates 6 veränderbar ist. Unabhängig davon ist es auch denkbar, dass das Oberflächenbearbeitungselement 5 Einzelteile umfasst, welche Einzelteile bei Rotation des Oberflächenbearbeitungselementes 5 durch Zentrifugalkraft deren Form verändern, wodurch in weiterer Folge die auf eine herzustellende Oberfläche 3 des Presswerkzeuges 1 einwirkenden Abschnitte des Oberflächenbearbeitungselementes 5 veränderbar sind.

Das Schleifaggregat 6 kann an einem Maschinenrahmen der Bearbeitungsvorrichtung 4 positioniert sein, wobei das wenigstens eine Schleifaggregat 6 relativ bezüglich der herzustellenden Oberfläche 3 des Presswerkzeuges 1 verlagerbar ist, sodass zumindest ein Teilbereich der herzustellenden Oberfläche 3 mittels dem Schleifaggregat 6 bearbeitbar ist. Zur Steuerung bzw. Regelung des Bearbeitungsvorganges kann die Bearbeitungsvorrichtung 4 eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung 10 umfassen.

Weiters kann das Schleifaggregat 6 ein Anpressmittel 9 umfassen, mittels welchem eine Anpresskraft auf die Oberfläche 3 des herzustellenden Presswerkzeuges 1 veränderbar ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass mittels des Anpressmittels 9 die Anpresskraft durch Heranführen des Oberflächenbearbeitungselementes 5 an die herzustellende Oberfläche 3 verändert wird. Unabhängig davon und gegebenenfalls alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass mittels des Anpressmittels 9 die veränderbare Form des Oberflächenbearbeitungselementes 5 derart verändert wird, als dass ein Gas oder eine Flüssigkeit mit einem für die jeweilig einzustellende Anpresskraft bestimmungsgemäßen Druck in das Oberflächenbearbeitungselement 5 eingebracht wird.

Weiters kann das Schleifaggregat 6 ein Stellelement 11 umfassen, mittels welchem das Oberflächenbearbeitungselement 5 bzw. die Mittelachse 8 in einem Winkel 12 bzw. in einem Neigungswinkel zur herzustellenden Oberfläche 3 des Presswerkzeuges 1 geneigt werden kann.

In der Steuer- bzw. Regelvorrichtung 10 kann zum Steuern bzw. zum Regeln des Oberflächenbearbeitungselementes 5 bzw. des Einwirkens des Oberflächenbearbeitungselementes 5 auf die herzustellende Oberfläche 3 eine Computerprogrammanweisung hinterlegt sein. Dabei kann die Computerprogrammanweisung entsprechend Befehle zur Steuerung bzw. Regelung der resultierenden Anpresskraft und der veränderlichen Form des Oberflächenbearbeitungselementes 5 umfassen, wobei die Befehle auf einer Graustufenbilddatei basierend in entsprechende Steuer- bzw. Regelparameter für die Bearbeitungsvorrichtung 4 übersetzt werden.

Unabhängig davon kann vorgesehen sein, dass die Bearbeitungsvorrichtung 4 mehrere Schleifaggregate 6 umfasst. Insbesondere ist es denkbar, dass neun oder zwölf Schleifaggregate 6 umfasst werden, wobei die mehreren Schleifaggregate 6 zueinander versetzt oder in Reihe angeordnet sein können. Es ist weiters denkbar, dass die Schleifaggregate 6 am Maschinenrahmen der Bearbeitungsvorrichtung 4 relativ zueinander verstellbar positioniert werden können.

Durch das Bearbeiten einer herzustellenden Oberfläche 3 eines Presswerkzeuges 1 mittels der Bearbeitungsvorrichtung 4 kann eine Oberfläche 3 bzw. eine erste Oberflächenstruktur 7 geschaffen werden, mittels welcher in weiterer Folge Werkstücke mit charakteristische Mulden und Abnutzungen, die einer Altholzstruktur nachempfunden sind, hergestellt werden können. Insbesondere ist dies durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung der Bearbeitungsvorrichtung 4 auf einfache Weise möglich. Dabei kann beim Verfahrensschritt des Bearbeitens mittels der Bearbeitungsvorrichtung 4 ein Schleifmittel verwendet werden, wobei durch die für eine gewünschte Oberflächenstruktur 7 bestimmungsgemäß verwendete Körnung des Schleifmittels eine gewünschte Oberflächenstruktur 7 bzw. ein dafür nötiger Materialabtrag erreicht werden kann. Demnach nehmen das verwendete Schleifmittel, wie auch die zuvor beschriebenen Stellgrößen, wie die Änderung der Form, die Positionierung des Oberflächenbearbeitungselementes 5 und die Anpresskraft in jedem Bearbeitungsbereich der Oberfläche 3, entsprechend Einfluss auf das herzustellende Presswerkzeug 1 bzw. welche Oberflächenbeschaffenheit das fertige Presswerkzeug 1 aufweist. In diesem Zusammenhang kann festgehalten werden, dass neben einem schleifenden Bearbeiten auch ein polierendes Bearbeiten der herzustellenden Oberfläche 3 mit derselben Bearbeitungsvorrichtung 4 möglich ist, so dies von der Körnung des Schleifmittels und einer entsprechenden Ausgestaltung bzw. Ansteuerung des Oberflächenbearbeitungselementes 5 abhängig ist.

Das Verfahren zur Herstellung eines Presswerkzeuges kann das Schleifen bzw. Polieren der herzustellenden Oberfläche 3 umfassen. Jedoch kann vorgesehen sein, dass bereits vor dem Schleifen eine Maskierung auf die herzustellende Oberfläche 3 aufgebracht wird, um anschließend daran das herzustellende Presswerkzeug 1 horizontal ausgerichtet und waagrecht in einem Ätzbad einem selektiven Oberflächenabtrag durch Ätzen auszusetzen. Nach der Behandlung im Ätzbad kann die Maskierung abgenommen werden um daran anschließend die nun vorgearbeitete Oberfläche 3 mittels der Bearbeitungsvorrichtung zu behandeln, sodass das Stahlblech 2 eine wellenförmige Grundstruktur 13 aufweist. Im Anschluss daran kann weiters von ein Materialauftrag auf die herzustellende Oberfläche 3 aufgetragen werden, um entsprechende weitere Grobstrukturen in die Oberflächenstruktur 7 des Presswerkzeuges 1 einzubringen.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1 ,7, oder 3,2 bis 8,1 , oder 5,5 bis 10.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Bezugszeichenaufstellung

Presswerkzeug

Stahlblech

Oberfläche

Bearbeitungsvorrichtung

Oberflächenbearbeitungselement

Schleifaggregat

Oberflächenstruktur

Mittelachse

Anpressmittel

Steuer- bzw. Regelvorrichtung

Stellelement

Winkel wellenförmige Grundstruktur