СПОСОБ СТРУКТУРИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ВОДОСТРУЙНЫМ УСТРОЙСТВОМ

1. Способ формирования структуры поверхности (4) заготовки (1) с получением печатной формы для формоносителей в виде пресс-плит, бесконечных лент или тиснильных валов с помощью, по меньшей мере, одного водоструйного устройства с обрабатывающей головкой (25), включающий следующие этапы:
- подготовка и использование цифровых данных трехмерной топографии структурируемой поверхности,
- использование цифровых данных для управления положением, по меньшей мере, одной обрабатывающей головки (25) в плоскости, определяемой координатами X и Y, или для управления перемещением рабочего стола в плоскости, определяемой координатами X и Y, расположенной напротив стационарно закрепленной обрабатывающей головки (25),
- управление обрабатывающей головкой (25) с использованием координаты Z, определяющей глубину 3D-топографии структурируемой поверхности,
- частичное удаление материала поверхности (2), по меньшей мере, одной обрабатывающей головкой (25) для воспроизведения предварительно заданной 3D-топографии на структурируемой поверхности (2) или ее инверсного варианта на заготовке (1) с использованием координаты Z для регулирования глубины съема материала.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что координаты оси Z цифровых данных 3D-топографии используют для управления скоростью перемещения обрабатывающей головки (25) или перемещением рабочего стола в направлении X и/или Y, давлением воды, объемным расходом воды, временем распыления или расстоянием между обрабатываемой поверхностью (2) и обрабатывающей головкой (25).
3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что для обработки в одном координатном направлении в одной плоскости используют несколько обрабатывающих головок (25), одновременно движущихся в направлении следующей координаты, или используют управляемое перемещение рабочего стола.
4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что водоструйное устройство включает, по меньшей мере, один насосный агрегат высокого давления (22), по меньшей мере, один водоподающий элемент (24) и, по меньшей мере, одну обрабатывающую головку (25) с водоструйным соплом, и/или тем, что материал обрабатываемой поверхности (2) снимается на глубину до 6 мм с помощью водоструйного сопла водоструйного устройства, и/или тем, что водоструйное сопло предусматривает управляемое перемещение с заданным зазором между ним и обрабатываемой поверхностью (2) величиной от 1 мм до 5 мм, предпочтительно - от 1,5 мм до 2,5 мм.
5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что водяная струя водоструйного сопла падает на поверхность (2) перпендикулярно к стенке формируемой структуры под некоторым углом к плоскости, определяемой осями X и Y, и/или тем, что диаметр водяной струи с помощью водоструйного сопла или водоструйного микросопла может быть задан в диапазоне от 0,05 мм до 2,0 мм или от 0,10 мм до 0,40 мм.
6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что управление обрабатывающей головкой (25) с помощью блока управления обеспечивает ей поступательное перемещение вдоль трех осей и вращение вокруг, по меньшей мере, двух осей, или обеспечивает возможность постоянного, по меньшей мере, спорадического, изменения направленности струи воды таким образом, что струя воды описывает конус.
7. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что водоструйное устройство рассчитано на работу без или с использованием абразивного агента, которым могут служить тонкозернистый острокристаллический песок, металлические и полупроводниковые оксиды, карбиды или нитриды с фракцией зерна >30 меш, и/или тем, что водоструйное устройство оснащено насосным агрегатом высокого давления (22) от 1200 до 4100 бар.
8. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что структуру поверхности (4) делят независимо от повторяемости рисунка текстуры на составные сегменты, каждый из которых может быть последовательно обработан водоструйным устройством целиком или, по меньшей мере, по частям параллельно несколькими водоструйными устройствами, при этом составные сегменты могут накладываться друг на друга, и/или границы составных сегментов выбирают произвольно, предпочтительно, таким образом, чтобы эти границы проходили по необработанным участкам поверхности (2).
9. Способ по п. 8, характеризующийся тем, что составные сегменты, разбитые в зависимости от используемого водоструйного устройства, имеют длину стороны от 10 см до 100 см, предпочтительно - 50 см, и/или тем, что выделенные составные сегменты структурируют обрабатывающей головкой (25) с водоструйным соплом под поверхностью воды.
10. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что на обрабатываемой поверхности (2) задают точки замера, позволяющие в любой момент проверить положение обрабатывающей головки (25) и таким образом обеспечивающие корректирующий контроль или спорадическое возобновление прерванной технологической операции.
11. Способ по п. 1, характеризующийся использованием цифровых данных 3D-топографии поверхностей природных органических и минеральных материалов, таких как древесина или камень, или искусственно созданных фактур, например, керамики, и/или характеризующийся использованием трехмерного сканера для получения цифровых данных путем полной съемки 3D-топографии аналоговым способом с помощью технологии перенаправляемого зеркала или методом дискретизации полной картины рельефа поверхности шаблона с помощью лазерного луча, перенаправляемого, как минимум, одним зеркалом и получаемого от него в виде отражений, или характеризующийся использованием изображений в градации серого для создания 3D-топографии поверхности.
12. Способ по п. 1, характеризующийся преобразованием цифровых данных путем интерполяции и сжатия для управления скоростью перемещения обрабатывающей головки (25) в направлении X и/или Y, давлением воды, объемным расходом, временем распыления или расстоянием между обрабатываемой поверхностью (2) и обрабатывающей головкой (25).
13. Устройство (20) для осуществления способа по одному из пп. 1-12, включающее опорную конструкцию (26) для обрабатываемых материалов, по меньшей мере, одно водоструйное устройство с обрабатывающей головкой (25) и направляющей подвижной консоли (30) на направляющих штангах (29) для перемещения этой, по меньшей мере, одной обрабатывающей головки (25) в любое заданное положение в пределах плоскости, определяемой осями X и Y, или предусматривающее управляемое перемещение рабочего стола под стационарно установленной обрабатывающей головкой (25) с независимыми элементами привода для перемещения в нужное положение, и включающее блок управления позиционированием обрабатывающей головки (25) или рабочего стола, характеризующееся тем, что перемещение по координатам X и Y выполняется согласно заданным цифровым данным 3D-топографии поверхности, где координаты Z служат для управления обрабатывающей головкой (25) по глубине 3D-топографии и частичного удаления материала поверхности (2) заготовки (1) печатной формы для печатного штампа, бесконечной ленты или тиснильного вала с помощью указанной, по меньшей мере, одной обрабатывающей головки (25).
14. Устройство (20) по п. 13, характеризующееся тем, что координаты Z цифровых данных 3D-топографии могут быть использованы для управления скоростью перемещения обрабатывающей головки (25) или перемещением рабочего стола в направлении X и/или Y, давлением воды, объемным расходом воды, временем распыления или расстоянием между обрабатываемой поверхностью (2) и обрабатывающей головкой (25).
15. Устройство (20) по п. 13, характеризующееся тем, что одна или более обрабатывающих головок (25) размещены в одном координатном направлении в одной плоскости и могут совместно двигаться в направлении следующей координаты, и/или тем, что водоструйное устройство включает, по меньшей мере, один стационарный насосный агрегат высокого давления (22) с патрубками линий питания (23) подвижной обрабатывающей головки (25) с водоподающим элементом (24) и, по меньшей мере, одним водоструйным соплом.
16. Устройство (20) по п. 13, характеризующееся тем, что блок управления предусмотрен для управления перемещением обрабатывающей головки (25) водоструйного устройства с зазором от 1 мм до 5 мм, предпочтительно - от 1,5 мм до 2,5 мм, над поверхностью (2), и/или предусмотрен для управления поступательным движением обрабатывающей головки (25) вдоль трех осей и ее вращением, по меньшей мере, вокруг двух осей, или для постоянного изменения направленности водяной струи, по меньшей мере, в определенный момент, таким образом, что водяная струя описывает конус.
17. Устройство (20) по п. 13, характеризующееся тем, что обрабатывающая головка (25) водоструйного устройства оснащена, по меньшей мере, одним датчиком величины зазора и/или защиты от столкновения, и/или тем, что водоструйное устройство рассчитано на работу с или без абразивного агента и/или имеет замкнутую систему циркуляции воды с оборудованием для фильтрации абразивных агентов и извлеченных частиц материала заготовки.
18. Устройство (20) по п. 13, характеризующееся тем, что струя воды из водоструйного сопла падает перпендикулярно к стенке рельефа поверхности (2) под углом к плоскости, ограниченной координатами X и Y, и/или тем, что водоструйное устройство оборудовано, по меньшей мере, одним насосным агрегатом высокого давления (22), генерирующим напор воды с линейной скоростью до 1000 метров в секунду.
2
3
19. Устройство (20) п. 13, характеризующееся тем, что водоструйное сопло или водоструйное микросопло указанной, по меньшей мере, одной обрабатывающей головки (25) выполнено, хотя бы частично, из монокристаллического или поликристаллического алмаза или материала, по существу состоящего из AlO, и/или тем, что опорная конструкция (26) имеет горизонтальную плоскую поверхность, которая может быть разделена на ряд секционных площадок, каждая из которых оснащена отсасывателем (27) вакуумной отсасывающей системы, и/или тем, что опорная конструкция выполнена, по меньшей мере, из одного опорного элемента (28).
20. Печатная форма для формоносителя в виде прессовой плиты, бесконечной ленты или тиснильного вала, изготовленная в соответствии с одним из пп. 1-12 с использованием устройства по одному из пп. 13-19, для нанесения на композитные панели печатного и/или тисненого декора, имитирующего естественную поверхностную текстуру (4), глубиной до 6 мм посредством процесса прессования, где заданные цифровые данные 3D-топографии поверхности управляют перемещением по осям X и Y для структурирования поверхности (2) печатного штампа, бесконечной ленты или тиснильного барабана, и где цифровые координаты оси Z определяю глубину 3D-топографии и используются для управления скоростью перемещения, по меньшей мере, одной обрабатывающей головки (25) или управляемого рабочего стола в направлениях X и Y, водным давлением, объемным расходом, временем распыления или зазором между обрабатываемой поверхностью (2) и обрабатывающей головкой (25), где поверхность (2) структурируется частично для воспроизведения заданной трехмерной топографии поверхности или ее обратного отображения на поверхности (2) печатной формы, бесконечной ленты или тиснильного вала путем удаления материала.
21. Композитная панель с поверхностью, хотя бы частично, декорированной тиснением с применением печатного штампа, бесконечной ленты или тиснильного вала, структурированного согласно способу по одному из пп. 1-12 с использованием устройства по одному из пп. 13-19.