SIEBDRUCKVORRICHTUNG

Abstract

 Siebdruckvorrichtung aus rechteckigem Rahmen (10) und Schablone (12), wobei der Rahmen (10) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt und mit der Schablone (12) verklebt ist.

Beschreibung

I. Anwendungsgebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Siebdruckvorrichtung aus rechteckigem Rahmen und Schablone. Solche Siebdruckvorrichtungen werden heutzutage üblicherweise mit einem Rahmen aus Metall und einer Schablone aus Edelstahl hergestellt. Rahmen und Schablone werden verschweißt oder verklebt. In der Schablone befinden sich dann Ausnehmungen für die zu bedruckenden Bereiche in dem Siebdruckverfahren. Solche Siebdruckvorrichtungen finden beispielsweise bei der Herstellung gedruckter elektronischer Schaltungen Verwendung.

II. Darstellung der Erfindung

a) Technische Aufgabe

[0002] Die bisherigen Siebdruckvorrichtungen dieser Art weisen den entscheidenden Nachteil eines recht hohen Gewichtes auf. Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Gewicht dieser Siebdruckvorrichtungen deutlich zu verringern, wobei jedoch die Stabilität der Siebdruckvorrichtungen erhalten bleiben muss, da der Druck sonst nicht mehr mit hinreichender Präzision hergestellt werden kann.

b) Lösung der Aufgabe

[0003] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Rahmen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt und mit der Schablone verklebt ist.

[0004] Zur Vereinfachung der Herstellung ist der Rahmen dabei vorzugsweise aus vier auf Gehrung geschnittenen, an den Ecken des Rahmens miteinander verklebten Profilen hergestellt.

[0005] Zur weiteren Gewichtsersparnis bei trotzdem guter Stabilität ist der Rahmen innen hohl ausgebildet und weist einen rechteckigen Querschnitt auf.

[0006] Dann kann man zur weiteren Verbesserung der Stabilität auch an den Ecken Winkelelemente zur Verstärkung in den Rahmen einkleben, die die einzelnen Profile verwindungssteif zusammenhalten.

[0007] Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Winkelelemente federnd ausgebildet sind und einen Winkel geringfügig größer als 90° aufweisen. Dann kann durch die Elastizität der Winkelelemente eine Vorspannung der Schablone erzielt werden, indem man den Rahmen zusammendrückt während die Schablone verklebt wird.

[0008] Da sich der Klebstoff der Verklebung der Schablone von einem aus Kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehenden Rahmen nicht gut ablösen lässt im Vergleich zu den handelsüblichen Metallrahmen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zumindest in dem Bereich des Rahmens, auf den die Schablone aufgeklebt wird, eine Opferschicht vorzusehen, die beim Wechseln der Schablone mit dem Klebstoff entfernt werden kann. Dies erleichtert und verbessert die Wiederverwendbarkeit des Rahmens für verschiedene Schablonen.

[0009] Vorzugsweise besteht die Opferschicht aus Glasfaser, Kunststoff oder Lack.

[0010] Die Elastizität eines aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellten Rahmens lässt sich zur Vorspannung der Schablone dergestalt nutzen, dass die Profile leicht nach außen gewölbt sind, wenn der Rahmen zusammengebaut wird und vor dem Verkleben der Schablone nach innen gedrückt werden, sodass sie während des Verklebens im Wesentlichen gerade verlaufen. Wird nach dem Aushärten der Verklebung der äußere Druck entfernt, versucht der Rahmen zurückzufedern und erzeugt damit die gewünschte Vorspannung der Schablone.

[0011] Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckvorrichtung mit einem rechteckigen Rahmen und einer Schablone, wobei der Rahmen aus vier auf Gehrung geschnittenen Profilen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff durch Verkleben dieser Profile miteinander und mit entsprechenden Winkelelementen hergestellt wird, wobei die Profile leicht nach außen gewölbt sind, und der Rahmen vor dem Verkleben der Schablone so zusammengedrückt wird, dass die Profile nahezu gerade verlaufen und der Druck nach dem Aushärten der Klebung wieder gelöst wird, sodass die Schablone durch die Federwirkung der Profile vorgespannt wird.

[0012] Dabei können die Profile auf Gehrung geschnitten und in sich mit einem großen Radius gewölbt sein, oder durch Winkelelemente miteinander verbunden sein, die aus einem elastischen Material bestehen und einen Winkel von etwas mehr als 90° bilden, und auf diese Weise die federelastischen Eigenschaften des Rahmens bewirken.

c) Ausführungsbeispiele

[0013] Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1:

Ein Eckteil eines erfindungsgemäßen Rahmens;

Fig. 2:

Den Schnitt II-II der Figur 1; und

Fig. 3:

Die erfindungsgemäße Radiuspultrusion bei einem Rahmen.

[0014] Eine erfindungsgemäße Siebdruckvorrichtung besteht aus einem rechteckigen Rahmen 10 und einer mit diesem verklebten, dem Innenraum des Rahmens ausfüllenden Schablone 12. Erfindungsgemäß ist der erfindungsgemäße Rahmen 10 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt und mit der Schablone 12 verklebt.

[0015] Zur Vereinfachung der Herstellung ist der erfindungsgemäße Rahmen 10 aus vier auf Gehrung geschnittenen, an den Ecken des Rahmens 10 miteinander verklebten Profilen 14 hergestellt. Die Profile 14 sind dabei mit einem rechteckigen Querschnitt innen hohl ausgebildet. Dadurch können an den Ecken Winkelelemente 16 zur Verstärkung in den Rahmen 10 eingeklebt sein. Des Weiteren wird durch die hohle Ausbildung des Rahmens weiteres Gewicht eingespart, ohne dass die Stabilität des Rahmens wesentlich verringert werden würde.

[0016] Wenn bei dem Metallrahmen gemäß dem Stand der Technik die Schablonen 12 verklebt werden, kann der Rahmen mehrfach verwendet werden, da die Schablonen 12 und der Klebstoff relativ leicht von dem Metallrahmen gelöst werden können. Um diesen Vorteil auch bei den erfindungsgemäßen Rahmen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff verwirklichen zu können, schlägt die Erfindung vor, die Profile 14 des Rahmens 10 zumindest in dem Bereich, in dem die Schablone 12 durch Verkleben mit dem Rahmen 10 verbunden wird, mit einer Opferschicht 13 zu überziehen. Diese Opferschicht 13 kann dann zusammen mit der Schablone 12 und der Verklebung entfernt und durch eine neue Opferschicht 13 ersetzt werden, wodurch der Rahmen hervorragend wiederverwendbar wird. Die Opferschicht besteht dabei vorzugsweise aus Glasfaser, Kunststoff oder Lack.

[0017] Erfindungsgemäß kann die wesentlich höhere Elastizität der aus kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehenden Profile ausgenutzt werden, um eine entsprechende Vorspannung der Schablone, wie sie für das Siebdruckverfahren gewünscht ist, auf einfache Weise herzustellen.

[0018] Dazu wird eine sog. Radiuspultrusion verwendet, d.h., die Profile 14 sind dergestalt ausgebildet, dass sie nach dem Zusammenbau zum Rahmen 10 leicht, beispielsweise mit einem Radius von etwa 20 m, nach außen gewölbt sind. Dies kann bei auf Gehrung geschnittenen Profilen durch eine entsprechende Wölbung der Profile schon bei der Herstellung geschehen. Bei glatt (rechtwinklig) abgeschnittenen Profilen, die durch entsprechende Winkelelemente 16 verbunden werden, kann dieser Effekt auch dadurch erzielt werden, dass die Winkelelemente ihrerseits aus einem elastischen Material bestehen, und im unbelasteten Zustand einen Winkel von etwas mehr als 90° bilden. Auch dann entsteht ein Rahmen 10, der eine Rechteckform mit nach außen gewölbten Kanten aufweist.

[0019] Vor dem Verkleben wird dieser Rahmen nun, beispielsweise durch Einsetzen in eine geeignete Schablone, von außen so zusammengedrückt, dass die Profile 14, also die Kanten des Rahmens im Wesentlichen gerade verlaufen. In diesem Zustand wird die Schablone 12 mit dem Rahmen 10 verklebt. Nach dem Aushärten der Verklebung kann der Druck von außen auf den Rahmen gelöst werden, beispielsweise indem man den Rahmen aus der entsprechenden Schablone entfernt. Durch die Elastizität der Rahmenprofile 14 (und ggf. der Winkelelemente 16) wird dann die für die Optimierung des Siebdruckverfahrens gewünschte Vorspannung der Schablone auf einfache Weise verwirklicht.

[0020] Erfindungsgemäß sind auch folgende alternative Ausführungen der vorliegenden Erfindung denkbar:

Die Versteifung der Ecken kann nicht nur, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, durch Einsetzen entsprechender Winkelelemente 16 in die hohlen Profile 14 erfolgen. Vielmehr können auch auf der Vorder- und/oder Rückseite des Rahmens 10 aufzuschraubende oder aufzuklebende Winkelelemente Verwendung finden. Ebenso können Winkelelemente verwendet werden, die um die Innen- oder Außenkante des Rahmens herum verlaufen, und dort verklebt oder verschraubt sind. Schließlich kann der erfindungsgemäße Rahmen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff auch so realisiert werden, dass die einzelnen Profile 14 nicht auf Gehrung geschnitten sind, sondern gerade und rechtwinklig enden und durch entsprechende Winkelelemente 16 verbunden sind. Diese Winkelelemente können dann auch aus anderen Materialien als kohlefaserverstärktem Kunststoff, nämlich beispielsweise aus Metall, Kunststoff oder Glasfaser bestehen. Bei dieser Ausführungsform können die Winkelelemente insbesondere elastisch ausgebildet sein und einen Winkel von etwas mehr als 90° bilden, um auf diese Weise alleine oder in Verbindung mit einer entsprechenden Wölbung der Profile 14 nach außen die beschriebene Radiuspultrusion zu bilden, durch die die Vorspannung der Schablone 12 verbessert werden kann.

[0021] Alternativ zu dem beschriebenen Aufbau aus vier auf Gehrung geschnittenen, an den Ecken des Rahmens miteinander verklebten Profilen kann ein erfindungsgemäßer Siebdruck-Rahmen auch aus zwei entsprechenden L-förmigen Profilen bestehen, die an ihren Enden, ggf. unter Verwendung geeigneter Winkelelemente, miteinander verklebt werden.

[0022] Anstelle des beschriebenen Hohlprofils (hohles Vierkantrohr) können die Profile 14 auch als Vollprofil, L-förmiges oder U-förmiges Profil ausgebildet sein.

[0023] Die Kohlefasern, die zur Verstärkung des Kunststoffs in den Profilen 14 vorgesehen sind, können als gerade Fasern, als Geflecht oder auch als Mischung aus geraden Fasern und Geflecht hergestellt sein.

[0024] Entscheidend bei der vorliegenden Erfindung ist, dass der Rahmen aus miteinander verbundenen Profilen aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt ist, wodurch eine erhebliche Gewichtseinsparung erzielt werden kann, und zusätzlich durch die größere Elastizität der Profile durch Ausnutzung der Radiuspultrusion eine verbesserte Vorspannung der Schablone erzielt werden kann.

[0025] Die erfindungsgemäße Konstruktion vermag das Gewicht eines normalen Standard-Siebdruckrahmens für die Fertigung gedruckter elektronischer Schaltungen von etwa 2, 2 kg auf 800 g zu verringern. Diese Gewichtsersparnis erleichtert die Handhabung des Rahmens erheblich.

Ansprüche

1. Siebdruckvorrichtung aus rechteckigem Rahmen (10) und Schablone (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (10) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff hergestellt und mit der Schablone (12) verklebt ist.

2. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (10) aus vier auf Gehrung geschnittenen, an den Ecken des Rahmens (10) miteinander verklebten Profilen (14) besteht.

3. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (10) innen hohl ausgebildet ist und einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

4. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ecken Winkelelemente (16) zur Verstärkung in den Rahmen (10) eingeklebt sind.

5. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelelemente (16) federnd ausgebildet sind und einen Winkel größer als 90° aufweisen.

6. Siebdruckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest derjenige Bereich des Rahmens (10), der mit der Schablone (12) verklebt wird, mit einer Opferschicht (13) überzogen ist.

7. Siebdruckvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Opferschicht (13) aus Glasfaser, Kunststoff oder Lack besteht.

8. Siebdruckvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (14) leicht nach außen gewölbt sind, und vor dem Verkleben der Schablone (12) nach innen gedrückt werden, sodass sie während des Verklebens im Wesentlichen gerade verlaufen.

9. Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckvorrichtung mit einem rechteckigen Rahmen (10) und einer Schablone (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (10) aus vier Profilen (14) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff durch Verkleben dieser Profile (14) miteinander und mit entsprechenden Winkelelementen (16) hergestellt wird, wobei die Profile (14) leicht nach außen gewölbt sind, und der Rahmen (10) vor dem Verkleben der Schablone (12) so zusammengedrückt wird, dass die Profile (14) nahezu gerade verlaufen und der Druck nach dem Aushärten der Klebung wieder gelöst wird, sodass die Schablone (12) durch die Federwirkung der Profile (14) vorgespannt wird.

Zeichnung