BR112018011812B1 - Impressão sobre um artigo 3 dimensional - Google Patents

Abstract

IMPRESSÃO SOBRE UM ARTIGO 3 DIMENSIONAL. Um processo para impressão sobre um artigo tridimensional é descrito. Uma imagem é impressa em um primeiro lado de uma membrana de suporte esticável tendo um primeiro lado e um segundo lado. A membrana é montada em um plano dentro de uma estrutura entre uma câmara de aquecimento definida em um lado da membrana, e uma câmara de recepção de artigos definida no outro lado da membrana. Um artigo tridimensional a ser impresso é colocado em uma placa geralmente plana posicionada geralmente paralela ao referido plano, opcionalmente com um alojamento para o artigo sobre o mesmo, dentro da câmara de recepção do artigo. Uma etapa de conformação térmica e sob vácuo é realizada na qual há movimento relativo do cilindro em relação à membrana em uma direção perpendicular ao dito plano para alinhar o artigo com a imagem impressa na membrana e para transportar o artigo em contato íntimo com a membrana através do dito plano para a câmara de aquecimento. Uma fonte de vácuo é aplicada à membrana a partir do dito outro lado, e é aplicado calor à membrana a partir do dito um lado a uma primeira temperatura suficiente para amolecer a (...).

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] Esta divulgação refere-se a métodos e aparelhos para impres- são sobre um artigo tridimensional.

[0002] Houve muitas propostas ao longo dos anos para impressão so- bre artigos tridimensionais. Essa impressão tem sido historicamente mais bem sucedida quando o artigo não é mais do que ligeiramente curvo. Im- primir até a borda de até um artigo simples, como uma capa para um tele- fone móvel, em que as regiões de borda são curvadas em um ângulo reto apartir de uma face quase plana, apresenta um problema. Impressão em to- da a superfície exposta de um artigo, como um capacete para motocicleta ou uma bola de boliche sem sombreamento ou distorção ou em artigosmais complexos, como uma pistola de brinquedo com relevo de superfície afiado ou um sapato esportivo de lona, é muito mais difícil.

[0003] Tentativas anteriores incluíram a aplicação de corante a uma membrana flexível, aquecimento dessa membrana para amolecê-la, movimentação da membrana amolecida para baixo em contato com o artigo a ser impresso, o artigo sendo mantido em uma placa geralmente plana, opcionalmente em um alojamento, retenção da membrana e o artigo em contato, opcionalmente utilização de um vácuo, e aquecimento da membrana e o artigo até o corante ser transferido da membrana para o artigo.

[0004] Sucesso moderado pode ser alcançado usando métodos semelhantes a este, mas é difícil conseguir o enrolamento homogêneo da membrana em torno da totalidade do artigo, especialmente ao aplicar o corante a artigos profundos como sapatos ou capacetes para motociclista, em vez de artigos geralmente planos como tais como uma capa de telefone móvel. As membranas tendem a se estender de maneira desigual, causando uma distorção na imagem impressa. Mesmo se uma imagem simples ou uma única cor for escolhida, assim que o corante precisar ser aplicado a mais de uma superfície de um artigo, é muito difícil obter uma cor uniforme em toda a totalidade do artigo, devido a membranas esticadas e variações de temperatura durante o estágio de transferência de corante.

[0005] Outra questão importante está no posicionamento preciso daimagem escolhida. É difícil posicionar a imagem exatamente onde ela é ne- cessária no artigo. Como consequência, a indústria tem tolerado com fre- quência uma margem de erro de alguns centímetros ou alguns milímetros, como ainda aceitável. No entanto, onde as configurações devem ser apli- cadas a uma série de peças modulares para criar um efeito geral, ou onde elas devem ser precisamente aplicadas, tal como centralmente em um arti- go por razões de simetria ou para alinhar com detalhes precisos do formato do artigo, erros de apenas milímetros podem resultar em produtos que não são mais vendáveis, resultando em desperdício inaceitável.

[0006] Neri et al (US2002 / 0131062 Al) descreve um método e apare- lho para impressão em objetos tridimensionais. O processo inclui colocar os objetos a serem impressos em uma placa, colocar uma folha de suporte contendo a (imagem espelhada da) imagem desejada sobre o ou em cada objeto e depois abaixar uma outra membrana para baixo sobre as folhas de suporte. Um vácuo é usado para puxar a membrana para baixo, trazendo a (s) folha (s) de suporte em contato de pressão com o (s) objeto (s). Uma câmara de aquecimento no outro lado da membrana aplica calor radiante. A combinação de pressão e calor transfere a imagem para os objetos. Este método de simplesmente mover a membrana para os objetos com sua (s) folha (s) de suporte superposta (s) pode causar problemas. A membrana é macia enquanto está sendo movida e esticável, de modo que existe um risco real de causar um erro no posicionamento das folhas de suporte em relação ao (s) objeto (s) quando a membrana entra em contato.

[0007] Howell (US2010 / 0245523 Al) divulga um processo para “im- pressão por transferência térmica em que uma membrana que serve como uma folha de suporte impressa é mantida ainda pressa, e na qual, durante uma etapa de pré-aquecimento, o objeto é movido para cima e em contato com o membrana [parágrafo 12]. A membrana é amolecida pelo ar acionado por ventilador passando por elementos elétricos aquecidos na etapa de pré-aquecimento até que se torne viscoelástico com tensão de cedência muito baixo. Diz-se que ela é inicialmente "frouxamente drapeada" sobre o artigo até que um vácuo seja aplicado, mantendo ao mesmo tempo o calor em uma segunda etapa. Este processo pode evitar o movimento indesejado de toda a folha de suporte, mas o alinhamento é difícil, pois a tensão de cedência muito baixa e o drapeamento frouxo podem fazer com que a imagem desejada na membrana seja distorcida ou se mova em relação ao objeto antes da aplicação de vácuo.

[0008] Hoggard et al (WO 2007/049070) colocam um objeto tridimensi- onal para ser impresso em uma bandeja que é significativamente mais pro- funda do que o objeto e fixam um filme de impressão através do topo abertoda bandeja. O vácuo é aplicado ao interior da bandeja para esticar o filme pelas laterais da bandeja e ao redor do artigo, e uma etapa de pré- aquecimento termoforma o filme até a superfície do artigo. Em uma segun- da etapa de aquecimento a alta temperatura, a tinta do filme de impressão sublima sobre a superfície do artigo. Sublimação é definida como passar desólido para vapor (e vice-versa) sem passar pelo estado líquido. Esticar o filme pelas laterais da bandeja, bem como ao redor do artigo, pode ter re- sultado em problemas de sombreamento e alinhamento. Significativamente, em uma variação posterior deste processo, Hoggard propõe, no documeto de patente WO 2010/038089, prender fisicamente sua folha de filme às bordas do artigo a ser impresso no fundo de sua bandeja.

[0009] SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO

[0010] A presente divulgação surge do trabalho da Depositante em buscar melhorar os métodos existentes de impressão em produtos tridimensionais, a fim de melhorar tanto a qualidade dos produtos finais como a fiabilidade do método.

[0011] De acordo com um primeiro aspecto desta descrição, é provido um processo para impressão sobre um artigo tridimensional, o processo compreendendo as etapas de: impressão de uma imagem em um primeiro lado de uma membrana de suporte esticável tendo um primeiro lado e um segundo lado; montagem da referida membrana em um plano dentro de uma estrutura entre uma câmara de aquecimento definida em um lado da membrana, sendo o dito segundo lado da mesma, e uma câmara de recepção do artigo definida no outro lado da membrana, sendo o dito primeiro lado do mesmo; colocação de um artigo tridimensional a ser impresso em uma placa substancialmente plana posicionada substancialmente paralela ao dito plano, opcionalmente com um alojamento para o artigo sobre o mesmo, dentro da câmara de recepção do artigo; realização de uma etapa de termoconforma- ção e conformação á vácuo na qual há movimento relativo da placa em relação à membrana em uma direção perpendicular ao dito plano para ali- nhar o artigo com a imagem impressa sobre a membrana, e para colocar o artigo em contato íntimo com a membrana através do dito plano para a câ- mara de aquecimento, uma fonte de vácuo é aplicada à membrana a partir do outro lado, e é aplicado calor à membrana a partir do dito lado em uma primeira temperatura suficiente para amolecer a membrana, em que amembrana é enrolada termicamente e sob vácuo, pelo menos parcialmente,em torno do artigo com a membrana em contato íntimo com os pormenores da superfície do artigo; e uma etapa de difusão de corante no qual a radia- ção infravermelha é aplicada ao artigo com a membrana enrolada em torno dele utilizando pelo menos duas, e de preferência uma pluralidade superior a duas fontes infra-vermelhas para aquecer a membrana e a superfície sub- jacente do artigo sobre substancialmente um ângulo sólido semi-esférico uniformemente a uma temperatura superior à primeira temperatura e durante um tempo suficiente para fazer com que a imagem impressa se difunda para a superfície do artigo mas sendo insuficiente para danificar o artigo.

[0012] A etapa de impressão é preferivelmente realizada digitalmente utilizando uma impressora de cabeçote micro-piezo digital para formar a imagem na membrana de suporte como um padrão de pontos pixel de corante, mas podendo ser utilizada a impressão por gravura, serigrafia ou litografia.

[0013] Sem pretender ficar vinculado a esta explicação, a depositante acredita que quando a superfície do artigo é granular ou cristalina, por exemplo em um artigo feito de metal ou plástico, ou onde a superfície é fibrosa, por exemplo em um artigo têxtil, as fontes infravermelhas fazem com que a superfície se abra nas juntas de grão ou cristal ou entre as fibras para auxiliar a difusão do corante na superfície do artigo. Onde um artigo não tem tais juntas de grão ou juntas de cristal, por exemplo em um artigo de vidro, o corante não pode difundir-se prontamente na superfície, e assim, tais artigos são pré-tratados com um revestimento transparente de um ma- terial que exibe juntas de grão e assim permite a difusão do corante em tal revestimento.

[0014] O processo pode incluir uma ou mais das seguintes etapas: con- trole do calor no aparelho através do uso de defletor(es), ventilador (es) e / ou refletor (es), durante a etapa de conformação térmica e à vácuo. controledo calor no aparelho através do uso de defletor(es), ventilador (es) e / ou refletor (es), durante a etapa de difusão de corante. Controle do calor no aparelho ajustando a intensidade, a posição e / ou desligando intermiten- temente as fontes de calor infravermelho durante a etapa de conformação térmica e à vácuo. Controle do calor no aparelho ajustando a intensidade, aposição e / ou desligando intermitentemente as fontes de calor infraverme- lho durante a etapa de difusão de corante. Controle da posição de cada de- fletor, refletor ou ventilador em resposta ao retorno dos sensores de temperatura no aparelho. Controle da intensidade e / ou da posição das fontes de calor infra-vermelho em resposta ao retorno dos sensores de temperatura no aparelho. Manutenção da superfície do artigo entre uma temperatura mínima aceitável predeterminada e uma temperatura máxima aceitável predeterminada durante a etapa de conformação térmica e à vácuo. Manutenção da superfície do artigo entre uma temperatura mínima aceitável predeterminada e uma temperatura máxima aceitável predeterminada durante a etapa de difusão de corante. Formação da membrana de um filme com um revestimento aplicado no primeiro lado do filme, a imagem sendo impressa no revestimento. Adaptação do comprimento de onda (ou faixa de comprimentos de onda) usado para a membrana usada. Uso de uma membrana que é projetada para amolecer a membrana a baixa temperatura. Uso de uma membrana que é projetada para manter sua forma estrutural quando aquecida. Uso de uma membrana que é projetada para esticar de maneira consistente. Pre-tratamento do artigo com um revestimento adaptado ao corante usado. Pré-tratamento do artigo com um revestimento adaptado ao filme usado. Pré-tratamento do artigo com um revestimento adaptado ao revestimento usado no filme. Pré-tratamento do artigo com um revestimento adaptado ao comprimento de onda ou ao intervalo de comprimentos de onda da radiação infravermelha usada na câmara de aquecimento. A etapa de conformação térmica e à vácuo compreende: pausar ou desacelerar o movimento das placas quando o artigo está em torno de 0,2 mm a 1 cm da membrana, aplicação de um vácuo parcial no primeiro lado da membrana para puxar a membrana para alinhar com o artigo, em seguida, retomar o movimento da placa para passar o artigo através do dito plano, mantendo o leve vácuo. A etapa de conformação térmica e à vácuo compreende ain- da: criar um vácuo mais forte uma vez que o artigo esteja no lado da câma- ra de aquecimento do referido plano. A etapa de conformação térmica e à vácuo compreende ainda: manter o vácuo mais forte durante um período de tempo predeterminado enquanto o artigo está no lado da câmara de aquecimento do referido plano, reduzindo então o vácuo a uma resistência predeterminada inferior.

[0015] Em um segundo aspecto alternativo desta divulgação, é provido um aparelho para imprimir sobre um artigo tridimensional; compreendendoo aparelho: uma câmara de aquecimento, uma câmara de recepção de arti- go e uma estrutura adaptada para montar uma membrana de suporte esti- cável tendo um primeiro lado e um segundo lado em um plano que separa acâmara de aquecimento da câmara de recepção do artigo, tendo a mem- brana uma imagem impressa sobre seu primeiro lado; uma placa substancialmente plana posicionada substancialmente paralelamente ao dito plano dentro da câ- mara de recepção do artigo, tendo a placa opcionalmente um alojamento para um artigo sobre a mesma; um mecanismo para causar movimento relativo da placa em relação à membrana em uma direção perpendicular ao referido plano de modo a alinhar um artigo montado na placa com uma referida imagem impressa no primeiro lado de uma referida membrana retida na estrutura, e transportar o referido artigo em contato íntimo com a membrana através do referido plano para a câmara de aquecimento; uma fonte de vácuo associada à câmara de recepção do artigo e adaptada para aplicar um vácuo a uma membrana retida na estrutura a partir do lado da câmara de recepção do artigo, uma primeira fonte de calor na câmara de aquecimento adaptada para aplicar calor a uma membrana retida na estrutura a uma primeira temperatura suficiente para amolecer a membrana, em que para enrolar termicamente e à vácuo a membrana pelo menos parcialmente em torno do referido artigo com a membrana em contato íntimo com os porme-nores da superfície do artigo; e uma segunda fonte de calor na forma de radiação infravermelha, cuja segunda fonte de calor pode ser a mesma que a primeira fonte de calor, a dita segunda fonte de calor compreendendo pe- lo menos duas e, de um modo preferido, uma pluralidade superior a duas fontes infra-vermelhas adaptadas para aplicar radiação infravermelha ao referido artigo com a membrana enrolada em redor, sendo a segunda fonte de calor ajustável tanto quanto à posição como quanto ao aquecimento para permitir que aqueça a membrana e a superfície subjacente do artigo sobre substancialmente um ângulo sólido semi-esférico uniformemente a uma temperatura superior à primeira temperatura e por um tempo suficiente para fazer com que a imagem se difunda em forma líquida para a superfície do artigo mas sendo insuficiente para danificar o artigo.

[0016] O aparelho pode incluir uma ou mais das seguintes característi- cas: cada fonte de calor infra-vermelha é independentemente posicionável. Existem vários grupos de fontes de calor infra-vermelho, cada grupo sendo independentemente posicionável. Cada fonte de calor infra-vermelho pode ter sua intensidade ajustada. Há pelo menos um defletor para direcionar o calor dentro do aparelho. Há pelo menos um ventilador para direcionar o calor dentro do aparelho. Há pelo menos um refletor para direcionar o calor dentro do aparelho. Controle da intensidade e / ou da posição das fontes decalor infra-vermelho é controlável em resposta ao retorno de um sensor de temperatura no aparelho. O arranjo do defletor (es), refletor (es) e / ou ventilador (es) é controlável em resposta ao retorno de um sensor de temperatura no aparelho. O sensor de calor é um sensor infravermelho passivo. As informações de ou de cada sensor de calor são usadas para controlar a (s) posição (ões) da (s) fonte (s) de calor, defletores, ventiladores e / ou refletores. A informação de ou de cada sensor de calor é usada para controlar a intensidade da ou de cada fonte de calor. O arranjo de defletores, refletor (es) e / ou ventilador (es) e / ou a intensidade e / ou a posição das fontes de calor infravermelho é controlável a fim de manter a superfície do artigo entre uma temperatura mínima aceitável predeterminada e uma temperatura máxima aceitável predeterminada durante a etapa de conformação térmica e à vácuo. O arranjo de defletores, refletor (es) e / ou ventilador (es) e / ou a intensidade e / ou a posição das fontes de calor infravermelho é controlável a fim de manter a superfície do artigo entre uma temperatura mínima aceitável predeterminada e uma temperatura máxima aceitável predeterminada durante a etapa de difusão de corante.

[0017] A membrana de suporte compreende um filme, a imagem sendo impressa no primeiro lado do filme. A membrana de suporte compreende um filme com um revestimento aplicado no primeiro lado do filme, sendo a imagem impressa no revestimento. O comprimento de onda (ou faixa de comprimentos de onda) emitida pelas fontes de calor infra-vermelho é adaptado à membrana de suporte utilizada. A membrana de suporte é projetada para amolecer a baixa temperatura. A membrana de suporte é projetada para manter sua forma estrutural quando aquecida. A membrana de suporte é projetada para esticar de maneira consistente.

[0018] BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0019] Pode agora fazer-se referência a uma forma de concretização do aparelho de impressão descrito abaixo, a título de exemplo, apenas com referência aos desenhos anexos, em que:

[0020] A figura 1 mostra uma vista em corte do aparelho de impressão com um artigo a ser impresso na câmara de recepção do artigo.;

[0021] A figura 2 mostra uma vista em corte do aparelho de impressão da figura 1 com o artigo em uma posição levantada em contato com a membrana de suporte;

[0022] A figura 3 mostra uma porção do aparelho, na qual o artigo foi trazido para perto da membrana amolecida;

[0023] A figura 4 mostra uma porção do aparelho, na qual foi criado um vácuo parcial, fazendo com que a membrana amolecida entre em contato com o artigo.

[0024] DESCRIÇÃO DE CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS

[0025] Com referência à primeira figura 1, existe um aparelho de im- pressão 1 incluindo uma câmara de aquecimento 2 e uma câmara de re- cepção de artigos 3. A membrana de suporte 4 é montada em uma estrutu- ra 5 e encontra-se inicialmente em um plano que separa a câmara de aquecimento 2 e a câmara de recepção de artigos 3. O primeiro lado 6 da membrana 4 apresenta uma imagem digitalmente impressa, preferivelmen- te como um padrão de pontos pixel de corante utilizando uma impressora de cabeçote micro piezo digital. Alternativamente, a imagem pode ser pro- duzida por impressão de gravuras, serigrafia ou litografia. O artigo 7 a ser impresso ali é posicionado sobre uma placa substancialmente plana 8 montada em um plano substancialmente paralelo ao plano da membrana 4. Em algumas formas de concretização, o artigo 7 pode ser colocado em um alojamento (não representado) sobre a placa 8, o alojamento proporcionando suporte para o artigo durante o processo de impressão. A placa 8 é móvel e pode ser movida por qualquer meio adequado, incluindo, mas não limitado a, servo motores, dispositivos baseados em molas, dispositivos hidráulicos, dispositivos pneumáticos ou contrapesos.

[0026] O artigo 7, mostrado aqui para simplificar a ilustração como um simples bloco tridimensional sem qualquer relevo de superfície, pode assumir qualquer forma, incluindo, mas não limitado a, um sapato esportivo de lona, uma pistola de brinquedo com relevo de superfície intrincada ou um capacete de motocicleta.

[0027] A câmara de aquecimento 2 contém várias fontes infra-vermelhas, neste caso as lâmpadas infra-vermelhas 9. Nesta forma de con-cretização, as lâmpadas estão dispostas nos grupos 9a, 9b, 9c, etc., sendo cada grupo independentemente controlável. Além disso, cada lâmpada in- dividual 9 de um grupo pode ser controlável independentemente (tanto quanto à posição quanto à intensidade). Um sensor de calor 10, aqui um sensor PIR (Infravermelho passivo), monitora a temperatura da câmara de aquecimento e alimenta essa informação para um processador de dados (não mostrado). As lâmpadas 9, ventiladores motorizados 11 dentro da câmara 2, refletores (não visíveis nos desenhos) e defletores (omitidos dos desenhos para maior clareza), são todos controlados pelo processador de dados para manter a temperatura da câmara 2 dentro das temperaturas predeterminadas mínimas e máximas que foram consideradas ótimas para cada estágio do processo de impressão, dependendo da membrana usada, da tinta usada e da natureza do objeto a ser impresso. Quando aquecida, a câmara 2 é vedada, para que o ar circule, mas não escape. Ventiladores podem opcionalmente ser inseridos se desejado. Múltiplos sensores PIR 10 podem ser utilizados em diferentes áreas da câmara de aquecimento 2, conforme necessário, para obter uma melhor visão geral da temperatura em diferentes áreas da câmara. A temperatura ou faixa de temperatura requerido na câmara de aquecimento será determinada pela natureza do artigo 7 a ser impresso, pela natureza da membrana de suporte 4 utilizada e pela natureza da tinta que está sendo transferida.

[0028] A natureza precisa da membrana de suporte usada e da tinta usada pode ser escolhida para se adequar à natureza do artigo, à qualida- de do resultado desejado e ao orçamento da impressora, mas descobrimos que o uso do chamado "Filme de Sublimação 3D" "da Companhia Coreana, Songjeong Co., Ltd., com" tinta de sublimação ", e a chamada" tinta de sublimação” obtidas da American Company, J-Teck EUA, Inc., produz bons resultados, embora deva ser notado que a transferência de corante é, na verdade, por difusão e não por sublimação. Os versados na técnica de impressão por transferência poderão prontamente obter tintas e membranas alternativas, e, quando uma membrana exigir um revestimento adicional para receber a tinta, poderão obter revestimentos adequados. Imagens digi-tais podem ser impressas na membrana usando impressão convencional micro piezo.

[0029] Para imprimir sobre um artigo, o aparelho é montado substancialmente como mostrado na figura 1. Nesta fase, a membrana de suporte 4 adequada (nesta forma de concretização "filme de sublimação 3-D" da Songjeong Co., Ltd) já teve a imagem desejada impressa utilizando uma tinta apropriada (nesta forma de concretização "tinta de sublimação" J-Teck USA, Inc.) e a membrana 4 foi adequadamente fixada no aparelho utilizando a estrutura 5. O artigo 7 está posicionado na placa 8 na câmara de recepção de artigos 3.

[0030] A membrana 4 é aquecida usando lâmpadas Infravermelhas 9 para amolecê-la. Ela é aquecida durante 5-10 segundos até que esteja en- tre 50 e 87 ° C. Se uma membrana diferente fosse usada, haveria uma fai- xa de temperatura diferente ideal, e um tempo de aquecimento diferente poderia ser necessário. A temperatura da membrana 4 é monitorada pelo sensor PIR 10 durante este estágio e a informação é enviada para um pro- cessador de dados. Se for verificado que a membrana está aquecendo de forma irregular, ou a aquecendo demasiadamente depressa ou devagar demais, o processador de dados poderá ajustar as intensidades ou posi- ções de lâmpadas individuais 9 ou grupos de lâmpadas 9a, 9b etc. Quando a membrana 4 tiver sido adequadamente amolecida, a placa 8 elevará o artigo 7 a partir da sua posição na câmara de recepção 3, que é mais friado que a câmara de aquecimento, em sentido da membrana 4 em uma di- reção substancialmente perpendicular ao plano da membrana na sua estrutura, como mostrado na figura 2.

[0031] O movimento de placa 8 é pausado antes que o artigo faça con- tato com a membrana 4, quando a parte mais próxima do artigo à membra- na estiver em torno de 0,2mm a 1cm da membrana, como mostrado na figu-ra 3

[0032] Como mostrado na figura 4, o artigo 7 é mantido entre 0,2 mm e 1 cm abaixo da membrana amolecida 4 enquanto é criado um leve vácuo na câmara de retenção de artigo 3, o primeiro lado de retirada de vácuo 6 da membrana amolecida 4 para baixo em direção ao artigo 7 e em contato com a parte superior do artigo, causando o alinhamento preciso da imagem com o artigo 7. Deve-se notar que as figuras 3 e 4 não estão em escala, fazendo com que a curva na membrana pareça acentuada na Figura 4. O desenho é puramente ilustrativo; quando a membrana e o objeto estão apenas 0,2 mm-1cm um do outro, a curva causada na membrana pelo vácuo será bem mais suave. O movimento para cima de placa 8 é então retomado enquanto o leve vácuo é mantido, e a placa 8 move o artigo 7 através do plano no qual a membrana 4 originalmente está assentada e na câmara de aquecimento 2, fazendo com que o restante da membrana 4 enrole o artigo 7 em contato com ela. Agora que o artigo 7 está na câmara de aquecimento, a superfície do próprio artigo é aquecida através da membrana pelo conjunto de lâmpadas infravermelhas 8 dispostas substancialmente sobre um ângulo sólido semi-esférico. Um vácuo mais forte é causado, atraindo a membrana 4 em contato íntimo com o artigo. A combinação de conformação térmica e a vácuo permite um bom contato entre a membrana de suporte de corante e os pormenores de superfície do artigo, mesmo quando o artigo apresenta relevo superficial significativo. A combinação de contato próximo entre a membrana 4 e o artigo 7 e o aquecimento das lâmpadas 9 para uma temperatura mais elevada sob controle dos sensores PIR permitem que o corante se difunda para a superfície do artigo 7.

[0033] A depositante verificou que, embora o vácuo mais forte acima mencionado seja útil para arrastar a membrana de suporte para um contato íntimo com a superfície do artigo, é preferível manter apenas este vácuo mais forte durante cerca de 15 segundos, antes de reduzir a força do vá- cuo. Manter um vácuo mais fraco em toda a etapa de difusão do corante mantém a membrana em contato com o artigo, mas é menos provável que cause rasgos ou perfurações da membrana do que o forte vácuo inicial empregado durante a etapa de conformação térmica e à vácuo.

[0034] Como descrito, e representado na figura 4, a adopção pela depositante de um contato inicial entre a membrana 4 e o artigo 7 permite controlar com precisão o alinhamento da imagem no primeiro lado 6 da membrana com o artigo 7 de um modo simplesmente impossível com as técnicas anteriores de Neri, Howell e Hoggard discutidas acima.

[0035] A membrana 4 e a superfície do artigo 7 são aquecidas na câ- mara de aquecimento 2 durante um tempo e a uma temperatura que é sufi- ciente para fazer com que os pontos de pixel do corante se difundam na forma líquida para a superfície do artigo mas sendo insuficientes para dani- ficar o artigo. Quando o filme de Songjeong é usado em conjunto com a tin- ta de J- Teck, a temperatura da superfície deve ser mantida entre 120-170 ° C, mais preferencialmente entre 143-155 ° C, por 1-4 minutos.

[0036] O efeito de aquecimento da radiação infravermelha é sensível ao comprimento focal. Por conseguinte, a depositante dispõe as lâmpadas 9 ou grupos de lâmpadas 9a, 9b para poderem ser movidas para assegurar que a superfície do artigo 7 seja uniformemente aquecida. Se um objeto com uma forma complexa for impresso, o uso de defletores e refletores po- de garantir que uma temperatura uniforme da superfície ainda possa ser obtida. Ajustes de posição de lâmpadas, defletores, refletores e ventilado- res 11 podem ser feitos ao longo da etapa de difusão de tinta conforme ne- cessário. Como na etapa de conformação térmica e à vácuo, a temperatura ao longo desta etapa é monitorada por um (e de preferência mais de um) sensor PIR 9, e é alimentada a um processador de dados. O processadorde dados é acoplado às lâmpadas infra-vermelhas ou grupos de lâmpadas infravermelhas para ajustar sua posição e intensidade, conforme necessário. Como mostrado nas figuras 1 e 2, as lâmpadas infra-vermelhas 9 estão distribuídas em torno de substancialmente um ângulo sólido semi-esférico em torno do artigo 7 na sua posição dentro da câmara de aquecimento 2, tendo passado através do plano inicial da membrana.

[0037] É desejável conseguir uma transferência de corante eficaz sem aumentar muito a temperatura média do artigo 6, por uma série de razões. Em primeiro lugar, uma vez concluída a etapa de difusão de corante, o artigo e a membrana devem ser resfriados e a membrana 4 removida. A etapa de resfriamento pode levar algum tempo e, claramente, quanto maior a temperatura média do objeto, mais demorada será a etapa de resfriamento. Se uma temperatura muito alta for necessária por muito tempo, um processo pode ser inadequado para certos tipos de artigo, particularmente, mas não limitado a, plásticos que amolecem quando aquecidos e, portanto, po- dem distorcer.

[0038] Posicionamento da depositante cuidadoso de lâmpadas infravermelhas 9, ventiladores 10 (e defletores, refletores etc. para artigos com formas mais complexas) permite que eles aqueçam a membrana e a superfície externa do artigo durante a etapa de difusão da tinta sem aquecer demais todo o corpo do artigo. Além disso, o aquecimento inicial da membrana para a conformação térmica e a vácuo é realizado com o artigo no outro lado da membrana a partir da câmara de aquecimento e mantido de alguma forma afastado. Os métodos de impressão anteriores precisaram aquecer todo o artigo por períodos mais longos.

[0039] Resultados melhorados são obtidos ajustando-se o comprimento de onda (ou faixa de comprimentos de onda) emitida pelas lâmpadas de calor infra-vermelho 9 para a membrana de suporte 4 usada. Se a membra-na for mais suscetível à radiação usada, então uma eficiente transferência de corante poderá ser feita antes que a temperatura do objeto inteiro tenha tido a chance de aquecer demais.

[0040] Quando o artigo é revestido para receber corantes difundidos, o revestimento pode ser selecionado tendo em conta o comprimento de onda da radiação infravermelha, de modo que aqueça sem aquecimento significativo do material do artigo subjacente.

Claims (15)

1. Processo para impressão sobre um artigo (7) tridimensional, caracterizado pelo fato de que o processo compreender as etapas de: impressão de uma imagem em um primeiro lado (6) de uma membrana de suporte (4) esticável tendo um primeiro lado (6) e um segundo lado; montagem da referida membrana (4) em um plano dentro de uma estrutura (5) entre uma câmara de aquecimento (2) definida em um lado da membrana (4), sendo o dito segundo lado da mesma, e uma câmara de recepção do artigo (3) definida no outro lado da membrana (4), sendo o dito primeiro lado (6) do mesmo; colocação de um artigo (7) tridimensional a ser impresso em uma placa substancialmente plana (8) posicionada substancialmente paralela ao dito plano dentro da câmara de recepção do artigo (3); realização de uma etapa de termoconformação e conformação a vácuo na qual há movimento relativo da placa (8) em relação à membrana (4) em uma direção perpendicular ao dito plano para alinhar o artigo (7) com a imagem impressa sobre a membrana (4), e para colocar o artigo (7) em contato íntimo com a membrana (4) através do dito plano para a câmara de aquecimento (2), uma fonte de vácuo é aplicada à membrana (4) a partir do outro lado, e é aplicado calor à membrana (4) a partir do dito lado em uma primeira temperatura suficiente para amolecer a membrana (4), em que a membrana (4) é enrolada termicamente e sob vácuo, pelo menos parcialmente, em torno do artigo (7) com a membrana (4) em contato íntimo com os pormenores da superfície do artigo (7); e uma etapa de difusão de corante no qual a radiação infravermelha é aplicada ao artigo (7) com a membrana (4) enrolada em torno dele utilizando pelo menos duas, e de preferência uma pluralidade superior a duas fontes infravermelhas (9) para aquecer a membrana (4) e a superfície subjacente do artigo (7) sobre substancialmente um ângulo sólido semiesférico uniformemente a uma temperatura superior à primeira temperatura e durante um tempo suficiente para fazer com que a imagem impressa se difunda na forma líquida para a superfície do artigo (7) mas sendo insuficiente para danificar o artigo (7).

2. Processo para impressão sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a conformação térmica e à vácuo compreende: pausar ou desacelerar o movimento das placas quando o artigo (7) está de 0,2 mm a 1 cm em relação à membrana (4), aplicação de um vácuo parcial no primeiro lado (6) da membrana (4) para puxar a membrana (4) a fim de alinhar com o artigo (7), em seguida, retomada do movimento da placa (8) para passar o artigo (7) através do dito plano, mantendo o vácuo parcial.

3. Processo para impressão sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de conformação térmica e sob vácuo compreende ainda: criação de um vácuo mais forte do que o referido vácuo parcial uma vez que o artigo (7) se encontra no lado da câmara de aquecimento (2) do referido plano.

4. Processo para impressão sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a etapa de conformação térmica e sob vácuo compreende ainda: manutenção do vácuo mais forte durante um período de tempo predeterminado enquanto o artigo (7) está no lado da câmara de aquecimento (2) do referido plano e depois redução do vácuo para uma resistência predeterminada menor.

5. Processo para impressão sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o calor no aparelho é controlado alterando a intensidade e / ou a posição da /de cada fonte de calor, em resposta à informação proveniente de um sensor de calor (10).

6. Processo para impressão sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o calor no aparelho é controlado pelo uso de defletor (es) e / ou refletor(es) e / ou ventilador (es) (11), em resposta a informação proveniente de um sensor de calor (10).

7. Processo para impressão sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a membrana (4) tem um revestimento no dito primeiro lado (6) aderido ao restante da membrana (4), o revestimento sendo selecionado para receber dita imagem em dita etapa de impressão.

8. Processo para impressão sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a superfície adequada do artigo (7) tridimensional a ser impressa não pode receber a imagem impressa e em que é realizada uma etapa preliminar adicional para revestir o artigo (7) com um revestimento que adere à dita superfície adequada, dito revestimento da referida etapa preliminar sendo capaz de aceitar a imagem impressa por difusão no material do dito revestimento na referida etapa de difusão de corante.

9. Processo para impressão sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a placa substancialmente plana (8) possui um alojamento para o artigo (7) sobre a mesma.

10. Aparelho para impressão (1) sobre um artigo (7) tridimensional, conforme processo definido na reivindicação 1, compreendendo: uma câmara de aquecimento (2), uma câmara de recepção de artigo (3) e uma estrutura (5) adaptada para montar uma membrana de suporte (4) esticável tendo um primeiro lado (6) e um segundo lado em um plano que separa a câmara de aquecimento (2) da câmara de recepção do artigo (3), tendo a membrana (4) uma imagem impressa sobre seu primeiro lado (6); uma placa substancialmente plana (8) posicionada substancialmente paralelamente ao dito plano dentro da câmara de recepção do artigo (3); um mecanismo para causar movimento relativo da placa em relação à membrana (4) em uma direção perpendicular ao referido plano de modo a alinhar um artigo (7) montado na placa com uma referida imagem impressa no primeiro lado (6) de uma referida membrana (4) retida na estrutura (5), e transportar o referido artigo (7) em contato íntimo com a membrana (4) através do referido plano para a câmara de aquecimento (2); uma fonte de vácuo associada à câmara de recepção do artigo (3) e adaptada para aplicar um vácuo a uma membrana (4) retida na estrutura (5) a partir do lado da câmara de recepção do artigo (3), uma primeira fonte de calor na câmara de aquecimento (2) adaptada para aplicar calor a uma membrana (4) retida na estrutura (5) sob uma primeira temperatura suficiente para amolecer a membrana (4), caracterizado pelo fato de que dito mecanismo e dita primeira fonte de calor são adaptadas para operarem em relação à dita fonte de vácuo, a membrana (4) é enrolada termicamente e à vácuo pelo menos parcialmente em torno do referido artigo (7) com a membrana (4) em contato íntimo com os pormenores da superfície do artigo (7); e uma segunda fonte de calor é fornecida na forma de radiação infravermelha, cuja segunda fonte de calor pode ser a mesma que a primeira fonte de calor, a dita segunda fonte de calor compreendendo pelo menos duas e, de um modo preferido, uma pluralidade superior a duas fontes infravermelhas (9) adaptadas para aplicar radiação infravermelha ao referido artigo (7) com a membrana (4) enrolada em redor, sendo a segunda fonte de calor ajustável tanto quanto à posição como quanto ao aquecimento para permitir que aqueça a membrana (4) e a superfície subjacente do artigo (7) sobre substancialmente um ângulo sólido semiesférico uniformemente a uma temperatura superior à primeira temperatura e por um tempo suficiente para fazer com que a imagem se difunda em forma líquida para a superfície do artigo (7) mas sendo insuficiente para danificar o artigo (7).

11. Aparelho para impressão (1) sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o aparelho (1) compreende ainda defletor (es) e / ou refletor (es) e / ou ventilador (es) (11) para direcionar o calor no interior do aparelho (1).

12. Aparelho para impressão (1) sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o aparelho (1) compreende ainda pelo menos um sensor de calor (10), e a intensidade e / ou a posição da ou de cada fonte de calor é controlável em resposta ao retorno do ou de cada sensor de calor (10).

13. Aparelho para impressão (1) sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o aparelho (1) compreende ainda pelo menos um sensor de calor (10) e a intensidade do (s) ventilador (es) (11) e / ou a posição do (s) defletor (es) e / ou refletor (es) e / ou ventilador (es) (11) é (são) controlável(is) em resposta ao retorno do ou de cada sensor de calor (10).

14. Aparelho para impressão (1) sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que o mecanismo é adaptado para provocar dito movimento relativo em duas etapas, nomeadamente uma primeira fase que termina quando o artigo (7) se encontra de 0,2 mm a 1 cm da membrana (4) e uma segunda fase que começa quando a membrana (4) tiver sido puxada a fim de alinhar com o artigo (7) por um vácuo parcial criado pela referida fonte de vácuo no primeiro lado (6) da membrana (4) e termina quando o artigo (7) tiver passado através do referido plano.

15. Aparelho para impressão (1) sobre um artigo (7) tridimensional de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que a placa substancialmente plana (8) possui um alojamento para o artigo (7) sobre a mesma.

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