ES2587929T3

ES2587929T3 - Procedimiento para el recubrimiento por plasma de una chapa de prensado

Info

Publication number: ES2587929T3
Application number: ES13791714.2T
Authority: ES
Inventors: Andreas GEBESHUBER; Daniel Heim; Johann Laimer; Thomas Müller; Michael PROSCHEK; Otto Stadler; Herbert STÖRI
Original assignee: BERNDORF HUECK BAND- und PRESSBLECHTECHNIK GmbH
Current assignee: BERNDORF HUECK BAND- und PRESSBLECHTECHNIK GmbH
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2016-10-27
Anticipated expiration: 2033-08-06
Also published as: BR112015002657A8; KR20150042817A; RU2615743C2; US20150255254A1; AU2013302202B2; MY176134A; EP2882885A2; BR112015002657A2; CN104755653B; PL2882885T3; WO2014022872A2; CA2881069C; NZ704253A; AT513190B1; AT513190B9; WO2014022872A3; EP2882885B8; AT513190A1; US9530624B2; KR101742744B1

Abstract

Uso de un dispositivo (100..103) para el recubrimiento por plasma de una chapa de prensado (2), comprendiendo el dispositivo una cámara de vacío (3) y un electrodo (400..409) dispuesto en ella, que durante el funcionamiento está orientado esencialmente en paralelo a la chapa de prensado (2) mencionada y frente a su lado a recubrir, en el que el electrodo (400..409) está segmentado y cada uno de los segmentos de electrodo (500..512) presenta una conexión (6) propia para una fuente de energía eléctrica (700..702).

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento para el recubrimiento por plasma de una chapa de prensado

La invencion se refiere a un uso de un dispositivo para el recubrimiento por plasma de una chapa de prensado, que comprende una camara de vado y un electrodo dispuesto en ella, que durante el funcionamiento esta orientado esencialmente en paralelo a la chapa de prensado mencionada y frente a su lado a recubrir. Ademas, se especifica un procedimiento para la fabricacion de una chapa de prensado. Finalmente la invencion tambien se refiere a un procedimiento para la fabricacion de materiales en forma de placa de una o varias capas, en particular de plasticos, materiales derivados de la madera y laminados con y sin papel de revestimiento.

En principio se conocen un dispositivo y un procedimiento del tipo mencionado. Por ejemplo, el documento EP 1 47 090 B1 da a conocer un procedimiento para el mecanizado y fabricacion de una superficie de un material con un grado de brillo reproducible, asf como un util de prensado para la aplicacion del procedimiento. Para aumentar la estabilidad de los utiles de prensado, un util de prensado se provee de un recubrimiento que se compone de carbono con capas similares al diamante. De este modo se reduce considerablemente la abrasion de la superficie del util de prensado durante el mecanizado de materiales muy resistentes a la abrasion, por ejemplo, en la fabricacion de baldosas con parffculas de corindon en la capa superficial.

Las capas mencionadas de tipo diamante se conocen tambien bajo el termino “Diamond like Carbon” (DLC). Estas se destacan por dureza elevada y resistencia al desgaste elevada y se pueden generar, por ejemplo, con la ayuda de la deposicion qmmica de vapor mejorada por plasma (ingles: plasma enhanced chemical vapour deposition - PECVD). En este caso por encima de la pieza de trabajo a recubrir se enciende un plasma desde el que llegan componentes ionizados a la pieza de trabajo a recubrir.

Dado que la tendencia va hacia formatos siempre mayores de los materiales mencionados al inicio (por ejemplo, baldosas, tableros de aglomerado, tableros de fibras, etc.), tambien son necesarias chapas de prensado correspondientemente grandes para la fabricacion de estos materiales. En este caso es problematico que la capa aplicada sobre la chapa de prensado solo se puede fabricar muy diffcilmente en un rango de tolerancia estrecho y por consiguiente tambien se puede reproducir solo de forma condicionada. Un motivo para ello se situa en condiciones del proceso no homogeneas, en las que se pueden influir respectivamente con dificultad. Por ejemplo, es muy diferente y diffcilmente controlable la concentracion de iones en el plasma sobre la chapa de prensado, por lo que en el caso de intensidad de campo e intensidad de corriente constante a traves del electrodo se producen velocidades de deposicion diferentes por el plasma. Pero en realidad no se puede conseguir asf y todo una respectiva distribucion de campo y distribucion de corriente constante en una banda de tolerancia estrecha, de modo que por ello tambien resultan diferencias indeseadas en la velocidad de deposicion de la capa a aplicar. Las oscilaciones arriba mencionadas conducen por desgracia a inestabilidades en el proceso, asf como a fenomenos de vibraciones. Por ejemplo, una concentracion de iones aumentada localmente en el plasma, debido a la conductividad aumentada, conduce a una intensidad de corriente aumentada localmente, que no solo puede provocar una velocidad de deposicion aumentada de la capa aplicar, sino en el caso extremo una descarga. En este caso la superficie de la chapa de prensado se destruye por regla general por la corriente elevada, de modo que se debe desechar. Esto conduce a danos economicos elevados, dado que tanto el material base de la chapa de prensado, como tambien el mecanizado de la misma (por ejemplo, la generacion fotolitografica de una estructura superficial o la generacion de una estructura superficial respectivamente de una mascara para la fotolitograffa con la ayuda del procedimiento de impresion por chorro de tinta, serigraffa, impresion offset, o impresion por calandrado) es muy cara. Cuanto mayor es la chapa de prensado, tanto mayor se vuelve tambien la probabilidad de la aparicion de uno de los errores mencionados arriba.

Por ello un objetivo de la invencion es especificar un procedimiento mejorado para el recubrimiento por plasma de una chapa de prensado. En particular se debe crear una posibilidad de aplicar una capa sobre una chapa de prensado con un rango de tolerancia estrecho e impedir una descarga electrica en el plasma, o suavizar sus efectos. Otro objetivo de la invencion consiste en especificar un procedimiento de fabricacion mejorado para materiales en forma de placa de una o varias capas. En particular se debe facilitar o posibilitar la fabricacion de placas de gran formato.

El objetivo de la invencion se consigue mediante un uso de acuerdo con la reivindicacion 1. Tipos de realizacion particulares del uso de acuerdo con la invencion esta especificados en las reivindicaciones 2 a 12.

Ademas, el objetivo de la invencion se consigue mediante un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 13. Tipos de realizacion particulares del procedimiento de acuerdo con la invencion segun la reivindicacion 13 estan especificados en las reivindicaciones 14 a 20.

Finalmente el objetivo de la invencion se consigue mediante un procedimiento para la fabricacion de materiales en forma de placa de una o varias capas, de acuerdo con la reivindicacion 21. Tipos de realizacion particulares del procedimiento de acuerdo con la invencion segun la reivindicacion 21 estan especificados en las reivindicaciones 22 a 24.

En el marco de la invencion, un segmento de electrodo esta definido porque puede adoptar un potencial claramente

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diferente que los segmentos restantes, sin que en este caso fluya una corriente de compensacion apreciable. Expresado de otra forma, entre los segmentos individuals esta prevista una resistencia de aislamiento elevada. La segmentacion se debe ver en el sentido de la invencion en terminos electricos, pero no por fuerza en terminos constructivos. El termino “conexion” se debe concebir de forma amplia, en principio bajo ello se puede entender una posibilidad para la conexion electrica de cualquier tipo.

Segun la invencion mediante la segmentacion se consigue que el electrodo se pueda alimentar con energfa electrica localmente diferentemente, o se puede influir en el suministro de energfa electrica de forma muy diferenciada. De este modo se puede predeterminar no solo una distribucion de la intensidad de campo electrico o de la intensidad de corriente sobre el sustrato, sino que los valores predeterminados tambien pueden mantenerse adecuadamente en un rango de tolerancia estrecho debido a la segmentacion del electrodo. Por ejemplo, el suministro de energfa se puede regular de forma autonoma por cada segmento de electrodo. Ademas, mediante los huecos entre los segmentos individuales tambien se puede conducir mejor el gas de proceso hacia la chapa de prensado, de modo que se puede mantener constante o en una banda de tolerancia estrecha la concentracion de iones sobre la chapa de prensado.

Finalmente tambien se reduce claramente la probabilidad de la aparicion de una descarga electrica en el plasma, o se suavizan claramente los efectos de la misma. Mediante la segmentacion no se puede “retirar” la energfa electrica de otras zonas del electrodo y concentrar sobre un punto, segun es el caso en un electrodo no segmentado. Aqu una descarga conduce a una concentracion de la energfa o potencia puesta a disposicion para el recubrimiento de toda la chapa de prensado sobre un punto y por consiguiente a deterioros correspondientemente intensos de la chapa de prensado.

No obstante, si se preven los segmentos de electrodo, entonces solo se puede concentrar la energfa electrica, respectivamente potencia, puesta a disposicion para el recubrimiento de la chapa de prensado en esta zona sobre un punto, que naturalmente es menor que la energfa /potencia electrica proporcionada para el recubrimiento de toda la chapa de prensado. Cuanto mas fina es la segmentacion, tanto menores son las cantidades de energfa o potencias mencionadas. Mediante una segmentacion correspondientemente fina se puede reducir fuertemente la potencia por segmento de electrodo con potencia constante por superficie, de modo que no es suficiente la energfa electrica dentro del segmento para una descarga electrica. Pero en cualquier caso se pueden suavizar los efectos de una descarga, dado que la superficie de la chapa de prensado solo se deteriora mas ligeramente por una tal, de modo que se puede usar sin mas o reparar con solo bajo coste.

Generalmente en la mayona de los casos el objetivo es recubrir una chapa de prensado lo mas uniformemente posible. En este caso se pueden usar las medidas arriba mencionadas, a fin de conseguir una distribucion lo mas homogenea posible de la intensidad de corriente, la intensidad de campo electrico, asf como la concentracion de iones en el plasma. Pero alternativamente el objetivo del proceso tambien puede ser recubrir la chapa de prensado de forma no homogenea. En este caso se usan las medidas mencionadas para conseguir una distribucion no homogenea, no obstante, en una banda de tolerancia estrecha alrededor de una distribucion predeterminada de la intensidad de corriente, la intensidad de campo electrico, asf como la concentracion de iones en el plasma.

Facilitando las chapas de prensado mencionadas tambien se facilita o posibilita la fabricacion de materiales en placas de gran formato.

En el marco de la invencion, por placas de gran formato se deben entender placas con un tamano mayor o igual a 1 m2, en particular placas con un tamano mayor o igual a 5 m2 y en especial placas con un tamano mayor o igual a 10 m2. Por consiguiente tambien se pueden fabricar, por ejemplo, materiales en forma de placa con una medida estandar de 2 x 5 m en una fase de trabajo.

Configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la invencion se deducen de las reivindicaciones dependientes, asf como de la descripcion en relacion con las figuras.

Es ventajoso cuando los segmentos de electrodo individuales estan aislados entre sf De este modo practicamente no puede fluir una corriente de compensacion entre los segmentos.

Pero tambien es ventajoso cuando los segmentos de electrodo individuales estan conectados entre sf a traves de nervios estrechos o resistencias ohmicas definidas. De este modo se pueden permitir corrientes de compensacion bajas definidas entre los segmentos o el electrodo puede estar construido en una pieza a pesar de su segmentado cuando entre los segmentos se preven nervios estrechos.

Asimismo es ventajoso cuando los segmentos de electrodo individuales estan conectados con al menos una fuente de energfa a traves de los nervios estrechos o resistencias ohmicas definidas. De esta manera, ventajosamente los segmentos de electrodo se pueden alimentar con energfa diferentemente con solo una unica fuente de energfa, al preverse diferentes resistencias a los segmentos de electrodo individuales. Asimismo, se reduce claramente la probabilidad de la aparicion de una descarga electrica en el plasma, o se suavizan claramente los efectos de la misma, dado que las resistencias impiden una concentracion de la energfa electrica en solo un segmento de electrodo.

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Es especialmente ventajoso cuando el dispositivo comprende varias fuentes de ene^a controlables / regulables independientemente unas de otras, que estan conectadas con los segmentos de electrodo a traves de las conexiones mencionadas. De esta manera varios segmentos de electrodo se pueden alimentar con energfa independientemente unos de otros. Por ejemplo, para estos se puede predeterminar una intensidad de corriente propia y/o un potencial propio, y cuando la fuente de energfa esta regulada tambien se pueden mantener bajo condiciones de proceso variables.

Tambien es especialmente ventajoso cuando cada segmento de electrodo esta conectado con cada fuente de energfa, que se puede controlar / regular independientemente de las fuentes de energfa restantes. Por consiguiente cada fuente de energfa se activa por segmento de electrodo y se controla / regula independientemente de las fuentes de energfa restantes. De esta manera todos los segmentos de electrodo se pueden alimentar con energfa independientemente unos de otros. Por ejemplo para cada segmento de electrodo se puede predeterminar una intensidad de corriente propia y/o un potencial propio, y cuando la fuente de energfa esta regulada, tambien se puede mantener bajo condiciones de proceso variables.

Ademas, es especialmente ventajoso cuando el dispositivo comprende un control que esta configurado para conmutar una fuente de energfa de forma alternativa sobre cada segmento de electrodo de un grupo de segmentos de electrodo y las conexiones de los segmentos de electrodo restantes de este grupo a un estado abierto aislado del segmento de electrodo mencionado en primer lugar. Por consiguiente se conmuta una fuente de energfa de forma alternativa sobre cada segmento de electrodo de un grupo de segmentos de electrodo, y las conexiones de los segmentos de electrodo restantes de este grupo se conmutan a un estado abierto aislado del segmento de electrodo mencionado en primer lugar. De este modo es posible alimentar con energfa todos los segmentos de electrodo con solo un numero bajo de fuentes de energfa. En este caso un segmento de electrodo de un grupo de segmentos de electrodo se conecta respectivamente con la fuente de energfa y se predetermina para esta una intensidad de corriente y/o un potencial. Los segmentos de electrodo restantes de este grupo se conmutan a un estado abierto, en el que estan aislados de la fuente de energfa o del segmento de electrodo conectado con esta. La intensidad de corriente para estos segmentos de electrodo es por consiguiente cero, o solo puede fluir una corriente de compensacion pequena entre los segmentos. Correspondientemente el potencial puede adoptar practicamente cualquier valor (“floating potencial [potencial flotante]”). Tras un cierto tiempo la fuente de energfa se conecta con otro segmento de electrodo del grupo y el segmento de electrodo conectado anteriormente se conmuta igualmente a un estado abierto. De esta manera todos los segmentos de electrodo del grupo se pueden conectar poco a poco con la fuente de energfa. Para ello no es necesario en ningun caso que los segmentos de electrodo se conecten en cada ciclo en la misma secuencia con la fuente de energfa. Un segmento de electrodo tambien se puede conectar varias veces con la fuente de energfa en un ciclo para aplicar allf, por ejemplo, un recubrimiento mas grueso sobre la chapa de prensado.

Por ejemplo, la seleccion del segmento de electrodo que esta asignado a la fuente de energfa activa tambien se puede realizar de forma aleatoria. Por consiguiente se pueden evitar efectos que se pueden originar por siempre la misma repeticion de uno y el mismo ciclo.

Tambien es especialmente ventajoso cuando los segmentos de electrodo dispuestos a la manera de las casillas blancas de un tablero de ajedrez y los segmentos de electrodo dispuestos a la manera de las casillas negras de un tablero de ajedrez se alimentan con energfa electrica de forma alternativa. En esta variante se activan entonces de forma alternativa los segmentos de electrodo dispuestos en una matriz. En un primer penodo se activan en este caso aquellos segmentos cuyo mdice de fila y columna en suma da un numero par. En un segundo penodo se activan entonces aquellos segmentos cuyo mdice de fila y columna en suma da un numero impar. Luego se repite de nuevo un primer penodo, etc.

Es favorable cuando la superficie de un segmento de electrodo es menor o igual a 1 m2. Es todavfa mas favorable cuando la superficie mencionada es menor o igual a 0,25 m2. Estos valores representan un buen compromiso en el que el recubrimiento de la chapa de prensado se logra adecuadamente en el caso de segmentado no demasiado intenso del electrodo. Aunque los valores mencionados han resultado ser ventajosos, la invencion no esta limitada naturalmente a los mismos. Evidentemente tambien se pueden seleccionar otros valores en el marco de las ventajas obtenidas con la invencion.

Es favorable que las fuentes de energfa esten configuradas como fuentes de corriente. De esta manera es posible ajustar la velocidad de deposicion del recubrimiento a aplicar sobre la chapa de prensado.

En este contexto es ventajoso cuando la maxima intensidad de corriente por segmento de electrodo (corriente de pico) es menor o igual a 150 A. Todavfa es mas ventajoso cuando la intensidad de corriente mencionada es menor o igual a 15 A. Estos valores representan un buen compromiso, en el que el recubrimiento de la chapa de prensado se logra adecuadamente con riesgo no demasiado elevado de una descarga electrica destructiva entre el electrodo y la chapa de prensado. Aunque los valores mencionados han resultado ser ventajosos, la invencion no esta limitada naturalmente a los mismos. Evidentemente tambien se pueden seleccionar otros valores en el marco de las ventajas obtenidas con la invencion.

Tambien es ventajoso cuando los segmentos de electrodo estan configurados en forma de rejilla. De este modo el

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gas de proceso se puede conducir de forma especialmente adecuada a la chapa de prensado a recubrir.

Asimismo es ventajoso cuando el electrodo esta doblado en su zona marginal en la direccion de la chapa de prensado a recubrir. De esta manera se puede compensar una cafda de la intensidad de campo electrico en el plasma en la zona marginal del electrodo, asf segun se produce en el caso de un electrodo en forma de placa, que presenta por todas partes la misma distancia respecto a la chapa de prensado.

Tambien se produce una variante ventajosa de un procedimiento para el recubrimiento de una chapa de prensado cuando se mide la tension entre un segmento de electrodo y la chapa de prensado a recubrir y se regula o desconecta la alimentacion de energfa cuando se determina una cafda de la tension mencionada. Si la tension mencionada cae muy rapidamente a un valor relativamente bajo, entonces se puede partir de que entre la pieza de trabajo y el electrodo se produce una descarga electrica. Para limitar los efectos perjudiciales de la misma, o tambien para finalizarla, se regula o incluso desconecta la alimentacion de energfa del segmento de electrodo en cuestion.

Es ventajoso cuando los segmentos de electrodo puestos en el marco del electrodo se ponen a un potencial mas elevado que los segmentos interiores. De esta manera se puede compensar una cafda de la intensidad de campo electrico en el plasma, asf segun se produce en el caso de un electrodo en forma de placa, orientado en paralelo a la chapa de prensado.

Tambien es ventajoso cuando los segmentos de electrodos puestos en el borde del electrodo se ajustan o regulan a una intensidad de corriente mas elevada que los segmentos interiores. De esta manera la chapa de prensado se puede proveer en este borde de una capa mas gruesa. Habitualmente las chapas de prensado se solicitan allf al maximo en la fabricacion de materiales en forma de placa.

Finalmente es ventajoso cuando el material en forma de placa contiene partfculas con una dureza Vickers entre 1000 y 1800, o corindon u oxido de aluminio A^O3, en particular en la zona de su superficie dirigida hacia la chapa de prensado. La ventaja de la chapa de prensado recubierta destaca especialmente en este punto, dado que mediante el recubrimiento se puede garantizar una duracion elevada de la chapa de prensado a pesar de los componentes abrasivos en el material a fabricar. Las chapas de prensado para materiales en forma de placa de gran formato segun el estado de la tecnica no pueden presentar una duracion tan larga.

En este punto se menciona que las variantes citadas para el dispositivo de recubrimiento y las ventajas resultantes de ello tambien se pueden aplicar segun el sentido en el procedimiento para el recubrimiento de la chapa de prensado y a la inversa.

Para la mejor comprension de la invencion esta se explica mas en detalle mediante las figuras siguientes.

Fig. 1 esquematicamente un dispositivo para el recubrimiento por plasma de un sustrato;

Fig. 2 un primer ejemplo representado esquematicamente de un electrodo con segmentos completamente

aislados unos de otros;

Fig. 3 un segundo ejemplo representado esquematicamente de un electrodo con segmentos conectados entre si;

Fig. 4 otro ejemplo representado esquematicamente de un electrodo en forma de rejilla;

Fig. 5 otro ejemplo representado esquematicamente de un electrodo con segmentos conformados

diferentemente;

Fig. 6 otro ejemplo representado esquematicamente de un electrodo doblado en la zona marginal;

Fig. 7 un ejemplo ilustrativo en el que un control conmuta una fuente de energfa a distintos segmentos de

electrodo;

Fig. 8 un ejemplo de un electrodo, cuyos segmentos se disponen o excitan a la manera de un tablero de ajedrez;

Fig. 9 un ejemplo ilustrativo en el que cada segmento de electrodo esta conectado con cada fuente de energfa;

Fig. 10 otro ejemplo ilustrativo en el que se mide una tension entre un segmento de electrodo y el sustrato;

Fig. 11 un ejemplo representado esquematicamente en el que los segmentos puestos en el borde del electrodo

se ponen a un potencial mas elevado y/o se ajustan / regulan a una intensidad de corriente mas elevada que los segmentos interiores, y

Fig. 12 un ejemplo representado esquematicamente en el que los segmentos de electrodo estan conectados con la alimentacion de energfa a traves de resistencias

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Como introduccion se establece que en las formas de realizacion descritas diferentemente las mismas piezas se proveen de las mismas referencias o mismas designaciones de componentes, pudiendose transferir las revelaciones contenidas en toda la descripcion segun el sentido a las mismas piezas con las mismas referencias o mismas designaciones de componentes. Tambien las indicaciones de posicion seleccionadas en la descripcion, como por ejemplo, arriba, abajo, lateralmente, etc. estan referidas a la figura descrita y representada inmediatamente y en el caso de un cambio de posicion se pueden transferir segun el sentido a la nueva posicion. Ademas, tambien las caractensticas individuales o combinaciones de caractensticas de los diferentes ejemplos de realizacion mostrados y descritos pueden representar soluciones autonomas en sf, inventivas o segun la invencion.

Todas las indicaciones de rangos de valores en la presente descripcion se deben entender de modo que estos comprenden cualquiera y todos los rangos parciales a partir de ellos, por ejemplo, la indicacion de 1 a 10 se debe entender de modo que estan comprendidos todos los rangos parciales, partiendo del lfmite inferior 1 y el lfmite superior 10, es decir, todos los rangos parciales comienzan con un lfmite inferior de 1 o mayor y finalizan con un lfmite superior de 10 o menor, por ejemplo, 1 a 1,7 o 3,2 a 8,1 o 5,5 a 10.

La fig. 1 muestra un dispositivo 100 para el recubrimiento por plasma de un sustrato 2, que comprende una camara 3 de vado y un electrodo 400 dispuesto en esta, que esta orientado durante el funcionamiento esencialmente en paralelo al sustrato 2 mencionado y frente a su lado a recubrir. Para las consideraciones siguientes se supone que el sustrato es una chapa 2 de prensado. Pero evidentemente la ensenanza siguiente tambien se puede aplicar sobre otros sustratos.

El electrodo 400 esta segmentado, y cada uno de los segmentos 500 presenta una conexion 6 propia para una fuente 700 de energfa electrica, la cual en este ejemplo esta realizada como fuente de corriente. Pero evidentemente la fuente de energfa tambien podna estar realizada, por ejemplo, como fuente de tension. Finalmente, la fig. 1 muestra todavfa una conexion 8 para la introduccion de un gas de proceso (por ejemplo, CH4) en la camara 3 de vado, en la que reina por ejemplo una presion de aproximadamente 1 mbar.

Preferentemente la superficie de un segmento 500 de energfa es menor o igual a 1 m2, y la intensidad de corriente de una fuente 700 de corriente es menor o igual a 150 A. Estos valores representan un buen compromiso en el que el recubrimiento de la chapa 2 de prensado se logra adecuadamente en el caso de segmentado no demasiado intenso del electrodo 400 y no es demasiado elevado el riesgo de una descarga electrica destructiva entre el electrodo 400 y la chapa 2 de prensado.

En general la fuente 700 de energfa puede proporcionar corriente continua o corriente alterna. El recubrimiento de la chapa 2 de prensado se logra adecuadamente con corriente a impulsos. En este caso la amplitud de corriente de los impulsos es preferentemente menor de 150 A. Para evacuar las cargas electricas en la capa aplicada, por ejemplo, cuando se aplican capas electricamente aislantes, tambien se puede invertir la polaridad de los pulsos de cuando en cuando. Por ejemplo, uno de diez pulsos puede presentar otra polaridad.

La fig. 2 muestra ahora un ejemplo de un electrodo 401 cuyos segmentos 501 estan aislados completamente unos de otros. Los segmentos 501 individuales estan formados asf por placas individuales, conductoras y espaciadas unas de otras. Estas se pueden aplicar, por ejemplo, sobre un sustrato no conductor, de modo que el electrodo 401 se pueda manipular mas facilmente. El electrodo 401 tambien puede estar perforado para que el gas del proceso pueda llegar mas facilmente a la chapa 2 de prensado, en particular a traves de las escotaduras en sustrato mencionado en la zona entre los segmentos 501. Por ejemplo, estos pueden tener la forma de agujeros oblongos (vease para ello tambien la fig. 3).

La fig. 3 muestra otro ejemplo de un electrodo 402 cuyos segmentos 502 estan conectados entre sf a traves de nervios 9 estrechos y por consiguiente a traves de resistencias ohmicas (elevadas). El electrodo 402 se puede realizar por ello en principio en una pieza, por ejemplo, al fresarse, punzonarse, contornearse o cortarse con un laser las escotaduras 10 correspondientes de una chapa.

La fig. 4 muestra otro ejemplo de un electrodo 403, en el que los segmentos 503 de electrodo estan configurados en forma de rejilla. De esta manera el gas de proceso todavfa puede llegar mas facilmente a la chapa 2 de prensado.

La fig. 5 muestra otro ejemplo de un electrodo 404, que esta construido de segmentos de electrodo 504 redondos y segmentos 505 de electrodo en forma de rombo. Este ejemplo es puramente ilustrativo y solo debe demostrar que un electrodo 400 no esta construido necesariamente de segmentos 500 de electrodo rectangulares. Junto a las formas representadas en la fig. 5, naturalmente se puede usar una multiplicidad de otras formas no rectangulares.

La fig. 6 muestra ahora un ejemplo de un electrodo 405, que esta doblado en su zona marginal en la direccion de la chapa 2 de prensado a recubrir. Concretamente los segmentos 506 de electrodo estan dispuestos en paralelo a la chapa 2 de prensado, los segmentos 507 de electrodo estan inclinados por el contrario en la direccion de la chapa 2 de prensado, o como en este ejemplo estan doblados en la direccion de la chapa 2 de prensado. De esta manera se puede compensar una cafda de la intensidad de campo electrico en el plasma, asf segun se produce en el caso de un electrodo en forma de placa, orientado tambien en la zona marginal de la chapa 2 de prensado en paralelo a la misma.

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Alternativamente o adicionalmente a la forma de realizacion representada en la fig. 6 tambien se podna concebir, por ejemplo, que los segmentos 500 puestos en la zona marginal del electrodo 400 (comparese para ello tambien la fig. 11) esten dispuestos mas cerca de la chapa 2 de prensado que los segmentos interiores. En particular todos los segmentos 500 pueden estar dispuestos en paralelo a la chapa 2 de prensado.

En un procedimiento para la fabricacion de una chapa 2 de prensado se realizan ahora las etapas siguientes:

a) disposicion de una chapa 2 de prensado a recubrir en una camara 3 de vado frente a un electrodo 400 segmentado, dispuesto en la camara 3 de vado , y orientada esencialmente en paralelo al mismo,

b) activacion de al menos una fuente 700 de energfa asociada a un segmento 500 de energfa, e

c) introduccion de un gas que provoca una deposicion qmmica de vapor mejorada por plasma sobre la pieza bruta de chapa 2 de prensado.

En aras de la exhaustividad se menciona en este punto que la etapa c) tambien se puede realizar naturalmente antes de la etapa b).

En la fig. 1 solo esta representada de forma puramente ilustrativa una unica fuente 700 de energfa, que esta conectada con un segmento 500 de electrodo. Esta se puede conectar en principio sucesivamente con distintos segmentos 500 de electrodo. Pero alternativamente tambien se puede concebir que un dispositivo para el recubrimiento por plasma de una chapa 2 de prensado comprenda varias fuentes 700 de energfa controlables / regulables independientemente unas de otras, que se pueden conectar o estan conectadas con los segmentos 500 de electrodo a traves de las conexiones 6.

La fig. 7 muestra para ello un ejemplo ilustrativo, en el que un control 1101 de un dispositivo 101 (representado aqrn sin camara 3 de vado) esta configurado para conmutar una fuente 701, 702 de energfa con la ayuda de los interruptores 1201 y 1202 de forma alternativa sobre cada segmento 508 de electrodo de un grupo 1301, 1302 de segmentos 508 de electrodo, y conmutar las conexiones de los segmentos 508 de electrodo restantes de este grupo 1301, 1302 a un estado abierto aislado del segmento 508 de electrodo mencionado en primer lugar (la chapa 2 de prensado se situa en este ejemplo y los otros ejemplos a tierra). Concretamente los segmentos 508 de electrodo estan subdivididos en dos grupos 1301 y 1302 en el ejemplo representado en la fig. 7, comprendiendo el primer grupo 1301 tres segmentos 508 de electrodo de igual tamano y el segundo grupo 1302 cinco segmentos de electrodo 508 de distinto tamano. La subdivision es puramente ilustrativa y debe demostrar entre otros que los segmentos 508 de electrodo de un electrodo 406 no deben ser necesariamente de igual tamano. Ademas, de la fig. 7 tambien se puede extraer que los segmentos 508 de electrodo no deben ser necesariamente cuadrados, sino que tambien pueden ser en general rectangulares. En particular los segmentos 508 de electrodo pueden estar realizados en forma de bandas, barras y/o tiras. Una primera fuente 701 de energfa se conmuta ahora sobre cada segmento 508 de electrodo del grupo 1301, una segunda fuente 702 de energfa sobre un segundo segmento 508 de electrodo del grupo 1302. Los segmentos 508 de electrodo restantes se conmutan a un estado abierto.

Despues de un cierto tiempo se modifican las asociaciones entre las fuentes 701, 702 de energfa y los segmentos 508 de electrodo. Es decir, que la fuente 701 de energfa se conecta con otro segmento 508 de electrodo del grupo 1301 y el segmento 508 de electrodo conectado anteriormente se conmuta a un estado abierto. Analogamente a ello la fuente 702 de energfa se conecta con otro segmento 508 de electrodo del grupo 1302, y el segmento 508 de electrodo conectado anteriormente se conmuta a un estado abierto. De esta manera todos los segmentos de electrodo 508 de los grupos 1301 y 1302 se pueden conectar poco a poco con las fuentes 701 y 702 de energfa. De este modo es posible alimentar con energfa independientemente unos de otros todos los segmentos de electrodo 508 con solo un pequeno numero de fuentes 701, 702 de energfa.

La seleccion del segmento 508 de electrodo que esta asociado a la fuente 701, 702 de energfa activa se puede realizar de forma aleatoria o segun un esquema predeterminado. A este respecto, los segmentos 508 de electrodo no se deben conectar en cada ciclo en la misma secuencia con la fuente 701, 702 de energfa. Un segmento 508 de electrodo tambien se puede conectar varias veces con la fuente 701, 702 de energfa en un ciclo.

Se produce un procedimiento especialmente ventajoso cuando los segmentos de electrodo dispuestos a la manera de las casillas blancas de un tablero de ajedrez y los segmentos de electrodo dispuestos a la manera de las casillas negras de un tablero de ajedrez se alimentan de forma alternativa con energfa electrica. La fig. 8 muestra para ello un ejemplo ilustrativo con segmentos 509 de electrodo que estan dispuestos en una matriz 6x9, a fin de clarificar que los segmentos 509 de electrodo no deben estar dispuestos por fuerza en una matriz 8x8, asf segun es el caso en un tablero de ajedrez. Conforme a esta variante se activan en un primer penodo los segmentos 509 “blancos”, en una segunda etapa los segmentos 509 “negros” (representados aqrn rayados).

En la asociacion de una fuente 701, 702 de energfa a un segmento 508 de electrodo se puede predeterminar en general una intensidad de corriente y/o un potencial para el mismo. Los segmentos 508 de electrodo restantes, que no estan asociados a una fuente 701, 702 de energfa, se conmutan a un estado abierto en el que estan aislados de la fuente 701, 702 de energfa o el segmento 508 de electrodo conectado con esta. La intensidad de corriente para estos segmentos 508 de electrodo es por consiguiente cero, o solo puede fluir una pequena corriente de compensacion entre los segmentos 508. Correspondientemente el potencial puede adoptar practicamente cualquier

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valor cualesquiera (“floating potential [potencial flotante]”).

La fig. 9 muestra ahora un ejemplo, en el que cada segmento 510 de electrodo esta conectado con cada fuente

701.. 706 de energfa, que se puede controlar / regular independientemente de las fuentes 701..706 de energfa restantes. Es decir, la fuente 701 de energfa se puede controlar / regular etc. independientemente de las fuentes

702.. .706 de energfa. Correspondientemente cada fuente 701..706 de energfa se activa por un segmento 510 de electrodo y se controla / regula independientemente de las fuentes 701..706 de energfa restantes. De esta manera todos los segmentos 510 de electrodo se pueden alimentar con energfa independientemente unos de otros. Por ejemplo, para cada segmento 510 de electrodo se puede predeterminar una intensidad de corriente propia y/o un potencial propio, y cuando la fuente 701..706 de energfa esta regulada, tambien se puede mantener bajo condiciones de proceso variables.

En otro ejemplo representado en la fig. 10, la tension entre un segmento 511 de electrodo y la chapa 2 de prensado a recubrir se mide con la ayuda de un voltimetro 14 y la alimentacion 700 de energfa se regula por un control 1102 y/o el suministro de corriente al segmento 511 de electrodo se desconecta con la ayuda de un interruptor 1200 accionado por el control 1102, cuando se determina una cafda de la tension mencionada. El voltimetro 14 puede estar configurado, por ejemplo, como convertidor analogico-digital, que esta conectado con un microcontrolador en el que tambien puede estar integrado, por ejemplo, el control 1102. De esta manera se puede determinar una descarga electrica entre el segmento 511 de electrodo y la chapa de prensado, asf como limitar su efecto destructivo. Ademas, tambien es posible finalizar de forma activa la descarga mediante las medidas arriba mencionadas. Evidentemente tambien puede estar previsto un control comun para la funcionalidad del control 1101 representado en la fig. 7 y el control 1102 representado en la fig. 10.

En otra variante del procedimiento para el recubrimiento por plasma de una chapa 2 de prensado, los segmentos 512 puestos en la fig. 11 en el borde de un electrodo 409 (representados rayados) se ponen a un potencial mas elevado y/o ajustan / regulan a una intensidad de corriente mas elevada que los segmentos 512 interiores (representados en blanco). De esta manera se puede compensar una cafda de la intensidad de campo electrico en el plasma, asf segun se produce en un electrodo 409 en forma de placa, orientado en paralelo a la chapa 2 de prensado (comparese para ello tambien la fig. 6) y/o la chapa 2 de prensado se puede proveer en este borde de una capa mas gruesa. Habitualmente las chapas de prensado 2 se solicitan allf al maximo en la fabricacion de materiales en forma de placa.

La fig. 12 muestra finalmente un ejemplo representado esquematicamente, en el que los segmentos 510 de electrodo estan conectados con una fuente 700 de energfa a traves de resistencias 15. De esta manera, ventajosamente los segmentos 510 de electrodo se pueden alimentar con energfa diferentemente con solo una unica fuente 700 de energfa, al preverse diferentes resistencias 15. Pero evidentemente tambien pueden estar previstas las mismas resistencias 15. Asimismo, se reduce claramente la probabilidad de la aparicion de una descarga electrica en el plasma, o se suavizan claramente los efectos de la misma, dado que las resistencias 15 impiden una concentracion de la energfa electrica en solo un segmento 510 de electrodo. Evidentemente la disposicion 103 representada en la fig. 12 tambien se puede aplicar en combinacion con las disposiciones ya representadas. Por ejemplo, en lugar de una unica fuente 700 de energfa tambien pueden estar previstas varias fuentes de energfa. Ademas, tambien se puede concebir, por ejemplo, que entre los segmentos 510 de electrodo esten dispuestas otras resistencias no representadas, por ejemplo, ya que el electrodo 408 esta realizado asf como en las figuras 3 y 4. Finalmente, tambien se puede concebir que las resistencias 15 esten formadas por terminales 6 de conexion, en particular cuando se deben conducir corrientes proporcionalmente elevadas al segmento 510 de electrodo.

Los ejemplos de realizacion muestran variantes de realizacion posibles de un dispositivo 100..103 segun la invencion para el recubrimiento por plasma de una chapa 2 de prensado, advirtiendose en este punto que la invencion no esta limitada a las variantes de realizacion representadas especialmente de la misma, sino mejor dicho tambien son posibles combinaciones diversas de las variantes de realizacion individuales entre sf y esta posibilidad de variacion se encuentra en la capacidad del especialista activo en este campo tecnico debido a la ensenanza para el tratamiento tecnico. Asf tambien todas las variantes de realizacion concebibles, que son posibles mediante las combinaciones de detalles individuales de las variantes de realizacion representadas y descritas, estan comprendidas por el alcance de la proteccion.

En particular se establece que el dispositivo 100..103 mencionado tambien puede comprender en la realidad mas componentes que los representados. En particular tambien se indica que la ensenanza dada a conocer es especialmente ventajosa en relacion con chapas de prensado, no obstante, tambien se puede aplican sin limitaciones a otros sustratos, como por ejemplo, utiles de embuticion profunda, extrusion y en general prensado.

En especial las chapas de prensado 2 presentadas son apropiadas para la fabricacion de materiales en forma de placa de una o varias capas. En particular, por ello se deben entender materiales termoplasticos y duroplasticos, como por ejemplo, resinas epoxi, resinas de poliester y resinas fenolicas, que para una resistencia a la abrasion aumentada al menos en su superficie dirigida hacia la chapa 2 de prensado pueden estar mezcladas con partfculas con una resistencia Vickers entre 1000 y 1800 o tambien partfculas de corindon (A^Oa). De igual manera se pueden fabricar materiales derivados de la madera, como por ejemplo, tableros de aglomerado, tableros de fibras de

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densidad media (MDF) y tableros de fibras de alta densidad (HDF). En particular estos materiales derivados de la madera tambien se pueden recubrir de capas de plastico del tipo denominado o tambien papel para la fabricacion de un laminado. Ademas, los plasticos reforzados con fibras de vidrio o reforzados con fibras de carbono tambien se pueden proveer facilmente de una estructura superficial. Finalmente, tambien es posible, por ejemplo, la fabricacion de piedra artificial o “Engineered Stone” (material compuesto de piedra y resina). En particular al usar rocas duras, como por ejemplo granito, demuestra ser ventajosa la duracion elevada de los sustratos 2 o chapas de prensado dados a conocer.

Por orden se indica finalmente que para la mejor comprension de la estructura del dispositivo 100..103 para el recubrimiento por plasma de un sustrato 2, este o sus componentes se han representado parcialmente no a escala y/o aumentados y/o disminuidos.

El objetivo que sirve de base a las soluciones autonomas inventivas se puede extraer de la descripcion.

Lista de referencias

100..103: Dispositivo para el recubrimiento por plasma

2: Sustrato (chapa de prensado)

3 ': Camara de vacfo

400..409: Electrodo

500..512: Segmento de electrodo

6: Conexion de electrodo

700..702: Fuente de energfa

8: Conexion de gas

9: Nervio

10: Escotadura

1101, 1102: Control

1201, 1202: Interruptor

1301, 1302: Grupo de segmentos de electrodo

14: Voltfmetro

15: Resistencia (ohmica)

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Uso de un dispositivo (100..103) para el recubrimiento por plasma de una chapa de prensado (2), comprendiendo el dispositivo una camara de vado (3) y un electrodo (400..409) dispuesto en ella, que durante el funcionamiento esta orientado esencialmente en paralelo a la chapa de prensado (2) mencionada y frente a su lado a recubrir, en el que el electrodo (400..409) esta segmentado y cada uno de los segmentos de electrodo (500..512) presenta una conexion (6) propia para una fuente de energfa electrica (700..702).
2. Uso segun la reivindicacion 1, caracterizado porque los segmentos de electrodo (501, 504, 505) individuales del dispositivo (100..103) estan aislados unos frente a otros.
3. Uso segun la reivindicacion 1, caracterizado porque los segmentos de electrodo (502, 503) individuales del dispositivo (100..103) estan conectados entre sf a traves de nervios (9) estrechos o resistencias ohmicas definidas.
4. Uso segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los segmentos de electrodo (510) individuales del dispositivo (100..103) estan conectados a al menos una fuente de energfa (700) a traves de nervios estrechos o resistencias ohmicas definidas.
5. Uso segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el dispositivo (100..103) comprende varias fuentes de energfa (701, 702) controlables/regulables independientemente unas de otras, que estan conectadas a los segmentos de electrodo (500..512) a traves de las conexiones (6) mencionadas.
6. Uso segun la reivindicacion 5, caracterizado porque cada segmento de electrodo (510) del dispositivo (100..103) esta conectado en cada caso a una fuente de energfa (701..706) que es controlable/regulable independientemente de las fuentes de energfa (701..706) restantes.
7. Uso segun la reivindicacion 5, caracterizado porque el dispositivo (100..103) comprende un control (1101) que esta configurado para conmutar una fuente de energfa (701, 702) de forma alternativa sobre cada segmento de electrodo (508) de un grupo (1301, 1302) de segmentos de electrodo (508) y las conexiones (6) de los segmentos de electrodo (508) restantes de este grupo (1301, 1302) a un estado abierto aislado del segmento de electrodo (508) mencionado en primer lugar.
8. Uso segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie de un segmento de electrodo (500..512) del dispositivo (100..103) es menor o igual a 1 m2.
9. Uso segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las fuentes de energfa (700..706) estan configuradas como fuentes de corriente
10. Uso segun la reivindicacion 9, caracterizado porque la intensidad de corriente maxima por segmento de electrodo (500..512) es menor o igual a 150 A.
11. Uso segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los segmentos de electrodo (503) del dispositivo (100..103) estan configurados en forma de rejilla.
12. Uso segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el electrodo (405) del dispositivo (100..103) esta doblado en su zona marginal en la direccion de la chapa de prensado (2) a recubrir.
13. Procedimiento para el recubrimiento por plasma de una chapa de prensado (2), caracterizado por las etapas:

a) disposicion de una chapa de prensado (2) a recubrir en una camara de vado (3) frente a un electrodo segmentado (400..409), dispuesto en la camara de vado (3), y orientado esencialmente en paralelo al mismo,

b) activacion de al menos una fuente de energfa (700..706) asociada a un segmento de electrodo (500..512) del electrodo (400..409), y

c) introduccion de un gas que provoca una deposicion qrnmica en fase de gas mejorada por plasma sobre la pieza bruta de chapa de prensado (2).
14. Procedimiento segun la reivindicacion 13, caracterizado porque cada fuente de energfa (701..706) se activa por segmento de electrodo (500..512) y se controla/regula independientemente de las fuentes de energfa (701..706) restantes.
15. Procedimiento segun la reivindicacion 13, caracterizado porque una fuente de energfa (701, 702) se conmuta de forma alternativa sobre cada segmento de electrodo (508) de un grupo (1301, 1302) de segmentos de electrodo (508) y las conexiones (6) de los segmentos de electrodo (508) restantes de este grupo (1301, 1302) a un estado abierto aislado del segmento de electrodo (508) mencionado en primer lugar.
16. Procedimiento segun la reivindicacion 15, caracterizado porque la seleccion del segmento de electrodo (508) que esta asociado a la fuente de energfa (701, 702) activada se realiza de forma aleatoria.

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17. Procedimiento segun la reivindicacion 15, caracterizado porque los segmentos de electrodo (509) dispuestos a la manera de las casillas blancas de un tablero de ajedrez y los segmentos de electrodo (509) dispuestos a la manera de las casillas negras de un tablero de ajedrez se alimentan de forma alternativa con energfa electrica.
18. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque se mide la tension entre un segmento de electrodo (511) y la chapa de prensado (2) a recubrir y la alimentacion de energfa se regula o desconecta cuando se determina una cafda de la tension mencionada.
19. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 13 a 18, caracterizado porque los segmentos de electrodo (512) dispuestos en el borde del electrodo (409) se ponen a un potencial mas elevado que los segmentos de electrodo (512) interiores.
20. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 13 a 19, caracterizado porque los segmentos de electrodo (512) dispuestos en el borde del electrodo (409) se ajustan/regulan a una intensidad de corriente mas elevada que los segmentos de electrodo (512) interiores.
21. Procedimiento para la fabricacion de materiales en forma de placa de una o varias capas, en particular de plasticos, materiales derivados de la madera y laminados con y sin papel de revestimiento, caracterizado porque para ello se usa una chapa de prensado (2) que esta fabricada mediante las etapas

a) disposicion de una chapa de prensado (2) a recubrir en una camara de vacfo (3) frente a un electrodo segmentado (400..409), dispuesto en la camara de vacfo (3), y orientado esencialmente en paralelo al mismo,

b) activacion de al menos una fuente de energfa (700..706) asociada a un segmento de electrodo (500..512) del electrodo (400..409), y

c) introduccion de un gas que provoca una deposicion qrnmica de vapor mejorada por plasma sobre la chapa de prensado (2).
22. Procedimiento segun la reivindicacion 21, caracterizado porque la superficie de las placas fabricadas es mayor o igual a 1 m2.
23. Procedimiento segun las reivindicacion 21 o 22, caracterizado porque el material en forma de placa contiene partfculas con una dureza Vickers entre 1000 y 1800, en particular en la zona de su superficie dirigida hacia la chapa de prensado (2).
24. Procedimiento segun las reivindicaciones 21 o 22, caracterizado porque el material en forma de placa contiene corindon u oxido de aluminio AhO3, en particular en la zona de su superficie dirigida hacia la chapa de prensado (2).