按需喷墨-表面涂层制造技术

本申请涉及借助于多通道涂布头(5)在物体(1)的二维或三维表面(2)上的涂层区域(3)中产生的涂层介质的涂层，该涂层由涂覆点(8)沿着一个或多个涂覆路径(6)的轨迹(7)构成，其特征在于是至少一个轨迹(7)的起始涂覆点(AP)与起始轮廓(AK)对准，和并且轨迹(7)的末端涂覆点终止涂覆点(EP)和与末端轮廓最终轮廓终止轮廓(EK)对准。廓(EK)对准。廓(EK)对准。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】按需喷墨
‑
表面涂层
[0001]本专利技术涉及具有权利要求1前序所述特征的涂层、方法以及装置。
[0002]本专利技术涉及无接触涂层
，该无接触涂层是物体1的平坦(2D)或弯曲(3D)表面2的涂层，(物体1)尤其用于工业产品，诸如汽车、飞机、轮船或火车的交通工具或交通工具零件。使用基于液滴或喷头(jet)的应用头(以下称为涂布头)的液体涂覆剂(例如油漆、清漆、油墨、密封剂或粘合剂)，这些涂布头由涂布机器人在表面上引导，(涂布机器人)在这里通常指通过移动机器人或工业机器人(操作的)机械、自动笛卡尔(坐标系)和/或极(坐标式)移动设备，例如具有6个运动轴或其组合的移动机器人或工业机器人，即具有任意设计的可编程运动自动设备。在本专利技术的意义上，涂布头是任何种类的流体涂布器，将涂覆剂以离散的(discrete)液滴、液滴云或喷头的形式通过几个或大量喷嘴，以自由飞散的方式沉降在表面2。多功能或多通路功能是具有高表面涂覆率的生产性涂层过程的基本要求。涂布头主要是多通路按需喷墨(DOD)头，例如，通过高速开关阀或根据另一种工作原理进行工作，喷射加压流体。对于特定的应用，常规的墨水喷头也可以理解为涂布头，其使用压电或加热元件来建立瞬态压力以喷射墨水。为了获得高涂覆率，必须在涂布头中使用尽可能多的印刷喷嘴。然而，涂布头的涂覆宽度通常小于涂覆区域3的宽度，因此涂层剂通常涂覆在多个横向连接的涂覆路径6中。在这里，涂覆区域3是表面2上的涂层或涂层图案的几何形状。涂覆区域3基本上由其边缘轮廓4进行几何上的限定。
[0003]尤其是当用粘性涂覆剂涂覆表面时，由于在纳升范围内，物理上导致的液滴尺寸，与平面图形喷墨印刷相比，存在只能获得低印刷图案分辨率的问题。
[0004]当使用当今的正交网格技术时
‑
涂覆点排列在严格的x
‑
y网格中
‑
这可能导致在涂覆边缘形成高度可见的色阶；参见例如图2(现有技术)。如果栅格的边缘相对于这样的栅格的垂直线或水平线在+/
‑5°
以内，则色阶的形成尤其令人担忧，参见图4a(现有技术)，其中排除了精确的垂直线和水平线。
[0005]如果包含涂覆区域3的区域1具有区域曲率(凸形或凹形)，则上述临界角也会更频繁地出现，就像上述应用区域一样。在二维表面曲率的情况下，例如，从最近的涂覆路径的角度来看，涂覆路径6总是呈凸形弯曲，因此，为了实现无缝连接，该涂覆路径必须具有凸形弯曲的边缘9。由于涂布头中的喷嘴行是刚性的，即各个喷嘴相对于3D表面具有不同的距离和方向，因此无缺陷地涂覆3D表面(“伪像”)的难度会随着表面曲率半径的减小而增加。
[0006]从理论上讲，如果将所有点用一个喷嘴自由地施加到表面上，所有这些问题都可以轻松解决。然而，涂覆的生产性工作过程不可能以这种方式进行。因此，依赖于涂布头的使用，这种涂布头具有尽可能多的喷嘴数量、具有尽可能大的总涂覆宽度并因而具有足够高的平坦涂覆率，以用于工业目的。
[0007]已知的现有技术包括以下内容：为补偿涂覆区域(例如车顶)的较小的不平行度，公开文献DE 10 2014 017 707 A1可供参考。后者基于使用非旋转对称的涂覆剂喷头，并主张在路径运动过程中涂布器绕喷头轴旋转。因此，可以通过倾斜涂布器来改变路径方向上的有效施加宽度，并且可以在一定程度上再现弯曲的边缘。涂覆剂喷头的远侧由于路径运动和旋转的叠加而在旋转期间相对于表面以不同的速度运动，这直接影响涂层的厚度，因
此总体上仅允许较低的旋转速度。
[0008]在DE 10 2014中提出，对于3D表面(尤其是车辆)的平面图形喷墨印刷，印刷图像应由许多直线路径段组成，每个直线路径段应相互对角延伸，优选地以大约45度的角度(135度)延伸，无论如何要远离上述临界角。在运动过程中通过扭曲喷墨头而偏离印刷路径的矩形形状的可能性也纳入考虑范围。尽管如此，这限制了完整印刷任何多曲线3D表面并且无伪像的可能性。
[0009]DE 10 2012 005 650.8提出了一种用于通过手动、自动或机器人引导来涂覆油墨或清漆的涂覆装置。包含在其中的DOD涂布头可以执行弯曲的路径，甚至可以进行狭窄的圆周运动。这使涂布头在线形运动过程中可以绕垂直表面旋转，但这意味着不同的喷嘴每次必须传送不同数量的涂覆点，因此所有喷嘴的涂覆点彼此之间保持相同的距离。与现有技术中仅为所有喷嘴提供单个喷射频率的涂布头控制器相反，各个喷嘴可以在任何时间喷射，或以不同的喷射频率进行控制。但是，该公开文件没有提供用于避免在与涂覆路径6的方向不垂直或不平行的涂覆区域的边缘处形成色阶的解决方案。
[0010]因此，本专利技术的目的是创建合适的印刷图像以及合适的印刷过程和设备，以便通过固定布置具有尽可能多的印刷喷嘴的涂布头，形成任何涂覆区域3而不会在边缘形成明显的色阶，其中喷嘴固定布置于一条直线上，尤其是喷嘴间距低至毫米范围时；并且在无伪影的涂层内，以在二维或三维表面上相邻涂覆路径之间的局部底部涂层或顶部涂层的形式，具有以每分钟数平方米的范围的较高涂覆速率。
[0011]该任务通过根据本专利技术的印刷图像和过程得以解决，其基于以下事实：必须以某种方式将涂覆区域3划分为一个或多个涂覆路径6。它们(涂覆路径6)必须完美地且无色阶地适配相邻的涂覆路径6或涂覆区域3的边缘。这通过将涂覆点8定位在根据本专利技术的涂覆路径6内的轨迹7上的方式来实现，从而可以最佳地再现轮廓。本专利技术提供了用于减少在涂覆区域3的边缘处的形成色阶的方法和装置。在这种情况下，印刷的图像应理解为包括涂层区域3的所有涂覆点8的整体。干燥后单个涂覆点8实际上是否仍然可见，或单个涂覆点8是否完美运行无关紧要。
[0012]因此，根据本专利技术，多通路涂布头5在物体1的二维或三维表面2上的涂覆区域3中产生的涂覆剂的涂层(所涂覆的层)，由涂覆点8沿着一个或多个涂覆路径6的轨迹7构成，其特征在于至少一个轨迹7的起始涂覆点AP与起始轮廓AK对准，轨迹7的终止涂覆点EP与终止轮廓EK对准。
[0013]根据本专利技术的印刷的图像偏离正交网格；从涂布头的印刷喷嘴进行输送液滴的过程可以描述为异步的，因为由涂布头5产生的不同涂覆路径7的涂覆点8彼此相互偏移，并且相互可以具有不同的距离d_p。网格图像或矢量平面图形形式的涂覆区域3的模板必须通过数据处理系统(DP system)转换为根据本专利技术的数据格式，并且在表面处理和涂布头控制方面都需要根据本专利技术进行印刷过程控制。
[0014]起始或终止轮廓可以是笔直的、弯曲的，并且本身可以由多个轮廓组成。它可以是一条纯粹的辅助线，并且在印刷图像中保持不可见，例如用于生成其他涂覆点8，或者是表面2上实际存在的轮廓，例如涂覆区域3的边缘或另一个涂覆路径6。
[0015]根据本专利技术，轨迹7上的另外进一步的涂覆点8被适配在起始涂覆点AP和终止涂覆点EP之间。
[0016]根据本专利技术，这优选地应用于所有轨迹7和所有涂覆路径6的轨迹部分。因此，涂覆路径6的轨迹7被理解为由涂布头5的特定印刷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涂层，所述涂层是借助于多通路涂布头(5)将涂覆剂涂覆于位于物体(1)的二维或三维表面(2)上的涂覆区域(3)所形成的，并且所述涂层由沿着一个或多个涂覆路径(6)的轨迹(7)的涂覆点(8)所形成，其特征在于,至少一个轨迹(7)的起始涂覆点(AP)与起始轮廓(AK)对准，并且所述轨迹(7)的终止涂覆点(EP)与终止轮廓(EK)对准。2.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，在所述起始涂覆点(AP)和所述终止涂覆点(EP)之间，在轨迹(7)上适配有进一步的涂覆点(8)。3.根据前述权利要求中的任一项所述的涂层，其特征在于，在所述轨迹(7)的所述起始涂覆点(AP)和所述终止涂覆点(EP)之间，所述进一步的涂覆点(8)至少部分地等距地适配。4.根据前述权利要求中的任一项所述的涂层，其特征在于，至少选定的所述涂覆点(8)沿着所述轨迹在正或负轨迹方向上相对于相邻点还具有单独的随机偏移(Δd)。5.根据前述权利要求中任一项所述的涂层，其特征在于，所述涂覆点(8)的液滴体积被调节，使得所述涂覆剂的涂覆厚度平均恒定。6.根据前述权利要求中任一项所述的涂层，其特征在于，所述涂覆路径(6)至少在垂直于所述表面(2)方向上部分具有曲率。7.根据前述权利要求中任一项所述的涂层，其特征在于，所述涂覆路径(6)在其宽度上至少一部分地减小，并且所述液滴体积和/或多个所述涂覆点(8)彼此之间的距离适配于该区域。8.根据前述权利要求中任一项所述的涂层，其特征在于，所述涂覆路径(6)主要切向地、向内地向所述涂覆图案(3)的笔直或弯曲的边缘(4)偏移一倍或多倍运行，所述涂覆路径(6)相互之间无缝隙地横向邻接。9.根据权利要求8所述的涂层，其特征在于，所述涂覆图案(3)的至少一部分包含涂覆路径(6)，所述涂覆路径(6)主要具有平行、笔直或弯曲的涂覆路径片段(6)。10.根据前述权利要求中任一项所述的涂层，其特征在于，所述涂覆图案(3)的各个区域元素包括由所述涂布头(5)的单个印刷喷嘴产生的自由点图案。11.根据权利要求10所述的涂层，其特征在于，所述自由点图案包括：涂覆点(8)，所述涂覆点(8)的尺寸与所述涂覆图案(3)的涂覆点(8)的平均尺寸大体不同。12.根据前述权利要求中任一项所述的涂层，其特征在于，轨迹(7)的起始涂覆点(AP)和终止涂覆点(EP)是一致的。13.根据前述权利要求中任一项所述的涂层，其特征在于，在位于所述物体(1)的表面(2)上的所述涂覆图案(3)的区域，所述表面至少部分地沿轴线(11)旋转对称地成形，所述涂覆路径(6)被排列成以下方式：至少在旋转方向的部分区域，主方向(HR)与表面(2)是相切的。14.根据前述权利要求中任一项所述的涂层，其特征在于，在所述涂覆图案(3)的至少部分中，所述涂覆点(8)位于圆形轨迹(7)上，所述圆形轨迹(7)的旋转轴(22)与涂布头(5)的喷嘴的轴重合。15.根据前述权利要求中任一项所述的涂层，其特征在于，两个涂覆路径(6a)和(6b)重叠，其中，在重叠区域(10)中，通过辅助轮廓限定的所述表面部分在所述第一涂覆路径(6a)和所述第二涂覆路径(6b)之间被划分。
16.根据前述权利要求中任一项所述的涂层，其特征在于，两个涂覆路径(6a)和(6b)横向重叠，从而使得在所述重叠区域(10)中，所述第一涂覆路径(6a)的至少一个轨迹(7a)和所述第二涂覆路径(6b)的一个轨迹(7b)基本一致，并且涂覆点(8)在所述轨迹(7a)和(7b)之间被划分，使得所述轨迹(7a)和(7b)共同形成连续的涂层。17.根据前述权利要求中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：埃克塞尔工业公司，
类型：发明
国别省市：