Prägestempel

Bedienung eines Fallhammers

Der obere und untere Prägestempel

Ein Prägestempel ist das klassische Umformwerkzeug in der Münz- und Medaillenproduktion, findet aber auch in der Bearbeitung von Papier und vergleichbaren Materialien Verwendung. Ein üblicher Anwendungsfall ist beispielsweise der Prägedruck auf Urkunden.

Arbeitsweise

Bei der Münzprägung wirken zwei Prägestempel von Vorder- und Rückseite gleichzeitig auf den vorbereiteten Rohling ein. Dazu wird der Münzrohling mit einer Vorschubzange in einen Prägering geschoben, während die beiden Prägestempel von oben und unten gleichzeitig ihre Prägebilder mit einem Druck von bis zu 200 Tonnen auf die Münze übertragen. Ähnlich ist die Arbeitsweise auch bei Papier-Prägestempeln.

Laserbasierter Fertigungsprozess eines Prägestempels für die Münz- und Medaillenproduktion

Datei:Von der Vorlage über den Prägestempel bis zur Prägung einer Medaille - FOBA.jpg

Prozess der Herstellung eines Prägestempels mittels Lasergravur: Von der Vorlage über den Prägestempel bis zur Prägung einer Medaille

In folgenden Schritten werden Prägestempel für die Münz- und Medaillenproduktion hergestellt:

1. Objekt oder Vorlage: Eine künstlerische Vorlage, die als Motiv auf Münzen oder Medaillen genutzt werden soll, wird erstellt oder – im Falle historischer Nachbildungen – gesucht.

2. Künstlerisches Modell bzw. Gipsrelief: Ein Modell (normalerweise aus Gips oder Wachs) des Kunstwerks oder der Vorlage wird angefertigt.

3. Scan / Digitalisierung des Modells: Das künstlerische Modell (z.B. Gipsrelief) wird mit einem 3D-Scanner erfasst und als stl.-Rohdatei digitalisiert.

4. Softwarebearbeitung und Datenimport in die Lasergravurmaschine: Weiterverarbeitung der gescannten Daten (gezielte Gravier- und Reliefbearbeitung) oder 3D-Modellerstellung direkt in der Software, Import der 3D-Daten: Mit einer Gravier- und Reliefbearbeitungssoftware wird die stl.-Rohdatei (gescannte 3D-Daten) geöffnet und direkt bearbeitet bzw. weiterverarbeitet. Hier werden auch alle Texte, die auf der Medaille erscheinen, in Form von 2D-Vektoren platziert, und die am Computer gestalteten 2D-Grafiken für die Vorderseite der Medaille werden in 3D-Reliefs umgewandelt. Anschließend müssen 3D-Reliefdaten, Texte und die verbesserte stl.-Datei zusammengesetzt werden. Zur Vorbereitung des schichtweisen Laserabtrags durch die Lasergravurmaschine schichtet die Software die zuvor zusammengesetzten 3D-Modelle oder -Reliefformen mit extrem geringen Schichtdicken.

5. Lasertiefengravur / räumliche Gravur / Mikrogravur zur Erstellung einer Patrize: Der Rohling für den Stempel, mit dem später die Medaille oder Münze geprägt wird, wird in der Lasergravurmaschine entsprechend der vorbereiteten Daten mit dem Laser bearbeitet: Lasergravurmaschinen arbeiten direkt im harten Material und gravieren mit Laserlicht auf den Mikrometer genau die definierten Reliefs der Vorder- und Rückseite der Medaille in zwei Messingrohlinge. So entsteht die sogenannte Patrize (von lat. Pater = Vater). Die komplette räumliche oder Lasertiefengravur eines Stempels ist – verglichen mit dem CNC-Fräsen – eine zeitintensive Angelegenheit. Während ein ca. 40 mm großer Prägestempel in etwa 25 Stunden gefräst ist, benötigt der Laser dafür knapp 40 Stunden. Der Vorteil des Lasers hingegen ist, dass diese Technologie keine Härtebeschränkungen bei der Stahlbearbeitung kennt und direkt im gehärteten Material gearbeitet wird. Damit fallen Härtezeiten weg und es kann eine höhere Genauigkeit erzielt werden (kein Materialverzug durch nachträgliches Härten). Im Gegensatz zu anderen Bearbeitungsmethoden können auch Materialien hoher Härte (> 65 HRC) bearbeitet werden. Je nach Modell wird räumlich oder in die Tiefe graviert: Der Laser trägt dabei wiederholt Materialschicht für Materialschicht ab und kontrolliert fortwährend Ist-Tiefe und Soll-Gravurtiefe (Online-Tiefengravur).

6. Elektrochemischer Abtrag: Aus den durch Lasergravur hergestellten Patrizen werden durch elektrochemisches Abtragen im PEM-Verfahren (Precise Electrochemical Machining) Arbeitsstempel erodiert. Das PEM-Verfahren ist ein für die Münzwelt noch neues Erodierverfahren, das als Alternative zum reinen Senken eingesetzt wird. Alternativ können mit dem Laser auch Urstempel graviert werden, die anschließend unter Einsatz des weit verbreiteten Umsenkverfahrens Arbeitsstempel erzeugen.

7. Veredelung / Aufbringen von Sicherheitsmerkmalen / Endbehandlung der Arbeitsstempel: Die Arbeitsstempel für Medaillen und Münzen werden je nach Bedarf einer Endbehandlung unterzogen, z.B. durch Sandstrahlen und Glasperlenbearbeitung, mit Schleifpapieren, Schleifsteinen und Diamantenpaste. Mit Lasergravur werden in diesem Schritt Veredelungs- und Sicherheitsmerkmale (Frostings, Strukturen, Texturen, Mikroschriften, Kippbilder, etc.) auf die Arbeitsstempel aufgebracht. Zur Reinigung kommen die Stempel in ein Ultraschallbad.

8. Verchromen des Stempels: Durch Verchromen wird die Oberfläche der Prägewerkzeuge länger haltbar gemacht: Mit verchromten Prägestempeln kann die dreifache Menge Münzen oder Medaillen geprägt werden. Außerdem verhindern Chrombeschichtungen, dass Fremdmaterial während des Prägens am Stempel haften bleibt und der Chromglanz lässt die Oberfläche der Medaille oder Münze optisch noch feiner und hochwertiger erscheinen.

9. Prägung der Münze: Zur Prägung werden die finalen Prägestempel für die Vorder- und Rückseite der Münze in Stempelaufnahmen eingebaut, in die Prägemaschine eingesetzt und festgespannt. Der Rückseitenstempel, auf den der Prägering gesetzt wurde, wird abgesenkt und die Rohlinge, auch Blanks genannt, werden auf den Prägering gelegt. Der Vorderseitenstempel senkt sich ab und prägt das Motiv in den Rohling, indem die Prägemaschine mit ca. 180 Tonnen mehrfach auf den Edelmetallrohling schlägt. Fertige Münzen oder Medaillen werden am Ende je nach Bedarf direkt mit Lasern markiert (z.B. Nummerierungen, Randbeschriftungen).

Weblinks

• Website der Alltec GmbH / Marke FOBA mit weiterführenden Informationen