CN104442139A - 具有湾流图案的转印轮具的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有湾流图案的转印轮具的制造方法，其包括以下步骤：在滚轮表面形成陶瓷层；研磨处理陶瓷层表面；以脉冲激光(pulse laser)在陶瓷层上形成湾流图案；以及清洗陶瓷层表面。本发明通过利用脉冲激光在陶瓷层上雕刻形成湾流状槽道与湾流状沟壁的设计，可避免造成该湾流槽道在弯折处的深度较深、非弯折处深度较浅的问题，使该湾流状槽道的底部平坦。
Description
技术领域
本发明关于一种制造转印轮具的方法，尤指一种可在该转印轮具上形成湾流图案的制造方法。
背景技术
在表面形成有图案的转印轮具可应用在多种不同的技术领域，例如：利用该转印轮具在激光光面贴纸、防伪标签上转印图案，或是将该转印轮具应用作为液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)工艺技术中的网目轮(Anilox Roller)，以便在已蒸镀有铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)的玻璃基板上进一步涂布配向膜。
现有技术的转印轮具主要是先在铁材滚轮的表面熔铸一陶瓷层，再利用连续波激光(Continuous Wave Laser)以单点照射的方式对该陶瓷层进行激光雕刻，该连续波激光每次会在该陶瓷层上烧融形成一凹部，故可令该连续波激光间隔地对该陶瓷层表面的各位置进行照射、烧融，直到在该陶瓷层的整个表面雕刻形成预定的网目图案。其中，通过控制该连续波激光的波长、功率及照射位置，可控制该凹部的深度及形状呈圆形、四边形或六边形。
然而，由于上述在表面形成圆形、四边形或六边形凹部的转印轮具存在含墨量低及转印率低的问题，故本发明人设计了一种在滚轮表面形成湾流槽道的转印轮具，以达到提高转印滚轮的含墨量及转印率的目的，详见中国台湾专利第M378835号“具高含墨量及高转印率之转印轮具”实用新型专利所示。
当利用上述连续波激光在该转印轮具上雕刻湾流槽道时，往往会使得该湾流槽道在弯折处的深度较深、非弯折处深度较浅，造成该湾流槽道的底部崎岖不平，并从而导致该湾流槽道的各部位的含墨量有差异，影响该转印轮具的转印效果。
发明内容
鉴于前述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种转印轮具的制造方法，其可在该转印轮具的表面形成深度均匀的湾流槽道。
为了达到上述的发明目的，本发明所利用的技术手段是提供了一种具有湾流图案的转印轮具的制造方法，包括：
在滚轮表面形成陶瓷层，所述陶瓷层的材料中，95%由氧化铬(Cr2O3)组成，余下的5%由氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)与氧化硅(SiO2)所组成；
研磨处理陶瓷层表面；
以脉冲激光(pulse laser)在陶瓷层上形成湾流图案，所述脉冲激光在所述滚轮表面的陶瓷层上雕刻形成多个湾流状槽道，每一湾流状槽道呈连续S形环绕所述滚轮，两相邻的湾流状槽道之间形成湾流状沟壁；
抛光处理陶瓷层表面；以及
清洗陶瓷层表面，即制得具有湾流图案的转印轮具。
在本发明所提供的上述制造方法中，优选的，在进行所述的在滚轮表面形成陶瓷层的步骤时，可先在所述滚轮的表面熔铸一辅助附着层，再将陶瓷层熔铸在所述辅助附着层上。
在本发明所提供的上述制造方法中，优选的，所述辅助附着层的材料中，70%-80%由镍(Ni)组成，余下的20%-30%由碳化钨-钴(WC-Co)、钼(Mo)、碳化铬(Cr3C2)与铬(Cr)组成。
在本发明所提供的上述制造方法中，优选的，可以用二氧化碳清洗设备清洗陶瓷层表面，所述二氧化碳清洗设备具有二个喷头，所述二个喷头一上一下设置，各喷头朝所述滚轮斜向喷气，所述二个喷头的喷气方向在三维空间上形成既不平行也不相交的歪斜关系。
在本发明所提供的上述制造方法中，优选的，在进行所述的在滚轮表面形成陶瓷层的步骤前，可先进行雾化滚轮表面的步骤，将该滚轮的表面进行雾面化处理。
在本发明所提供的上述制造方法中，优选的，在进行所述的雾化滚轮表面的步骤时，可利用喷砂方式对所述滚轮的表面进行雾面化处理。
在本发明所提供的上述制造方法中，优选的，可利用附着有钻石颗粒的抛光带对陶瓷层表面进行抛光处理。
本发明的优点在于，其通过利用脉冲激光在陶瓷层上雕刻形成湾流状槽道与湾流状沟壁的设计，可避免造成所述湾流槽道在弯折处的深度较深、非弯折处深度较浅的问题，使所述湾流状槽道的底部平坦；而且，利用所述二氧化碳清洗设备的喷头呈上、下间隔设置且朝相异方向喷气的设计，可彻底清洁所述连续S形的湾流状槽道的各部位内的陶瓷粉末，以避免对后续加工造成不良影响。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的步骤流程图。
图2为本发明的较佳实施例中雾化滚轮表面的步骤的实施状态示意图。
图3为本发明的较佳实施例中在滚轮表面形成陶瓷层的步骤的实施状态示意图。
图4为本发明的较佳实施例中研磨处理陶瓷层表面的步骤的实施状态示意图。
图5为本发明的较佳实施例中以脉冲激光在陶瓷层上形成湾流图案的步骤的实施状态示意图。
图6为本发明的较佳实施例中在陶瓷层上所形成的湾流图案的局部放大立体外观图。
图7为本发明的较佳实施例中在陶瓷层上所形成的湾流图案的俯视图。
图8为本发明的较佳实施例中在陶瓷层上所形成的湾流图案的纵向剖面图。
图9为本发明的较佳实施例中抛光处理陶瓷层表面的步骤的实施状态示意图。
图10为本发明的较佳实施例中清洗陶瓷层表面的步骤的实施状态的侧视示意图。
图11为本发明的较佳实施例中清洗陶瓷层表面的步骤的实施状态的俯视示意图。
图12为利用本发明的较佳实施例所制作而成的转印轮具的立体外观图。
主要符号说明
101 雾化滚轮表面的步骤
102 在滚轮表面形成陶瓷层的步骤
103 研磨处理陶瓷层表面的步骤
104 以脉冲激光在陶瓷层上形成湾流图案的步骤
105 抛光处理陶瓷层表面的步骤
106 清洗陶瓷层表面的步骤
10 滚轮
11 湾流状槽道
12 湾流状沟壁
20 喷砂机
30 电浆喷涂机台
40 研磨机台
50 激光雕刻机台
51 支撑座
52 激光雕刻组件
60 抛光处理机台
61 抛光带
70 二氧化碳清洗设备
71 喷头
具体实施方式
以下配合附图及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
参见图1所示，本发明关于具有湾流图案的转印轮具的制造方法依次包括雾化滚轮表面的步骤101、在滚轮表面形成陶瓷层的步骤102、研磨处理陶瓷层表面的步骤103、以脉冲激光(pulse laser)在陶瓷层上形成湾流图案的步骤104、抛光处理陶瓷层表面的步骤105、以及清洗陶瓷层表面的步骤106。
配合参见图2所示，在上述雾化滚轮表面的步骤101中，将金属材质的滚轮10的表面进行雾面化处理，使该滚轮10的表面形成粗糙且非光滑的雾面状。在本发明的较佳实施例的具体实施方式中，利用喷砂机20来进行雾面化处理，该喷砂机20通过压缩空气高速带动研磨砂材喷击该滚轮10的表面，使该滚轮10的表面形成雾面状。
配合参见图3所示，在上述在滚轮表面形成陶瓷层的步骤102中，本发明的较佳实施例的具体实施方式是将该滚轮10架设在电浆喷涂机台30上，以电浆喷涂(plasmaspray coating)技术，先在该滚轮10的表面熔铸一辅助附着层，再将陶瓷颗粒熔铸在该辅助附着层上，从而形成陶瓷层。
其中，在该辅助附着层的材料中，70%-80%由镍(Ni)组成，余下的20%-30%则由碳化钨-钴(WC-Co)、钼(Mo)、碳化铬(Cr3C2)与铬(Cr)组成；在该陶瓷颗粒的材料中，95%由氧化铬(Cr2O3)组成，余下的5%则由氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)与氧化硅(SiO2)所组成，此陶瓷颗粒的材料组成除了可以提高该陶瓷颗粒所形成的陶瓷层的抗腐蚀性之外，该氧化铬还可使该陶瓷层更容易被激光所切割，以利后续的激光雕刻作业，而该氧化硅则可用以增加该陶瓷层的延展性，避免陶瓷层上受激光烧结的部位周围产生龟裂、脆裂的现象。
再者，在喷涂形成该辅助附着层的过程中，由于该辅助附着层的组成材料受电浆焰的高温加热而呈现熔融状态，故可被均匀地喷涂在该滚轮10上，而当该呈熔融状态的辅助附着层的组成材料附着在滚轮10上时，便会因温度降低而恢复成固态，配合上述在该滚轮10进行雾面化处理的设计，可使该辅助附着层紧密地附着在滚轮10的表面。
将该陶瓷颗粒喷涂在辅助附着层上的情况与将该辅助附着层喷涂在滚轮10的表面的方式相同，也是利用电浆焰的高温将该陶瓷颗粒的组成材料加热至呈熔融状态，再均匀地喷涂在该辅助附着槽上，该辅助附着层的作用在于：由于该陶瓷层与金属之间的附着力不佳，故若将熔融状态的陶瓷颗粒直接喷涂在该金属材质的滚轮10的表面，所形成的陶瓷层将可能因附着力不佳而脱落，所以通过先喷涂上该辅助附着层的方式，可使该陶瓷层稳固附着在该辅助附着层即所述滚轮上。
配合参见图4所示，在上述研磨处理陶瓷层表面的步骤103中，将该滚轮10架设在研磨机台40上，利用该研磨机台40来磨平该滚轮10表面的陶瓷层，降低该陶瓷层表面的粗糙度，并同时调整该陶瓷层表面的真圆度，使整个陶瓷层具有一致的厚度，以利后续的激光雕刻作业。
配合参见图5所示，上述以脉冲激光在陶瓷层上形成湾流图案的步骤104是利用激光雕刻机台50来进行，该激光雕刻机台50包括支撑座51与激光雕刻组件52，该滚轮10架设在该支撑座51上，该支撑座51可带动该滚轮10以该滚轮10的中心轴为转动轴心进行转动，该激光雕刻组件52设在该支撑座51的一侧，且该激光雕刻组件52的激光头可对应该滚轮10表面的陶瓷层，其中，该激光雕刻组件52的激光头可发出波长约1060纳米(Nanometer)且功率约200瓦的脉冲激光，进一步而言，该脉冲激光可为脉冲光纤激光(Pulse Fiber Laser)。
进一步参见图6及图7所示，当该脉冲激光光束照射在该滚轮10的表面的陶瓷层上时，该陶瓷层上受该脉冲激光光束照射的位置会因高温熔融而形成凹陷部位，通过控制该激光雕刻组件52精密地移动该激光头，以及配合该支撑座51缓速地带动该滚轮10转动，可在该滚轮10表面的陶瓷层上雕刻形成多个湾流状槽道11，每一湾流状槽道11呈连续S形环绕该滚轮10，两相邻的湾流状槽道11之间则形成湾流状沟壁12，进一步参见图8所示，每一湾流状槽道11为断面呈U形的空间。其中，通过控制该脉冲激光的波长及功率，可控制该湾流状槽道11的深度及宽度。
配合参见图9所示，在上述抛光处理陶瓷层表面的步骤105中，利用抛光处理机台60来研磨前述经脉冲激光雕刻后凹凸不平的陶瓷层表面，将该陶瓷层研磨、抛光成可反光亮面，并同时再次调整该陶瓷层表面的真圆度。在本发明的较佳实施例的具体实施方式中，该抛光处理机台60是利用附着有钻石颗粒的抛光带61来抛光该陶瓷层，由于钻石的硬度极高，因此可将该滚轮10表面的陶瓷层研磨至光滑状态，例如让该陶瓷层表面的粗糙度达0.2微米(Micrometer，μm)。
配合参见图10所示，在上述清洗陶瓷层表面的步骤106中，由于在进行前述以脉冲激光在陶瓷层上形成湾流图案的步骤104以及抛光处理陶瓷层表面的步骤105时会在该湾流状槽道11内残留陶瓷粉末，故需利用二氧化碳清洗设备70来清除该陶瓷粉末，进而制得如图12所示的具有湾流图案的转印轮具。其中，该二氧化碳清洗设备70具有二个喷头71，所述二个喷头71一上一下设置，进一步参见图11所示，各喷头71朝该滚轮10斜向喷出高压二氧化碳的气体，所述二个喷头71的喷气方向在三维空间上形成既不平行也不相交的歪斜关系(Skew Lines)。
通过如上所述利用脉冲激光在陶瓷层上雕刻形成湾流状槽道11与湾流状沟壁12的设计，可避免造成该湾流槽道11在弯折处的深度较深、非弯折处深度较浅的问题，使该湾流状槽道11的各部位的深度均匀，亦即使该湾流状槽道11的底部平坦；而且，由于该湾流状槽道11在以连续S形延伸的状态下会比以直线延伸占有更宽的宽度，故利用该二氧化碳清洗设备70的喷头71呈上、下间隔设置且朝相异方向喷气的设计，可彻底清洁该连续S形的湾流状槽道11的各部位内的陶瓷粉末，以避免对后续加工造成不良影响。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种具有湾流图案的转印轮具的制造方法，其包括以下步骤：
在滚轮表面形成陶瓷层，所述陶瓷层的材料中，95%由氧化铬组成，余下的5%由氧化钛、氧化锆与氧化硅所组成；
研磨处理陶瓷层表面；
以脉冲激光在陶瓷层上形成湾流图案，所述脉冲激光在所述滚轮表面的陶瓷层上雕刻形成多个湾流状槽道，每一湾流状槽道呈连续S形环绕所述滚轮，两相邻的湾流状槽道之间形成湾流状沟壁；
抛光处理陶瓷层表面；以及
清洗陶瓷层表面，即制得具有湾流图案的转印轮具。
2.根据权利要求1所述的具有湾流图案的转印轮具的制造方法，其中，在进行所述的在滚轮表面形成陶瓷层的步骤时，先在所述滚轮的表面熔铸一辅助附着层，再将陶瓷层熔铸在所述辅助附着层上。
3.根据权利要求2所述的具有湾流图案的转印轮具的制造方法，其中，所述辅助附着层的材料中，70%-80%由镍组成，余下的20%-30%则由碳化钨-钴、钼、碳化铬与铬组成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的具有湾流图案的转印轮具的制造方法，其中，用二氧化碳清洗设备清洗陶瓷层表面，所述二氧化碳清洗设备具有二个喷头，所述二个喷头一上一下设置，各喷头朝所述滚轮斜向喷气，所述二个喷头的喷气方向在三维空间上形成既不平行也不相交的歪斜关系。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的具有湾流图案的转印轮具的制造方法，其中，在进行所述的在滚轮表面形成陶瓷层的步骤前，先进行雾化滚轮表面的步骤，将所述滚轮的表面进行雾面化处理。
6.根据权利要求4所述的具有湾流图案的转印轮具的制造方法，其中，在进行所述的在滚轮表面形成陶瓷层的步骤前，先进行雾化滚轮表面的步骤，将所述滚轮的表面进行雾面化处理。
7.根据权利要求5所述的具有湾流图案的转印轮具的制造方法，其中，在进行所述的雾化滚轮表面的步骤时，利用喷砂方式对所述滚轮的表面进行雾面化处理。
8.根据权利要求6所述的具有湾流图案的转印轮具的制造方法，其中，在进行所述的雾化滚轮表面的步骤时，利用喷砂方式对所述滚轮的表面进行雾面化处理。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的具有湾流图案的转印轮具的制造方法，其中，利用附着有钻石颗粒的抛光带对陶瓷层表面进行抛光处理。
10.根据权利要求6所述的具有湾流图案的转印轮具的制造方法，其中，利用附着有钻石颗粒的抛光带对陶瓷层表面进行抛光处理。
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