HUP0200392A2 - In line production of solid objects - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás szilárd tárgyak sorozatgyártására.Azeljárás magába foglal egy első műveletet, ami abból áll, hogy egyelső anyagot felvisznek egy választott felületre egy első felhordóeszköz alkalmazásával, ahol a választott felület és a szilárd tárgymozgásban van az első felhordó eszközhöz viszonyítva. Az eljárásmagába foglal egy második műveletet is, ami abból áll, hogy az elsőművelet befejezése után egy második anyagot visznek fel a választottfelületre egy második felhordó eszköz alkalmazásával, ahol aválasztott felület és a szilárd tárgy mozgásban van a második felhordóeszközhöz viszonyítva. A felhordó eszközök festéksugaras nyomtatók, ésa szilárd tárgy előnyösen fogkefe. Az eljárást folyamatos nyomtatásisebességgel végzik. Ó

Description

•:Z :Z -25.324/be • « · · · ·

Eljárás szilárd tárgyak sorozatgyártására

A találmány tárgya eljárás szilárd tárgyak sorozatgyártására.

Eljárások szilárd tárgyak sorozatgyártására széles körben használatosak, elsősorban a fogyasztói javak iparában, például fogkefék gyártására. Ezeket a szilárd tárgyakat általában formázzák, és azután nyomtatják. Speciálisan elsősorban anyagok felhordási eljárásait használják az ilyen szilárd tárgyak egy választott felületére, leginkább az ilyen szilárd tárgyakra való nyomtatáshoz. A létező nyomtatási eljárások különböző fajtájúak. Az iparban használatos első fajta nyomtatási eljárás nagyszámú címke nyomtatásából áll, amelyeket nagy tekercselőgépekre visznek fel, majd a tekercselőket a gyártósorba táplálják és a címkéket szilárd tárgyakra ragasztják. A nyomtatási eljárás másik fajtája abból áll, hogy festéket visznek fel közvetlenül a szilárd tárgyak külső felületére, ahol a nyomat maga úgy készíthető el, hogy jelzi például a gyártás dátumát vagy egy speciális hivatkozási számot.

A találmány tárgya eljárás szilárd tárgyak előállítására. Az ^eljárás magába foglal egy első műveletet és egy második műveletet, az első művelet abból áll, hogy egy választott felületre felviszünk egy első anyagot egy első felhordó eszköz alkalmazásával, ahol a választott felület és a szilárd tárgy is mozgásban van az első felhordó eszközhöz viszonyítva, és csak a választott felület van érintkezésben az első anyaggal az első művelet alatt. Ilyen eljárás ismeretes a fent említett második nyomtatási eljárásból, amikor rendelésre készült nyomatot visznek fel közvetlenül a szilárd tárgyra, ahol a nyomtatás betűit vagy számait tipikusan számos fekete pont alakítja ki.

A felhordó eszközhöz viszonyítva mozgásban lévő szilárd tárgyra közvetlenül felvitt rendelésre készült nyomtatási információ (custom printing information) előnyei közé tartozik, hogy az információ különböző lehet minden egyes előállított tárgyra, és az ilyen nyomtatás nagy sebességgel végezhető on-line (számítógéppel közvetlen kapcsolatban) . Egy ilyen eljárás kiváltképpen hasznos például a fogyasztói iparban, ahol előnyös például ha sgy szilárd tárgy díszítve van. Az ilyen rendelésre készült nyomtatás különbözik a fenti, első fajta másik létező eljárástól, ahol címkéket egymástól függetlenül előnyomnak egy külön eljárásban, és tekercsekre viszik fel, mielőtt in line (sorozatban) egy szilárd tárgyra ragasztják. Egy ilyen eljárásban nyomtatott címkék tekercseit használva, valamennyi címke azonos lesz, és minden címke megfelel a sorozatban minden szilárd tárgynak. Egy ilyen eljárás azonban, amely nyomtatott címkék tekercseit használja, lehetővé teszi viszonylag jól meghatározott grafikájú címkék alkalmazását, ahelyett, hogy korlátozott számú, egyszínű pontokat használnának betűk vagy számok képzésére.

A létező eljárások, és kiváltképpen egy pontokból álló matrica előírt nyomtatásos sorozat-eljárása, vagy egy olyan eljárás, ahol nyomtatott címkék tekercseit használják, bár rendelkeznek a fenti és más előnyökkel, de vannak hátrányaik is. így például egy olyan eljárás, ahol sorozatban, előírás szerint nyomtatnak egy pontokból álló matricát, gyenge definíciót kínál, amely alkalmas egyszerű közlések, így dátum nyomtatására egy

73.324/BE színben, de nem felel meg jól meghatározott grafikák vagy rajzok nyomtatásához. Továbbá, a nyomtatott címkék tekercseit használó eljárás nem rugalmas, mivel a címke rajzának cseréje a tekercselő cseréjét teszi szükségessé, ami magába foglalja a gyártósor leállítását, vagy kettős tekercselő tartórendszert tesz szükségessé, ami lehetővé teszi a tekercselő cseréjét a gyártósor leállítása nélkül. A nyomtatott címkék tekercselőinek használata minden esetben szükségessé teszi minden fajta kívánt címke tárolását, mivel ezek a címkék nem közvetlenül a gyártósoron készülnek.

A fogyasztói termékekként szolgáló szilárd gyártósoron készülnek .

A fogyasztói termékekként szolgáló szilárd tárgyakon hagyományosan jó minőségű nyomtatott képek vannak, mind a márkajelzésre szolgáló rajzok formájában, mind az információk a fogyasztó részére, például a használati utasítás. Az ilyen ábrákat hagyományosan nyomásra érzékeny ragasztós címkékre nyomtatják, amelyeket - a ragasztót védő alátét anyag eltávolítása után felvisznek a szilárd tárgyra. Az ilyen címkék kezelése azonban a szilárd tárgyra való pontos felvitelhez nagy sebességnél nehézkes lehet, és jelentős állásidő fordulhat elő a védőpapír elhasadása vagy a címkék összenyomódása miatt. A címkéket továbbá külön kell nyomtatni egy nyomógépen, ami költséges és időigényes. A címke-laminátum és az alátét papír szintén költséges, és a hulladékba kerül. Az üzemben helyet kell tartalékolni, és egy raktárrendszert kell létesíteni a címkék tárolásához, és biztosítani, hogy a megfelelő címke kerüljön a megfelelő szilárd tárgyra.

73.324/BE

A címkék használatával kapcsolatos további hátrány az, hogy a díszítő grafika változik, és a megmaradó címkéket ki kell dobni és új címkéket nyomtatni. Attól kezdve, hogy az új grafikát jóváhagyták, tipikusan 4-6 hét telik el, amíg az új nyomóhengereket vagy lemezeket elkészítik, és a címkéket felhasználásra készen kinyomtatják és kiszolgáltatják.

Alternatív megoldásként az ábrákat szitanyomásos eljárásokkal nyomtatják közvetlenül a szilárd tárgyra. Ezek az eljárások azonban lassúak, kiváltképpen ha többszintű ábrákat kell nyomtatni, és az előállított kép minősége korlátozott. Tipikusan csak 1-4 szint nyomnak egyidőben szitanyomást használva, aminek az az eredménye, hogy a dekoráció összetettsége korlátozott. Ha további színekre van szükség, ez úgy érhető el, hogy a szilárd tárgyat többször át kell vezetni a nyomóhelyen, de ez a költségeket drámai módon megnöveli. Továbbá, ha nem-kerek szilárd tárgygyal, így ovális vagy összetettebb hajlatú alakokkal használjuk a szitanyomást, akkor ez igen lassú lehet, 50 szilárd tárgy/perc, és legfeljebb 100 szilárd tárgy/perc sebességgel működve.

A szitanyomáshoz használt sziták gyártása továbbá jelentős időt vehet igénybe. A szitákat gyakran ki is kell cserélni, ami a fenntartási költségeket növeli.

Közvetett hőnyomtatási eljárásokat ugyancsak használnak képek kialakítására közvetlenül a szilárd tárgyakra. Ezek az eljárások azonban szintén lassúak, és a kép minősége szintén gyenge. Ezenkívül, a közvetett mechanizmussal nyomtatni kívánt szilárd tárgyhoz alkalmazott nyomás és/vagy hő károsíthatja a szilárd tárgyat, ami nyilvánvalóan nem kívánatos. A közvetett hőnyom

73.324/BE tatási eljárás továbbá átviteli film használatát teszi szükségessé, ami felesleges hulladékot és költséget jelent.

Jól ismert, hogy jó minőségű képek érhetők el digitális nyomtatási eljárások alkalmazásával, például festéksugaras és lézer eljárásokkal, és, hogy ezek az eljárások rugalmasan alkalmazhatók. A festéksugaras nyomtatást tipikusan papír vagy más abszorbens anyag nyomtatására használják, víz— vagy olaj—alapú festékekkel.

A találmány célja eljárás kidolgozása a fent említett fajtájú szilárd tárgyak előállítására, amely biztosítani tudja mind a rugalmasságot mind a jó felbontást egy anyag alkalmazásánál egy szilárd tárgyhoz, és amely a sebességek széles tartományában tud működni ipari gyártáshoz.

A találmány szerint ezt a célt egy fenti típusú eljárással érjük el, amelynél a második művelet abból áll, hogy egy második anyagot viszünk fel a választott felületre egy második felhordó eszköz alkalmazásával az első művelet befejezése után, ahol a választott felület és az üreges test mozgásban vannak a második felhordó eszközhöz viszonyítva, és csak a választott felület van érintkezésben a második anyaggal a második művelet alatt, és az eljárást folyamatos nyomtatási sebességgel végezzük.

A találmány szerinti eljárásnak számos előnye van. Mivel magába foglalja egy második anyag, valamint az első anyag felvitelét a választott felületre, miközben mind a szilárd tárgy, mind a választott felület mozgásban van az első vagy második felhordó eszközhöz viszonyítva, az eljárás lehetővé teszi a rugalmasságot, mivel a felhordás közvetlenül sorozatban (in line)

73.324/BE

........

···· ·· ·· · · végezhető, és a jobb feloldást, amennyiben több mint egy anyagot viszünk fel a szilárd tárgy választott felületére. A jobb rugalmasságnak köszönhetően a tárolás, így például a jól definiált címkék tárolása tekercselőkön, jelentősen csökken, és így csökkennek a termelési költségek. A rugalmasság továbbá lehetővé teszi például a fel nem használt nyomtatott címkék hulladékba kerülésének csökkenését, ami előnyös a környezet szempontjából.

A találmány szerinti eljárás szilárd tárgyakra vonatkozik. A „szilárd alatt azt kell érteni, hogy a tárgy lényegileg mentes az üres terektől. Ilyen tárgy lehet például egy fogkefe. Meg kell jegyeznünk, hogy a választott felület összetartozhat a szilárd tárggyal vagy lehet különálló, például, ha egy címkén van. A találmány szerint a szilárd tárgy a következőképpen munkálható meg: a választott felület lehet a címkén, a kezelni kívánt választott felületet, amely a címkén van elhelyezve a találmány szerinti eljárással kezeljük, mielőtt azt a szilárd tárgyra felvisszük. Az anyagoknak a választott felületre való felvitele alatt, a szilárd tárgy is mozgásban van a találmány szerint, akkor is, ha a címkét még nem visszük fel a szilárd tárgyra. Mind a szilárd tárgy, mind a címke számítóképpen van kapcsolatban (on line), a számítógépes vezérlés olyan, hogy például a címke a nyomtatás után lesz felvíve. A címke üresen is felvihető a szilárd tárgyra, és az anyagok a címkén lévő választott felületre felvihetők akkor is, amikor a címke már a szilárd tárgyra van erősítve. Eljárhatunk továbbá úgy is, hogy nem alkalmazunk címkét, hanem az anyagokat közvetlenül a szilárd tárgyra visszük fel.

Előnyösek erre a célra azok a szilárd tárgyak, amelyek hőre

73.324/BE

........

···· ·· *· · · lágyuló gyantákból készülnek.

A találmány szerinti eljárás első művelete abból áll, hogy egy első anyagot felviszünk egy választott felületre. Az anyag tipikusan egy festék, amit előnyösen festéksugaras technológiát alkalmazva viszünk fel. A választott felület előnyösen legalább 30 cm . A választott felület lehet például egy címkén, vagy a szilárd tárgyon, így egy fogkefén. Az első anyag felhordását egy első felhordó eszköz alkalmazásával végezzük. Egy ilyen eszköz tipikusan egy festéksugaras nyomtató festéksugaras fejéből áll, a festéksugaras fej előnyösen számos fúvókával rendelkezik.

A találmány szerint a választott felület és a szilárd tárgy mozgásban vannak az első felhordó eszközhöz viszonyítva. Ez nem akadályozza meg, hogy a választott felület és a szilárd tárgy külön mozogjanak, mivel például egy címke előbb nyomtatható, mielőtt felvisszük. Ez azonban azt jelenti, hogy ez a két komponens mozgásban van a gyártósoron. A relatív mozgás tartalmazhat egy komponenst, amely az első felhordó eszköz mozgásával összhangban van. Speciálisan, ha egy nem-planáris választott felületre nyomtatunk, akkor előnyös lehet, ha mozgatjuk a felhordó eszközt és magát a választott felületet is. A szilárd tárgy minden esetben ugyancsak mozgásban van, így abban az esetben, amikor a címkét a szilárd tárgyra való felvitele előtt nyomtatjuk, akkor a szilárd tárgy mozgásban van a gépsoron, afelé a pont felé, ahol a címke felvitele megtörténik. Egy előnyös kivitelezésben a választott felület egy címke felületén van, a címkét az anyag felvitele után erősítjük a szilárd tárgyra. Ez különbözik egy másik előnyös megoldástól, ahol a választott felület szerve73.324/BE sen hozzátartozó része a szilárd tárgy külső felületének.

A találmányban megemlítjük, hogy a választott felület van csak érintkezésben az első anyaggal az első művelet alatt. Ez azt jelenti, hogy nincs súrlódás valamely elem és a választott felület között. Meg kell jegyeznünk, hogy ha a választott felületet a címkére tesszük, akkor maga a címke érintkezésben lehet például a szilárd tárggyal. A választott felület kétdimenziós felületet jelent. Súrlódás a választott felületen történhet például egy szitanyomásos felvitelnél, amelynek sebessége nem kompatibilis a találmány szerinti eljárással.

A találmány szerinti eljárás második művelete hasonló az első művelethez, és az első műveleten legalább 10 méter/perc, előnyösebben legalább 20 méter/perc, és a legelőnyösebben legalább 28 méter/perc sebességgel végezzük.

Egy előnyös kivitelezésben továbbá az eljárás egy vagy több extra műveletet foglal magába, az extra művelet abból áll, hogy egy extra anyagot viszünk fel a választott felületre egy extra felhordó eszköz alkalmazásával, az előző művelet befejezése után, miközben a választott felület és a szilárd tárgy is mozgásban van az extra felhordó eszközhöz viszonyítva, és a választott felület van csak érintkezésben az extra felhordó eszközzel az extra művelet alatt. Meg kell jegyeznünk, hogy előnyösen különböző anyagokat alkalmazunk ezekhez az extra műveletekhez. A legelőnyösebb kivitelezés négy extra műveletet foglal magába, mind a hat anyag különböző festék, s így nagy felbontóképességű képek készíthetők, valamint nagy felbontóképességű szürke skála képek nagy kontraszttal.

.324/BE

A találmány egy előnyös kivitelezésében az eljárás kép nyomtatására egy választott felületre, így például nem-planáris szilárd tárgyak felületeire abból áll, hogy a szilárd tárgyak sorát folyamatos módon mozgatva elvezetjük egy festéksugaras fej mellett, amelyen fúvókák vannak elrendezve, ezek keresztirányban vannak elhelyezve a szilárd tárgyak sorának mozgási irányára, és ezeken keresztül festék lövell ki, és a szilárd tárgyak és/vagy a festéksugaras fej mozognak egymáshoz viszonyítva, amikor a szilárd tárgy elhalad a festéksugaras fej mellett, s így a nyomtatás alatt a távolság a festéksugaras fej és a nyomtatni kívánt szilárd tárgy felülete között lényegileg konstans marad, úgy, hogy a felület minden egyes része csak egyszer halad el a festéksugaras fej mellett.

A találmány egy másik előnyös kivitelezése szerint egy készülék, amely képet nyomtat szilárd tárgyak felületeire, tartalmaz egy foglalatot mindegyik szilárd tárgyhoz, szállítószalagot a foglalatok folyamatos módon való mozgatásához egy festéksugaras fej mellett, amelyen a foglalatok mozgására keresztirányban fúvókák vannak elrendezve és ezeken keresztül festék lövell ki, és a készülék magába foglal egy eszközt, amely minden egyes szilárd tárgyat és/vagy a festéksugaras fejet egymáshoz viszonyítva mozgat, amikor a szilárd tárgy elhalad a festéksugaras fej mellett, úgy, hogy a nyomtatás alatt konstans távolság marad a nyomtatni kívánt szilárd tárgy felülete és a festéksugaras fej között, úgy, hogy a felület minden egyes része csak egyszer halad el a festéksugaras fej mellett.

A találmány szerinti előnyös kivitelezések eljárása és be73.324/BE

........ • · · · · · ·· · · rendezése ipari termeléshez alkalmas sebességeknél képesek nem-planáris szilárd tárgyakat nyomtatni vagy díszíteni. így például a találmány előnyös kivitelezéseiben az eljárás szerint legalább 150 szilárd tárgy nyomtatható percenként, és még előnyösebben legfeljebb 500 szilárd tárgy nyomtatható percenként, miközben jó képminőséget érünk el, és elkerüljük a szilárd tárgyak károsodását.

A találmány szerinti eljárás egy másik előnye az, hogy például könnyen adaptálható különböző alakú és/vagy méretű szilárd tárgyakkal vagy címkékkel való alkalmazáshoz, és különböző grafikák és/vagy szövegek használatához.

A találmány még egy másik előnye, hogy szilárd tárgyak csökkentett költséggel dekorálhatok a technika állása szerinti eljárásokhoz hasonlítva, például kiküszöbölve a címkék és alátét papírok, átviteli fóliák vagy nyomtató lemezek szükségességét, amelyeket költséges tervezni és karbantartani.

Meg kell jegyeznünk, hogy például egy szilárd tárgy, amely nem-planáris felületű, és amelynek felületére kép van nyomtatva, előállítható a fent leírt eljárással vagy a fenti berendezés alkalmazásával .

A találmány szerinti előnyös eljárásban szilárd tárgyak sorát mozgatjuk el folyamatosan egy festéksugaras fej mellett. A bejelentéssel összefüggésben a szilárd tárgyak sora egy sor szilárd tárgyat jelent vagy bármely más elrendezést, ahol nagyszámú szilárd tárgy halad el sorban egy festéksugaras fej mellett. A szilárd tárgyak a nyomtatás alatt függőlegesen vagy vízszintesen lehetnek elhelyezve, de előnyösen függőlegesen vannak elhelyezve.

73.324/BE

........

• · · · · · ·* ·

Továbbá, ha azt mondjuk, hogy a szilárd tárgyak sora folyamatosan mozog, ezen azt értjük, hogy az egyik szilárd tárgy nyomtatása és a sorban következő szilárd tárgy nyomtatása között a szilárd tárgyak sora nem áll le a mozgásban, hacsak például egy változtatást kell végezni az eljárásban, vagy a nyomtató berendezés karbantartása teszi ezt szükségessé.

A nyomtatás alatt fontos egy kicsi és lényegileg konstans távolság fenntartása a nyomtatni kívánt szilárd tárgy felülete és a festéksugaras fej között. Máskülönben a szilárd tárgy felületén előállított festékpontok helyzete és mérete változni fog, attól függően, hogy a felület melyik része van nyomtatva, ami egyes helyeken a kép elmosódottságához vezethet, máshol nagyon gyenge képhez, vagy azt eredményezi, hogy a a festéksugaras fej vagy a szilárd tárgy károsodik. A nyomtatás megkezdése előtt a nyomtatni kívánt felület és a festéksugaras fej közötti távolságot általában egy előre meghatározott értékre beállítjuk. Az előre meghatározott távolság tipikusan 0,2-4 mm, előnyösen 0,5 - 2,5 mm, mivel nagyobb távolságoknál a légáramlatok befolyásolhatják a festéksugarat, rosszabb minőségű képet eredményezve. Ez tehát az, amit lényegileg konstans távolságon értünk a bejelentéssel összefüggésben. A távolság előnyösebben konstans 1 mm - 0,5 mm.

Az előre meghatározott távolságot a nyomtatni kívánt szilárd tárgy és/vagy a festéksugaras fej mozgatásával tartjuk. így például a festéksugaras fejet úgy mozgathatjuk, hogy kövesse a nyomtatni kívánt szilárd tárgy körvonalát. Az egyszerűség kedvéért előnyös azonban ha a festéksugaras fej álló helyzetben marad és a szilárd tárgyakat mozgatjuk ehhez viszonyítva. Ebben az

73.324/BE

........

• · · · ·· · · esetben előnyös, ha a nyomtatás megkezdése előtt a szilárd tárgyakat úgy rendezzük el, hogy a szilárd tárgy nyomtatni kívánt felületének vezető része vagy éle (szegélye) a szilárd tárgyak sorának mozgásirányában a festéksugaras fejtől az előre meghatározott távolságban legyen. Ekkor a szilárd tárgy fokozatosan elfordul hosszanti tengelye körül, s így a szilárd tárgy felületének minden része sorban az előre meghatározott távolságba kerül a festéksugaras fejtől, amint a felület elhalad a fej mellett, amíg a szilárd tárgy felületnek vezető része vagy éle a festéksugaras fejtől az előre meghatározott távolságba jut. Ha komplex alakú szilárd tárgyakat kell nyomtatni, akkor előre láthatóan szükséges lehet a szilárd tárgy forgási irányát megfordítani, amint az elhalad a festéksugaras fej mellett. A globális eljárási sebesség szempontjából azonban előnyös, ha forgás közben minden szilárd tárgy nyomtatni kívánt felületének minden része csak egyszer halad el a festéksugaras fej mellett.

A forgás először alkalmazott iránya és szöge a nyomtatni kívánt szilárd tárgy alakjától és a követni szükséges ívelt vonal alakjától függ. így például, ha a szilárd tárgyat lényegileg egyenes vonalban kell mozgatni, és felülete konvex a festéksugaras fejhez, akkor ennek a felületnek vezető részét először a festéksugaras fej felé kell mozgatni, majd fokozatosan a festéksugaras fejtől távolítani, amíg a festéksugaras fej eléri az ívelt felület végpontját vagy fordulópontját, és ezután a felület vezető élét fokozatosan a festéksugaras fej felé kell mozgatni.

Ha a szilárd tárgyat egy ívelt pályán mozgatjuk, akkor a szilárd tárgy foroghat a festéksugaras fej felé vagy ettől távo73.324/BE

........

···· ·· ·* · · lodva, az ívelt pálya és a szilárd tárgy felülete görbületének megfelelő rádiuszától függően. A szilárd tárgy görbületének a rádiusza kisebb lesz, mint az ívelt pályáé, és az a fent leírt mozgást teszi szükségessé. Ha azonban a szilárd tárgy görbületének a sugara nagyobb, mint az ívelt pályáé, akkor a szilárd tárgy vezető éle először fokozatosan távolodhat a festéksugaras fejtől, amíg a fej eléri az ívelt felület végződését (apex), és azután a vezető él úgy mozog, hogy fokozatosan közelít a fejhez.

A nyomtatás alatt szükség lehet arra, hogy a gyakoriságot, amellyel a festéksugaras fej a festékcseppeket kilövell!, beállítsuk, hogy kompenzáljuk a szilárd tárgy felülete lineáris sebességének csekély változását, amint elhalad a festéksugaras fej mellett. Ά festéksugár kilövellése idővezérlésének a beállítása szintén szükséges lehet, hogy kompenzáljuk azt a tényt, hogy a nyomtatás alatt legnagyobb részben a festéksugaras fej nem merőleges a szilárd tárgy felületére. Az ilyen módosítások azonban a szakember gyakorlatához tartoznak.

A szilárd tárgy mozgása a festéksugaras fejhez viszonyítva a kívánt módon, többféleképpen elérhető. így például, használható egy egyszerű szervomotor vagy egy vezetőpálya (cam) mechanizmus. Ha motort használunk, akkor ezt tipikusan egy olyan számítógép programmal ellenőrizzük (szabályozzuk) amely specifikus a nyomtatni kívánt szilárd tárgy méretére és alakjára, s így egy egyszerű változtatás a programban alkalmassá teszi az eljárást egy másik szilárd test nyomtatására. Ezért ez kényelmesebbnek bizonyul mint egy vezetőpálya mechanizmus használata.

Kívánt esetben a találmány szerinti eljárásban használható

73.324/BE legalább egy érzékelő a távolság ellenőrzésére a szilárd tárgy felülete és a festéksugaras fej között. Bármilyen megfelelő érzékelő használható, például egy infravörös érzékelő, egy lézer érzékelő, vagy egy ultrahang közelségérzékelő. Az érzékelő öszszeköttetésben van azzal az eszközzel, amely a festéksugaras fejet és/vagy a szilárd tárgyat egymáshoz viszonyítva mozgatja, és lehetővé teszi a mozgató eszköz beállítását - ha szükséges - a nyomtatási ciklus alatt, vagy a nyomtatás átállítását az egyik típusú szilárd tárgyról egy másik, eltérő méretű és/vagy alakú szilárd tárgyra.

A nyomtatás alatt minden szilárd tárgyat előnyösen egy foglalatban tartunk egy szállítószalagon vagy egy karusszeltáron. Ebben az esetben minden szilárd tárgy mozgása a festéksugaras fejhez viszonyítva beállítható megfelelő foglalatának a mozgatásával. Mindegyik foglalat előnyösen tartalmaz egy eszközt szilárd tárgyának tartására, úgy, hogy lényegileg nincsen relatív mozgás a szilárd tárgy és foglalata között a nyomtatási művelet alatt. A tartóeszköz a szilárd tárggyal tipikusan legalább egy helyen érintkezik a tetején és___az alján. Bármilyen megfelelő tartóeszköz használható, egy példa egy kúpos záróelem használata, amit beillesztünk a szilárd tárgy tetejébe, pontosan illesztve, és a szilárd tárgy alját egy kúpos foglalatban tartva, amely lényegileg ugyanolyan profillal rendelkezik, mint a szilárd tárgy alja. A tartóeszköz jellege olyan, hogy lehetővé teszi, hogy a foglalatot különböző méretű és/vagy alakú szilárd tárgyakkal használjuk, és ezekhez könnyen adaptálható, ezáltal lehetővé téve az átállítást az egyik gyártósorról egy másikra minimális késlekedéssel, ami je73.324/BE lentős előny a mai ipari termelésben.

A találmány szerinti eljárásban egy vagy több festéksugaras fej használható, a nyomtatni kívánt kép komplex jellegétől és/vagy a nyomtatni kívánt szilárd tárgy felületeinek a számától függően. Mindegyik festéksugaras fej fúvókák elrendezését tartalmazza, amelyek bizonyos távolságban vannak keresztirányban a nyomtatni kívánt szilárd tárgyak vonalának vagy sorának a mozgási irányára. A festék a fúvókákból kilövellhető folyamatosan vagy igény szerint cseppenként, digitális szabályozással, amit a szakirodalom ismertetett. A festék a fúvókákból előnyösen igény szerint cseppenként lövell ki.

A fúvókák számát és az elrendezés szélességét a nyomtatni kívánt képnek megfelelően választjuk meg, mivel a szilárd tárgy felülete csak egyszer halad el a festéksugaras fej mellett. A festéksugaras fejnek előnyösen általában legalább Ί fúvókája van 1 mm-en, előnyösen legalább 12 fúvókája 1 mm-en, amelyek egy vagy több párhuzamos sorban lehetnek elrendezve. A festéksugaras fej a legelőnyösebben legalább 200 festékcsepp/2,54 cm (per inch) nyomtatására képes a szilárd test mozgásának irányára, előnyösen 360 csepp/2,54 cm nyomtatására.

Előnyös lehet továbbá több szürkeségi skála használata, jó minőségű képek és apró szöveg jó minősége elérése céljából. Előnyösen legalább négy szürkeségi skálát használunk. Egy festéksugaras fej például, amely ezt eléri, a Xaarjet 1000, a Xaar cégtől.

Ha több festéksugaras fejet használunk különböző színű festékek nyomtatásához, és ezek közé értjük a fekete és fehér festékeket is, akkor lényeges, hogy ezek úgy legyenek elrendezve,

73.324/BE hogy a készre nyomtatott szilárd tárgyon jó szín-a-színhez illeszkedést érjünk el. Az illeszkedés megkívánt pontossága tipikusan olyan, hogy a hiba a különböző színű pontok elhelyezkedésében 100 - 400:m, előnyösen kisebb mint 200 :m, és még előnyösebben 70:m vagy ennél kisebb.

Ahhoz, hogy kombinációban egyszínű tömbszíneket, jó textet (szöveget) és jó fényképészeti képeket kapjunk, a találmány szerinti eljárás kombinálható speciális színnyomó eljárásokkal. így például, maximális flexibilitás és jó minőségű nyomtatás elérése céljából előnyösen a 6-7 színt alkalmazó, úgynevezett „Hi-Fi színnyomás alkalmazása. Ennél használható például kékeszöld, magenta (bíbor), sárga és fekete, plusz vagy i) zöld és narancs, vagy ii) vörös, zöld és kék. Ez kibővíti a rendelkezésre álló színteret, és jobb minőségű dekorációt tesz lehetővé, relatíve alacsony áron, és elkerüli több speciális szín szükségességét, abból a célból, hogy egyszínű színeket állítsunk elő, ami tipikus grafikák nyomtatásában szilárd tárgyakra.

Ha egy szilárd tárgy felületének egynél több részét kívánjuk nyomtatni, például egy szilárd tárgy diametrálisan ellentett felületi részeit vagy ellentétes oldalait, akkor, ha mindegyik szilárd tárgy elhaladt egy első festéksugaras fej mellett, ezeket hosszanti tengelyük körül elfordítjuk, például legalább 90°kal, hogy a szilárd tárgy felületének következő részét vagy oldalát beállítsuk nyomtatásra egy másik festéksugaras fejhez. így például, ha egy szilárd tárágy ellentétes oldalait kívánjuk nyomtatni, akkor mindegyik szilárd tárgyat egyszerűen elfordítjuk körülbelül 180°-kal a festéksugaras fejek vagy a festéksuga73.324/BE

........

···· ·· ·* ·· ras fejek sorozata között. Ekkor, ha a felület második részét vagy a második oldalt nyomtatjuk, a szilárd tárgyat és/vagy a festéksugaras fejet ismét mozgatjuk a fentiekben leírt módon, abból a célból, hogy fenntartsuk a lényegileg konstans távolságot a szilárd tárgy felülete és a festéksugaras fej között.

A nyomtatáshoz bármely megfelelő festék alkalmazható, de bizonyos festékek előnyösebbek lehetnek, az anyagtól függően, amelyből a nyomtatni kívánt szilárd tárgy készült. így például, a nem-abszorbens szilárd tárgyakhoz, például műanyag, fém és üveg szilárd tárgyakhoz, előnyös lehet egy fázisváltó festék, így egy „hot-melt festék, egy hőre olvadó, nem oldószeres, árnyaló festék, vagy egy besugárzással keményíthető, tipikusan UV besugárzással keményíthető festék használata. Ebben az esetben előnyösen biztosítunk egy eszközt a festék megolvasztására vagy keményítésére, mindegyik festéksugaras fej után, ha ezekből több van, és/vagy a globális nyomtatási eljárás végén. Tekintet nélkül a használt festék típusára, a szilárd tárgy felületének elég alacsony felületi energiájúnak kell lenni, hogy a festék adhézióját lehetővé tegye. Ez elősegíthető például műanyag szilárd tárgyak lángkezelésével, amint az a szakirodalomból jól ismert.

A sugárzással keményíthető festékek előnyösebbek lehetnek, mint azok, amelyeket hővel kell szárítani, mivel kevésbé valószínű, hogy használatuk károsítja a szilárd tárgyat. Kiváltképpen előnyösek az UV besugárzással keményíthető festékek, mivel ezek könnyen tapadnak a műanyag felületekre és tartósak. Az ilyen festékek alkalmazását a festéksugaras technológiában a szakirodalom ismertette. A jelen találmány számos különböző mé73.324/BE

........

···· · · ·« retű és/vagy alakú szilárd tárgy nyomtatására megfelel, de kiváltképpen alkalmas ívelt vagy nem-planáris felületű szilárd tárgyak nyomtatására. A találmány szerinti eljárás kiváltképpen olyan szilárd tárgyak nyomtatására alkalmas, amelyek felülete csak egy irányban ívelt, például konvex vagy konkáv, szemben olyan felületekkel, amelyek mind konvex, mind konkáv részeket tartalmaznak. Példák ezekre a fogkefék.

A találmány szerinti eljárás alkalmas továbbá számos különböző anyagból, például kartonból, papírlemezből, műanyagból, üvegből és fémből készült szilárd tárgyak nyomtatására. Az eljárás azonban elsősorban a viszonylag könnyű, műanyagból készült tárgyak nyomtatását célozza meg, ilyenek tipikusan a polietilén, polipropilén, nylon, poliészter vagy poli(vinil-alkohol), a detergensek, szépségápolószerek, kozmetikumok, papír és élelmiszer iparok területén való alkalmazásra, valamint például címkékhez. Mivel ezeknek az iparoknak a termékei gyakran igénylik a korszerűsítést előírásos alapon, és gyorsan reagálva a piaci változásokra vagy a konkurrencia tevékenységére, lényeges, hogy a szilárd tárgyak gyorsan legyenek nyomtatva, és, hogy a nyomtatási eljárás könnyen adaptálható legyen különböző gyártósorokhoz. A jelen találmány először elégíti ki mindezeket a követelményeket, és nagy sebességekkel, amelyek hasonlóak a töltősor sebességeihez.

A következőkben hivatkozunk a kísérő ábrákra.

Az 1. ábra a találmány szerinti nyomtató berendezés alaprajza.

A 2. ábra az 1. ábra szerinti egyik hely nagyított ortogonális nézete, ellátva a szilárd tárgy foglalatát mozgató eszköz

73.324/BE egy kiviteli alakjával.

Az 1. ábrára hivatkozva, az 1 berendezés magába foglal egy forgó 2 karusszeltárolót, amely számos 3 foglalatot hordoz, ezek továbbítják a 4 szilárd tárgyakat egy sor 5 festéksugaras fej mellett. Mindegyik foglalat tartalmaz egy tartóeszközt (nem látható) a neki megfelelő szilárd test részére.

Valamennyi foglalat úgy mozgatható a karusszeltárolón, hogy kicsi és lényegileg konstans távolságot tart a nyomtatni kívánt szilárd tárgy felülete és a megfelelő festéksugaras fej között. Minden festéksugaras fej után el van helyezve egy 6 UV lámpa, abból a célból, hogy a szilárd tárgyra nyomtatott festéket kikeményítse, és - szükség esetén - még egy további 7 UV lámpa van elhelyezve az utolsó festéksugaras fej után, hogy biztosítsa a nyomtatott festékek tökéletes kikeményítését. Mint az UV lámpák alternatívái, optikai szálak alkalmazhatók UV fény továbbítására egy távolabbi forrásból, így helyet takarítva meg. Az egyes 4 szilárd tárgyakat, elhelyezve megfelelő 3 foglalataikban, a 8 szállítószalag továbbítja a hagyományos típusú 9 válogatóból. Amíg a 8 szállítószalagon vannak, a szilárd tárgyak alávethetők egyéb kezeléseknek is, például a 10 lángkezelővel, amely úgy hat, hogy csökkenti a felületi feszültséget és elősegíti a festék adhézióját. El van helyezve ezenkívül a 180°-ban elforduló 11 hely, hogy beállítsa a már nyomtatott szilárd tárgy másik oldatát a következő festéksugaras fejekhez.

Nyomtatás után a szilárd tárgyak elhagyják a karusszeltárolót és a nyomtatás minőségét ellenőrzésnek vetjük alá, a 12 videó-berendezést használva.

73.324/BE

A 2. ábrára hivatkozva, a 21 szilárd tárgyat a 22 kúpos korong tartja, és a 23 kúpos dugó, ami a 24 keretre van függesztve, és a szilárd tárgy tetejére van illesztve. A korongot a 25 karusszeltároló tartja (ennek csak egy része látszik) ami előidézi, hogy a szilárd tárgy elhalad a 26 festéksugaras fej mellett. A karusszeltároló alatt a 27 motor forgatja a 28 tengelyt, amely a koronghoz van erősítve, s így a szilárd tárgyat elforgatja a festéksugaras fej előtt. A motor programozható, hogy úgy forgassa a szilárd tárgyat, hogy a távolság a nyomtatni kívánt szilárd tárgy felülete és a festéksugaras fej között tipikusan 2 mm alatt legyen.

73.324/BE

Claims (7)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás szilárd tárgyak előállítására, amely magába foglal egy első műveletet és egy második műveletet, az első műveletet úgy végezzük, hogy egy első anyagot viszünk fel egy választott felületre egy első felhordó eszköz alkalmazásával, ahol a választott felület és a szilárd tárgy mozgásban van az első felhordó eszközöz viszonyítva, és csak a választott felület érintkezik az első anyaggal az első művelet alatt, azzal jellemezve, hogy a második műveletet úgy végezzük, hogy egy második anyagot viszünk fel a választott felületre egy második felhordó eszköz alkalmazásával az első művelet befejezése után, ahol a választott felület és a szilárd tárgy mozgásban van a második felhordó eszközhöz viszonyítva, és csak a választott felület érintkezik a második anyaggal a második művelet alatt, az eljárást folyamatos nyomtatási sebességgel végezve.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eljárásban még egy vagy több extra műveletet végzünk, az extra műveletek abból állnak, hogy egy extra anyagot viszünk fel a választott felületre egy extra felhordó eszköz alkalmazásával, az előző művelet befejezése után, ahol a választott felület és a szilárd tárgy mozgásban van az extra felhordó eszközhöz viszonyítva, és csak a választott felület érintkezik az extra anyaggal az extra művelet alatt.

   3· A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a második művelet után négy extra műveletet végzünk, s így hat anyagot viszünk fel.

   73.324/BE
3. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy első és második anyagként festékeket alkalmazunk.
4. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy üreges testként hőre lágyuló gyantákból készült fogkefét alkalmazunk.

   6· Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a választott felület egy címke felülete, és az anyag felvitele után a címkét a szilárd tárgyra erősítjük.
5. 7. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy olyan felületet választunk, amely szerves része a szilárd tárgy külső felületének.
6. 8. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább 30 cm²-es választott felületet használunk.

   9· Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy felhordó eszközökként festéksugaras nyomtatókat használunk.
7. 10. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy választott felületként nem-planáris felületet alkalmazunk.

   A meghatalmazott:

   73.324/BE