CN106068188A - 用于生产具有装饰性三维表面的物体的复制品的机器和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于连续地复制物体的方法，物体具有包括多个隆起(12)或凸起部的装饰性三维表面(11)。该方法包括特别是将物体(1)引入中空容器本体(120)中的步骤，中空容器本体(120)具有在使用中延伸超过物体(1)的侧容纳侧面(121)。随后的步骤是在所述物体(1)上分配承烧材料(70)，所述承烧材料(70)覆盖物体(1)的装饰性三维表面(11)。一旦承烧材料(70)凝固，获得在朝向物体(1)定向的表面处具有以负像复制物体的三维表面(11)的三维表面(211)的模具(210)。该方法然后提供在支座(40)的第一表面(41)上分配热塑材料(80)，以获得具有预定高度的层(85)。然后，支座(40)和模具(210)彼此重叠以获得由支座(40)和模具(210)组成的系统(250)，其中，支座(40)的第一表面布置成与模具的三维表面接触。由此获得的热塑材料(80)的层(85’)被冷却以便提供铸型(315)，铸型(315)然后承受印刷步骤以获得初始物体的复制品。

Description

用于生产具有装饰性三维表面的物体的复制品的机器和方法
技术领域
本发明涉及比如为绘画，特别是油画，而且是照片的艺术品复制领域，并且具体地本发明涉及用于连续地复制原始艺术品的方法。
背景技术
众所周知，存在用于连续地复制原始艺术品特别是绘画或摄影艺术品的不同的方法。
用于复制绘画的已知方法提供获取绘画的照片，然后将照片投影在帆布或其他载体上。
然后，操作人员通过绘制相应颜色的笔法沿袭投影的绘画的线并且复制上述线。
然而，这种方法具有多个缺点。
首先，由于操作人员手动地确定原始艺术品的复制，因此该方法的最终结果必然受到操作人员的“手”即其艺术技巧和经验的影响。因此，这种方法除需要较长时间完成之外，不允许连续地复制一般为绘画的原始艺术品。事实上，尽管复制品可以彼此相似，但是由于操作人员的笔法彼此不同，因此利用已知技术做出的复制品具有明显差异。
此外，尽管原始复制品接近原始艺术品，但是其无论如何甚至对于非专业人员来说相对于原始艺术品具有明显和宏观的差异。此外，由于上述方法仅考虑了艺术品的二维空间尺寸(x、y)，并且由于在上述方法以及其他相似方法中，厚度通常是被忽略的参数，因此没有满足受笔法的厚度强烈影响的总体美学效果。另一方面，染料的厚度特别地影响光由绘画的表面反射光的方式并且然后产生特别的美学效果。
已经通过各种方法做出了克服上述缺陷的企图。例如，JP7257099公开了一种提供将热固性材料直接分配在原始艺术品上的方法。然后，随后是压制和加热热固性材料用于使其适当地硬化的步骤，在该步骤结束时获得复制绘画艺术品的表面的负像的模具。此外，提供将液态树脂层分配在基体材料上的步骤。然后，随后是将之前获得的模具布置在树脂层上以及对着树脂层进行按压，使得树脂硬化。在硬化树脂层上，塑料膜则在粘合至所述树脂层时以预定模式连接，从而复制原始艺术品的复制品。
在所述方法以及其他相似方法中，由于热固性材料应用在原始艺术品的表面上并且对其进行按压，因此存在破坏原始艺术品的高风险。
现有技术方法的另一个缺陷是生产率的限制，即非常低的生产率。
发明内容
本发明的特征提供改进的方法，以提供具有装饰性三维表面的物体的复制品，用于加速整个处理并且同时连续地获得原始作品的非常准确的复制品。
本发明的特征还提供一种方法，该方法提供物体的复制品同时避免对于原始艺术品的风险。
本发明的特征还提供一种方法，该方法完全自动并且不需要操作人员的工作地提供物体的复制品。
通过根据本发明的一个示例性方法实现这些以及其他特征，以提供具有包括多个隆起或凸起部的装饰性三维表面的物体的复制品，所述多个隆脊中的每一个具有预定厚度(s)或高度，所述方法包括以下步骤：
将物体引入容器本体中；
在物体上分配承烧材料，所述承烧材料覆盖整个装饰性三维表面；
硬化承烧材料以获得模具，所述模具在朝向物体定向的表面上具有三维表面，所述三维表面复制物体的三维装饰性表面的负像；
布置基本平面支座；
在支座的第一表面上分配预定量的热塑材料，以获得具有预定高度的所述热塑材料层；
使所述支座与所述模具彼此重叠地布置，以获得包括所述支座和所述模具的系统，其中所述支座的所述第一表面布置成与所述模具的所述三维表面接触；
向所述系统施加热和压力，由此使得所述热塑材料基本熔化并使其分配在模具的三维表面上，以获得所述基本熔化热塑材料的相应的层；
冷却所述热塑材料的所述相应的层以使其硬化，以获得物体的铸型，所述铸型具有复制模具以及因此的初始物体的三维表面的装饰性表面，所述铸型的所述装饰性表面包括具有对应于所述初始物体的所述隆起的厚度的厚度的多个隆起；
印刷装饰性表面以获得印刷装饰性表面，并且因此获得物体的复制品。
优选地，所述印刷步骤通过印刷设备实现。
特别地，热和压力被施加至系统用于使得基本熔化的热塑材料散布在三维表面上并且将其均匀地分配在模具的全部3D表面上。
在示例性实施例中，分配热塑材料特别是粘性热可熔材料的步骤可以通过喷射、层压或通过转印辊或者利用将第二材料直接涂布在支座上的其他装置实现。这样，有可能提供热可熔材料的更准确的分配。此外，该解决方案帮助整个过程的自动化。
特别地，在将热塑材料层施加在支座上的步骤结束时获得具有凝固在50μm与20mm之间的厚度的热塑材料。
特别地，物体可以是复制原始艺术品的模型。
特别地，原始艺术品具有包括多个隆起或凸起部的三维表面，所述多个隆脊中的每一个具有预定厚度或高度。在该情况下，提供制造物体即模型的步骤。
例如，制造模型的步骤可以包括以下步骤：
通过对原始艺术品的三维扫描获得对应于原始艺术品的三维表面的三维虚拟图像，所述三维虚拟图像包括具有确定的空间坐标(x、y、z)的多个点或像素；
基于所述空间坐标(x、y、z)生产具有复制所述三维虚拟图像的所述表面的物体，即模型，所述物体或模型由容易地成形的材料制成。
有利地，制造模型的步骤可以通过3D印刷实现。在本发明的示例性实施例中，可以通过比例绘图仪获得模型。
特别地，物体可以具有基本板的形状。
需要指出的是表述“原始艺术品”指的是作为绘画艺术品或摄影艺术品或具有凸出表面的其他类型的物体或有意制造以用于制造复制品的艺术品的初始艺术品。
特别地，通过本发明提供的解决方案相对于现有技术的当前已知方案连续地提供原始物体的完全准确的复制品。
该结果特别地在当前方法的第一示例性实施例中通过直接利用作为模型的原始艺术品来获得，或者在当前方法的另外的示例性实施例中通过例如利用比例绘图仪或3D印刷制备模型来获得，3D印刷使得能够获得原始艺术品的高度可靠的“正像”或“负像”。
特别地，制造包括具有一定厚度s的隆起和具有预定深度的凹陷的模型有助于制备“负像”即模具的连续步骤。在一个例子中，即当首先获得正像以及然后获得负像时，通过制造模型的中间通路达到上述水平的精度。
在另一个例子中，即当直接获得负像时，由于通过高精度工具从+z到-z以各点的坐标“z”的负号“雕刻”初始材料、刚性材料或半刚性材料，因此达到上述水平的精度，该高精度工具在原始艺术品具有隆起的位置处预先形成凹陷。
通过术语“印刷”，通常考虑为将染料施加在装饰性表面上的步骤。这可以通过不同的技术来实现。
特别地，印刷步骤可以通过以下技术中的至少一者实施：
利用升华墨水印刷或烫印；
墨喷式印刷；
利用热转印墨水进行印刷；
利用水基墨水印刷；
利用UV墨水即紫外墨水印刷；
胶版印刷；
利用溶剂型墨水印刷；
利用树脂型墨水印刷；
激光印刷；
染料升华印刷；
丝网印刷；
或上述技术的组合。
优选地，印刷设备可以是利用上述技术之一进行印刷的打印机或绘图仪。
特别地，众所周知，热印刷提供通过由热敏打印头产生的热在支座的表面上传送墨水。替代地，胶版印刷是平版印刷处理，并且是一般利用照相排版和平版印刷的平面点阵的印刷系统。
优选地，印刷是配准印刷(register printing)。特别地由表述“配准印刷”指的是以参阅方式在铸型的三维表面施加染料的步骤。
有利地，提供在至少一个参考点的三维表面上定义的步骤，优选地为至少两个参考点。然后获得印刷机与参考点或每个参考点以及然后与三维表面之间的相关定位。这样，存在以三维表面的比表面积施加预定量的特定染料的可靠性。这可以通过不同的技术来实现。
根据本发明的方法可以提供将涉及通过三维扫描检测的原始艺术品的表面的三维形状的数据记录在磁性支持件上、或数字化或者通过Internet联接远程发送。这样，有可能是同一艺术品的所有者和/或直接是作者进行三维扫描，而不会带来运输期间艺术品被偷或破坏的风险。通过三维扫描获得的数据然后能被传送至执行由当前方法提供的进一步的步骤以便制造原始艺术品的复制品的器件。
特别地，在印刷步骤之前可以提供锈蚀装饰性表面的步骤。更详细地，通过已知技术实现的锈蚀步骤是在装饰性表面上用于优化染料或墨水的吸收量的工作。例如，锈蚀可以提供均匀的薄层或膜在装饰性表面上的施加，用于改善表面外观以及制备用于印刷以便提高印刷质量。
例如，锈蚀步骤可以提供将薄层或膜特别是由树脂制成的薄层或膜施加在所述装饰性表面上，用于提高墨水吸收能力，以便优化印刷质量。
可替代地，可以通过激光打印机或激光绘图仪完成印刷步骤。
除上述工作之外，在印刷之后可以提供将抛光层施加在印刷装饰性表面上的步骤，使得每个复制品的表面类似于原始作品。更详细地，抛光步骤可以提供将树脂或油的膜或层施加在印刷装饰性表面上，以便获得原始作品的同一美学效应、对比亮度、阻光度等等。
特别地在模具中分配承烧材料的步骤之后，提供将基片布置在与模具相反的热塑材料层上的步骤，所述装饰性表面被制造成与所述模具相对。
在该情况中，在印刷步骤之前，提供相对于所述印刷设备将所述薄板或支座布置为基部的步骤，以便导致形成在所述层上的厚度与图像的厚度相符，以将存在于所述原始艺术品的所述表面上的图像印刷到所述装饰性表面上。
有利地，成形从以下材料组成的组中选择的容易可变形材料的半成品获得模型：
包含石膏的基于石膏的材料，特别是糊剂或水溶液；
树脂，特别是热塑性树脂或热塑性树脂的混合物；
或上述材料的组合。
特别地，承烧材料可以从由以下材料组成的组中选择：
石膏，特别是基于石膏的材料；
硅橡胶；
环氧树脂；
聚氨酯树脂；
热塑性树脂；
热塑性树脂的混合物；
硅橡胶；
光聚合物；
或上述材料的组合。
在优选的示例性实施例中，承烧材料是硅橡胶。
特别地，基片或支座可以由从以下材料组成的组中选择的材料制成：
木材；
帆布；
无纺织物；
金属材料；
塑料材料；
刚性材料；
柔性材料；
纸或纸板。
在应用基片或支座的情况下，其相对于印刷设备的相对位置被作为参照，以便提供“配准印刷”，如上所述，用于将染料非常准确地施加在复制真实物体的三维表面的三维表面上或虚拟物体上。
有利地，所述热塑材料从由以下材料组成的组中选择：
热塑性树脂；
热塑性树脂的混合物。
本发明的特征还提供一种用于执行如上所述的方法的机器，用于生产具有装饰性三维表面的物体的复制品。
在示例性实施例中，承烧材料是金属材料，特别是熔化状态的金属材料。
有利地，在分配承烧材料的步骤之前，提供在所述物体的表面上分配一层沙粒的步骤，使得获得具有预定高度并且然后在其上分配承烧材料的一层沙粒。
特别地，在加热步骤结束时，可能提供热塑材料层的冷却步骤，以获得其预定硬化率。
根据本发明的另一个方面，一种用于连续地制造物体的方法，物体具有包括多个隆起或凸起部的装饰性三维表面，多个隆脊中的每一个具有预定厚度或高度(s)，所述方法包括以下步骤：
制造具有负像复制所述物体的所述表面的表面的刚性或半刚性模具；
通过所述模具模制热塑材料层的表面，以获得模制层，所述模制步骤提供对所述热塑材料层的按压和加热；
提取具有复制所述初始物体的所述表面的模制表面的热塑材料的所述模制层，所述模制表面包括具有对应于所述初始物体的所述隆起的厚度的厚度的多个隆起；
配准印刷所述模制表面以获得相应的装饰性表面以及然后获得所述物体的复制品。
特别地，制造模具的步骤提供通过切割机构切割刚性材料或半刚性材料本体的步骤。
优选地，基于预定工作数据通过切割装置执行切割步骤。
有利地，通过由物体的三维形状的图形程序特别是CAD程序构造获得工作数据。
特别地，在模制步骤结束时，可以提供用于冷却热塑材料层直至引起其硬化的冷却步骤。
可替代地，可以通过对真实三维物体的三维扫描获得工作数据。更详细地，扫描提供真实三维物体的形状的数据采集，以获得对应于初始物体的三维表面的三维虚拟图像。因此，三维虚拟图像包括具有确定空间坐标(x、y、z)并且对应于三维物体的空间坐标的多个点或像素。
优选地，切割装置是比例绘图仪。
可替代地，切割装置可以是用于电侵蚀的机器或照相制版装置。
在示例性实施例中，切割装置是激光比例绘图仪。
在本发明的示例性实施例中，通过3D打印制造模具。
特别地，刚性材料或半刚性材料的本体可以具有基本圆柱形形状，或可以为基本平面展开状，例如薄板。
有利地，刚性材料或半刚性材料选自由以下材料组成的组：
金属；
金属合金；
塑料材料；
塑性材料的混合物。
优选地，在塑料材料或塑性材料的混合物的情况下，刚性材料或半刚性材料是具有高于85Shore的硬度。
优选地，印刷步骤通过印刷设备进行。
特别地，物体可以是复制原始艺术品的模型。
在本发明的示例性实施例中，在印刷步骤之前，提供在热塑材料层的与模制表面相对即与印刷设备相对的表面上将薄板或支座布置为基部，所述布置步骤构造成使得形成在所述层上的厚度与图像的厚度相符，以将存在于所述原始艺术品的所述表面上的图像印刷在所述装饰性表面上。
热塑材料在支座上可能的施加可以出现在以下情况下：
在通过喷射、扩散和类似系统施加的模制步骤之前；或
在通过在模具与支座之间布置热塑材料的模制步骤期间。
此外，为了辅助热塑材料与模具的分离，可以在模具与热塑性塑料之间插入选自以下的材料：
从由以下材料组成的组中选择的分离材料：蜡、硅橡胶基材料或其他适当的材料；
塑料材料膜，优选为聚酯，塑料材料膜具有高于所述热塑材料的软化温度的熔化温度。
此外，为了辅助热塑材料与模具的分离，在模具与热塑材料之间插入非粘性材料的膜，非粘性材料的膜选自由以下材料组成的组：蜡、硅橡胶基材料、聚酯。
例如，非粘性材料的膜可以具有高于所述热塑材料的软化温度的熔化温度。
特别地，非粘性材料的膜可以具有15-20微米的厚度。
附图说明
现在将参照附图通过本发明的示例性实施例的以下说明例示地而非限制性地示出本发明，其中：
图1示意性地示出能够通过根据本发明的方法制造的精确拷贝的示例性物体的俯视图；
图2示出图1的根据箭头II-II的截面的原始艺术品；
图3示意性示出图2的截面的一部分的放大视图，用于突出原始艺术品的表面的一些形态特征；
图4至16示意性示出通过用于连续地复制物体的根据本发明的方法提供的可能的连续步骤的截面视图，特别地，图9A和图10示出用于在模具的三维表面上执行承烧材料的散布步骤的一些可替代实施例；
图17和图18示意性示出能够提供可被用于连续地复制物体的原始艺术品的模型的一系列步骤，例如在扫描原始艺术品的步骤中利用3D扫描器；
图18A和图18B示意性示出在由根据本发明的方法的示例性实施方式提供的切割步骤中获得的模具的两种可能的示例性实施例；
图19示意性示出由根据本发明的方法提供的方法，以提供来自真实物体的模具；
图20详细地示出通过图19的方法获得的模具的一部分的放大图；
图21A至图21C示意性示出由根据本发明的方法提供的可能的连续步骤的侧视图，用于利用图18A或图18B的模具制造具有复制真实物体或虚拟物体的三维表面的三维表面的铸型，铸型的三维表面还用于以负像复制物体的三维表面；
图22A至图22C示意性示出替代图21A至图21C中所示出的步骤的可能的连续步骤的侧视图，以提供具有三维表面的铸型；
图23是图21C和图22C中的按压步骤和加热的可能的示例性实施例；
图24B示出通过图21C、22C和23的步骤获得的铸型的侧视图；
图24B示出图24A的铸型的三维表面的放大图以便突出一些特征；
图25示出图10A的铸型经历印刷步骤获得的复制品的侧视图；
图26示出图11的复制品的三维表面的放大图，以便突出一些特征；
图13示意性示出可被用于执行本发明的印刷方法的可能的印刷机；
图14示意性地示出印刷之前的模型层的可选择的锈蚀步骤；
图15示意性示出替代图13中的步骤的印刷步骤，这是因为其在图14的锈蚀步骤之后执行。
具体实施方式
在图1中，示出物体1的示例的俯视图，例如为绘画艺术品、摄影或具有能够通过根据本发明的方法连续地复制的装饰性三维表面11的其他物品。
如图2的截面图中详细所示，并且特别是在图3的放大图中，物体1的三维装饰性表面11通常是不规则的并且具有多个隆起和多个凹陷12，其可以存在于绘画的情况下，或者具有浮雕般的部分的摄影，其通过笔法、和/或通过层的数目、和/或通过艺术家所使用的颜色的数量、或通过所采用的印刷机、或通过在装饰性表面11上形成凸起部的特定的艺术处理。每个隆脊或凹陷12特别地具有特定厚度s或深度，即，与基部表面10或另一个参考平面的预定距离。例如，隆起的厚度或高度或者凹陷12的深度可以在50μm与50mm之间，有时在0.05mm与40mm之间，或甚至在0.1mm与30mm之间。通常地，装饰性三维表面11由各自具有高度的多个隆起12的厚度和各自具有深度的多个凹陷13组成。
该方法提供将物体1放入具有容纳侧面121的中空容器本体120中，在使用中，容纳侧面121的高度延伸超过物体1(图4)。然后提供在物体1上分配承烧材料70，覆盖物体1的整个三维表面11。如图5示意性地示出的，承烧材料70可以例如通过具有喷嘴76的分配器75分配在物体1的表面11上。
一旦达到承烧材料70的预定硬化率，获得模具210。承烧材料70优选地是在硬化步骤期间具有基本为零的收缩系数的材料，比如硅橡胶、石膏特别是基于石膏的材料、环氧树脂、聚氨酯树脂、硅橡胶、或其混合物、或者其中两者的混合物。
一旦硬化，模具210在朝向物体1定向的表面上具有以负像复制物体1的三维表面11的表面211(图6和7)。
根据本发明，随后提供布置支座或基片40的步骤。更详细地，在支座40的第一表面41上施加有热塑材料80，获得具有预定高度的热塑材料80的层85，例如设定在50μm与20mm之间(图8A)。
如图8B中示意性地示出的，随后的步骤是将模具210重叠在该层热塑材料80的支座40上，如上所述，获得包括支座40和模具210的组合的系统250，在此支座40的第一表面41布置成与模具210的三维表面211接触(图8B)。
预定量的热然后传递至由模具210和支座40组成的系统250。这通过基本熔化热塑材料80来进行，并且因此将热塑材料80分配在模具210的三维表面上。更详细地，所供给的热能允许通过热塑材料80的软化温度，由此使其基本熔化，即达到同一材料的非常低的粘性。这样，获得了热塑材料80的高流动性，允许填充存在于模具210的三维表面211上的几个mm的凹陷和缝隙。这允许以准确且明确的方式覆盖全部表面211，并且然后确保在比如为艺术品、艺术物体等的真实物体或通过图形程序“绘制”的虚拟物体的情况下精确再现初始物体。
热可被提供至作为整体的系统250，或者在某种程度上加热系统250的部件之一，特别是仅热塑材料80。例如，热源可以是加热板、，一个或更多个灯95或其他加热设备。
优选地，对于系统250来说，预定压力也被用于辅助熔化热塑材料80渗透在模具210的表面211的凹陷中以及在存在于表面211上的隆起的周围。
系统250上的压力可以通过压机125(图9A)或通过辊子135(图10)，或者通过附图中未示出的其他类似装置进行施加。有利地，在图9B的示例性实施例中，压机从支座40的侧面产生压力，而在图9A的示例性实施例中，在模具210的侧面产生压力。
然后，系统250被冷却至凝固，特别是冷却热塑材料80的层85’。这样，获得具有表面316的铸型315，表面316是物体1的三维表面11的精确拷贝。
模具210优选地由非粘性材料制成，比如硅橡胶，以辅助系统250的分离以及确保热塑材料80在一旦被冷却时被限制至薄板40。这还确保铸型的表面以精确方式复制模具210的表面211。在任何情况下也提供由非粘合材料制成的模具210。在这种情况下，优选地提供施加例如为硅橡胶基材料的非粘性材料的步骤。
如图8A中示意性地示出的，可以通过喷射执行热塑材料的分配，例如通过分配器85，但是也提供其他解决方案，例如通过层压或通过转印辊或者在任何情况下的相似系统分配热塑材料80。
优选地，热塑材料80在支座40上的分配提供薄层热塑材料的施加，例如具有设置在100mm与400mm之间的厚度。因此，可能避免将支座40布置在容器本体中。然而，对于确定的应用或者对于热塑材料的类型不排除的是，必须使用大量的热塑材料。在这种情况下，支座40有利地容置在容器本体内。热塑材料80可以是例如热塑性树脂或者热塑性树脂的混合物。这种产品也可以提供进一步辅助系统250的分离的预定粘合作用。热塑材料优选地具有小于180-200℃的熔化温度T*。这样，在当使得热塑材料80如上所述地基本熔化时的加热期间保护了模具210的材料的完好。因此，模具210没有被最终复制品所损坏或者未受“影响”。
基片或支座40可以具有刚性材料，比如木材、金属或塑料材料。可替代地，基片40可以由柔性材料制成，例如帆布、纸、无纺织物或类似材料。一旦达到层85’的预定硬化率，即所述一层材料涂布在模具210的三维表面211的凹陷上，获得具有装饰性表面316的铸型315，该装饰性表面316是物体1的三维表面11的精确再现。更详细地，如图12所示，铸型315的装饰性表面316具有对应于物体1的三维表面11的隆起12的厚度s的多个隆起312。特别地，隆起312可以具有与物体1的表面11的隆起12的厚度s相同的厚度s’，或者其可以相对于彼此为预定比值，例如1比2、1比3等等。
装饰性表面316然后可以承受印刷步骤，以便随后通过在表面316的确定点中施加墨水或染料获得印刷的装饰性表面317。
可替代地，如图13至15示意性地所示的，表面316的锈蚀步骤可被提供以获得装饰性锈蚀表面318。锈蚀可以例如提供薄层320或膜或树脂涂层在装饰性表面316上的施加，以便优化染料特别是墨水的吸收，并且因此允许优化图像质量。印刷步骤可以通过印刷设备350实现，比如打印机或绘图仪。印刷设备350可以采用以下印刷技术，比如印刷或利用热升华墨水的烫印、墨喷式印刷、利用热转印墨水的印刷、利用水型墨水的印刷、利用UV墨水即紫外墨水的印刷、胶版印刷、利用溶剂型墨水的印刷、利用树脂型墨水的印刷、丝网印刷、激光印刷、升化印刷。
在本发明的可能的示例性实施例中，物体1可以是原始艺术品的复制品。在该例子中，预备步骤提供制造物体的模型。
例如，制造模型的预备步骤可以提供原始艺术品1的三维扫描的步骤，获得具有对应于原始艺术品1的三维表面的三维表面的三维虚拟图像101。更详细地，三维虚拟图像101包括具有确定空间坐标(x、y、z)的多个点或像素。
上述三维扫描步骤可以通过专用软件或通过已知类型的3D扫描器50在图片的控制之下完成。这样，执行对复制表面的基本光学检测以及执行通过由表面反射的电磁信号的检测的测量。3D扫描器通常提供光源，例如激光源或结构化光源。
在3D激光扫描器的情况下，通过在表面11上提供点、线或激光60的投射的三角剖分获得三维图像，提供布置在某个位置以测量与表面11的距离的例如为CCD型传感器或CMOS型传感器的传感器。一旦扫过全部表面11，则所获得的数据被记录并被用于构造点阵。
替代地，在结构化光扫描器的情况下，光60的点阵或模式被投影在原始艺术品1的表面11上，然后根据所扫描表面11的三维形状检测点阵的投射的变形。在这种情况下，有可能在单个步骤中检测整个视野。
特别地，通过扫描步骤获得虚拟图像101包括具有限定原始艺术品1的表面11的三维几何形状的确定的空间坐标(x、y、z)的多个点。
通过本发明提供的三维扫描步骤允许检测原始艺术品1的表面11的点的空间坐标(x、y、z)，在此坐标z的数值与所检测的点P的隆脊或凸起部12的厚度相同。
该组检测的点P及其坐标(x、y、z)使得可能确定表面11的三维几何形状。这样，有可能提供石膏模型110，特别是基于石膏的材料，或其他易于成形的材料。该步骤可以通过例如为比例绘图仪的机械工具165的工具160从具有工作表面131的半成品130开始执行(图17)。
模型110的表面包括多个点P’，每个点P’均具有三维虚拟图像101的空间坐标(x、y、z)并且因此高精度地对应于原始艺术品1的表面11。在模型1的端部获得表面11，表面11如上所述地用于连续地复制原始艺术品110。
根据本发明的另一方面，一种用于连续地形成三维物体1的方法提供制造替代参照图1至图7说明的模具的模具的步骤。事实上，在该例子中，通过切割装置200雕刻刚性材料或半刚性材料本体150的表面155来获得模具210’。可以是金属、木材或树脂的刚性材料或半刚性材料本体150的表面155的雕刻步骤通过比如为比例绘图仪165的切割装置来完成，切割装置的运动基于多个工作数据进行控制。这些可以通过重新形成三维物体1以特别地利用特别是CAD程序的图形软件来复制而实现。
如果复制的三维物体1是真实物体，则上述工作数据可以通过如上参照图16所述的物体1的三维扫描来获得。更详细地，这种情况下，在制造模具210’的步骤期间用于导引切割装置165的工作数据通过由计算机300控制的通过3D扫描(图19和20)获得的多个点或像素获得。
这样，可能通过如上所述地利用例如为激光比例绘图仪的切割装置165提供由另一种金属或其他刚性材料制成的模具210’。模具210’的表面211包括多个点P’，每个点P’均具有三维虚拟图像101的对应点(x、y、z)的空间坐标(x、y、-z)，并且因此模具的表面211高精度地以“负像”对应于原始艺术品1的表面11。
例如参照图20，在雕刻步骤结束时，模具210’具有以物体1的负像表面11复制的印记表面211。更详细地，模具100的印记表面211包括多个凹陷112，多个凹陷112具有等于物体表面11的相应的隆起12的厚度的深度。类似地，在物体1的表面11具有凹陷的情况下，模具210’具有相应的隆起。
参照图21A至21C，模具210’然后被用于印记表面211被放置成与获得模型层的热塑材料层80’的表面接触的模制步骤。更详细地，在模制步骤期间，模具100在热塑材料层80’上产生预定压力。在模制期间还提供热的施加。更详细地，在模制步骤期间供给热能P，达到热塑材料80’的软化阈值T*，由此使得热塑材料80’软化，然后渗透到存在于模具210’的三维表面211上的凹陷和几个mm的缝隙中。这允许以规定且准确的方式覆盖模具210’的全部表面211，并且因此当物体是真实物体以及当物体是虚拟物体即计算机设计物体时确保物体1的准确再现。热可以直接提供至热塑材料层80’或模具210’，或甚至提供至由模具210’和热塑材料层80’组成的系统。热源可以是加热板、至少一个灯95或其他类似装置。
如上所述，对于通过100层热塑材料80’模制形成的系统来说，预定压力也被用于辅助使热塑材料渗透在模具210’的表面211的凹陷中。
如上参照图8A至8C所述，在模制步骤之前或与此同时，还可以提供施加基片或支座40的步骤，其施加在热塑材料层的与模具210’产生其自身动作的侧面相反的侧面上。更详细地，具有用于热塑材料层80’的支座的基本功能的支座40可以用从以下材料组成的组中选择的材料制成：木材、帆布、非织造织物、金属材料、塑料材料、刚性材料、柔性材料、纸或纸板(图22A-22C)。
在模制步骤期间，上述压力可以例如通过压机125施加在模具210’的一侧上，图7C和图8C中示意性地示出的，但是不排除一旦模具210’接触热塑材料层80’的表面，则压力施加在层80’的侧面上，如图23中示意性示出的。在该情况下，可以提供压机、辊子135或与模具210’相反地动作的其他类似装置。
在模制步骤结束时，可以提供热塑材料模型层80’的冷却，直至硬化。在模制结束时，所获得的热塑材料模制层315具有复制物体1的表面11的模制表面316(参见参照图11和12的上述说明)。
如图18A所示，被切割以获得模具210’的刚性材料或半刚性材料本体150可以具有基本圆柱形形状，或者具有如图18B的示例所示的基本平面展开部。
热塑材料80’可以是例如热塑性树脂或者热塑性树脂的混合物。此外，可能增加至少一个有机或无机填充物，以使热塑材料能够获得所需的特征。例如，对于预定重量百分比的热塑材料，可以增加例如2％-3％的聚合物和优选地着色物质。由此提高特别是热塑材料80’的硬度，以免使用基部支座或薄板40。
一旦获得预定硬化率的热塑材料，获得具有模型表面316的半成品315，其为如以上参照图11和图12详细说明的物体1的三维表面11的准确拷贝。
仍然参照图12和图13，模型表面316则承受配准印刷步骤，以便获得预定量的墨水或染料317施加在如上所述的表面316的预定点上的印刷模制表面。
还在这种情况下，在印刷模制层90之前，表面315可能经历获得锈蚀装饰性表面318的锈蚀步骤。
具体示例性实施例的上述说明将在概念角度如此完整地展现本发明，使得其他人能够通过应用当前知识在各个应用中改变和/或改进具体示例性实施例，而无需进一步研究本发明并且不脱离本发明，因此，这些改进和变型将被认为等同于具体实施例。实现本文中说明的不同功能的设备和材料可以具有不同的特性，而不会由于该原因而脱离本发明的领域。可以理解的是，本文中采用的措辞或术语用于说明目的而非用于限制。

Claims (15)

1.一种用于连续地复制物体(1)的方法，所述物体(1)具有包括多个隆起(12)或凸起部的装饰性三维表面(11)，所述多个隆脊(12)中的每一个具有预定厚度或高度(s)，所述方法包括以下步骤：
将所述物体(1)引入中空容器本体(120)中；
在所述物体(1)上分配承烧材料(70)，所述承烧材料(70)覆盖所述物体(1)的所述装饰性三维表面(11)；
硬化所述承烧材料(70)以获得模具(210)，所述模具(210)在朝向所述物体(1)定向的表面处提供三维表面(211)，所述三维表面(211)以负像复制所述物体(1)的所述三维表面(11)；
布置基本平面支座(40)；
将预定量的热塑材料(80)分配在所述支座(40)的第一表面(41)上，获得具有预定高度的所述热塑材料(80)的层(85)；
将所述支座(40)与所述模具(210)彼此重叠地布置，以获得包括所述支座(40)和所述模具(210)的系统(250)，其中，所述支座(40)的所述第一表面(41)布置成与所述模具(210)的所述三维表面(211)接触；
向所述系统(250)施加热和压力，由此使得所述热塑材料(80)基本熔化并使其分配在所述模具(210)的所述三维表面(211)上，以获得所述热塑材料(80)的相应的基本熔化层(85’)；
冷却所述热塑材料(80)的所述相应的层(85’)，由此使其硬化以获得所述物体(1)的铸型(315)，所述铸型(315)具有复制所述模具(210)的所述表面(211)以及然后复制所述物体(1)的所述表面(11)的装饰性表面(316)，所述铸型(315)的所述装饰性表面(316)包括多个隆起(312)，所述多个隆起(312)具有与所述物体(1)的所述隆起(12)的厚度对应的厚度；
印刷所述装饰性表面(316)以获得印刷装饰性表面(317)以及然后获得所述物体(1)的复制品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过喷射、层压或通过转印辊或者利用将第二材料直接应用在所述支座上的其他装置进行分配所述热塑材料的所述步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述热塑材料分配在所述支座(40)上的所述步骤结束时获得的热塑材料(80)的所述层(85)具有设定在50μm与20mm之间的厚度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热塑材料(80)从由以下材料组成的组中选择：
热塑性树脂；
热塑性树脂的混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热塑材料(80)具有小于200℃的熔化温度T*。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述物体(1)是复制原始艺术品的模型，所述原始艺术品具有包括多个隆起或凸起部的三维表面，所述多个隆脊中的每一个具有预定厚度或高度，并且还提供制造所述物体的步骤，所述步骤包括：
对所述原始艺术品进行三维扫描以获得对应于所述原始艺术品的所述三维表面的三维虚拟图像(101)，所述三维虚拟图像(101)包括具有确定的空间坐标(x、y、z)的多个点或像素；
基于所述空间坐标(x、y、z)生产具有复制所述三维虚拟图像(101)的表面的所述模型，所述模型由容易成形的材料制成。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述印刷步骤通过印刷设备(350)进行。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述印刷设备(350)利用以下印刷技术中的一种：
利用升华墨水印刷或烫印；
喷墨印刷；
利用热转印墨水印刷；
利用水基墨水印刷；
利用UV墨水即紫外墨水印刷；
胶版印刷；
利用溶剂型墨水印刷；
利用树脂型墨水印刷；
染料升华印刷；
丝网印刷；
激光印刷；
或上述印刷技术的组合。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在所述印刷步骤之前提供使所述装饰性表面锈蚀的步骤，所述锈蚀适于优化染料特别是墨水从所述装饰性表面(316)的吸收率，所述锈蚀步骤提供在所述装饰性表面(316)上施加树脂的薄层(318)或膜的步骤，由此适于优化染料特别是墨水的吸收以及然后提高印刷质量。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，进一步包括以下步骤：
在所述三维表面上限定至少一个参考点；
以在所述印刷机与所述参考点或每个参考点之间参考的方式定位，由此适于具有在所述三维表面的特定表面积处施加预定量的特定染料的可靠性。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述承烧材料(70)是在硬化步骤期间具有基本为零的收缩系数的承烧材料，所述承烧材料(70)从由以下材料组成的组中选择：
石膏，特别是基于石膏的材料；
硅树脂；
环氧树脂；
聚氨酯树脂；
硅橡胶；
光聚合物；
或上述材料的组合。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述基片(40)由包括以下材料的组中选择的材料制成：
木材；
帆布；
非织造织物；
金属材料；
塑料材料；
刚性材料；
柔性材料；
纸或纸板。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在所述薄板(40)上分配所述热塑材料(80)的所述步骤通过喷射、层压或由转印辊进行。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述承烧材料(70)是金属材料，特别是熔化状态的金属材料。
15.一种用于连续地制造物体(1)的方法，所述物体(1)具有包括多个隆起(12)或凸起部的装饰性三维表面(11)，所述多个隆脊(12)中的每一个具有预定厚度或高度(s)，所述方法包括以下步骤：
制造刚性材料或半刚性材料(150)的模具(210’)，并且具有以负像复制所述物体(1)的所述表面(11)的表面(211)，所述模具(210’)的所述表面(211)包括具有对应于所述物体(1)的所述隆起(12)的厚度的深度的多个凹陷(112)；
通过所述模具(210’)模制热塑材料层(80’)的表面，以获得模制层(315)，所述模制步骤提供对所述热塑材料层的按压和加热；
提取所述热塑材料的具有模制表面(316)的所述模制层(315)，所述模制表面(316)复制所述物体(1)的所述表面(11)，所述模制表面(316)包括具有对应于所述物体(1)的所述隆起(12)的厚度的厚度的多个隆起(312)；
配准印刷所述模制表面(316)，以获得相应的装饰性表面(315)以及然后获得所述物体(1)的复制品。
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