BRPI0904541B1 - processo para a produção de uma estrutura tridimensional - Google Patents

Abstract

processo e dispositivo para produçao de uma estrutura tridimensional sobre a superfície de um objeto. a presente invenção se refere a um processo e a um dispositivo para a produção de uma estrutura tridimensional (2) sobre pelo menos uma parte (5) de uma superfície (6) de um objeto (3). com um dispositivo de fornecimento (17) de um dispositivo de aplicação (4) controlado por um dispositivo de controle (9) são fornecidas gotas (12, 13) de uma massa formadora de estrutura (14) à superfície (6) do objeto (3). faz-se deslocar o objeto (3) e o dispositivo de aplicação (4) um em relação ao outro, sendo o objeto (3) mantido posicionado em um dispositivo de posicionamento (7) e sendo em seguida endurecida a estrutura tridimensional (2). a posição, o número e/ou o volume das gotas (12, 13) da massa formadora de estrutura (14) são determinados pelo dispositivo de controle (9) em função da estrutura tridimensional (2) em um plano paralelo a uma superfície de apoio (25) do dispositivo de posicionamento (7) para o objeto (3) em diferentes direções, assim como na direção transversal ao plano. o dispositivo de controle controla o fornecimento das gotas (12, 13) por meio do dispositivo de fornecimento (17) do dispositivo de aplicação (4, 19), de modo que as gotas são fornecidas à superfície (6) do objeto (3) de modo posicionado.

Description

PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UMA ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL A presente invenção se refere a um processo e a um dispositivo para a produção de uma estrutura tridimensional pelo menos sobre uma parte de uma superfície de um objeto de acordo com o sentido geral das reivindicações 1 e 31.

Durante a fabricação de produtos com componentes que têm superfícies de configuração tridimensional, especialmente componentes de cerâmica, tais como, por exemplo, azulejos, ladrilhos, componentes de madeira, devido à multiplicidade de produtos existentes é necessária diversificar mais os produtos, para conseguir se afirmar no mercado. Os fabricantes apostam fazendo variar a aparência dos produtos que se manifesta através de uma variedade na coloração. Tenta-se, por exemplo, hoje em dia, imitar materiais naturais como granito, mármore, cerâmica, madeira, tecido, juntamente com as suas características estruturais tridimensionais. Outros exemplos para a ampliação da faixa de ofertas no caso de azulejos de cerâmica consistem em se conferir um antiderrapante ou uma aplicação de efeitos de brilho assim como a aplicação de granulados.

As propostas, com as quais se tenta atingir esta diversificação são variadas. No caso da produção de azulejos ou na produção de placas de resina de melamina, por exemplo, utilizam-se ferramentas de prensagem dotadas com superfícies estruturadas, para dotar os produtos já na sua forma bruta com uma estrutura. São também empregadas máquinas de deposição de granulado para se dotar a superfície com uma estrutura ou para conferir efeitos de brilho, empregando-se também uma etapa adicional de serigrafia com rotação com malhas de uma largura relativamente maior. O emprego de ferramentas de prensagem estruturadas é um caminho perfeitamente accessível para grandes números de peças, no entanto não é isento de inconvenientes. A produção de uma ferramenta de prensagem é muito cara e uma tal forma não permite nenhuma variação na estrutura da superfície dos azulejos. A serigrafia com rotação é bastante interessante devido aos seus números muito grandes, mas neste caso também a estrutura somente pode ser alterada de modo muito limitado. O emprego de máquinas de deposição de granulado é uma solução para a aplicação, por exemplo, de um revestimento antiderrapante, mas não pode ser obtida nenhuma estrutura definida na superfície dos objetos.

Além disso, são conhecidos muitos dispositivos e processos estéreo-litográficos, tais como, por exemplo, os do documento DE 3 588 184 T2. Tais processos funcionam aproximadamente de tal modo, que um polímero foto-endurecedor (fotopolímero) é endurecido por um laser controlado por computador em camadas delgadas em um banho. Depois do endurecimento de uma camada deste modo produzida esta camada é ainda mergulhada no líquido em banho e manobrada para uma posição, que se encontra abaixo da precedente de um valor de uma espessura de camada. em seguida o laser se desloca para a nova camada sobre as superfícies, que devem ser endurecidas. Depois do endurecimento, produz-se a seguinte etapa, de modo que se produz gradualmente um modelo tridimensional. Tais tipos de técnicas são empregados em Rapid Prototyping no desenvolvimento de produtos ou em Rapid Manufacturing para a produção de séries pequenas (especialmente no campo da técnica médica). É possível se enviar dados de 3D-CAD diretamente a um dispositivo de estéreo-litografia, para ter em mãos depois de um período de tempo relativamente breve um protótipo do modelo CAD. Um emprego destas técnicas na indústria de cerâmica ou para a aplicação de uma estrutura tridimensional sobre um objeto até agora não é conhecido e na verdade não é praticável para uma alta velocidade de criação necessária para uma produção em série. A presente invenção tem por objetivo a proposição de um processo e de um dispositivo para a criação de estruturas tridimensionais sobre uma superfície de um objeto, de um azulejo de cerâmica, por exemplo, que garante uma multiplicidade de possíveis estruturas acompanhada de uma flexibilidade grande e uma velocidade de produção o mais possível elevada, podendo-se chamar a atenção adicionalmente para os baixos custos de produção.

Este objetivo é atingido com este processo, fazendo-se com que a posição, o número e/ou o volume das gotas da massa formadora de estrutura seja determinada pelo dispositivo de controle em função da estrutura tridimensional em um plano paralelo à superfície de apoio do dispositivo de posicionamento para o objeto em diferentes direções, assim como na direção transversal ao plano, sendo fornecidas as gotas por meio do dispositivo de fornecimento do dispositivo de aplicação à superfície do objetivo de modo posicionado.

Com a presente invenção é possível se aplicar estruturas complexas em um tempo curto e com uma precisão elevada pelo menos sobre uma parte da superfície de um objeto. A flexibilidade desse processo digital é muito alta, a seleção dos motivos possíveis e aplicáveis é praticamente infinita. É possível, sem grandes e dispendiosas medidas de conversão e preparação produzir séries menores ou conjuntos de muitos objetos de modo econômico e rápido. Desejos especiais de clientes podem ser realizados rapidamente e de modo personalizado. É possível uma aplicação na área da indústria de mobiliário, podendo ser criada dentre outras uma estrutura de madeira sobre uma superfície lisa (tal como sobre placas de MDF, placas de melamina, por exemplo) para aplicação em móveis, portas, janelas, componentes de fachadas e semelhantes. Uma outra área de aplicação se abre com a produção de estruturas de efeito tal como, por exemplo, em uma imagem lenticular. Tais imagens permitem efeitos em 3D sem a utilização de óculos de 3D, podendo também ser obtido um efeito de alteração de imagem por alteração do ângulo de observação. A presente invenção coloca à disposição da produção de azulejos de cerâmica um dispositivo para a criação de uma estrutura tridimensional sobre uma superfície de um objeto, dispositivo este que apresenta um dispositivo de aplicação dotado com pelo menos uma cabeça de pressão, tendo um dispositivo de transporte para o transporte do objeto na direção do dispositivo de aplicação, com um dispositivo de endurecimento e com um dispositivo de controle para o controle do dispositivo de aplicação do dispositivo de transporte e do dispositivo de endurecimento, sendo caracterizado pelo fato da corrente de massa da massa formadora de estrutura que sai de pelo menos uma cabeça de pressão do dispositivo de aplicação poder ser controlada em função da altura a ser formada.

De acordo com uma primeira modalidade do processo de acordo com a presente invenção é previsto que durante a aplicação das gotas se produza um movimento relativo contínuo e unidirecional entre o dispositivo de fornecimento e o objeto. Deste modo pode ser produzido um percurso qualquer espacial e plano da estrutura tridimensional.

Uma outra medida vantajosa consiste no fato das gotas se produzirem durante um movimento contínuo do dispositivo de fornecimento ou do dispositivo de aplicação em relação ao objeto, sendo em seguida interrompido o fornecimento das gotas pelo dispositivo de aplicação e sendo o objeto deslocado de uma medida predeterminada transversalmente à direção do movimento precedente entre o dispositivo de fornecimento, ou do dispositivo de aplicação, e o objeto, sendo em seguida outras gotas da massa formadora de estrutura aplicadas pelo dispositivo de aplicação sobre a superfície do objeto. Deste modo é vantajosamente possível se operar com as cabeças denominadas de pressão de scanner e se virar com um número muito pequeno de dispositivos de fornecimento. Além disso, pode ser obtida, com uma defasagem no tempo maior entre a aplicação de gotas justapostas, ou sobrepostas na estrutura tridimensional, uma construção da estrutura exata na direção transversal à superfície de apoio, especialmente em relação a um formato de seção transversal previsto da estrutura.

Além disso, é também possível se aplicar as gotas da massa formadora de estrutura para a estrutura tridimensional somente em uma única etapa sobre a superfície do objeto de preferência de modo contínuo. Deste modo pode ser assegurado um fluxo contínuo de material na produção. É vantajoso também um procedimento em que o volume das gotas é determinado, em função da altura da estrutura tridimensional em uma direção que se estende transversalmente, de preferência perpendicularmente, à superfície de apoio do dispositivo de posicionamento. É também vantajoso, neste caso, que a velocidade de processamento durante a aplicação e a produção da estruturação tridimensional, possa ser conservada mesmo quando a altura que se estende transversalmente, ou perpendicularmente, à superfície de apoio do dispositivo de posicionamento é extremamente diferente.

Um fornecimento das gotas da massa formadora de estrutura sem problemas pode, no entanto, também ser obtido fazendo-se com que o volume das gotas da massa formadora de estrutura seja determinada com o emprego de dispositivos de fornecimento para o fornecimento de gotas com diferentes volumes da massa formadora de estrutura.

Um fornecimento extremamente variável de gotas com volumes diferentes é obtido fazendo-se com que o volume das gotas da massa formadora de estrutura seja produzido por meio do controle de um dispositivo de descarga do dispositivo de fornecimento.

De acordo com a presente invenção, a altura da estrutura tridimensional que se estende perpendicularmente à superfície de apoio pode ser produzida fazendo-se variar o número das gotas da massa formadora de estrutura por unidade de superfície da superfície do objeto. Isto permite um acúmulo rápido de uma estrutura tridimensional configurada de modo muito variável em uma única etapa.

Faz-se variar o volume das gotas da massa formadora de estrutura por meio do controle, através do dispositivo de controle, de pelo menos um dos comandos do dispositivo de descarga citados a seguir, tais como de um comando piezelétrico, de um comando de válvula jato, de um comando eletrostático, de um térmico ou de um acústico ou de um excitador. Estes tipos de cabeças de pressão são convencionais, e já testados na indústria, sendo assim a disponibilidade destes tipos de processos aumentada na produção em massa.

Pode-se produzir a variação do volume das gotas da massa formadora de estrutura também por uma combinação de dispositivos de fornecimento para o fornecimento da massa formadora de estrutura com diferentes volumes de gotas, podendo assim ser obtidas, mesmo a uma distância mais curta, diferenças maiores de altura na massa formadora de estrutura.

Uma outra variante de processo pode prever que a estrutura tridimensional a ser criada seja atribuída a um motivo figurativo predeterminado tendo uma ou mais cores. Deste modo pode ser produzido um número praticamente infinito de padrões de figuras e de estruturas.

De acordo com presente invenção, a altura da estrutura tridimensional a ser criada e que se estende transversalmente à superfície de apoio para objeto pode ser extraída de um extrato de cores ou de uma combinação matemática de muitos extratos de cores de um motivo figurativo de muitas cores. Há a possibilidade, portanto, de se derivar das informações sobre as cores de uma imagem bidimensional um modelo de altura, não sendo assim necessário um modelo 3D separado.

Para se aumentar a flexibilidade pode, no entanto, também ser previsto que a altura da estrutura tridimensional a ser produzida e que se estende transversalmente à superfície de apoio para o objeto é extraída de um modelo CAD tridimensional. Deste pode podem ser produzidas de modo rápido e eficiente estruturas como imagens lenticulares, por exemplo.

Em um aperfeiçoamento da presente invenção antes da criação da estrutura tridimensional o motivo figurativo predeterminado de uma cor ou de muitas cores pode ser aplicado sobre a superfície do objeto. Neste caso também é exemplar uma produção rápida e eficiente de imagens lenticulares ou vitrificação de efeito.

Em uma modalidade vantajosa adicional de processo, pode ser previsto que, depois da criação da estrutura tridimensional, o motivo figurativo predeterminado de uma cor ou de muitas cores seja aplicado sobre a superfície da estrutura tridimensional. Deste modo a estrutura predeterminada pode ser dotada de modo rápido e vantajoso com informações de cor, tal como, por exemplo, uma estrutura de mármore ou de madeira. de acordo com a presente invenção, o motivo figurativo predeterminado de uma cor ou de muitas cores pode ser aplicado por meio de um dispositivo de aplicação para gotas consistindo em fluidos dotados com pigmentos ao objeto ou à estrutura tridimensional, podendo ser ainda mais aproveitados os dispositivos de impressão de imagem já presentes economizando-se os custos. A presente invenção pode prever que a aplicação do motivo figurativo e a aplicação da estrutura tridimensional sejam de tal modo adaptados entre si, que o motivo figurativo e a estrutura tridimensional sejam dispostos em sobreposição, sendo obtida uma alta qualidade de produto. A adaptação por sobreposição da aplicação do motivo figurativo e da estrutura tridimensional pode se produzir para um resultado preciso utilizando-se um sinal de medição de um dispositivo sensor atribuído ao dispositivo de aplicação.

Este dispositivo sensor pode captar com uma precisão necessária para a indústria, a posição e/ou o formato geométrico do objeto. É vantajoso para o processo de acordo com a presente invenção quando a massa formadora de estrutura é constituída por um componente de baixa viscosidade e um de alta viscosidade, uma vez que o componente de alta viscosidade necessário para a formação da estrutura tridimensional pode ser simplesmente transportado e descarregado pelo fluido.

Para o processo para a produção da estrutura tridimensional é adequada uma massa formadora de estrutura em que o componente de baixa viscosidade consiste em um fluido e o componente de alta viscosidade seja constituído por uma partícula inorgânica, uma vez que as partículas inorgânicas podem ser simplesmente adaptadas aos substratos sobre os quais é aplicada a massa formadora de estrutura.

De acordo uma outra variante do processo de acordo com a presente invenção pode ser previsto fazer com que a massa formadora de estrutura para a criação da estrutura tridimensional apresente uma suspensão ou uma dispersão de materiais cerâmicos ou de silicato. Deste modo com o endurecimento desta massa obtém-se uma resistência que corresponde à do objeto dotado com a estrutura.

De acordo com a presente invenção também é possível ainda, fazer-se com que a massa formadora de estrutura apresente para a criação da estrutura tridimensional uma mistura de monômeros iniciadores que pode ser endurecida por radiação. Deste modo podem ser obtidas estruturas econômicas de grande exatidão. A massa formadora de estrutura empregada para a produção de estrutura tridimensional pode, para reduzir o tempo de processamento, ser transparente opaca e/ou colorida. Deste modo pode ser obtida uma melhor adaptação das temperaturas de cores diferentes e configurações de substratos diferentes, especialmente a processos de endurecimentos diferentes, tais como, por exemplo, à luz ultravioleta.

Em um aperfeiçoamento preferido da presente invenção, para se aumentar a qualidade de acabamento, pode se produzir uma estabilização da massa formadora de estrutura aplicada dentro do período de tempo entre a aplicação e endurecimento.

De acordo com a presente invenção, a estabilização pode se produzir, de um modo econômico, por separação dos componentes da massa formadora de estrutura aplicada de baixa viscosidade dos de alta viscosidade devido a um efeito de capilaridade da superfície do objeto.

Uma outra modalidade vantajosa da presente invenção pode prever que o endurecimento da estrutura tridimensional criada, se produza por meio de radiação infravermelha e/ou ultravioleta e/ou por feixe de elétrons. Estas medidas ou suas combinações concorrem para um resultado de alto valor qualitativo e direcionado durante o endurecimento dependendo do caso de aplicação.

Em uma outra modalidade construtiva preferida da presente invenção pode ser previsto se fazer com que o endurecimento da estrutura tridimensional produzida resulte da sinterização ou de tratamento com fogo a temperaturas acima do ponto de amolecimento das partículas inorgânicas na massa formadora de estrutura. Deste modo pode ser produzido uma vitrificação resistente de modo econômico e rápido.

Para um endurecimento ideal da massa formadora de estrutura aplicada, pode ser previsto se fazer com que o endurecimento da estrutura tridimensional produzida ocorra em um único processo de endurecimento ou em muitos processos de endurecimento iguais ou diferentes sucessivos.

De acordo com o processo da presente invenção a superfície do objeto pode ser projetada lisa ou pré-estruturada. Deste pode ser assegurada, além disso, uma grande flexibilidade. O objetivo de acordo com a presente invenção é atingido, no entanto, também independentemente com um dispositivo para a criação de uma estrutura tridimensional sobre pelo menos uma parte de uma superfície de um objeto com um dispositivo de aplicação em que o dispositivo de controle controla as gotas da massa formadora de estrutura proveniente de pelo menos um dispositivo de fornecimento do dispositivo de aplicação em função do progresso e da altura da estrutura tridimensional a ser formada transversalmente, especialmente perpendicularmente, à superfície de apoio. Deste modo, com um sistema já preparado na produção de massa para a aplicação das massas com o qual se pode combinar componentes de dispositivos empregados de tecnologias de produção em massa conhecidas para a aplicação de massas para a produção de estruturas que se estendem em qualquer direção espacial e qualquer direção superficial.

Pode ser previsto fazer com que o dispositivo de controle de tal modo controla o dispositivo de aplicação e/ou o dispositivo de posicionamento para o seu movimento relativo mútuo, que a estrutura tridimensional pode ser produzida em um único movimento contínuo e/ou unidirecional sobre pelo menos uma parte da superfície do objeto. Com esta medida pode se produzir uma formação rápida e econômica da estrutura tridimensional.

De acordo com uma outra variante construtiva da presente invenção pode ser previsto se fazer com que o dispositivo de aplicação abranja um dispositivo de fornecimento dotado com uma multiplicidade de bocais aos quais é atribuído um dispositivo de descarga. Este dispositivo de aplicação digital, frequentemente empregado na indústria, permite um emprego flexível e rápido, podendo a estrutura tridimensional a ser produzida ser rapidamente alterada ou trocada. Pode-se também cogitar se fazer o dispositivo de fornecimento ser estacionário, ao passo que o objeto, durante a formação da estrutura tridimensional, é deslocado. Também se pode cogitar, no entanto, em uma variante em que o objeto durante a formação da estrutura tridimensional permaneça imóvel, enquanto o dispositivo de aplicação se desloca ao longo do objeto. O dispositivo de descarga do dispositivo de fornecimento de um modo aceito na indústria pode abranger pelo menos um dos comandos dados a seguir tais como um comando piezelétrico, um comando de válvula jato, um comando eletrostático, térmico ou acústico.

Em uma outra modalidade construtiva da presente invenção pode ser previsto também de um modo provado na indústria que o dispositivo de fornecimento apresente um comando de jato contínuo de tinta.

Para se obter um processo de formação de estrutura rápido pode ser previsto fazer-se com que os bocais do dispositivo de fornecimento do dispositivo de aplicação sejam dispostos pelo menos em toda a largura da parte do objeto destinada a ser dotada com a estrutura tridimensional (arranjos de bocais).

Para se aumentar ainda mais a velocidade de formação da estrutura os bocais do dispositivo de fornecimento podem ser dispostos em uma multiplicidade de carreiras um atrás do outro.

De acordo com a presente invenção o dispositivo de endurecimento pode apresentar irradiadores de infravermelho e/ou irradiadores de feixes de elétrons e/ou irradiadores de ultravioleta. Assim para cada finalidade de emprego, ou para cada tipo de material da massa formadora de estrutura possa ser empregado o processo de endurecimento mais apropriado.

Em uma outra modalidade construtiva preferida da presente invenção pode ser previsto se fazer com que seja disposto ao longo do dispositivo de posicionamento projetado em forma de um dispositivo de transporte para a estrutura tridimensional um dispositivo de aplicação que aplica um motivo armazenado no dispositivo de controle e tendo uma cor ou muitas cores, sobre o objeto ou sobre a estrutura tridimensional. Deste modo é possível se produzir, de modo econômico e rápido, imitações em 3D de estruturas de granito, por exemplo, ou imagens de efeito.

Para se aumentar a eficiência e reduzir a complexidade do dispositivo, pode ser previsto se fazer com que o dispositivo de controle seja associado com o dispositivo de aplicação de um modo tal, que o motivo figurativo, que tem uma cor ou muitas cores, armazenado no dispositivo de controle e/ou no dispositivo de processamento e/ou reconhecimento de dados de imagens, seja legível ou possa ser neste convertido.

Uma outra variante vantajosa pode prever, que uma informação para a altura da estrutura tridimensional a ser produzida possa ser extraída do extrato de cores ou de uma combinação matemática de muitos extratos de cores de um motivo figurativo de muitas cores. É possível se derivar das informações de cores de uma imagem bidimensional um modelo de altura, não sendo necessário um modelo em 3D separado.

Para se aumentar a aplicabilidade multifacetada do dispositivo pode ser previsto, fazer-se com que uma informação da altura da estrutura tridimensional a ser produzida possa ser extraída de um modelo tridimensional CAD. A precisão e a qualidade do produto final podem ser aumentadas se fazendo prever um dispositivo sensor, por meio de cujo sinal podem ser adaptados um ao outro a aplicação do motivo figurativo e a aplicação da estrutura tridimensional.

Este dispositivo sensor pode ser um sensor de posição frequentemente empregado em aplicações industriais.

Resultados de medição precisos e com alta confiabilidade podem ser obtidos com sensores de posição ótico-eletrônicos. A presente invenção será descrita com mais detalhes com recurso aos desenhos: Neles: a Figura 1 mostra uma visão geral esquemática de um dispositivo de acordo com a presente invenção para a produção de uma estrutura tridimensional em uma superfície de um objeto; a Figura 2 mostra uma representação ampliada do dispositivo de fornecimento do dispositivo de aplicação em uma ilustração esquemática simplificada consoante a seção II na Figura 1; a Figura 3 mostra uma representação ampliada dos dispositivos de fornecimento do dispositivo de aplicação em uma representação esquemática ampliada consoante a seção III na Figura 1; a Figura 4 mostra uma representação esquemática de uma imagem lenticular a Figura 5 mostra um objeto com uma estrutura tridimensional aplicada de acordo com a presente invenção em uma representação esquemática muito simplificada; a Figura 6 mostra o objeto dotado com a estrutura vista de frente, recortada e em representação muito simplificada consoantes as linhas VI-VI na Figura 5; a Figura 7 mostra o objeto dotado com a estrutura visto de frente recortado e em representação muito simplificada, consoante as linhas VII-VII na Figura 5; a Figura 8 mostra o objeto dotado com a estrutura visto de frente recortado e muito simplificado, consoante as linhas VIII-VIII na Figura 5; a Figura 9 mostra o objeto de acordo com a Figura 5 em uma representação esquemática simplificada com gotas da massa dispostas sobrepostas para a produção da estrutura tridimensional; a Figura 10 mostra uma vista geral esquemática de uma outra variante de um dispositivo de acordo com a presente invenção para a produção de uma estrutura tridimensional sobre uma superfície de um objeto.

Em primeiro lugar, deve ficar subentendido que nas modalidades descritas de modo diferente componentes iguais são dotados com os mesmos números de referência ou com as mesmas indicações de componentes, e as divulgações contidas em todo o relatório, consequentemente podem ser transferidas para os mesmos componentes com os mesmos números de referência ou com mesmas indicações de componentes. Outrossim, os dados quanto a posição escolhidos no relatório, tais como, por exemplo, acima, abaixo, lateralmente etc., são referentes à figura imediatamente descrita e ilustrada e no caso de uma alteração de posição naturalmente transferidas para a nova posição. Além disso, as características individuais ou combinações de características de exemplos de modalidades diferentes mostradas e descritas representam soluções próprias independentes, inventivas ou de acordo com a presente invenção.

No tocante aos dados para as faixas de valores na descrição da presente invenção devem ficar subentendido que abrangem estas todas e quaisquer faixas parciais, tal como o dado 1 a 10 deve ser compreendido como faixas parciais totais, a partir do limite inferior 1 e até e inclusive o limite superior 10, isto é, a faixa parcial total começa com um limite inferior de 1 ou mais e termina em um limite superior de 10 ou menos, tal como, por exemplo, 1 a 1,7, ou 3,2 a 8,1 ou 5,5 a 10. O exemplo de modalidade da presente invenção ilustrado nas Figuras 1 a 4 abrange um dispositivo 1 para a produção de uma estrutura tridimensional 2 na superfície de um objeto 3.

No exemplo de modalidade da presente invenção ilustrado é empregado o dispositivo 1 de acordo com a presente invenção para a produção de uma estrutura tridimensional 2 por meio de um dispositivo de aplicação 4 sobre pelo menos uma parte 5 de uma superfície 6 do objeto 3, tal como, por exemplo, uma imagem lenticular, um motivo espacial, uma régua decorativa, uma madeira com veios, tal como, por exemplo, em uma placa de MDF, placas de melamina u componente de vidro, compensado, folheado, placa de material sintético, cartão ou semelhantes. O objeto 3 é fornecido a um dispositivo de posicionamento 7 projetado, por exemplo, em forma de um dispositivo de transporte de um ou mais eixos. Este dispositivo de posicionamento 7 pode ser formado, por exemplo, por um sistema de acionamento por correia 8, habitual na indústria de cerâmica, que é comandado por um motor, por um motor assíncrono, por exemplo, que é regulado, por exemplo, através de um reajustador de freqüência.

Além disso, para o controle do dispositivo 1 é disposto um dispositivo de controle 9, que também pode abranger um dispositivo de processamento e/ou reconhecimento de dados de imagem 10, integrado a este sistema de controle ou ligado a ele, para um motivo 11 e/ou a estrutura tridimensional 2.

Ao longo do sistema de comando por correia 8, o dispositivo de aplicação 4 é disposto juntamente com um dispositivo de fornecimento 17, que também é ilustrado esquematicamente, para a aplicação da estrutura tridimensional por meio do fornecimento de gotas 12 e 13 de uma massa formadora de estrutura 14, que pode ser constituída, por exemplo, por um fluido 16 - Figura 2 -misturado com partículas inorgânicas 15.

Este dispositivo de aplicação 4 pode ser precedido na direção de transporte 18 do objeto 3 por um outro dispositivo de aplicação 19, por exemplo. Este dispositivo de aplicação adicional 19 também é dotado com um dispositivo de fornecimento 17, de preferência, no entanto, com uma multiplicidade de dispositivos de fornecimento 17, sendo com estes dispositivos de fornecimento 17 fornecidos as gotas 20, 21 de um fluido 23 misturado com pigmentos inorgânicos 22 - Figura 3.

Os pigmentos 22 podem ser diferentes, conforme é indicado esquematicamente na Figura 3 no caso dos dois dispositivos de fornecimento 17, e justamente de acordo com as cores desejadas, tais como, por exemplo, branco, ciano, magenta etc., de modo que podem ser fornecidas gotas de uma ou de muitas cores para a produção de uma imagem ou de um motivo 11 de uma cor ou de muitas cores. Além disso, o objeto 3 é conduzido para os dispositivos de aplicação 4 e 19 ou embaixo destes por meio do dispositivo de posicionamento 7 projetado, por exemplo, em forma de um sistema de comando por correias 8.

Naturalmente é também possível se fazer com que o dispositivo de aplicação 19 para a aplicação de um motivo 11 seja disposto, na direção do transporte 18 do dispositivo de posicionamento 7, depois do dispositivo de aplicação 4 para a aplicação da estrutura tridimensional 2. O dispositivo de posicionamento 7 pode ser constituído por um sistema de comando de correia 8, uma esteira sobre rolos de avanço, uma esteira transportadora ou uma mesa de coordenadas de muitos eixos com elementos adequados para manter de modo posicionado o objeto 3, por meio de vácuo, por exemplo. Para o posicionamento do objeto 3 na região dos dispositivos de aplicação 4, 19, o dispositivo de posicionamento 7 é dotado com uma superfície de apoio 25 com a qual o objeto 3, no plano que se estende paralelamente à superfície de apoio 25 nas duas direções espaciais 26, 27, pode ser fixado, ou no caso de uma modalidade adequada do dispositivo de posicionamento 7 pode também ser deslocado. O movimento se produz predominantemente na direção do avanço correspondendo à direção de transporte 18 e por este motivo o objeto 3 é conduzido em todo o seu trajeto de modo posicionado sob os dispositivos de aplicação 4, 19. Se o objeto 3 for deslocado com o dispositivo de posicionamento 7 somente na direção espacial 27, o percurso da estrutura tridimensional 2 na direção espacial 26 é controlado pelo controle adequado dos dispositivos de fornecimento 17 para o fornecimento de gotas 12 e 13 da massa formadora de estrutura 14.

Conforme é mostrado melhor nas Figuras 2 e 4, através do número das gotas 12, 13 fornecidas - como ainda será explicado em detalhes mais tarde - sobre uma unidade superficial do objeto 3 ou através de um volume diferente das gotas 12 e 13 na direção espacial 28, pode ser produzida, portanto, a altura da estrutura transversalmente, ou perpendicularmente, à superfície de apoio 25.

Os dispositivos de aplicação 4 e 19 podem neste caso ser projetados, por exemplo, em forma de instalações de uma única passada, sendo nestas instalações dispostos de modo estacionário muitos dispositivos de fornecimento 17 que se estendem em toda a largura máxima a ser revestida de um objeto 3. Neste caso é possível se aplicar em toda a largura de um objeto 3 a ser impresso, ou da sua parte 5 a ser impressa, na superfície 6 totalmente a massa formadora de estrutura 14 desejada, ou as cores desejadas para a criação do motivo 11. Para a impressão do motivo 11 podem principalmente ser atribuído um ou mais dispositivos de fornecimento 17 para cada uma das cores ciano, magenta, amarelo e negro, assim como, caso desejado, ainda para a cor branca e/ou pata a aplicação de diversas camadas de proteção ou de brilho. A massa formadora de estrutura 14 pode também ser transparente. No entanto, também é possível se prever dispositivos de fornecimento 17 adicionais pelos quais podem ser fornecidos massas formadoras de estrutura 14, massas estas que coloridas com uma cor adequada podem ser aproveitados para a produção de estruturas tridimensionais 2 transparentes ou opacas.

Alternativamente, no entanto, é também possível se projetar o dispositivo de fornecimento 17 para a aplicação captada por varredura de gotas de fluido, de modo que podem ser aplicadas as diferentes cores e eventualmente a cor branca e/ou camadas transparentes e/ou de proteção. Neste caso os dispositivos de fornecimento 17 se estendem sobre uma parte da largura da parte 5 a ser impressa da superfície 6 do objeto 3, sendo a cor aplicada em listas, enquanto um movimento transversal à direção longitudinal do objeto 3 a ser impresso. O objeto 23 a ser impresso depois de ca impulso transversal do dispositivo de fornecimento 17 deslocado imediatamente para frente em toda a sua largura juntamente com o dispositivo de posicionamento 7 de uma medida predeterminada na direção de transporte 18.

Além disso, é também possível se empregar dispositivos de fornecimento 17 em que as gotas da massa 14 ou do fluido 16 dotado com partículas 15, depois da saída do dispositivo de fornecimento 17, serem de tal modo desviadas, através de um campo eletromagnético, que elas atingem o ponto correto do objeto 3 a ser impresso.

No caso do objeto 3 sobre o qual deve ser aplicada a massa 14 ou o motivo 11, pode se tratar de materiais diferentes, tal como, por exemplo, materiais do tipo de laminados de papel, material sintético, metal, têxtil, madeira ou semelhantes ou se trata de um velo, redes e semelhantes, mas também de material em forma de placas e de material em foram de tira a partir dos materiais citados. É especialmente possível se imprimir ou se aplicar uma estrutura tridimensional 2 sobre material em forma de placas ou componentes de laminado de madeira, assim como imprimir ou se aplicar uma estrutura tridimensional 2 sobre estrutura de madeira, cerâmica tais como componentes cerâmicos diversos em forma de produto queimado ou como peça bruta, pedras naturais ou outros materiais naturais, tais como esteiras, redes, velo ou couro e materiais de construção em geral, tal como, por exemplo, placas de gesso e cartão, componentes de gesso ou semelhantes. O dispositivo sensor 29, 30, ligado com o dispositivo de controle 9 pode ser disposto antes da aplicação de um motivo 11 com o dispositivo de aplicação 19 e/ou antes da aplicação da estrutura tridimensional 2 sobre pelo menos uma parte 5 da superfície 6 do objeto 3, podendo com este dispositivo sensor 29, 30 ser captada de modo vantajoso a posição e a medição do objeto 3 ou da parte 5 da superfície 6 do objeto 3, devendo sobre este ser aplicado um motivo 11 e/ou uma estrutura tridimensional 2. Naturalmente é também possível, se posicionar adequadamente o objeto 3 já durante a aplicação no sistema de comando de correia 8 ou do dispositivo de posicionamento 7 se apoiar com a posição exata ou sobre um porta-ferramenta ou suporte de ferramenta adequado. Deste modo fica garantido que a estrutura tridimensional 2 a ser produzida, caso seja desejado, também pode ser orientada ou aplicada com sobreposição com o motivo 11, mais exatamente com precisão sobre o objeto 3, ou o azulejo de cerâmica ou sobre a peça bruta. Este dispositivo sensor 29, 30 pode, por exemplo, consistir em um dispositivo de medição a laser ou qualquer outro dispositivo de reconhecimento tal como, por exemplo, uma câmera, que transmite o sinal de medição ao dispositivo de controle 9.

Além disso, caso seja necessário, cada dispositivo de aplicação 4 ou 19 ou todos eles e/ou os seus dispositivos de fornecimento 17 podem apresentar dispositivos sensores 29, 30 com os quais pode ser captada pelo menos uma parte das informações sobre a imagem existente no objeto 3, ou sobre um motivo 11 ou sobre uma estrutura tridimensional 2 ou sobre uma marcação qualquer aplicada no objeto 3, podendo estas informações então serem avaliadas. Deste modo é possível fazer-se com que, no caso da aplicação desencontrada no tempo, por exemplo, de um motivo 11 e de uma estrutura tridimensional 2, se proceda a uma exata atribuição e reconhecimento dos objetos 3 conduzidos, por exemplo, em seguida ao dispositivo de aplicação 4 ou 19, e se assegurar de que cada objeto 3 pode ter atribuído de modo exato o motivo 11 correto ou as outras partes do motivo 11 ou a estrutura tridimensional 2 ou partes desta estrutura tridimensional 2. Deste modo é possível fazer-se com que com a elaboração deslocada no tempo dos objetos 3 ou quando os objetos são conduzidos em uma ordem diferente para dispositivos de aplicação diversos 4 e 19, sejam evitadas trocas e se efetuem reconhecimentos exatos .

Naturalmente estes dispositivos sensores 29, 30 são ligados através das linhas de controle 31 com o dispositivo de controle 9 central ou com o dispositivo de processamento e/ou reconhecimento de dados de imagem.

Através das linhas de controle 31 (indicadas com linhas tracejadas) são também ligados com o dispositivo de controle 9 os outros componentes do dispositivo tal como, por exemplo, um comando 32 para o dispositivo de posicionamento 7 ou o dispositivo de impulsão do dispositivo de posicionamento, tal como, por exemplo, do sistema de correia 8 assim como um entre os dispositivos de aplicação 4 ou 19 ou dispositivos de secagem 33 e/ou dispositivos de endurecimento 34 dispostos depois de um ou de ambos destes dispositivos. Entre os dispositivos de aplicação 4, 19 ou entre o dispositivo de secagem 33 e o dispositivo de aplicação 4 seguinte e/ou entre o dispositivo de aplicação 4 e o dispositivo de endurecimento 34 disposto depois dele ou este dispositivo de endurecimento 34 disposto depois dele na direção do transporte 18, podem ser dispostos trechos de resfriamento 35 contendo cada um deles comprimento 36 adaptado a condições respectivas.

Além disso o dispositivo de controle 9 é ligado com os dispositivos de aplicação 4, 19 ou com os seus dispositivos de fornecimento 17 e capta os dados de imagem para o motivo 11, que extrai ou processa, de preferência, no dispositivo de processamento e/ou reconhecimento de dados de imagem 10, ou os fornece. Neste dispositivo de processamento e/ou reconhecimento de dados de imagem 10 os dados de imagem dos motivos 11 individuais assim como dados do progresso e da formação espacial da estrutura tridimensional 2 podem ser extraídos separadamente ou associados entre si. O dispositivo de controle 9 ou o dispositivo de processamento e/ou reconhecimento de dados de imagem 10 pode, no entanto, também calcular as informações necessárias para o progresso da estrutura tridimensional 2 nas direções espaciais 26, 27, 28 de um plano, assim como transversalmente ao plano, a partir de um extrato de cores ou de uma combinação matemática de muitos extratos de cores.

Este cálculo dos dados de controle para o controle dos dispositivos de fornecimento 17 do dispositivo de aplicação 4 e 19 pode se produzir já antes do início do processo de produção. No entanto também é possível efetuar este cálculo dinâmico (“on the fly”) isto é, portanto, de modo contínuo durante a produção ou a elaboração do objeto 3 .

Para a aplicação das gotas 12 e 13, tanto no tocante ao número de gotas que são fornecidas sobre uma unidade superficial da superfície 6 do objeto 3 como também no tocante ao volume individual de gotas, são atribuídos aos bocais do dispositivo de fornecimento 17 dispositivos de descarga 37 individuais, que são controlados no tocante à altura da estrutura tridimensional 2 que se estende transversalmente, ou perpendicularmente, à superfície de apoio 25 para fornecer uma quantidade menor ou maior de gotas 12 e 13 à superfície 6 do objeto 3. No entanto, também é possível se dispor uma multiplicidade de dispositivos de fornecimento 17 contíguas ou desencontradas entre si, ou se dispor estes transversalmente à direção da seta que corresponde ao dispositivo de impulsão ou de transporte, para se prever uma solução adequadamente alta durante o fornecimento das gotas 12 e 13 da massa formadora de estrutura 14 ou do fluido 16 dotado com partículas 15, conforme é escrito com detalhes, por exemplo, na descrição de WO 2006/084614 A e em AT 512 317 A da mesma requerente, que é incorporada ao presente documento. Os dispositivos de descarga 37 podem ser dotados com um comando tal como um comando piezelétrico, com um comando de válvula jato, um comando eletrostático, térmico ou acústico.

Também é possível se empregar um comando de jato contínuo de tinta.

Os bocais individuais dos dispositivos de fornecimento 17 podem também ser dispostos um atrás do outro em muitas carreiras.

Como dispositivos sensores 29, 30 podem ser empregados especialmente sensores de posição ou de preferência sensores de posição ótico-eletrônicos.

Naturalmente é também possível se empregar um outro tipo de sensores, tais como, por exemplo, caixas de luz de alta resolução, sistemas de câmeras, dispositivos de reconhecimento e sensores táteis, antenas, por exemplo, ou semelhantes. Estes podem ser projetados para tatear a estrutura tridimensional 2 ou uma parte dela, ou para reconhecer os motivos 11 ou marcações ou marcações tridimensionais para a identificação dos objetos individuais 2 ou os motivos 11 atribuídos a estes objetos ou a serem aplicados ou estruturas tridimensionais 2.

Conforme mostra ainda a Figura 4, os dispositivos de fornecimento 17 ilustrados na figura podem ser de tal modo dispostos ou configurados, que eles aplicam sobre uma largura 3 8 do objeto 3 tanto gotas de fluido 20, 21 para aplicação do motivo 24, com o dispositivo de aplicação, por exemplo, como também para a aplicação da massa formadora de estrutura 14 por meio das gotas 12 e 13 com o dispositivo de aplicação 4.

No exemplo de concretização mostrado, é produzido durante o percurso do objeto 3, por exemplo em toda a superfície que se estende paralela à superfície de apoio 25 voltada para os dispositivos de aplicação 4 e 19, um motivo 24 por aplicação das gotas 20, 21. A estrutura tridimensional 2 é formada no exemplo de concretização, por exemplo, por elevações 39 semicilíndricas que se estendem transversalmente à direção de transporte 18 do objeto 3. Estas elevações 39 podem criar, por exemplo, tal como as já citadas lentes nas imagens lenticulares, diferentes efeitos óticos em conexão com o motivo 24 subjacente. Estas elevações 39 apresentam neste caso uma altura 40, que neste caso tem uma altura igual à largura total 38.

Naturalmente é também possível se executar as elevações tendo diferentes alturas, tanto na sua extensão na direção do transporte 18 como também em sua altura 40 que se estende na direção espacial 28.

Com o processo de acordo com a presente invenção é possível se produzir esta altura por aplicações sucessivas de gotas 12, 13 eventualmente com diferentes volumes e um número diferente por unidade superficial - conforme será explicado com mais detalhes abaixo com referência às Figuras 5 a 9. Para acelerar a formação da altura da estrutura ou a formação da altura 40 das elevações 39 é também possível se prever entre os dispositivos de fornecimento 17 individuais dispositivos de secagem 33 e/ou dispositivos de endurecimento 34 respectivos.

Nas Figuras 5 a 9 serão agora explicados com mais detalhes as possibilidades do processo de acordo com a presente invenção para a produção de um motivo 24 ou de uma estrutura tridimensional 2.

Para tal fim é mostrada uma estrutura tridimensional abaulada, que se estende parcialmente na direção espacial 26 e em seguida na direção espacial 27, e que apresenta na direção espacial diferentes alturas 40, 41, 42.

Da ilustração na Figura 6 pode se ver que a seção transversal da estrutura tridimensional 2 é formada por uma multiplicidade de gotas 12 com um volume muito pequeno, sendo estas gotas ou a estrutura tridimensional imediatamente sobre uma parte 43 de uma superfície 44 do objeto 3 aplicadas. O progresso da estrutura 2 no plano formado pelas direções espaciais 26 e 27 é determinado de modo exato pelo fornecimento controlado das gotas 12 no sistema de coordenadas formado pelas direções espaciais 26, 27. Por este motivo, conforme ilustrado na Figura 9, por exemplo, é aplicada uma série de gotas 12 ao longo da coordenada 45 na direção espacial 26 e na direção espacial nos pontos de interseção da coordenada 45 com a coordenada 46.

Conforme se pode ver na Figura 6, para a produção da estrutura tridimensional 2 é necessário um número elevado de gotas 12 com volume pequeno 12, para poder ser produzida a altura 40. Por outro lado, a ilustração na Figura 7 mostra que a altura 41 da estrutura tridimensional 2 também pode ser produzida por um número menor de gotas 13 com um maior volume. Neste caso também as gotas 13 individuais são aplicadas, correspondendo ao sistema de coordenadas definido pelas direções espaciais 26 e 27, sobre o objeto ou pelo menos uma parte 43 da superfície 44.

Neste exemplo de concretização, além disso, é mostrado que as gotas 20, 21 podem ser aplicadas posteriormente, isto é, depois da aplicação da estrutura tridimensional 2, ou das gotas 13 sobre a estrutura tridimensional assim produzida para formar o motivo 24. O progresso da superfície ou a seção transversal e a configuração da superfície da estrutura tridimensional 2 com uma superfície lisa ou pré-estruturada ou áspera pode ser controlada de modo exato pelo número e pelo volume e pela disposição das gotas individuais 12, 13, 20, 21 dentro de certas condições em diferentes direções espaciais 26, 27 28 nas posições individuais desencontradas entre si.

Também é possível, se prever a superfície 44 do objeto 3 como sendo lisa ou pré-estruturada ou dotada com uma aspereza adequada. A visão geral das Figuras 5 a 8 mostra que podem ser produzidas formatos de seção transversal diferentes da estrutura tridimensional 2. A seção transversal da estrutura tridimensional 2 na Figura 7 tem uma configuração um tanto semicilíndrica, ao passo que a estrutura tridimensional 2 na Figura 8 apresenta uma seção transversal quadrada. Neste caso também, como aliás é também ilustrado esquematicamente na Figura 7, a superfície total do objeto 3 assim com a estrutura tridimensional 2 que é também produzida com gotas 13 com um volume maior, revestida com gotas 20, 21 do dispositivo de aplicação 19 para a aplicação de um fluido 23 dotado com pigmentos 22 para a formação de um motivo 24. Somente como complemento deve se citar que o motivo 24 na Figura 5 é ilustrado somente na região parcial da estrutura tridimensional 2.

Na Figura 9 é ainda mostrado esquematicamente que a altura 40, 41, 42 da estrutura tridimensional 2 depende do número por unidade superficial 47, e do volume das gotas 13. A unidade superficial 47 é neste caso definida por um comprimento 48 e uma largura 49.

Com o dispositivo de controle 9 pode ser predefinido agora, recorrendo-se a altura desejada 40, 41, 42 da estrutura tridimensional 2, cujo volume deve ser aplicado com as gotas 12 para se obter a altura 40, 41, 42 desejada. Neste caso utilizando-se algoritmos adequados ou valores obtidos, deve se levar em conta que o volume parcial destas gotas 12, 13, é perdido por reação, por evaporação e deve ser aplicado, portanto, um volume maior para se medir adequadamente o volume necessário, especialmente das partículas inorgânicas 15 introduzidas da massa formadora de estrutura 14.

Naturalmente é possível se medir depois da aplicação de um volume determinado da massa 14, especialmente depois do processo de secagem ou pré-endurecimento ou endurecimento, a altura 40, 41, 42 da estrutura tridimensional 2, para produzir eventualmente por meio de dispositivos de aplicação subseqüentes 4 a altura desejada 40,41, 42.

Com alturas 40, 41, 42 maiores pode ter sido provado necessário, depois da aplicação de um número determinado de gotas 12, 13 conduzir-se pelo menos uma secagem intermediária ou uma fixação, antes de se aplicar as gotas 12, 13 adicionais da massa 14. Neste caso não é essencial se empregar um processo de uma única passada ou um processo de varredura para a aplicação das gotas 12, 13. É essencial se determinar, no entanto, que por aplicação do número das gotas 12, 13 sobre a unidade superficial 47, 50 deve ficar subentendido que muitas camadas de gotas 12, 13 são aplicadas sobre a unidade superficial 47 uma sobre a outra, na direção do eixo espacial 28, portanto, ou da altura 40, 41, 42, e deste modo com o número das gotas 12, 13 na unidade superficial 47 se altera proporcionalmente a altura 40, 41, 42.

Embora nos exemplos de concretização acima, a aplicação de estruturas tridimensionais 2 é mostrada sobre objetos 3 planos, incide naturalmente no âmbito da invenção estruturas tais como em forma de bastão, e de outros objetos 3 ou elementos de suporte de outros tipos que podem ser aplicados sobre materiais de núcleos perdidos ou descartáveis, eventualmente depois de uma aplicação anterior de uma camada de meio de separação para produzir uma forma espacial qualquer, por exemplo, também formatos espaciais abaulados de elementos em forma de bastão tendo uma espessura variando no comprimento ou peças brutas para um processo subsequente de endurecimento ou queima. O processo da presente invenção pode ser empregado, de preferência, para a produção de peças brutas na indústria de cerâmica ou para a produção de peças brutas para um processo de queima subsequente, tal como, por exemplo, de componentes de vidro ou estruturas tridimensionais 2 a serem aplicadas sobre componentes de vidro. Principalmente na produção de azulejos de cerâmica provou ser vantajoso quando os objetos 3 a serem revestidos e dotados com a estrutura tridimensional 2, são deslocados em todo o comprimento, ficando os dispositivos de aplicação 4 ou 19 estacionários. Uma multiplicidade de dispositivos de fornecimento 17 de um tal dispositivo de aplicação 4 ou 19 dispostos um atrás do permitem, por exemplo, uma altura de estrutura maior. A altura de estrutura desejada ou a altura 40 a 42 pode, no entanto, ser obtida em vez desses ou em adição a esses, fazendo-se variar o tamanho ou o volume das gotas 12, 13 ou o número de gotas por unidade superficial 47. Fazendo-se as gotas individuais 12, 13 se sobreporem, eventualmente com diferentes volumes, é possível também se obter de modo preciso um progresso de estrutura desejado ou uma altura 40 a 42 desejada da estrutura.

Para que no interior dos dispositivos de aplicação 4 e 19 não se crie uma sedimentação da massa formadora de estrutura 14, e se produza uma obturação dos bocais, podem ser empregadas diversas medidas conhecidas por si, tais como agitadores e/ou um dispositivo de circulação no interior do sistema de condução. Além disso seria aconselhável se lavar periodicamente os bocais.

Como massa formadora de estrutura 14 pode ser aplicada uma resina de um componente que endurece por irradiação com ultravioleta. Depois da formação da estrutura tridimensional 2 o objeto 3, o azulejo de cerâmica, por exemplo, ou a placa de vidro revestida com a estrutura tridimensional 2, pode ser levado por meio do dispositivo de posicionamento 7 para o dispositivo de endurecimento 34. O dispositivo de endurecimento 34 pode abranger um irradiador de ultravioleta e/ou de infravermelho e/ou de feixe de elétrons, ou um laser.

Caso se empregue um irradiador de ultravioleta, por exemplo, no caso de uma resina de um componente que endurece por ultravioleta a estrutura tridimensional 2 aplicada se solidifica. Depois do endurecimento, o objeto estruturado 3 ou depois da queima da peça bruta em um azulejo de cerâmica, este é ainda transportado ao longo de um trecho de resfriamento 35, sendo então levado finalmente ao acondicionamento ou ao controle de qualidade. O curso do processo de acordo com a presente invenção para a aplicação de uma estrutura tridimensional 2 sobre um objeto 3 com o dispositivo 1 mostrado na Figura 1 pode agora se produzir como descrito abaixo.

Com o dispositivo de aplicação 19 pode ser aplicado um motivo 11 ou 24 predeterminado e armazenado no dispositivo de processamento e/ou reconhecimento de dados de imagem 10 sobre a superfície 6, 44 do objeto 3, por meio da aplicação de gotas individuais 20,21, com o emprego da técnica de impressão de jato de tinta conhecida ou como o dispositivo e o procedimento já descrito acima. O objeto 3 neste caso, conforme se pode ver na Figura 4 é dirigido de modo exato sobre a superfície de apoio 25, por exemplo, do dispositivo de posicionamento 7, de preferência nas direções espaciais 26, 27 e 28.

Depois do objeto 3 ter sido deslocado em todo o seu trajeto juntamente com o dispositivo de posicionamento 7 ou com o sistema de correias 8 sob o dispositivo de aplicação 19, o objeto pode ser secado e/ou endurecido, dependendo do fluido 23 empregado, com um dispositivo de secagem 33, com uma lâmpada de UV, por exemplo, ou outras irradiações de energia adequadas.

Naturalmente é também possível dispor-se o objeto 3 de modo estacionário no dispositivo de posicionamento 7, fazendo-se deslocar o dispositivo de aplicação 19 em relação ao objeto 3.

Com a continuação do movimento do objeto 3 com o dispositivo de posicionamento 7 na direção de transporte 18, imediatamente antes da aplicação da estrutura tridimensional 2 sobre o objeto é testada, de preferência, com o dispositivo sensor 29 e 30, a sua posição ou se determina qual a estrutura tridimensional 2 deve ser aplicada sobre o motivo 11 anteriormente aplicado sobre o objeto 3 com o dispositivo de aplicação 4. Os dados adequados são então colocados à disposição pelo dispositivo de processamento e/ou de reconhecimento de dados de imagem 10 ou pelo dispositivo de controle 9 do dispositivo de aplicação 4, e durante a continuação do movimento relativo entre o dispositivo de aplicação 4 e o objeto 3 é aplicada a estrutura tridimensional 2 por fornecimento das gotas 12 e 13 com os dispositivos de fornecimento 17. Neste caso é agora, por exemplo, possível, conforme se pode ver melhor na Figura 4 aplicar esta estrutura tridimensional 2 somente sobre uma parte 5 da superfície 6 do objeto 3 ou sobre o motivo 24 ou 11 anteriormente aplicado. No presente exemplo de concretização o dispositivo de aplicação 4 ou seus dispositivos de fornecimento 17 se estendem em toda a largura 3 8 do objeto 3 ou da parte 5 do objeto 3 sobre o qual é aplicada a estrutura tridimensional 2.

Neste caso a estrutura tridimensional 2 apresenta na direção de transporte 18 diferentes alturas, portanto distâncias da superfície 6 transversais à superfície de apoio 25 e portanto na direção espacial 38, apresentando consequentemente uma altura diferente. Isso se produz por um controle adequado das gotas 12, 13 a serem fornecidas para a unidade superficial ou o seu volume através da cooperação do dispositivo de controle 9 com o dispositivo de processamento e/ou reconhecimento de dados de imagem 10 assim como com os dispositivos de fornecimento 17 do dispositivo de aplicação 4.

Depois de se ter aplicado a estrutura tridimensional 2 sobre o objeto, este continua a se deslocar e com o dispositivo de secagem 33 pode secar a massa aplicada 14 que consiste em um fluido 16 e partículas orgânicas 15, ou eventualmente fazê-la endurecer.

Um endurecimento é principalmente possível naquele caso em que as partículas inorgânicas, são constituídas, por exemplo, por frita de vidro, pó de vidro, ou óxido de alumínio, pó cerâmico ou, por exemplo, pó de metais de baixo ponto de fusão. A aplicação da massa formadora de estrutura 14 sobre o objeto 3 se produz, de preferência, durante o movimento de avanço contínuo do objeto 32. A altura de estrutura desejada pode ser adaptada de modo exato à medida desejada, fazendo-se variar o tamanho das gotas e o número de gotas por unidade superficial, por um milímetro quadrado ou por um centímetro quadrado, por exemplo. Como as gotas individuais durante a aplicação em sobreposição, se sobrepõem pelo menos em algumas regiões ou na área de borda, é ainda possível produzir, de preferência, uma superfície plana ou mesmo uma superfície lisa abaulado por aplicação de gotas individuais. É preferível que seja aplicada uma massa formadora de estrutura 14, uma resina de um componente que endurece por UV, por exemplo. No presente caso, a estrutura tridimensional 2 é produzida, por exemplo, pela formação de lentes semicilíndricas paralelas contíguas visando se obter uma estrutura de efeito tridimensional. O dispositivo de secagem pode ser constituído por um irradiador de UV e/ou de IV e/ou de feixe de elétrons ou pode também consistir, por exemplo, em um laser ou semelhante. NO exemplo de concretização presente é empregado somente um irradiador de UV, de modo que a estrutura tridimensional que é constituída por uma resina de um componente que endurece por UV endurece. depois dos endurecimento o objeto 3 que está agora estruturado, por exemplo, um azulejo de cerâmica, um painel de vidro, um componente de madeira natural ou uma placa revestida com um laminado natural é ainda mais transportada ao longo de um trecho de resfriamento 35 tendo um comprimento 36. Em seguida, eventualmente depois de um controle de qualidade adequado, ele pode ser acondicionado ou ser ainda transportado para uma subsequente elaboração. A preparação dos dados para a aplicação das gotas 12 e 13 adequadas da massa formadora de estrutura 10 pode se produzir com os sistemas de processamento de dados conhecidos do estado da técnica, sendo decompostas (interlace) neles as imagens em todas as três direções espaciais em faixas delgadas, sendo então produzidas estas alternadamente uma do lado da outra por fornecimento das gotas correspondentes 12, 13 sobre o objeto 3 com o dispositivo de aplicação 4.

Na Figura 10 é mostrada uma outra modalidade, eventualmente independente, do dispositivo 1 para a produção da estrutura tridimensional 2, sendo empregados novamente para componentes iguais números de referência ou indicações de componentes iguais, como nas Figuras 1 - 9 acima. Para se evitar uma repetição desnecessária indica-se ou se refere à descrição detalhada nas Figuras precedentes.

Conforme já indicado acima e como ilustrado esquematicamente de modo muito simplificado na Figura 10, é também possível se produzir objetos 3 como elementos de forma livre tendo uma extensão qualquer em qualquer direção espacial.

Neste caso, conforme ilustrado na Figura 10 provou ser vantajoso se fazer o objeto 3 sair do movimento relativo entre o objeto 3 e o dispositivo de aplicação 1 ou o dispositivo de fornecimento 17 consoante a seta dupla para a direção de transporte e se fazer o mesmo girar ao redor de um eixo que se estende de preferência paralelamente à direção de transporte 18, para criar um elemento tridimensional ou um objeto 3 tridimensional formado nas direções quaisquer espaciais tais como, por exemplo, 26, 27, 28.

Em um dispositivo 1 deste tipo o objeto 3 pode ser produzido sobre um elemento de suporte 50 - que em seguida pode permanecer como um componente dos objeto 3, ou ser formado sobre um núcleo denominado perdido. A estrutura tridimensional 3 é produzida, eventualmente depois da aplicação de um agente de separação sobre este elemento de suporte 50 por aplicação de gotas 12, 13 de uma massa 14. As gotas 12, 13 podem neste caso, conforme explicado com recurso às figuras precedentes também ter um volume diferente e ser produzido a partir de fluidos 16, 22 diferentes com partículas 15 ou pigmentos 22 diferentes neles misturados.

Para agora se poder produzir de modo adequado este elemento de forma livre, de acordo com a presente invenção também é possível de modo vantajoso se fazer deslocar tanto o dispositivo de aplicação 4 como também o objeto 3 em quaisquer direções espaciais 26, 27, 28 entre si,k para poder produzir este elemento de forma livre ou uma estrutura tridimensional complexa.

Portanto é possível, por exemplo, se fazer o dispositivo de aplicação 4 juntamente com o dispositivo de fornecimento 17 se deslocar nas direções de transporte 18 indicadas pela seta dupla ao longo do elemento de suporte 50 e então ou em seguida intermitentemente fazer girar o objeto 3 ou o elemento de suporte 50 ao redor de um eixo de rotação 51 que corresponde à seta 52. Além disso, é, no entanto, também possível se fazer deslocar contínua ou intermitentemente o dispositivo de aplicação 4 ou o dispositivo de fornecimento 17 através de arranjos de guia 53 na direção da seta 54 transversalmente ao elemento de suporte 50.

De modo análogo, é também possível, de modo ajustado através do dispositivo de controle 9 se deslocar o dispositivo de aplicação 4 ou o dispositivo de fornecimento 17 e/ou o elemento de suporte 50 um em relação ao outro, por exemplo, na direção espacial 28 consoante as setas 54, e se deslocar um em relação ao outro, por exemplo, na direção espacial 26 consoante as setas 55. Deste modo é possível, por um lado se ajustar uma distância 56 entre a superfície 6 do objeto 3 e o dispositivo de fornecimento 17 para uma medida desejada ótima para a aplicação e disposição das gotas 12, 13 e por outro lado é possível se ajustar posições transversais ao elemento de suporte 50 entre a superfície 6 do objeto 3 e o dispositivo de fornecimento 17.

Por meio de comandos 57 que podem ser constituídos por meios conhecidos do estado da técnica tais como, por exemplo, arranjos de êmbolos e cilindros, motores de manobra gradual e semelhantes, o elemento de suporte 50 ou o dispositivo de aplicação 4 podem ser deslocados nas diversas direções espaciais sobre os arranjos de guia 58, 53. Portanto é possível que o elemento de suporte 50 e o dispositivo de aplicação 4 também podem ser deslocados através do seu próprio comando 57 um em relação ao outro nas direções espaciais iguais 26, 27, 28. O controle e o posicionamento do comando 57 pode se produzir, conforme indicado esquematicamente por linhas finas, através de linhas através do dispositivo de controle central 9.

Os dados para o fornecimento das gotas 12, 13 com o dispositivo de fornecimento 17 podem além disso ser armazenados, processados e preparados em um dispositivo de processamento e/ou reconhecimento de dados de imagem, de modo que as gotas correspondentes 12, 13 podem ser aplicadas para a formação do objeto 3 sobre a sua superfície 6 ou a superfície do elemento de suporte 50 com um posicionamento preciso.

Os exemplos de concretização mostram variantes de concretização possíveis do dispositivo 1 para a produção da estrutura tridimensional 2, devendo-se neste ponto se observar que a presente invenção não se limita às variantes de concretização especialmente ilustradas, mas são possíveis também diversas combinações das variantes de concretização individuais e esta possibilidade de variação com base nas instruções para o tratamento técnico, através da presente invenção está ao alcance do conhecimento dos versados na técnica desta área técnica. Portanto também todas as variantes de concretização, que são possíveis pela combinação de detalhes individuais da variante de concretização ilustrada e descrita, incidem no âmbito da invenção.

Por motivos de ordem, deve-se observar que para uma melhor compreensão da construção do dispositivo 1 para a produção da estrutura tridimensional 2 este ou seus componentes foram ilustrados fora de escala e/ou ampliados e/ou reduzidos. O objetivo que serve de base para as soluções independentes da presente invenção pode ser deduzido da descrição.

As modalidades apresentadas individualmente nas Figuras 1, 4, 9 e 10 podem principalmente constituir o objeto das soluções independentes de acordo com a presente invenção. Os objetivos e soluções de acordo com a presente invenção referentes a estas concretizações devem ser deduzidos das descrições detalhadas destas figuras.

Lista de referências 1 Dispositivo para a criação de estruturas tridimensionais 2 Estrutura tridimensional 3 Objeto 4 Dispositivo de aplicação 5 Parte 6 Superfície 7 Dispositivo de posicionamento 8 Sistema de correias 9 Dispositivo de controle 10 Dispositivo de processamento e/ou de reconhecimento de dados de imagem 11 Motivo 12 Gota 13 Gota 14 Massa 15 Partícula 16 Fluido 17 Dispositivo de fornecimento 18 Direção do transporte 19 Dispositivo de aplicação 20 Gota 21 Gota 22 Pigmento 23 Fluido 24 Motivo 25 Superfície de apoio 26 Direção espacial 27 Direção espacial 28 Direção espacial 29 Dispositivo sensor 30 Dispositivo sensor 31 Linha de controle 32 Comando 33 Dispositivo de secagem 34 Dispositivo de endurecimento 35 Trecho de resfriamento 36 Comprimento 37 Dispositivo de descarga 38 Largura 39 Elevação 40 Altura 41 Altura 42 Altura 43 Parte 44 Superfície 45 Coordenada 46 Coordenada 47 Unidade de superfície 48 Comprimento 49 Largura 50 Elemento de suporte 51 Eixo de rotação 52 Seta 53 Arranjo de guia 54 Seta 55 Seta 56 Distância 57 Comando 58 Arranjo de guia REIVINDICAÇÕES

Claims (28)

1. Processo para a produção de uma estrutura tridimensional (2) sobre pelo menos uma parte (5) de uma superfície (6) de um objeto (3), em que com um dispositivo de fornecimento (17) de um dispositivo de aplicação (4) controlado por um dispositivo de controle (9) são fornecidas gotas (12, 13) de uma massa formadora de estrutura (14) para a superfície (6) do objeto (3) , e o objeto (3) e o dispositivo de aplicação (4) são deslocados um em relação ao outro, sendo o objeto (3) mantido posicionado em um dispositivo de posicionamento (7) e fazendo-se em seguida endurecer a estrutura tridimensional (2), em que a posição, o número de gotas (12, 13) e/ou o volume (em que a posição, o número e/ou o volume das gotas) da massa formadora de estrutura (14) são determinados por meio do dispositivo de controle (9) em função da estrutura tridimensional (2) em um plano paralelo a uma superfície de apoio (25) do dispositivo de posicionamento (7) para o objeto (3) em diferentes direções, assim como na direção transversal ao plano, e as gotas (12, 13) são fornecidas por meio do dispositivo de fornecimento (17) do dispositivo de aplicação (4,19) à superfície (6) do objeto (3) de modo posicionado caracterizado pelo fato de que a estrutura tridimensional gerada é uma estrutura tridimensional com diversas camadas de gotas (12,13) aplicadas umas sobre as outras, ou seja, na direção de um eixo espacial (28) ou de uma altura (40, 41, 42) e de a altura (40) que se estende perpendicularmente à superfície de apoio (25) da estrutura tridimensional (2) é produzida pela variação do número de gotas da massa formadora de estrutura (14) por unidade de área da superfície do objeto (3), em que a aplicação das gotas é feita somente em uma única passada sobre a superfície do objeto e, em que a partir da informação sobre as cores de uma imagem bidimensional, é derivado um modelo de altura para a estrutura tridimensional.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que durante a aplicação das gotas (12, 13), se produz um movimento relativo contínuo e unidirecional entre o dispositivo de fornecimento (17) e o objeto (3).

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as gotas (12, 13) se produz durante um movimento contínuo do dispositivo de fornecimento (17) ou do dispositivo de aplicação (4) em relação do objeto (3), sendo em seguida interrompido o fornecimento das gotas (12, 13) pelo dispositivo de aplicação (4), e o objeto (3) é deslocado de uma medida predeterminada transversalmente (26) em relação à direção de movimento precedente (18) entre o dispositivo de fornecimento (17), ou do dispositivo de aplicação (4), e o objeto (3), sendo em seguida aplicadas outras gotas (12, 13) da massa formadora de estrutura (14) pelo dispositivo de aplicação (4) sobre a superfície do objeto (3).

4. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1, a 3, caracterizado pelo fato de que as gotas (12, 13) da massa formadora de estrutura (14) para a estrutura tridimensional (2) são aplicadas somente em uma passada sobre a superfície (6) do objeto (3), de preferência de modo contínuo.

5. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1, a 4, caracterizado pelo fato de que o volume das gotas (12, 13) é determinado em função da altura (40) da estrutura tridimensional (2) em uma direção que se estende perpendicularmente (27) à superfície de apoio (25) do dispositivo de posicionamento (7).

6. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1, a 5, caracterizado pelo fato de que o volume das gotas (12, 13) da massa formadora de estrutura (14) é determinada com o emprego de dispositivos de fornecimento (17) para fornecer gotas (12, 13) com volumes diferentes da massa formadora de estrutura (14).

7. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1, a 6, caracterizado pelo fato de que o volume das gotas (12, 13) da massa formadora de estrutura (14) é produzido por meio do controle de um dispositivo de descarga (37) do dispositivo de fornecimento (17).

8. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o volume das gotas (12, 13) da massa formadora de estrutura (14) é controlado pelo controle de pelo menos um dos comandos do dispositivo de descarga (37) dados a seguir, tais como um comando piezelétrico, um comando de válvula jato, um comando eletrostático, um térmico ou acústico ou de um excitador através do dispositivo de controle (9).

9. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1, a 8, caracterizado pelo fato de que a variação do volume das gotas (12, 13) da massa formadora de estrutura (14) se produz através de uma combinação do dispositivo de fornecimento (17) para a fornecimento da massa formadora de estrutura (14) com diferentes volumes de gotas.

10. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a estrutura tridimensional (2) a ser produzida é atribuída a um motivo figurativo (11) predeterminado tendo uma ou mais cores.

11. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a altura (40) da estrutura tridimensional a ser produzida (2), que se estende perpendicularmente à superfície de apoio (25) para o objeto (3) é extraída de um extrato de cores ou de uma combinação matemática de uma multiplicidade de extratos de cores de um motivo figurativo de muitas cores.

12. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1, a 11, caracterizado pelo fato de que antes da produção da estrutura tridimensional (2) o motivo figurativo de um ou mais cores (11, 24) predeterminado é aplicado na superfície (6) do objeto (3).

13. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que após a produção da estrutura tridimensional (2), o motivo figurativo de uma ou mais cores (11) predeterminado é aplicado na superfície da estrutura tridimensional (2).

14. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o motivo figurativo de uma ou mais cores (11) predeterminado é aplicado sobre o objeto (3) ou sobre a estrutura tridimensional (2) por meio de um dispositivo de aplicação (19) para gotas (20,21) constituídas por fluidos (23) cotados com pigmentos de cor (22).

15. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a aplicação do motivo figurativo (11) e a aplicação da estrutura tridimensional (2) são de tal modo ajustados entre si, que o motivo figurativo (11) e a estrutura tridimensional (2) são dispostas uma sobre a outra em cobertura.

16. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o ajuste em sobreposição da aplicação em sobreposição do motivo figurativo (11) e da estrutura tridimensional (2) se produz por meio de um sinal de medição de um dispositivo sensor (29, 30) atribuído aos dispositivos de aplicação (4, 19).

17. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o dispositivo sensor (29, 30) capta a posição e/ou o formato geométrico do objeto (3).

18. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que a massa que forma a estrutura (14) é constituída por um componente de baixa viscosidade e por um de alta viscosidade.

19. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que o componente de baixa viscosidade é formado por um fluido (16) e o componente de alta viscosidade por uma partícula inorgânica (15).

20. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que a massa formadora de estrutura (14) é formada por uma suspensão ou por uma dispersão de materiais cerâmicos ou de silicato.

21. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pelo fato de que a massa formadora de estrutura (14) apresenta para a produção da estrutura tridimensional (2) uma mistura de monômeros iniciadora que endurece por irradiação.

22. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado pelo fato de que a massa formadora de estrutura (14) empregada para a produção da estrutura tridimensional (2) é transparente ou opaca.

23. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado pelo fato de que se produz uma estabilização da massa formadora de estrutura (14) aplicada dentro do período que se estende entre a aplicação e o endurecimento.

24. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a estabilização se produz por separação dos componentes de baixa viscosidade e dos componentes de alta viscosidade da massa formadora de estrutura (14) aplicada por um efeito capilar da superfície (6) do objeto (3).

25. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 24, caracterizado pelo fato de que o endurecimento da estrutura tridimensional (2) se produz por meio de radiação infravermelha e/ou ultravioleta e/ou de feixe de elétrons.

26. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 25, caracterizado pelo fato de que o endurecimento da estrutura tridimensional (2) produzida se produz por sinterização ou por aplicação de fogo a temperaturas acima do ponto de amolecimento da partícula inorgânica (25) na massa formadora de estrutura (14).

27. Processo, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o endurecimento da estrutura tridimensional (2) produzida é produzida em um processo de endurecimento único ou em muitos processos de endurecimento consecutivos iguais ou diferentes.

28. Processo, de acordo com uma das reivindicações 1 a 27, caracterizado pelo fato de que a superfície (6) do objeto (3) é projetado para ser lisa ou pré-estruturada.