用于对基底材料着色的方法和装置及因而生成的产品制造方法及图纸

本发明专利技术是用于对基底材料着色的方法和装置及因而生成的产品。一种用于表面施加色图到制品表面的方法和装置，其包括紧固该制品到与数控色料涂布器相连的工作台上，从而与该制品相关的构造的表面被暴露于该色料涂布器。另外的步骤包括以一个或多个连续的涂层施加色料到构造的表面上，接着其干燥之后，将密封材料施加在所述着色的和构造的表面上。还被包括的是根据上述的方法和装置制造的着色的制品，以及与用于执行预期色料图的数控应用相关的计算机可写介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请【0001】本申请要求2006年2月14日提交的序列号为11/353,344的美国专利申请的优先权，其内容作为参考合并于此。
【0002】本专利技术公开用于施加数字着色图(colorization scheme)到制品上的一种新方法。该方法、装置和因而生成的相关的制品允许将先前不适合接收数字施加的油墨或染料的材料以既抗污损又抗紫外线褪色的方式、并且既对平面形状又对三维形状的浮凸制品(relief article)来进行着色。
技术介绍
【0003】现有技术被喷墨印刷装置和工艺的各种例子良好地证明。特别注意的是涉及能够施加油墨到这类非传统的表面如陶瓷或金属上的装置的参考文献。【0004】现有技术的第一个例子在牛顿(Newton)的6,504,559号美国专利中提出，其公开使用数字热传导印刷工艺施加图像在基底上的方法，其特别地适用于施加陶瓷油墨到基底上，然后烧结来完成。该基底材料被公布为包括下列材料的硬片(rigid sheet)，如平玻璃、陶瓷片/砖，以及由陶瓷、瓷器、瓷釉钢和铝组成的三维物体。【0005】工艺步骤包括数字地传输和/或存储图像；传输被存储的图像到数字热传导印刷机，然后施加该图像到所需基底从而该油墨熔解到该基底。附加的中间步骤包括施加该图像到转印元件，从该转印元件图像被转印到基底。该转印元件包括图像接收垫、带或者贴纸。该数字热传导印刷机也可被配置来替代现存的印刷设备。【0006】谢尔曼(Sherman)在5,994,264号美国专利中教导，提供具有基本干净的表面的金属板，在该干净表面上涂布含有颜料的热固性涂布-->材料(coating material)，使该材料固化来提供第一涂层，转印(transferprinting)该涂覆金属以提供转印层(transfer printed layer)，用保护性透明的热固性涂布材料涂布该转印层，以及使该保护性透明涂布材料固化以提供覆盖该转印层的至少一部分的透明保护性上涂层(overcoatlayer)。这样生成的制品被公开为在多种产品的生产中有用，诸如控制面板、完整三维图和框，以及标牌。【0007】授予Grime的编号为6,420,309的美国专利教导涂覆的金属制品，其包括金属基底、在该金属基底表面上的粘合剂底漆(adhesiveprimer)、涂覆在该粘合剂底漆上的印刷染料图像承载层(printed dyeimage bearing layer)、该图像承载层包含具有施加于其上的印刷染料图像的固化的聚合物热固性树脂。最后，热固化粘合剂层被施加在固化的聚合物热固性树脂和印刷染料图像之间。【0008】贝克(Baker)在公布号为2004/0032477的美国专利申请中教导用于数字地生成图像的装置，其包含用于在最终基底或在中间载体板上产生预期图像的印刷机。该图像被“堆积”在该载体板或者基底上以形成标记，从而消除铲除处理(weeding process)的需要。粘合剂层可被施加在基底上，图像建立在粘合剂的顶部。然后，将可消耗板与基底相接触以除去置于该基底上的过多的粘合剂，从而一旦该可消耗板被从该基底分离，图像保留在该基底上，而粘合剂置于它们之间。【0009】最后，授予Walthall的编号为6,950,713的美国专利中教导用于在固体中生成三维雕刻的方法以及由该方法制造的产品。特别地，该固体的三维图被扫描到与机器中心相连的数字控制器。根据各个切割深度，该三维图像被投射在固体中。根据其被投射的深度，该固体被机械加工。根据切割的深度和通过根据切割深度将该固体浸入到氧化物槽中，并连续腐蚀性地移除变暗的涂层来形成底纹。用热固性塑料粉末涂层，烘烤以及固化步骤为该固体提供透明涂层。专利技术概述【0010】本专利技术公开用于施加数字着色图到制品上的一种新方法、装置、制品和相关的计算机可写的介质。本专利技术允许材料的着色，特别地，诸如金属或者其它先前不适合于接收数字施加的油墨或染料的非传统的固体，并以既抗污损又抗紫外线褪色方式来进行。-->【0011】本方法包括构造(或粗化)制品表面的初始步骤，该制品选自多种材料中的任意种，诸如固体材料，不管是平面形状或其它配置，并选自(没有限定)诸如钢、青铜、铝、木材、聚合物、银、镍、不锈钢和钛。表面粗化可以由多个不同的过程来提供，但是在一个优选的应用中是通过对随后待被绘制的制品表面喷砂，并通过玻璃珠的使用来完成的。对制品表面的适当的构造/粗化对允许恰当的、随后的对色料施加油墨/染料的粘合是重要的。【0012】在该制品表面被准备好后，其被安装在与数控油墨/染料施加装置相连的工作台上。在一个变化中，为了真空紧固在平台表面上之前合适地居中/定位该制品，凹面被提供在由诸如青铜纪念匾(memorialplaque)提供的制品的反向表面(reverse facing surface)上。【0013】数字操作和油墨施加的头被操作性地与暴露制品表面通信，以便在制品表面上绘制合适的彩色图像。在优选的应用中，工作台可以在被固定定位的油墨或打印头下面沿着XY坐标轴(横向)移动，也被理解，该制品工件可以被固定地支持以及该色料应用头是可以移动的。【0014】进一步设想，除了为基本上二维平面形状制品着色，该着色装置、制造方法和计算机可写介质能够被运用到三维形状制品、浮凸制品等，例如呈现数英寸深度的制品。该数字油墨/打印应用头被设想，除了X、Y、Z坐标可移动运动之外，还包括在三个维度中的任何一个中旋转或协同地呈弓形移动的能力。进一步地，被使用的输墨装置可能包括利用机械臂(robotic arm)施加油墨以在X、Y和Z坐标图中获取着墨饱和的技术，以及诸如可能模仿关节(人类的)臂的运动的技术。【0015】进一步预想，该色料应用以连续线性方式(continuous linearfashion)完成，诸如通过应用第一白背景(减少制品的下层着色)，然后是多色表面涂层，此外，单独的颜色能够被油墨施加头在制品的连续的相对运动中无缝地、可相互替换地施加。【0016】在液体色料应用(其再次包括油墨、染料等)完成后，该应用被允许干燥(该步骤能够通过简短的烘烤处理来加速)。接着，绘制的表面的被选择部分可被抛光，诸如文字部分和/或边缘，此后，合适的热固性材料的透明的、抗紫外线涂层例如丙烯酸材料被施加，诸-->如通过喷涂、刷涂、辊涂或粉末涂覆。透明的涂层的应用防止油墨/染...

【技术保护点】
一种用于表面施加色图的方法，其包括以下步骤：　提供具有特定形状和尺寸的制品；　构造所述制品的表面；　将所述制品紧固在与数控色料涂布器相连的工作台上；　施加所述色料到所述构造表面上；和　对所述着色的和构造的表面施加密封材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-2-14 11/353,3441.一种用于表面施加色图的方法，其包括以下步骤：
提供具有特定形状和尺寸的制品；
构造所述制品的表面；
将所述制品紧固在与数控色料涂布器相连的工作台上；
施加所述色料到所述构造表面上；和
对所述着色的和构造的表面施加密封材料。
2.根据权利要求1所述的方法，所述构造步骤进一步包括用多个玻
璃珠喷砂所述制品表面。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述制品的非着色
表面上形成凹进的表面的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括紧固承受安装销子到
所述制品的非着色表面的紧固件的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，所述紧固销子的步骤进一步包括包
含电容放电弧处理的焊接。
6.根据权利要求1所述的方法，所述施加所述色料的步骤进一步包
括将第一白背景涂层施加到所述构造的表面上，其后至少一种另外的颜
色被施加在第二上涂层中。
7.根据权利要求6所述的方法，所述施加所述色料的步骤进一步包
括在所述构造的表面上投射的三维XYZ坐标网上数字地引导多色油墨
施加头的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括在所述制品相对于所
述油墨施加头的持续和直线平移中施加多种颜色的步骤。
9.根据权利要求6所述的方法，所述施加所述色料的步骤进一步包
括以XYZ坐标方式相对固定的色料涂布器平移所述制品支持工作台。
10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述密封材料应用
之前，干燥在所述构造的表面上的所述色料的步骤。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括在所述密封材料应用
之前，抛光所述构造的表面的至少一部分的步骤。
12.根据权利要求1所述的方法，所述施加所述密封材料的步骤进一
步包括施加展现出紫外线抑制剂的透明的丙烯酸。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加所述密封材料的步骤
进一步包括对至少包括热固性丙烯酸氨基甲酸乙酯的透明和抗湿/抗紫
外线的材料进行喷涂、刷涂、辊涂或粉末涂覆中的至少一项。
14.根据权利要求1所述的方法，所述紧固所述制品的步骤进一步包
括真空抽吸所述制品紧靠在所述工作台上。
15.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括根据所述凹进表面的
位置在所述工作台上定位所述制品的步骤。
16.根据权利要求1所述的方法，所述制品进一步包括金属固体，进
一步包括在施加所述密封材料之前雕刻所述固体的步骤。
17.用于对制品着色的数控色料施加装置，其中所述制品具有与预定
的图像一致的三维表面，所述装置包括：
相对于所述制品的所述三维表面以XYZ引导的方式可移动的多
色液体涂布器；和
用于引导所述液体色料涂布器与所述制品的所述三维表面之间的
相对运动的数字控制器，以及与所述控制器的处理器输出操作地通信的
软件程序，所述软件程序含有与通过所述液体色料涂布器待被施加到所
述制品的所述三维表面上的色料图相关的文件。
18.根据权利要求17所述的装置，其进一步包括真空抽吸所述制品紧
靠在所述工作台表面上。
19.根据权利要求17所述的装置，其进一步包括施加被施加到所述制
品表面的第一白背景涂层，其后是以第二上涂层被施加的至少一种另外
的颜色。
20.根据权利要求19所述的装置，其进一步包括在所述制品相对于所
述液体色料涂布器的持续的和直线的平移中，施加多种...

【专利技术属性】
技术研发人员：R达比，EL弗赖伯格，
申请(专利权)人：格林伍德公司，通用设计公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]