BRPI0414234B1 - Aparelho para moldar uma superfície modelada sobre ambos os lados de uma folha contínua - Google Patents

Description

“APARELHO PARA MOLDAR UMA SUPERFÍCIE MODELADA SOBRE AMBOS OS LADOS DE UMA FOLHA CONTÍNUA” Campo [0001] A invenção relaciona-se geralmente à moldagem contínua de material sobre uma folha contínua, e mais especificamente à moldagem de artigos tendo um alto grau de registro entre os moldes modelados em lados opostos da folha contínua.

Fundamentos [0002] Na fabricação de muitos artigos, da impressão de jornais à fabricação de dispositivos eletrônicos e ópticos sofisticados, é necessário aplicar algum material que esteja pelo menos temporariamente em forma líquida a lados opostos de um substrato. É freqüentemente o caso que o material aplicado ao substrato é aplicado em um molde predeterminado; no caso de, por exemplo, impressão, tinta é aplicada no molde de letras e imagens. É comum em tais casos haver pelo menos um requisito mínimo para registro entre os moldes em lados opostos do substrato. [0003] Quando o substrato é um artigo discreto tal como uma placa de circuito, os aplicadores de um molde podem normalmente se confiar em uma borda para ajudar a alcançar registro. Mas quando o substrato é uma folha contínua e não é possível se confiar em uma borda do substrato para se referir periodicamente em manter registro, o problema se torna um pouco mais difícil.

Ainda, até mesmo no caso de folhas contínuas, quando o requisito para registro não é severo, por exemplo, um desvio de registro perfeito maior que 100 micrômetros é tolerável, expedientes mecânicos são conhecidos para controlar a aplicação de material àquela extração. A técnica de impressão está repleta com dispositivos capazes de satisfazer tal padrão. [0004] Porém, em alguns produtos tendo moldes em lados opostos de um substrato, um registro muito mais preciso entre os moldes é requerido. Em tal caso, se a folha contínua não estiver em movimento contínuo, aparelhos são conhecidos que podem aplicar material a tal padrão. E se a folha contínua estiver em movimento contínuo, se for tolerável, como em, por exemplo, alguns tipos de circuitos flexíveis, reajustar os rolos de modelagem dentro de 100 micrômetros, ou até mesmo 5 micrômetros, de registro perfeito uma vez por revolução dos rolos de modelagem, a técnica ainda dá diretrizes sobre como proceder. [0005] Porém, em, por exemplo, artigos ópticos tais como filmes de aumento de brilho, é requerido para os moldes no polímero opticamente transparente aplicado a lados opostos de um substrato estar fora de registro por não mais que uma tolerância muito pequena em qualquer ponto na rotação de ferramenta. Assim, a técnica é omissa sobre como moldar uma superfície modelada em lados opostos de uma folha contínua que está em movimento contínuo de forma que os moldes sejam mantidos continuamente, em lugar de intermitentemente, em registro dentro de 100 micrômetros. [0006] A patente US 4.448.739 revela um método e um dispositivo para a fabricação de folhas de espessuras múltiplas de material plástico extrudável fornecidos por meio de, pelo menos, duas folhas contínuas que são produzidas por extrusoras com fieiras de folha plana e que estão ligadas a uma folha contínua de inserção estruturada por meio de rolos. Além disso, a invenção refere-se a folhas de espessuras múltiplas, assim produzida, em especial para utilização na área ao redor de um chuveiro. Na fabricação de tais folhas de espessuras múltiplas, é difícil obter uma ligação confiável entre as folhas contínuas e as folhas contínuas estruturadas sem máquinas sofisticadas. Existe também o requisito de que a folha contínua estruturada seja uniformemente introduzida entre as folhas contínuas. A invenção propõe a alimentação dessas folhas contínuas a um único conjunto de rolos e a colocação da matriz de folha plana de pelo menos uma extrusora tão perto de um conjunto de rolos que uma ligação confiável permanente à folha contínua estruturada e / ou na outra folha contínua é obtida pelo calor acumulado e transportado na folha contínua que acabou de ser extrudada. [0007] A patente US 4.892.336 revela um documento de antifalsificação possuindo uma cadeia de segurança integrada, e a um método para a produção do mesmo. Esta cadeia de segurança é transparente e tem um padrão impresso de um lado, e, no lado oposto, uma estrutura lenticular coordenada com o padrão impresso.

Essas cadeias mudam sua aparência quando o ângulo de visão muda. Para produzir as cadeias de segurança, uma película transparente impressa com o relevo lenticular desejado é dirigida a um aparelho de impressão em registo exato através de elementos de guia que tenham uma estrutura em relevo que é negativo em relação à impressão de película, e, em seguida, dividido em um aparelho de corte em cadeias individuais.

Sumário [0008] Um aspecto da presente exposição é dirigido a um aparelho para moldar uma superfície modelada em ambos os lados de uma folha contínua enquanto mantendo um registro muito mais fino entre os moldes do que foi possível no passado. O aparelho inclui um primeiro rolo modelado e um segundo rolo modelado para aplicar os moldes à folha continua. Também incluído é um meio para girar o primeiro e segundo rolos modelados tal que seus moldes sejam transferidos a lados opostos da folha contínua enquanto está em movimento continuo, e seus moldes sejam mantidos em registro contínuo dentro de 100 micrômetros. Em outra concretização, uma precisão de registro dentro de 50 micrômetros pode ser realizada, e em ainda outra concretização, uma precisão de registro dentro de 10 micrômetros é possível.

Definições [0009] No contexto desta exposição, 'registro" significa o posicionamento de estruturas em um local fixo em relação à borda de uma folha contínua e a outras estruturas no lado oposto da mesma folha contínua. [0010] No contexto desta exposição, "folha contínua" significa uma folha de material tendo uma dimensão fixa em uma direção e qualquer um comprimento predeterminado ou indeterminado na direção ortogonal. [0011] No contexto desta exposição, "registro contínuo" significa que a qualquer momenfo durante rotação do primeiro e segundo rolos modelados o grau de registro entre estruturas nos rolos é melhor que um limite especificado. [0012] No contexto desta exposição, "micro-duplicado" ou "micro-duplicação" significa a produção de uma superfície micro-estruturada por um processo onde as características de superfícies estruturadas retém uma fidelidade de característica individual durante fabricação, de produto para produto, que varia não mais que cerca de 100 micrômetros.

Breve Descrição do Desenho [0013] Nas várias figuras dos desenhos anexos, mesmas partes levam mesmos numerais de referência, e: [0014] Figura 1 ilustra uma vista de perspectiva de uma concretização de exemplo de um sistema incluindo um sistema de acordo com a presente exposição; [0015] Figura 2 ilustra uma vista de aproximação de uma porção do sistema da Figura 1 de acordo com a presente exposição; [0016] Figura 3 ilustra outra vista de perspectiva do sistema da Figura 1 de acordo com a presente exposição; [0017] Figura 4 ilustra uma vista esquemática de uma concretização de exemplo de um aparelho de moldagem de acordo com a presente exposição; [0018] Figura 5 ilustra uma vista em aproximação de uma seção do aparelho de moldagem da Figura 4 de acordo com a presente exposição; [0019] Figura 6 ilustra uma vista esquemática de uma concretização de exemplo de um arranjo de montagem de rolos de acordo com a presente exposição; [0020] Figura 7 ilustra uma vista esquemática de uma concretização de exemplo de um arranjo de montagem para um par de rolos modelados de acordo com a presente exposição; [0021] Figura 8 ilustra uma vista esquemática de uma concretização de exemplo de um arranjo de motor e rolo de acordo com a presente exposição; [0022] Figura 9 ilustra uma vista esquemática de uma concretização de exemplo de um meio para controlar o registro entre rolos de acordo com a presente exposição; [0023] Figura 10 ilustra uma vista esquemática de uma concretização de exemplo de um arranjo de controle de rolo de acordo com a presente exposição; [0024] Figura 11 ilustra um diagrama de bloco de uma concretização de exemplo de um método e aparelho para controlar registro de acordo com a presente exposição.

Descrição Detalhada [0025] Geralmente, a invenção da presente exposição é um sistema e método para produzir estruturas micro-duplicadas de dois lados com registro de lado a lado melhor que cerca de 100 micrômeíros, e preferivelmente melhor que 50 micrômetros, e mais preferivelmente menos que 25 micrômetros, e preferivelmente menos que 5 micrômetros. O sistema geralmente inclui uma primeira montagem de modelagem e uma segunda montagem de modelagem. Cada montagem respectiva cria um molde micro-duplicado sobre uma superfície respectiva de uma folha contínua tendo uma primeira e uma segunda superfícies. Um primeiro molde é criado no primeiro lado da folha continua e um segundo molde é criado na segunda superfície da folha contínua. [0026] Cada montagem de modelagem inclui meio para aplicar uma cobertura, um membro de modelagem, e um membro de cura. Tipicamente, montagens de modelagem incluem rolos modelados e uma estrutura de suporte para segurar e acionar cada rolo. Meio de cobertura da primeira montagem de modelagem dispensa um primeiro material de cobertura curável sobre uma primeira superfície da folha continua. Meio de cobertura da segunda montagem de modelagem dispensa um segundo material de cobertura curável sobre uma segunda superfície da folha contínua, em que a segunda superfície está oposta à primeira superfície.

Tipicamente, primeiro e segundo materiais de cobertura são da mesma composição. [0027] Depois que o primeiro material de cobertura é colocado na folha continua, a folha contínua passa através de um primeiro membro modelado, em que um molde é criado no primeiro material de cobertura. O primeiro material de cobertura é então curado ou esfriado para formar o primeiro molde. Subsequentemente, depois que o segundo material de cobertura é colocado na folha contínua, a folha continua passa através de um segundo membro modelado, em que um molde é criado no segundo material de cobertura. O segundo material de cobertura é então curado para formar o segundo molde. Tipicamente, cada membro modelado é uma ferramenta micro- duplicada e cada ferramenta tipicamente tem um membro de cura dedicado para curar o material. Porém, é possível ter um único membro de cura que cura ambos primeiro e segundo materiais modelados. Também é possível colocar as coberturas nas ferramentas modeladas. [0028] O sistema também inclui meio para girar o primeiro e segundo rolos modelados tal que seus moldes sejam transferidos para lados opostos da folha contínua enquanto está em movimento contínuo, e ditos moldes são mantidos em registro contínuo sobre ditos lados opostos da folha contínua melhor que cerca de 100 micrômetros. [0029] Uma vantagem da presente invenção é que uma folha contínua tendo uma estrutura micro-duplicada em cada superfície contrária da folha contínua pode ser fabricada tendo a estrutura micro-duplicada em cada lado da folha contínua formada continuamente enquanto mantendo as estruturas micro-duplicadas nos lados contrários registrados geralmente dentro de 100 micrômetros entre si, e tipicamente dentro de 50 micrômetros, e mais tipicamente dentro de 20 micrômetros, e mais tipicamente dentro de 5 micrômetros. [0030] Se referindo agora às Figuras 1-2, uma concretização de exemplo de um de sistema 110 incluindo aparelho de moldagem 120 de acordo com a presente exposição é ilustrada. No aparelho de moldagem 120 descrito, uma folha contínua 122 é provida no aparelho de moldagem 120 de um carretei desenrolado principal (não mostrado). A natureza exata de folha contínua 122 pode variar amplamente, dependendo do produto sendo produzido. Porém, quando o aparelho de moldagem 120 é usado para a fabricação de artigos ópticos, normalmente é conveniente para a folha contínua 122 ser translúcida ou transparente, para permitir cura pela folha contínua 122. A folha contínua 122 é dirigida ao redor de vários rolos 126 no aparelho de moldagem 120. [0031] Controle de tração preciso da folha contínua 122 é requerido para alcançar os melhores resultados que a invenção é capaz, assim a folha contínua 122 é dirigida através de um dispositivo sensor de tração (não mostrado). Em situações onde é desejável usar uma folha contínua de forro para proteger a folha contínua 122, a folha contínua de forro é tipicamente separada no carretei desenrolado e dirigida sobre um carretei de coleta de folha contínua de forro (não mostrado). A folha contínua 122 é tipicamente dirigida por um rolo intermediário a um rolo dançarino para controle de tração de precisão. Rolos intermediários dirigem a folha contínua 122 a uma posição entre rolo de aperto 154 e primeira cabeça de cobertura 156. [0032] Na concretização descrita, primeira cabeça de cobertura 156 é uma cabeça de cobertura de matriz. Porém, outros métodos de cobertura podem ser adaptados ao aparelho, como alguém de habilidade ordinária na técnica apreciará. A folha contínua 122 então passa entre o rolo de aperto 154 e primeiro rolo modelado 160. O primeiro rolo modelado 160 tem uma superfície modelada 162, e quando a folha contínua 122 passa entre o rolo de aperto 154 e o primeiro rolo modelado 160, o material dispensado sobre a folha contínua 122 pela primeira cabeça de cobertura 156 é formado em um negativo de superfície modelada 162. [0033] Enquanto a folha contínua 122 está em contato com o primeiro rolo modelado 160, material é dispensado da segunda cabeça de cobertura 164 sobre a outra superfície de folha contínua 122. Em paralelo com a discussão acima com respeito à primeira cabeça de cobertura 156, a segunda cabeça de cobertura 164 também é um arranjo de cobertura de matriz incluindo uma segunda extrusora (não mostrada) e uma segunda matriz de cobertura (não mostrada). Em algumas concretizações, o material dispensado pela primeira cabeça de cobertura 156 é um composto incluindo um precursor de polímero e pretendido para ser curado a polímero sólido com a aplicação de radiação de ultravioleta. [0034] Material que foi dispensado sobre a folha contínua 122 pela segunda cabeça de cobertura 164 é então trazido em contato com segundo rolo modelado 174 com uma segunda superfície modelada 176. Em paralelo com a discussão acima, em algumas concretizações, o material dispensado pela segunda cabeça de cobertura 164 é um composto incluindo um precursor de polímero e pretendido para ser curado a polímero sólido com a aplicação de radiação de ultravioleta. [0035] Neste momento, a folha contínua 122 teve um molde aplicado a ambos os lados. Um rolo de descascar 182 pode estar presente para ajudar na remoção da folha contínua 122 do segundo rolo modelado 174. Tipicamente, tração de folha contínua dentro e fora do aparelho de moldagem é quase constante. [0036] A folha contínua 122 tendo um molde micro-duplicado de dois lados é então dirigida a um carretei de coleta (não mostrado) por vários rolos intermediários.

Se um filme intercalado for desejado para proteger a folha contínua 122, ele é tipicamente provido de um segundo carretei desenrolado (não mostrado) e a folha contínua e filme intercalado são enrolados juntos no carretei de coleta a uma tração apropriada. [0037] Se referindo às Figuras 1-3, primeiro e segundo rolos modelados são acoplados a primeira e segunda montagens de motor 210, 220, respectivamente.

Suporte para as montagens de motor 210, 220 é realizado montando as montagens a uma armação 230, tanto diretamente ou indiretamente. As montagens de motor 210, 220 são acopladas à armação usando arranjos de montagem de precisão. Na concretização de exemplo mostrada, primeira montagem de motor 210 é montada fixamente à armação 230. Segunda montagem de motor 220, que está colocada em posição quando a folha contínua 122 é enrolada pelo aparelho de moldagem 120, precisa ser posicionada repetidamente e é, portanto móvel, ambos na direção transversal e de máquina. Arranjo de motor móvel 220 é acoplado preferivelmente a deslizamentos lineares 222 para ajudar em posicionamento preciso repetido, por exemplo, quando trocando entre moldes nos rolos. Segundo arranjo de motor 220 também inclui um segundo arranjo de montagem 225 no lado traseiro da armação 230 para posicionar o segundo rolo modelado 174 lado a lado relativo ao primeiro rolo modelado 160. Segundo arranjo de montagem 225 preferivelmente inclui deslizamentos lineares 223 permitindo posicionamento preciso nas direções de máquina transversais. [0038] Se referindo à Figura 6, um arranjo de montagem de motor é ilustrado.

Um motor 633 para acionar uma ferramenta ou rolo modelado 662 é montado à armação de máquina 650 e conectado por um acoplamento 640 a um eixo giratório 601 do rolo modelado 662. O motor 633 está acoplado a um codificador primário 630. Um codificador secundário 651 está acoplado à ferramenta para prover controle de registro angular preciso do rolo modelado 662. Codificadores primário 630 e secundário 651 cooperam para prover controle do rolo modelado 662 para mantê-lo em registro com um segundo rolo modelado, como será descrito ademais em seguida. [0039] Na concretização de exemplo mostrada, o diâmetro de rolo de ferramenta 662 é tipicamente menor do que seu diâmetro de motor 633. Para acomodar este arranjo, as duas montagens de rolo de ferramenta 610, 710 são instaladas como imagens invertidas para poder trazer os dois rolos de ferramenta 662, 762 juntos como mostrado na Figura 7. Também se referindo à Figura 1, o primeiro arranjo de motor é tipicamente preso fixamente à armação e o segundo arranjo de motor é posicionado usando deslizamentos lineares de qualidade óptica móveis. [0040] Redução ou eliminação de ressonância de eixo é importante como isto é uma fonte de erro de registro permitindo controle de posição de molde dentro dos limites especificados. Usar um acoplamento 640 entre o motor 633 e eixo 650, que é maior do que programas de dimensionamento geral especificam, também reduzirá ressonância de eixo causada por acoplamentos mais flexíveis. Montagens de mancai 660 estão localizadas em vários locais para prover suporte rotacional para o arranjo de motor. [0041] Se referindo à Figura 4, uma concretização de exemplo de um aparelho de moldagem 420 para produzir uma folha contínua de dois lados 422 com estruturas micro-duplicadas registradas em superfícies contrárias, é ilustrada.

Montagem inclui primeiro e segundo meios de cobertura 456, 464, um rolo de aperto 454, e primeiro e segundo rolos modelados 460, 474. Folha contínua 422 é apresentada ao primeiro meio de cobertura 456, neste exemplo uma primeira matriz de extrusão 456. Primeira matriz 456 dispensa uma primeira cobertura de camada de líquido curável 470 sobre a folha contínua 422. Primeira cobertura 470 é apertada no primeiro rolo modelado 460 por meio de um rolo de aperto 454, tipicamente um rolo coberto de borracha. Enquanto no primeiro rolo modelado 460, a cobertura é curada usando uma fonte de cura externa 480, por exemplo, uma lâmpada, de luz de comprimento de onda adequado, tipicamente uma luz ultravioleta. [0042] Uma segunda camada de líquido curável 481 é coberta no lado oposto da folha contínua 422 usando uma segunda matriz de extrusão lateral 464. A segunda camada 481 é apertada no segundo rolo de ferramenta modelada 474 e o processo de cura repetido para a segunda camada de cobertura 481. Registro dos dois moldes de cobertura é alcançado mantendo os rolos de ferramenta 460, 474 em uma relação angular precisa um ao outro, como será descrito em seguida. [0043] Se referindo à Figura 5, uma vista de aproximação de uma porção de primeiro e segundo rolos modelados 560, 574 é ilustrada. Primeiro rolo modelado 560 tem um primeiro molde 562 para formar uma superfície micro-duplicada.

Segundo rolo de molde 574 tem um segundo molde micro-duplicado 576. [0044] Na concretização de exemplo mostrada, primeiro e segundo moldes 562, 576 são o mesmo molde, embora os moldes possam ser diferentes. Quando uma folha contínua 522 passa através do primeiro rolo 560, um primeiro líquido curável (não mostrado) sobre uma primeira superfície 524 é curado por uma fonte luminosa de cura 525 perto de uma primeira região 526 no primeiro rolo modelado 560. Uma primeira estrutura modelada micro-duplicada 590 é formada no primeiro lado 524 da folha contínua 522 depois que o líquido é curado. A primeira estrutura modelada 590 é um negativo do molde 562 no primeiro rolo modelado 560. Depois que a primeira estrutura modelada 590 é formada, um segundo líquido curável 581 é dispensado sobre uma segunda superfície 527 da folha contínua 522. Para assegurar que o segundo líquido 581 não seja curado prematuramente, o segundo líquido 581 é isolado da primeira luz de cura 525, tipicamente localizando a primeira luz de cura 525 de forma que não caia no segundo líquido 581. Alternativamente, meio de blindagem 592 pode ser colocado entre a primeira luz de cura 525 e o segundo líquido 581. Também, as fontes de cura podem ser localizadas dentro de seus rolos modelados respectivos, onde não é prático ou difícil curar pela folha contínua. [0045] Depois que a primeira estrutura modelada 590 é formada, a folha contínua 522 continua ao longo do primeiro rolo 560 até que entre na região de abertura 575 entre o primeiro e segundo rolos modelados 560, 574. O segundo líquido 581 então engata no segundo molde 576 no segundo rolo modelado e é formado em uma segunda estrutura micro-duplicada, que é então curada por uma segunda luz de cura 535. Quando a folha contínua 522 passa na abertura 575 entre primeiro e segundo rolos modelados 560, 574, a primeira estrutura modelada 590, que está neste momento substancialmente curada e unida à folha contínua 522, contém a folha contínua 522 de deslizar enquanto a folha contínua 522 começa a se mover na abertura 575 e ao redor do segundo rolo modelado 574. Isto remove esticamento e escorregamentos de folha contínua como uma fonte de erro de registro entre a primeira e segunda estruturas modeladas formadas na folha contínua. [0046] Suportando a folha contínua 522 no primeiro rolo modelado 560 enquanto o segundo líquido 581 entra em contato com o segundo rolo modelado 574, o grau de registro entre a primeira e segunda estruturas micro-duplicadas 590, 593 formadas em lados opostos 524, 527 da folha contínua 522 se torna uma função de controlar a relação de posição entre as superfícies do primeiro e segundo rolos modelados 560, 574. A envoltória em S da folha contínua ao redor do primeiro e segundo rolos modelados 560, 574 e entre a abertura 575 formada pelos rolos, minimiza os efeitos de tração, mudanças de tração de folha contínua, temperatura, micro-deslizamento causado por mecânica de apertar uma folha contínua, e controle de posição lateral. Tipicamente, a envoltória em S mantém a folha contínua 522 em contato com cada rolo através de um ângulo de envoltória de 180 graus, embora o ângulo de envoltória possa ser mais ou menos dependendo dos requisitos particulares. [0047] Para aumentar o grau de registro entre os moldes formados em superfícies opostas de uma folha contínua, é preferido ter uma variação de passo de baixa frequência ao redor do diâmetro médio de cada rolo. Tipicamente, os rolos modelados são do mesmo diâmetro médio, embora isto não seja requerido. Está dentro da habilidade e conhecimento de alguém tendo habilidade ordinária na técnica selecionar o rolo correto para qualquer aplicação particular.

Exemplo #1 [0048] Porque os tamanhos de características nas estruturas micro-duplicadas em ambas as superfícies de uma folha contínua são desejados estarem dentro de registro fino uma a outra, os rolos modelados precisam ser controlados com um alto grau de precisão. Registro de folha contínua transversal dentro dos limites descritos aqui pode ser realizado aplicando as técnicas usadas em controlar registro de direção de máquina, como descrito em seguida. Controle de registro na direção de máquina é requerido, que até agora não foi alcançado em folhas contínuas micro- duplicadas de dois lados. Por exemplo, para alcançar colocação de característica de ponta a ponta de cerca de 10 micrômetros em um rolo modelado de circunferência de 0,25 m, cada rolo deve ser mantido dentro de uma precisão rotacional de ± 32 segundos de arco por revolução. Controle de registro se torna mais difícil quando a velocidade das viagens de folha contínua pelo sistema é aumentada. [0049] Foi construído e demonstrado um sistema tendo rolos modelados circulares de 0,25 m que podem criar uma folha contínua tendo características modeladas em superfícies opostas da folha contínua, que estão registradas dentro de 2,5 micrômetros. Ao ler esta exposição e aplicar os princípios ensinados aqui, alguém de habilidade ordinária na técnica apreciará como realizar o grau de registro para outras superfícies micro-duplicadas. [0050] Se referindo à Figura 8, um esquemático de um arranjo de motor 800 usado no sistema do Requerente é ilustrado. Arranjo de motor inclui um motor 810 incluindo um codificador primário 830 e um eixo de acionamento 820. Eixo de acionamento 820 está acoplado a um eixo acionado 840 de rolo modelado 860 por um acoplamento 825. Um codificador secundário, ou carga, 850 está acoplado ao eixo acionado 840. Usar dois codificadores no arranjo de motor descrito permite à posição do rolo modelado ser medida mais precisamente localizando o dispositivo de medição (codificador) 850 perto do rolo modelado 860, assim reduzindo ou eliminando os efeitos de perturbações de torque quando o arranjo de motor 800 está operando. [0051] Se referindo à Figura 9, um esquemático do arranjo de motor da Figura 8 é ilustrado como fixado a componentes de controle. No aparelho de exemplo mostrado nas Figuras 1-3, uma instalação semelhante controlaria cada arranjo de motor 210 e 220. [0052] O arranjo de motor 900 se comunica com um arranjo de controle 965 para permitir controle de precisão do rolo modelado 960. O arranjo de controle 965 inclui um módulo de acionamento 966 e um módulo de programa 975. O módulo de programa 975 se comunica com o módulo de acionamento 966 por uma linha 977, por exemplo, uma rede de fibra SERCOS. O módulo de programa 975 é usado para introduzir parâmetros, tais como pontos de ajuste, ao módulo de acionamento 966. O módulo de acionamento 966 recebe potência de entrada de 480 Volt, trifásico 915, a retifica para CC, e a distribui por uma conexão de potência 973 para controlar o motor 910. O codificador de motor 912 alimenta um sinal de posição para controlar módulo 966. O codificador secundário 950 no rolo modelado 960 também realimenta um sinal de posição ao módulo de acionamento 966 por linha 971. O módulo de acionamento 966 usa os sinais de codificador para posicionar precisamente o rolo modelado 960. O projeto de controle para alcançar o grau de registro é descrito em detalhes abaixo. [0053] Nas concretizações de exemplo mostradas, cada rolo modelado é controlado por um arranjo de controle dedicado. Arranjos de controle dedicados cooperam para controlar o registro entre primeiro e segundo rolos modelados. Cada módulo de acionamento se comunica e controla sua montagem de motor respectiva. [0054] Várias opções estão disponíveis para co-coordenar os dois eixos tais como configurações do tipo de mestre/escravo e paralelas, que foram usadas no sistema dos Requerentes. [0055] O arranjo de controle no sistema construído e demonstrado por Requerentes inclui o seguinte. Para acionar cada um dos rolos modelados, um motor de alto desempenho, baixo torque de denteamento, com uma realimentação de codificador de seno de alta resolução (512 ciclos de seno x 4096 interpolações de acionamento > > 2 milhões de partes por revolução) foi usado, modelo MHD090B- 035-NG0-UN, disponível de Bosch-Rexroth (Indramat). Também o sistema incluía motores síncronos, modelo MHD090B-035-NG0-UN, disponível de Bosch-Rexroth (Indramat), mas outros tipos, tais como motores de indução também poderiam ser usados. Cada motor estava acoplado diretamente (sem caixa de engrenagens ou redução mecânica) por um acoplamento de foles extremamente rígido, modelo BK5- 300, disponível de R/W Corporation. Projetos de acoplamento alternativos poderiam ser usados, mas tipo de foles geralmente combina rigidez enquanto provendo alta precisão rotacional. Cada acoplamento era dimensionado de forma que um acoplamento substancialmente maior fosse selecionado do que as especificações de fabricantes típicas recomendariam. Adicionalmente, anéis de recuo zero ou cubos de travamento de tipo compressivo entre acoplamento e eixos são preferidos. Cada eixo de rolo foi preso a um codificador por um codificador lateral de carga de eixo oco, modelo RON255C, disponível de Heidenhain Corp., Schaumburg, IL. Seleção de codificador deveria ter a precisão e resolução mais altas possíveis tipicamente maior que precisão de 32 segundos de arco. O projeto dos Requerentes, 18000 ciclos de seno por revolução foi empregado, que junto com a interpolação de acionamento de resolução de 4096 bits resultou em mais de 50 milhões de partes por resolução de revolução dando uma resolução substancialmente mais alta que precisão. O codificador lateral de carga tinha uma precisão de ± 2 segundos de arco; desvio máximo nas unidades entregues era menos de ± 1 segundo de arco. [0056] Preferivelmente, cada eixo é projetado para ser tão grande em diâmetro quanto possível e tão curto quanto possível para maximizar rigidez, resultando na frequência ressonante mais alta possível. Alinhamento de precisão de todos os componentes rotacionais é desejado para assegurar erro de registro mínimo devido a esta fonte de erro de registro. Alguém de habilidade ordinária na técnica reconhecerá que há vários modos para reduzir erro de registro devido a alinhamento dos componentes rotacionais. [0057] A estratégia de controle para cada eixo é implementada como segue: [0058] Se referindo à Figura 11, no sistema dos Requerentes, comandos de referência de posição idênticos foram apresentados para cada eixo simultaneamente por uma rede de fibra SERCOS a uma taxa de atualização de 2 ms. Cada eixo interpola a referência de posição com uma chaveta cúbica, na taxa de atualização de malha de posição de intervalos de 250 microssegundos. O método de interpolação não é crítico, como a velocidade constante resulta em uma constante simples vezes trajeto de intervalo de tempo. A resolução é crítica para eliminar qualquer arredondamento de erros de representação numérica. Sincronismo de eixo também deve ser tratado. É crítico que ciclo de controle de cada eixo seja sincronizado na taxa de execução de malha de corrente (intervalos de 62 microssegundos). [0059] O caminho de topo 1151 é a seção de controle de alimentação dianteira. A estratégia de controle inclui uma malha de posição 1110, uma malha de velocidade 1120, e uma malha de corrente 1130. A referência de posição 1111 é diferenciada, uma vez para gerar os termos de alimentação dianteira de velocidade 1152 e uma segunda vez para gerar o termo de alimentação dianteira de aceleração 1155. O caminho de alimentação dianteira 1151 ajuda o desempenho durante mudanças de velocidade de linha e correção dinâmica. [0060] O comando de posição 1111 é subtraído de posição de corrente 1114, gerando um sinal de erro 1116. O erro 1116 é aplicado a um controlador proporcional 1115, gerando a referência de comando de velocidade 1117. A realimentação de velocidade 1167 é subtraída do comando 1117 para gerar o sinal de erro de velocidade 1123, que é então aplicado a um controlador PID. A realimentação de velocidade 1167 é gerada diferenciando o sinal de posição de codificador de motor 1126. Devido à diferenciação e limites de resolução numérica, um filtro de Butterworth passa-baixo 1124 é aplicado para remover componentes de ruído de alta frequência do sinal de erro 1123. Um filtro corta-banda estreito (corte) 1129 é aplicado no centro da frequência ressonante de motor-rolo. Isto permite ganhos substancialmente mais altos serem aplicados ao controlador de velocidade 1120. Resolução aumentada do codificador de motor também melhoraria o desempenho. O local exato dos filtros no diagrama de controle não é crítico; qualquer do caminho dianteiro ou inverso é aceitável, embora parâmetros de sintonização sejam dependentes do local. [0061] Um controlador PID também poderia ser usado na malha de posição, mas o atraso de fase adicional do integrador faz estabilização mais difícil. A malha de corrente é um controlador PI tradicional; ganhos são estabelecidos pelos parâmetros de motor. A malha de corrente de largura de banda mais alta possível permitirá desempenho ótimo. Também, ondulação de torque mínima é desejada. [0062] Minimização de perturbações externas é importante para obter registro máximo. Isto inclui construção de motor e comutação de malha de corrente como previamente discutido, mas minimizar perturbações mecânicas também é importante. Exemplos incluem controle de tração extremamente suave ao entrar e sair de lance de folha contínua, porte uniforme e arrasto de selo, minimizando picos de tração de descasque de folha contínua do rolo, rolo de aperto de borracha uniforme. No projeto atual, um terceiro eixo engrenado aos rolos de ferramenta é provido como um rolo de tração para ajudar a remover a estrutura curada da ferramenta. [0063] O material de folha contínua pode ser qualquer material adequado em que uma estrutura modelada micro-duplicada pode ser criada. Exemplos de materiais de folha contínua são tereftalato de polietileno, metacrilato de polimetila, ou policarbonato. A folha contínua também pode ser de múltiplas camadas. Como o líquido é tipicamente curado por uma fonte de cura no lado oposto daquele sobre o qual a estrutura modelada é criada, o material de folha contínua deve ser pelo menos parcialmente translúcido à fonte de cura usada. Exemplos de fontes de energia de cura são radiação de infravermelho, radiação de ultravioleta, radiação de luz visível, microondas, ou feixe e. Alguém de habilidade ordinária na técnica apreciará que outras fontes de cura podem ser usadas, e a seleção de uma combinação de material de folha contínua/fonte de cura particular dependerá do artigo particular (tendo estruturas micro-duplicadas em registro) a ser criado. [0064] Uma alternativa a curar o líquido pela folha contínua seria usar uma cura reativa de duas partes, por exemplo, um epóxi, que seria útil para folhas contínuas que são difíceis de curar, tal como folha ou folhas contínuas de metal tendo uma camada metálica. Cura poderia ser realizada através de mistura em linha de componentes ou borrifando catalisador em uma porção do rolo modelado, que curaria o líquido para formar a estrutura micro-duplicada quando a cobertura e catalisador entram em contato. [0065] O líquido do qual as estruturas micro-duplicadas são criadas é tipicamente um material fotopolimerizável curável, tais como acrilatos curáveis por luz de UV.

Alguém de habilidade ordinária na técnica apreciará que outros materiais de cobertura podem ser usados, por exemplo, material polimerizável, e seleção de um material dependerá das características particulares desejadas para as estruturas micro-duplicadas. Semelhantemente, o método de cura particular empregado está dentro da habilidade e conhecimento de alguém de habilidade ordinária na técnica.

Exemplos de métodos de cura são cura reativa, cura térmica, ou cura por radiação. [0066] Exemplos de meio de cobertura que é útil para entregar e controlar líquido à folha contínua são, por exemplo, cobertura por matriz ou faca, acoplada com qualquer bomba adequada tal como uma seringa ou bomba peristáltica. Alguém de habilidade ordinária na técnica apreciará que outros meios de cobertura podem ser usados, e seleção de um meio particular dependerá das características particulares do líquido a ser entregue à folha contínua. [0067] Várias modificações e alterações da presente invenção serão aparentes àqueles qualificados na técnica sem partir da extração e espírito desta invenção, e deveria ser entendido que esta invenção não está limitada às concretizações ilustrativas publicadas aqui.

Claims (10)

1. Aparelho (120) para moldar uma superfície modelada sobre ambos os lados de uma folha contínua (122), caracterizado pelo fato de compreender: um primeiro rolo modelado (160); um segundo rolo modelado (174); meio (800) para girar o primeiro (160) e segundo (174) rolos modelados tal que seus padrões sejam transferidos para lados opostos da folha contínua (122) enquanto está em movimento contínuo, e os ditos padrões sejam mantidos em alinhamento contínuo em ditos lados opostos da folha contínua dentro de 50 micrômetros.

2. Aparelho (120) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os padrões são transferidos para lados opostos da folha contínua (122) em alinhamento dentro de 20 micrômetros.

3. Aparelho (120) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os padrões são transferidos para lados opostos da folha contínua em alinhamento dentro de 5 micrômetros.

4. Aparelho (120) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um primeiro dispensador para introduzir material capaz de ser modelado sobre a folha contínua (122) antes que a folha contínua (122) encontre o primeiro rolo modelado (160), e compreende ainda um segundo dispensador para introduzir material capaz de ser modelado sobre a folha contínua antes que a folha contínua (122) encontre o segundo rolo modelado (174).

5. Aparelho (120) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um primeiro dispensador (456) para introduzir material capaz de ser modelado sobre o primeiro rolo modelado (160), e compreende ainda um segundo dispensador (464) para introduzir material capaz de ser modelado sobre o segundo rolo modelado (174).

6. Aparelho (120) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os primeiro (456) e segundo (464) dispensadores são adaptados para dispensar um precursor de polímero moldável capaz de ser curado para polímero sólido.

7. Aparelho (120) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreende ainda meio para expor material adjacente ao primeiro (160) e ao segundo (174) rolos modelados por calor.

8. Aparelho (120) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreende ainda meio para expor material adjacente ao primeiro (160) e ao segundo (174) rolos modelados à energia irradiante.

9. Aparelho (120) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o meio para expor material adjacente ao primeiro rolo modelado (160) à energia irradiante está disposto dentro do primeiro rolo modelado (160), e em que o primeiro rolo modelado (160) tem pelo menos uma porção que é essencialmente transparente à energia irradiante.

10. Aparelho (120) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a energia irradiante é selecionada do grupo consistindo em radiação infravermelha, visível e ultravioleta.