EP0992329A1 - Method to produce enlarged or reduced copies of three dimensional structures, and copies made by this method - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing Enlargements and / or reductions of spatial structures, in particular with metal parts provided with a surface relief, such as Buttons or decorative elements according to the preamble of claim 1 as well as lifelike enlarged and / or produced by this process downsized body.
- buttons on the outside have the relief of an old coin.
- Such decorative buttons can pressed from brass or silver sheets using steel stamps or much cheaper with the help of die casting from one Zinc alloy can be cast.
- buttons of traditional costume there is inevitably a need for buttons of different sizes so that from one Enlargements and / or reductions corresponding to the original part have to be manufactured. This need arises above all then when the original coins used as a model compared to normal buttons are too big or too small.
- Enlargement and / or reduction of a surface relief Metal parts can be provided, for example, with the help of photographic Etching processes are produced. Such procedures have however, the disadvantage that an accurate detection of the relief contours, especially with regard to their depth is not possible.
- Claim 4 describes a method with which any reductions and / or enlargements of an original part Size can be produced.
- an original coin of relatively large diameter is available from which should be made from reductions to make them the size of to adapt traditional buttons to be made.
- the Original coin using an intermediate cast, which for example is produced with the help of a quick-setting synthetic resin Silicone cast made.
- the silicone used was previously a Volatilizers, for example in the form of alcohol.
- the copy of the original silicone coin made in this way with The added volatilizer is subsequently used for several Hours in a drying oven, which is at a temperature is maintained from about 60 to 70 ° C. This results in evaporation of the volatilizer in the silicone, which is a Shrinkage process of about 20%.
- buttons are curved using flat original coins are to be produced, is also within the scope of the invention the possibility that the reductions or Enlargements are made of synthetic resin castings, which in the frame of a heating process can be made elastically deformable.
- this elastically deformable resin casting can be used of a stamp are pressed into a ball anchor, which causes the Desired curvature for the later production of curved traditional buttons results.
- the method according to the invention works up a physio-chemical principle, at which desired enlargements and / or downsizing of a spatial structure with the help of a Evaporation can be achieved. Because with one step only enlargements and reductions around 30% can be achieved any enlargements and reductions by appropriate Reach repetitions, taking approximately 7 to 10 steps appear to be a true-to-life enlargement or reduction to ensure a factor of 10.
- the method according to the invention is characterized above all by the fact that unusually high dimensional accuracy can be achieved with the desired enlargement or reduction of objects.
- the mechanism of action used in the context of the invention for moistening or drying out a silicone mixture starts at the molecular level, the spatial dimensions of such molecules being around 100 ⁇ , ie around 10 -8 m.
- scanning an original part using a stylus or laser beam however, only scanning accuracies of about 1 ⁇ ... (dimensions), ie of about 10 -6 m, are achieved, which ultimately means that the scanning accuracy is increased by within the scope of the method according to the invention 1 to 2 powers of ten can be realized.
- objects produced with the method according to the invention can be recognized very well as objects produced in this way when viewed under a microscope, because even the smallest contour inaccuracies of the original, such as air bubbles and the like, are completely true to life when magnified or avoided, while avoiding milling traces that normally result Reduce to play.
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vergrößerungen und/oder Verkleinerungen von räumlichen Strukturen, beispielsweise mit einem Oberflächenrelief versehenen Metallteilen, wie Knöpfen oder Zierelementen. Im Rahmen der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß von dem zu vergrößernden oder verkleinernden Originalteil ein positiver oder negativer Siliconabguß hergestellt wird, daß unter Einsatz eines Verflüchtigungsmittels ein Schrumpf- oder Quellvorgang des Siliconabgusses vorgenommen wird, und daß von dem geschrumpften oder aufgequollenen Siliconabguß ein erneuter Abguß erstellt wird. Je nach gewünschter Verkleinerung oder Vergrößerung wird dabei im Rahmen der Erfindung entweder das vorgesehene Verflüchtigungsmittel dem verwendeten Silicon zuvor zugemischt oder erst in der Folge nach der Herstellung des Siliconabgusses in ein Bad dieses Verflüchtigungsmittels eingetaucht. Durch mehrmalige Wiederholungen des beschriebenen Verfahrens können dabei beliebige Vergrößerungen und/oder Verkleinerungen des verwendeten Originalteils erreicht werden. <IMAGE>The present invention relates to a method for producing enlargements and / or reductions of spatial structures, for example metal parts provided with a surface relief, such as buttons or decorative elements. In the context of the invention it is provided that a positive or negative silicone cast is made from the original part to be enlarged or reduced, that a shrinking or swelling process of the silicone cast is carried out using a volatilizing agent, and that a new cast is cast from the shrunk or swollen silicone cast is created. Depending on the desired reduction or enlargement, either the intended volatilizing agent is previously mixed with the silicone used or is only subsequently immersed in a bath of this volatilizing agent after the silicone cast has been produced. Any number of enlargements and / or reductions of the original part used can be achieved by repeating the described method several times. <IMAGE>
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vergrößerungen und/oder Verkleinerungen von räumlichen Strukturen, insbesondere mit einem Oberflächenrelief versehenen Metallteilen, wie Knöpfen oder Zierelementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie nach diesem Verfahren hergestellte naturgetreu vergrößerte und/oder verkleinerte Körper.The present invention relates to a method for producing Enlargements and / or reductions of spatial structures, in particular with metal parts provided with a surface relief, such as Buttons or decorative elements according to the preamble of claim 1 as well as lifelike enlarged and / or produced by this process downsized body.
In der Trachtenmode ist es sehr beliebt, wenn die entsprechenden Kleidungsstücke mit Knöpfen versehen sind, welche auf ihrer Außenseite das Relief einer alten Münze aufweisen. Derartige Zierknöpfe können dabei aus Messing- oder Silberblechen unter Einsatz von Stahlstempeln gepreßt oder sehr viel preiswerter mit Hilfe eines Druckgusses aus einer Zinklegierung gegossen werden.In traditional fashion it is very popular if the appropriate Garments are provided with buttons on the outside have the relief of an old coin. Such decorative buttons can pressed from brass or silver sheets using steel stamps or much cheaper with the help of die casting from one Zinc alloy can be cast.
Bei derartigen Dekorationsknöpfen der Trachtenmode besteht zwangsläufig ein Bedarf an Knöpfen unterschiedlicher Größe, so daß von einem Originalteil entsprechende Vergrößerungen und/oder Verkleinerungen hergestellt werden müssen. Diese Notwendigkeit ergibt sich vor allem dann, wenn die als Vorbild verwendeten Originalmünzen im Vergleich zu normalen Knöpfen zu groß oder zu klein sind.With such decorative buttons of traditional costume there is inevitably a need for buttons of different sizes so that from one Enlargements and / or reductions corresponding to the original part have to be manufactured. This need arises above all then when the original coins used as a model compared to normal buttons are too big or too small.
Vergrößerungen und/oder Verkleinerungen von mit einem Oberflächenrelief versehenen Metallteilen können beispielsweise mit Hilfe photographischer Ätzverfahren hergestellt werden. Derartige Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß dabei eine genaue Erfassung der Reliefkonturen, insbesondere im Hinblick auf ihre Tiefe nicht möglich ist.Enlargement and / or reduction of a surface relief Metal parts can be provided, for example, with the help of photographic Etching processes are produced. Such procedures have however, the disadvantage that an accurate detection of the relief contours, especially with regard to their depth is not possible.
Es sind fernerhin Vergrößerungs- und/oder Verkleinerungsverfahren bekannt, bei welchen eine Spanabhebung von einem vorgesehenen Metallrohling erfolgt. Diese Spanabhebung unter Einsatz eines Fräskopfes kann dabei entweder auf analoger Basis mit Hilfe eines die Oberfläche des Originalteils abtastenden Abtaststiftes oder auf digitaler Basis unter Einsatz eines über die Oberfläche des Originalteils entlanggeführten Laserstrahls erfolgen. Derartige Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß der zur Erzielung von Vergrößerungen und/oder Verkleinerungen erforderliche apparative Aufwand sehr hoch ist, daß für die Steuerung derartiger Kopiermaschinen zusätzlich noch ein erheblicher Arbeit- und Zeitaufwand erforderlich ist, und daß schließlich aufgrund der vorgesehenen Spanabhebung feine Fräsriefen und andere Abtastmerkmale entstehen, welche das Gesamtbild der vorgenommenen Vergrößerungen und/oder Verkleinerungen verschlechtern.They are also enlargement and / or reduction processes known in which a chip removal from an intended metal blank he follows. This chip removal using a milling head can either on an analog basis with the help of a surface of the Original part scanning stylus or on a digital basis using a laser beam that is guided along the surface of the original part respectively. However, such methods have the disadvantage that the Achievement of enlargements and / or reductions required apparatus expenditure is very high for the control of such Copying machines also require a considerable amount of work and time is necessary, and that ultimately due to the proposed chip removal fine milling grooves and other scanning features arise which the overall picture of the enlargements and / or reductions made worsen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Vergrößerungen und/oder Verkleinerungen von räumlichen Strukturen zu schaffen, welches bei einem minimalen apparativen Aufwand und einem sehr geringen Arbeitseinsatz äußerst naturgetreue Vergrößerungen und/oder Verkleinerungen von räumlichen Strukturen zuläßt.It is the object of the present invention to provide a method for Production of enlargements and / or reductions of spatial To create structures that require minimal equipment and a very small amount of work, extremely lifelike enlargements and / or reduction of spatial structures.
Erfindungsgemäß wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Verfahrensschritte erreicht.According to the invention, this is in the characterizing part of Claim 1 achieved process steps.
Vorteilhafte Verfahrensschritte zur Herstellung von Verkleinerungen und Vergrößerungen sind dabei in den Unteransprüchen 2 und 3 festgelegt.Advantageous process steps for the production of reductions and Enlargements are defined in subclaims 2 and 3.
Anspruch 4 beschreibt ein Verfahren, mit welchem beliebige Verkleinerungen und/oder Vergrößerungen eines Originalteiles vorgegebener Größe herstellbar sind. Claim 4 describes a method with which any reductions and / or enlargements of an original part Size can be produced.
Mit Hilfe der im Anspruch 5 aufgezeigten Verfahrensschritte lassen sich zusätzlich beliebige Wölbungen erzielen, falls derartige Wölbungen gewünscht sein sollten.With the help of the method steps indicated in claim 5 can additionally achieve any curvature if such curvature should be desired.
Im Rahmen des Anspruches 6 werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte vergrößerte und/oder verkleinerte Körper festgelegt.Within the scope of claim 6 with the help of the invention Processed enlarged and / or reduced body fixed.
Die vorliegende Erfindung soll in dem Folgenden näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:
- - Fig. 1
- eine mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgenommene einstufige Verkleinerung einer älteren Münze, und
- - Fig. 2
- eine mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgenommene zweistufige Vergrößerung derselben älteren Münze.
- - Fig. 1
- a one-step reduction of an older coin carried out with the aid of the method according to the invention, and
- - Fig. 2
- a two-stage enlargement of the same older coin carried out with the aid of the method according to the invention.
In dem Folgenden soll zuerst der Fall beschrieben werden, bei welchem eine Originalmünze relativ großen Durchmessers zur Verfügung steht, von welcher aus Verkleinerungen gemacht werden sollen, um sie der Größe von herzustellenden Trachtenknöpfen anzupassen. In diesem Fall wird von der Originalmünze unter Einsatz eines Zwischenabgusses, welcher beispielsweise mit Hilfe eines schnell abbindenden Kunstharzes hergestellt wird, ein Siliconabguß gemacht. Dem verwendeten Silicon wurde dabei zuvor ein Verflüchtigungsmittel, beispielsweise in Form von Alkohol zugemischt. Die auf diese Weise hergestellte Kopie der Originalmünze aus Silicon mit dem zugesetzten Verflüchtigungsmittel wird in der Folge während mehrerer Stunden in einen Trocknungsofen eingesetzt, welcher auf einer Temperatur von etwa 60 bis 70°C gehalten ist. Dadurch ergibt sich eine Verdampfung des in dem Silicon befindlichen Verflüchtigungsmittels, was einen Schrumpfungsvorgang von etwa 20 % zur Folge hat. Nach Entfernung dieses Siliconabgusses aus dem Trocknungsofen wird von dem auf diese Weise geschrumpften Siliconabguß ein Abguß mit Hilfe eines schnell abbindenden Kunstharzes vorgenommen, was eine zeitliche Fixierung des geschrumpften Originalteils ergibt. Durch mehrmalige Wiederholungen des beschriebenen Vorgangs lassen sich auf diese Weise beliebige Verkleinerungen des ursprünglich großen Originalteils erstellen. Figur 1 zeigt dabei eine einstufige Verkleinerung einer älteren Münze.In the following, the case in which is to be described first an original coin of relatively large diameter is available from which should be made from reductions to make them the size of to adapt traditional buttons to be made. In this case, the Original coin using an intermediate cast, which for example is produced with the help of a quick-setting synthetic resin Silicone cast made. The silicone used was previously a Volatilizers, for example in the form of alcohol. The copy of the original silicone coin made in this way with The added volatilizer is subsequently used for several Hours in a drying oven, which is at a temperature is maintained from about 60 to 70 ° C. This results in evaporation of the volatilizer in the silicone, which is a Shrinkage process of about 20%. After removal this silicone cast from the drying oven is transferred from this to this Wise shrinked silicone cast a cast using a quick setting synthetic resin made what a temporal fixation of shrunk original part results. By repeating the described process can be any reductions in this way of the originally large original part. Figure 1 shows a one-step downsizing of an older coin.
In dem Folgenden sei nunmehr der Fall beschrieben, bei welchem von einer Originalmünze Vergrößerungen hergestellt werden sollen, um derartige Vergrößerungen beispielsweise als Knöpfe oder Dekorationselemente für Trachtenmoden verwenden zu können. Auch in diesem Fall wird unter Einsatz eines Zwischenabgusses beispielsweise aus Kunstharz eine Kopie des ursprünglichen Originals aus Silicon hergestellt. Diese Siliconkopie wird nunmehr jedoch mehrere Stunden, beispielsweise über einen ganzen Tag hinweg, in ein Bad mit einem Verflüchtigungsmittel eingetaucht, worauf sich ein Aufblähvorgang des ursprünglichen Siliconabgusses ergibt. Je nach der Art des verwendeten Verflüchtigungsmittels und der Dauer des Eintauchvorgangs kann dabei ein Aufblähvorgang von bis zu 40 % erreicht werden. In dem Folgenden wird dann von der aufgeblähten bzw. aufgequollenen Siliconvorlage sehr rasch ein Gipsabdruck mit einem rasch abbindenden Gips erstellt, was eine zeitliche Fixierung der durch das Verflüchtigungsmittel aufgeblähten Siliconvorlage ergibt. Durch mehrmalige Vornahme des beschriebenen Ablaufs lassen sich auf diese Weise beliebige Vergrößerungen selbst sehr kleiner Originalteile erreichen. Figur 2 zeigt dabei Vergrößerungen einer älteren Münze, welche auf diese Weise hergestellt wurden.In the following, the case will now be described in which one of Original coin enlargements are to be made to such Enlargements, for example, as buttons or decorative elements for To be able to use traditional costumes. In this case too Use of an intermediate cast, for example made of synthetic resin, a copy made of silicone from the original. This silicone copy is now several hours, for example over a whole Day immersed in a bath with a volatilizer, whereupon the original silicone cast swells. Depending on the type of volatilizer used and the duration of the The immersion process can expand up to 40% become. In the following, the bloated or swollen silicone template very quickly a plaster cast with a quick setting plaster creates what a temporal fixation by the Volatilizing agent inflated silicone template results. By repeated The procedure described can be carried out in this way achieve any enlargement even of very small original parts. Figure 2 shows enlargements of an older coin, which in this way were manufactured.
Falls unter Einsatz von flachen Originalmünzen gewölbte Knöpfe hergestellt werden sollen, besteht im Rahmen der Erfindung zusätzlich noch die Möglichkeit, daß von der hergestellten Verkleinerungen bzw. Vergrößerungen Kunstharzabgüsse hergestellt werden, welche im Rahmen eines Erwärmungsvorgangs elastisch verformbar gemacht werden. In der Folge kann dieser elastisch verformbare Kunstharzabguß unter Einsatz eines Stempels in einem Kugelanker eingedrückt werden, wodurch sich die gewünschte Wölbung für die spätere Fertigung von gewölbten Trachtenknöpfen ergibt. If the buttons are curved using flat original coins are to be produced, is also within the scope of the invention the possibility that the reductions or Enlargements are made of synthetic resin castings, which in the frame of a heating process can be made elastically deformable. In the As a result, this elastically deformable resin casting can be used of a stamp are pressed into a ball anchor, which causes the Desired curvature for the later production of curved traditional buttons results.
Im Gegensatz zweidimensional wirkenden photographischen Verfahren und auf der Basis einer Pukt-zu-Punkt-Abtastung wirkenden mechanischen oder elektronischen Verfahren arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren auf einem physio-chemischen Prinzip, bei welchem gewünschte Vergrößerungen und/oder Verkleinerungen einer räumlichen Struktur mit Hilfe eines Verdunstungsmittels erreicht werden. Da mit einem Schritt nur Vergrößerungen und Verkleinerungen um die 30 % zu erzielen sind, lassen sich beliebige Vergrößerungen und Verkleinerungen durch entsprechende Wiederholungen erreichen, wobei in etwa 7 bis 10 Schritte erforderlich erscheinen, um eine naturgetreue Vergrößerung oder Verkleinerung um einen Faktor 10 zu gewährleisten.In contrast to two-dimensional photographic processes and based on a point-to-point mechanical or electronic method, the method according to the invention works up a physio-chemical principle, at which desired enlargements and / or downsizing of a spatial structure with the help of a Evaporation can be achieved. Because with one step only enlargements and reductions around 30% can be achieved any enlargements and reductions by appropriate Reach repetitions, taking approximately 7 to 10 steps appear to be a true-to-life enlargement or reduction to ensure a factor of 10.
Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer Vergrößerung und Verkleinerung von antiken Münzen beschrieben worden ist, so lassen sich auf diese Weise beliebige Vergrößerungen und Verkleinerungen von räumlichen Strukturen erreichen. Die Grenzen von möglichen Anwendungen sind dabei heute noch nicht so recht absehbar, weil räumliche Strukturen mit einem Wunsch für Vergrößerungen und Verkleinerungen nicht nur in der Kunst und im Gewerbe, sondern auch in der Technik überall auftreten. So kann beispielsweise an die Herstellung von verkleinerten Formen für Skulpturen im Museumsbereich oder im Modellbau gedacht werden. Möglichkeiten ergeben sich ferner in der Medizin, indem zu Lehrzwecken sehr leicht vergrößerte und verkleinerte Knochenstrukturen von Lebewesen zu erstellen sind. Eventuelle Anwendungen liegen auch im Mikromaschinenbau, um beispielsweise komplizierte Maschinenteile, wie Zahnräder, Turbinenräder und dgl. mit Kleinstabmessungen sehr paßgenau, d.h. mit geringen Toleranzen auf einfache Weise fertigen zu können.While the present invention relates to an enlargement and downsizing of ancient coins has been described any enlargements and reductions of achieve spatial structures. The limits of possible applications are not really foreseeable today because of spatial Structures with a desire for enlargements and reductions not only in art and trade, but also in technology occur anywhere. For example, the production of reduced forms for sculptures in the museum area or in the Model building can be thought of. Possibilities also arise in the Medicine by enlarging and reducing very slightly for teaching purposes Bone structures of living things are to be created. Possibly Applications are also in micromachining, for example complicated machine parts such as gears, turbine wheels and the like Small rod measurements very precise, i.e. with low tolerances easy to be able to manufacture.
Abgesehen von einer sehr starken Arbeitsvereinfachung zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren vor allem dadurch aus, daß sich bei der gewünschten Vergrößerung oder Verkleinerung von Gegenständen ungewöhnlich hohe Maßgenauigkeiten erzielen lassen. In diesem Zusammenhang sei auf den Umstand hingewiesen, daß der im Rahmen Erfindung eingesetzte Wirkmechanismus einer Befeuchtung oder Austrocknung einer Siliconmischung auf molekularer Ebene ansetzt, wobei die räumlichen Abmessungen derartiger Moleküle bei etwa 100 Å, d.h. bei etwa 10-8 m liegen. Bei der Abtastung eines Originalteiles unter Einsatzes eines Abtaststiftes oder Laserstrahles werden jedoch nur Abtastgenauigkeiten von etwa 1 µ...(Maßangabe), d.h. von etwa 10-6 m erreicht, was letztlich bedeutet, daß im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Erhöhung der Abtastgenauigkeit um 1 bis 2 Zehnerpotenzen zu realisieren ist. Aus diesem Grunde lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Gegenstände bei Betrachtung unter einem Mikroskop sehr gut als derart hergestellte Gegenstände erkennen, weil hier unter Vermeidung von normalerweise sich ergebenden Frässpuren selbst kleinste Konturungenauigkeiten des Originals, wie Luftbläschen und dgl. vollkommen naturgetreu bei der Vergrößerung oder Verkleinerung zur Wiedergabe gelangen.Apart from a very strong simplification of work, the method according to the invention is characterized above all by the fact that unusually high dimensional accuracy can be achieved with the desired enlargement or reduction of objects. In this connection, it should be pointed out that the mechanism of action used in the context of the invention for moistening or drying out a silicone mixture starts at the molecular level, the spatial dimensions of such molecules being around 100 Å, ie around 10 -8 m. When scanning an original part using a stylus or laser beam, however, only scanning accuracies of about 1 μ ... (dimensions), ie of about 10 -6 m, are achieved, which ultimately means that the scanning accuracy is increased by within the scope of the method according to the invention 1 to 2 powers of ten can be realized. For this reason, objects produced with the method according to the invention can be recognized very well as objects produced in this way when viewed under a microscope, because even the smallest contour inaccuracies of the original, such as air bubbles and the like, are completely true to life when magnified or avoided, while avoiding milling traces that normally result Reduce to play.
Claims (6)
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beschriebenen Verkleinerungs- oder Vergrößerungsschritte mehrmals hintereinander durchgeführt werden, bis von einem Originalteil vorgegebener Größe eine oberflächengetreue Verkleinerung oder Vergrößerung in dem gewünschten Maßstab erzielt ist.Method according to claim 2 or 3,
characterized,
that the described reduction or enlargement steps are carried out several times in succession until a true-to-surface reduction or enlargement of the desired scale is achieved from an original part of a given size.
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
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Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
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Effective date: 20001013 |
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