CN109890585A - 用于压实粉末材料的机器和方法 - Google Patents

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CN109890585A CN201780064630.7A CN201780064630A CN109890585A CN 109890585 A CN109890585 A CN 109890585A CN 201780064630 A CN201780064630 A CN 201780064630A CN 109890585 A CN109890585 A CN 109890585A
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保罗·泰斯蒂
马尔科·萨列里
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Sacmi Imola SC
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Abstract

一种用于压实陶瓷粉末(CP)的机器和方法；非压实的陶瓷粉末(CP)的层在通过压实装置(2)的行进的方向(A)上被传送，压实装置(2)包括压力带(7)，压力带(7)具有连续的基层(9)、具有结构化接触表面(8)的接触层(10)和被设计成识别以基本上明确的方式识别压力带(7)的识别码(11)；机器(1)还包括检测器(12)和控制单元(13)，检测器(12)检测识别码(11)，控制单元(13)根据由检测器(12)检测到的内容来确定使用多少压力带(9)和/或压力带(9)被装配到机器(1)中多少次和/或从机器(1)中移除多少次。

Description

用于压实粉末材料的机器和方法
技术领域
本发明涉及一种用于压实粉末材料的机器和方法、用于陶瓷制品的生产的线和设备。
背景技术
在陶瓷制品的生产领域中，已知使用用于压实陶瓷粉末的机器，用于来生产如下板坯：所述板坯优选地为薄的(例如瓷砖)、具有多个脊(典型地该侧被指定成保持被暴露)和谷的表面。通常，这种类型的表面称为被结构化或具有结构化的效果。
结构化的效果赋予陶瓷产品特别令人愉悦的美学价值，例如在要模仿诸如木材或石材的天然材料的美学效果的情况下。
在一些情况下，这些机器包括：压实装置，该压实装置布置在工作站处并且被设计成压实粉末材料，从而获得具有结构化表面的压实的粉末材料的层；以及传送器组件，沿着给定的路径将陶瓷粉末基本上连续地输送通过工作站。压实装置包括具有结构化接触表面的压力带，该结构化接触表面被设计成从上方压挤粉末材料，以获得压实的粉末材料的层的结构化表面。
由于长期与粉末材料接触，而导致结构化接触表面会经受逐渐的磨损，因此必须以相对频繁的间隔进行更换。此外，在大多数情况下，仅在已经生产给定数量的质量差的板坯后才能发现需要更换结构化接触表面。这些板坯必须被丢弃。还注意的是，未被丢弃的板坯的一部分的质量不均等。在这方面，事实上应当注意的是，由同一带生产的一个批次的最后板坯(即使是可接受的)与同一批次的第一板坯的脊和谷相比具有较低高度的脊和较低深度的谷。
同一申请人的公开号为WO2015114433A1的专利申请描述了包括基层的压力带的特定实施方案，在该基层上沉积塑料材料的接触层，该接触层具有被设计成在粉末材料的层上创建所期望的(三维)凸起或浮雕(relief)的几何形状的结构化接触表面。在这种情况下，鉴于生产接触层所利用的材料相对容易磨损的事实，上述问题特别明显。
公开号为EP2921317A1的专利申请描述了配备有RFID应答器的挤压板。
本发明的目的在于提供一种用于压实粉末材料的机器和方法、用于陶瓷制品的生产的线和设备，其允许至少部分地克服现有技术的缺点并且其同时生产简单且成本有限。
发明内容
根据本发明，提供一种用于压实粉末材料的机器和方法、用于陶瓷制品的生产的线和设备，如在所附的独立权利要求且优选地直接或间接引用独立权利要求的权利要求中任一项中所限定的。
附图说明
以下参照附图描述本发明，附图示出本发明的实施方案的一些非限制示例，其中：
-图1是根据本发明的机器的示意性侧视图；
-图2是包括图1的机器的线的一部分的示意性平面图；
-图3是图1的机器的区域的平面图；
-图4是图3的区域的放大截面；
-图5是用于生产图1的机器的部件的机器的示意性侧视图；
.图6是图5的机器的主视图；以及
-图7是图3的区域的可替代的实施方案的平面图。
具体实施方式
在图1中，用于压实粉末材料CP的机器作为整体由数字1表示，粉末材料CP包括陶瓷粉末(特别地，粉末材料CP是陶瓷粉末)。
机器1包括：压实装置2，其布置在工作站3处并且被设计成压实粉末材料CP，以便获得具有结构化表面的压实的粉末材料KP的层；和传送器组件4，基本上连续地将陶瓷粉末CP沿着给定路径的第一部分PA(从入口站5)输送到工作站3(在方向A上)并将压实的陶瓷粉末KP的层沿着给定路径的第二部分PB从工作站3输送(到出口站6-在方向A上)。
压实装置2包括具有结构化接触表面8的压力带7(特别地，参见图3和4)，所述结构化接触表面8设计成与粉末材料CP接触，以获得压实的粉末材料KP的层的结构化表面。
根据一些非限制实施方案，接触表面8(和/或压实的粉末材料KP的层的结构化表面)具有高达3mm的脊谷高度的差，更确切地具有高达1mm的脊谷高度的差。
特别地，接触表面8(和/或压实的粉末材料KP的层的结构化表面)具有至少0.1mm(更确切地，具有至少0.5mm)的脊谷高度的差。
更确切地，接触表面8的谷和脊被设计成再现诸如木材和/或石材等的天然材料的美学效果。
特别地，压力带7是闭合的(特别地，为环路)。
根据一些非限制实施方案，压力带7具有(连续的)基层9。在一些情况下(非必须地)，基层9包括金属和/或复合材料(更确切地由金属和/或复合材料制成)，转而复合材料包括纤维玻璃、碳和/或凯夫拉尔(Kevlar)。特别的，基层9包括(不锈钢)钢(更确切地由(不锈钢)钢制成)。
根据一些非限制实施方案，接触表面8是基层9的表面。更确切地，基层9具有多个谷和脊(例如，通过电腐蚀、激光和/或研磨而获得)，所述多个谷和脊限定了接触表面8的三维凸起几何形状。
有利地但非必须地，通过蚀刻基层9来获得识别码11。例如，识别码11通过在基层9上进行电腐蚀、激光和/或铣削而获得。
根据一些非限制实施方案，压力带7具有具有所述结构化接触表面8的接触层10。典型地但不是必须地，接触层8直接与基层9接触(并且连接到基层9)。
特别地，接触层10包含一种或更多种聚合物(由一种或更多种聚合物构成)，更特别地，接触层10包含一种或更多种丙烯酸和/或环氧聚合物(由一种或更多种丙烯酸和/或环氧聚合物构成)。
此外，压力带7具有被设计成识别(以基本上明确的方式)相同的压力带7的识别码11。
根据一些非限制实施方案，识别码11是适于执行其功能的任何码(在任何介质上)。例如，识别码11可以是印刷码(诸如条形码和/或QR码)或存储在电子介质(例如，应答器)上的电子码。有利地但非必须地，如果识别码11是印刷码，则其由与接触层相同的材料制成。
机器1还包括检测识别码11的检测器12以及控制单元13，该控制单元13连接到检测器12并且被设计成根据由检测器12检测到的内容来确定压力带7的使用参数。使用参数选自由以下组成的组：(已)使用多少压力带7、压力带(已)被装配到机器1中多少次和/或从机器1中移除多少次、压力带7保持(已保持)从机器(1)移除多久(及其组合)。
根据一些非限制实施方案，使用参数选自由以下组成的组：(已)使用多少压力带7、压力带(已)被装配到机器1中多少次和/或从机器1中移除多少次(及其组合)。在一些特定的非限制情况下，使用参数是(已)使用多少压力带7，特别地是，使用压力带7生产的压实的粉末材料KP的层的长度。
根据可替代的非限制实施方案，控制单元13被设计成根据选自由以下组成的组的长度来估计已使用多少压力带7：由传送器组件4输送的压实的粉末材料KP的层的长度(从通过检测器12检测识别码11而检测到压力带7的存在的时刻起)、由压力带7覆盖的长度(从通过检测器12检测识别码11而检测到压力带7的存在的时刻起)及其组合(和/或推导)。
特别地，压力带7沿着闭合路径(环路)PP延伸。
有利地但非必须地，检测器12布置在闭合路径PP的区域中的给定位置GP；控制单元13被设计成根据检测器12检测(已检测)到识别码11在给定位置GP中通过的次数来估计(已)使用多少压力带7。
可替代地或另外地，控制单元13被设计成根据从通过检测器12检测所述码而检测到压力带7的存在的时刻起由传送器组件4输送的压实的粉末材料KP的层的长度来估计(已)使用多少压力带7。
可替代地或另外地，控制单元13被设计成根据由压力带7覆盖的长度来估计(已)使用多少压力带。
有利地但非必须地，控制单元13被设计成根据使用参数来指示何时必须中断压力带7的使用(例如，当估计到接触表面8被磨损超过给定极限时)。
特别地，控制单元13被设计成当估计接触层10的减少为至少300μm时指示必须中断压力带7的使用的时间。可替代地或另外地，控制单元13被设计成当估计接触层10的减少为至少30％(特别地为至少50％)时指示必须中断压力带7的使用的时间。
根据一些非限制实施方案，在使用中，当决定中断压力带7的使用时(例如，因为接触表面8被磨损或损坏，或者在任何情况下，因为要改变结构化接触表面8的三维凸出几何形状)，可以通过去除存在的接触层10并产生新的接触层10(具有不同凸出几何形状的结构化接触表面8)来使压力带7再循环。在这些情况下，还需要附加设置新的识别码11。
在同一申请人的公开号为WO2015114433A1的专利申请中描述了可以如何移除接触层10的示例。
有利地但非必须地，控制单元13被设计成根据上述使用参数来改变传送器组件4和/或压实装置2的至少一个操作参数。
根据一些非限制实施方案，传送器组件4包括具有面向压力带7的部分的传送带14。在使用中，粉末材料CP在压力带7与传送带14之间通过，从而获得压实的粉末材料KP的层。
在一些情况下，控制单元13被设计成根据使用参数来调节在工作站3处的传送器组件4与压力带7之间的距离。更确切地，控制单元13被设计成与已使用多少压力带7成比例地减小压力带7与传送带14之间的距离(例如，通过流体动态致动器16使压力辊15向下移动)。换句话说，控制单元13被设计成随着压力带7被使用而减小压力带7与传送器组件4(特别是传送带14)之间的距离。
根据一些非限制实施方案，控制单元13被设计成根据使用参数来调节传送器组件4输送粉末材料CP所处的速度。特别地，控制单元13被设计成随着压力带7被使用而减小传送器组件4输送粉末材料CP所处的速度。
根据一些非限制实施方案，接触层10布置在(连接到)基层9的表面上，所述表面具有至少一个没有接触层8的自由区域17。在这些情况下，识别码11布置在自由区域中。特别地，自由区域17布置在基层9的纵向边缘18中的一个纵向边缘处。
图3所示的具体和非限制实施方案的压力带7具有两个自由区域17，每个自由区域17沿着基层9的整体的相应的纵向边缘18延伸。
根据一些非限制实施方案(参照图7)，检测器12(还)被设计成检测接触层10的至少一部分的高度，更确切地，检测识别码11的至少一部分的高度。特别地，在这些情况下，控制单元13被设计成根据由检测器12检测到的高度来估计接触表面8的磨损。
有利地但非必须地(在一些情况下)，识别码11布置在接触层10处(更确切地，在接触层10上产生识别码11)。以这种方式，识别码11基本上经受与接触层10相同类型的磨损(并且因此经受与接触表面8相同类型的磨损)。
根据一些非限制实施方案，识别码11布置在接触层10的侧边缘处(靠近自由区域17，或者在未设置自由区域17的情况下靠近边缘18)。以这种方式，可以通过刀32(在图2中示意性地示出并且在下面更详细地描述)来移除压实的粉末材料KP的与识别码接触的部分，该刀32布置在部分PB的一侧且被设计成纵向地(沿方向A)切割压实的陶瓷粉末KP的层。
可以从同一申请人的专利EP1674227B1获得机器1的其他细节。
应注意，根据本发明的机器1相对于现有技术的情况提供了各种优点。其中，我们提到了获得质量均匀的陶瓷制品、提高生产效率以及降低废品和生产成本的可能的方案。
根据一些非限制实施方案，使用添加剂合成方法获得接触层10，特别地，例如利用光硬化塑料材料和/或包含热硬化部分的塑料材料、使用喷墨打印方法获得接触层10。
有利地但非必须地，也以与接触层10相同的方式获得识别码11。特别地，同时获得识别码11和接触层10。
在要喷涂的墨为100％的光硬化型(即由丙烯酸酯或环氧基树脂单体和低聚体制成)的情况下，在添加光引发剂物质的情况下，仅由于来自适当的灯的UV辐射而发生交联。可替代地，为了使沉积在带上的层具有特定的阻力特性，上述墨可以是两级型，具有混合的UV和热交联。
这种类型的墨含有可从以下族中选择的单体和/或低聚体的从10％至90％可变的部分(fraction)：纯丙烯酸类、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、乙烯基类、环氧基树脂。
所述单体和/或低聚体不通过UV辐射交联，但是为了它们的自由基聚合需要在范围为150℃和200℃之间的温度下、进行热处理至少15分钟的时间。
因此，紫外线起“临时块(temporary block)”的作用，通过对紫外线敏感的部分作用，所述临时块防止设计劣化；最终的热处理永久地固定整块。
通常，利用不同材料(光硬化和两级)的一系列涂层(applied layer)产生该结构。
图5和图6示意性地示出用于生产压力带7的机器21的非限制示例。机器21包括一对辊22，所述一对辊22中的至少一个辊是机动化的并且基层9装配在该辊上(闭合-特别地是环路)。
还设置有梁23，该梁23布置在辊22(和基层9)的上方、与基层9横切地延伸并支撑配备有多个喷墨头的打印头24和用于发射UV辐射的灯25。致动器装置(已知且未示出)被设计成使打印头24沿着梁23移动。
机器21还包括热源26，该热源26相对于辊22在基层9上施加的运动的方向布置在打印头的下游。
在使用中，当基层9围绕辊22移动时，操作打印头24，从而如上所述地利用墨来装饰基层9的表面。由灯25发射的UV辐射确定墨的第一部分硬化。通过热源26完成该硬化，从而获得接触层10(并因此获得压力带7)。此时，从机器21移除获得的压力带7，并将压力带7装配到使用其的机器1中，直到用新的压力带替换为止。
可以从同一申请人的公开号为WO2015114433A1的专利申请获得机器21和/或压力带7的生产的其他特性和细节。
根据本发明的另一方面(特别地，参见图2)，设置有用于陶瓷制品(特别是瓷砖)的生产的生产线28；线28至少包括用于根据以上描述压实粉末材料的机器1，并且配备有切割组件29以横向地切割压实的粉末材料KP的层，从而获得板坯30，每个板坯30具有压实的粉末材料KP的层的一部分。
线28还包括至少一个烘烤炉(已知类型且未示出)，以烧结板坯30的压实的粉末材料KP，从而获得陶瓷制品。
有利地，切割组件29包括：切割刀，其被设计成与压实的陶瓷粉末KP的层接触以切割所述层；及移动单元，其使切割刀沿着相对于压实的粉末材料KP的层的行进的方向A的轨迹对角线而移动。以这种方式，可以为板坯30提供基本上垂直于方向A的端部边缘31，同时压实的陶瓷粉末KP的层以连续的运动行进。
根据一些非限制实施方案(诸如图1和图2中所示的那些)，切割组件14还包括两个另外的刀32，所述两个另外的刀32布置在部分PB的相对侧并且被设计成切割压实的陶瓷粉末KP的层并且将板30的侧边缘33限定为基本上垂直于边缘31(且基本上平行于方向A)。在一些特定情况下，切割组件29类似于公开号为EP1415780的专利申请中描述的切割组件。
根据本发明的另一方面，提供一种用于陶瓷制品(特别是瓷砖)的生产的设备；该设备包括至少两个用于如上所述压实粉末材料CP的机器1。该设备还包括控制组件，该控制组件包括机器1的控制单元13并且被设计成根据由机器1的检测器12检测到的内容来估计使用参数。特别地，控制组件被设计成累加由机器1的控制单元确定的使用参数。
除非有相反的明确说明，否则本文中引用的参考文献(文章、书籍、专利申请等)的内容被认为是本文全部内容的组成部分。特别地，上述参考文献在此引入作为参考。

Claims (19)

1.一种用于压实粉末材料(CP)的机器，所述粉末材料(CP)包括陶瓷粉末，所述机器(1)包括压实装置(2)和传送器组件(4)，所述压实装置(2)布置在工作站(3)处且被设计成压实所述粉末材料(CP)，从而获得具有结构化表面的压实的粉末材料(KP)的层；所述传送器组件(4)沿着给定路径的第一部分(PA)将所述粉末材料(CP)基本上连续地输送到所述工作站(3)并且沿着所述给定路径的第二部分(PB)从所述工作站(3)输送所述压实的粉末材料(KP)的层；所述压实装置(1)包括具有结构化接触表面(8)的压力带(7)，所述结构化接触表面(8)被设计成与所述粉末材料(CP)接触，从而获得所述压实的粉末材料(KP)的层的结构化表面；所述压力带(7)还具有被设计成识别所述压力带(7)的识别码(11)；所述机器(1)还包括检测器(12)和控制单元(13)，所述检测器(12)检测所述识别码(11)，所述控制单元(13)连接到所述检测器(12)并被设计成根据由所述检测器(12)检测到的内容确定使用参数，所述使用参数选自由以下组成的组：已使用多少所述压力带(7)、所述压力带(7)已被装配到所述机器(1)中多少次和/或从所述机器(1)中移除多少次、所述压力带(7)已保持从所述机器(1)移除多久及其组合。
2.根据权利要求1所述的机器，其中，所述使用参数是已使用多少所述压力带(7)；已使用多少所述压力带(7)是使用所述压力带(7)产生的所述压实的粉末材料(KP)的层的长度。
3.根据权利要求1或2所述的机器，其中，所述压力带(7)沿着闭合路径延伸，且所述检测器(12)布置在所述闭合路径的给定位置(GP)，所述控制单元(13)被设计成根据所述检测器(12)检测到所述识别码(11)在所述给定位置(GP)中通过的次数来估计已使用多少所述压力带(7)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述控制单元(13)被设计成根据选自由以下组成的组的长度来估计已使用多少所述压力带(7)：由所述传送器组件(4)输送的所述压实的粉末材料(KP)的层的长度、由所述压力带(7)覆盖的长度及其组合和/或其推导。
5.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述压力带(7)具有基层(9)和具有所述结构化接触表面(8)的接触层(10)，所述接触层(10)包含一种或更多种聚合物(由一种或更多种聚合物构成)，更特别地，所述接触层(10)包含一种或更多种丙烯酸聚合物和/或环氧聚合物。
6.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述控制单元(13)被设计成根据所述使用参数来指示何时必须中断所述压力带(7)的使用。
7.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述控制单元(13)被设计成根据所述使用参数来改变所述传送器组件(4)和/或所述压实装置(2)的至少一个操作参数。
8.根据权利要求7所述的机器，其中，所述控制单元(13)被设计成根据所述使用参数来调节在所述工作站(3)处的所述传送器组件(4)与所述压力带(7)之间的距离；特别地，所述控制单元(13)被设计成与已使用多少所述压力带(7)成比例地减小所述压力带(7)与所述传送器组件(4)(特别地，传送带(14))之间的距离。
9.根据权利要求7或8所述的机器，其中，所述控制单元(13)被设计成根据所述使用参数来调节所述传送器组件(4)输送所述粉末材料(CP)所处的速度；特别地，所述控制单元(13)被设计成在已使用多少所述压力带(7)增加时减小所述传送器组件(4)输送所述粉末材料(CP)所处的速度。
10.根据权利要求1至4和6至9中任一项所述的机器，其中，所述压力带(7)具有基层(9)和具有所述结构化表面(8)的接触层(10)，所述接触层(10)连接到所述基层(9)的表面，所述基层(9)的所述表面具有至少一个没有接触层(10)的自由区域(17)；所述识别码(11)布置在所述自由区域(17)中；特别地，所述自由区域(17)布置在所述基层的边缘处。
11.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其中，所述检测器(12)被设计成检测所述识别码(11)的至少一部分的高度；特别地，所述控制单元(13)被设计成根据由所述检测器(12)检测到的高度来估计所述接触表面(8)的磨损。
12.一种用于陶瓷制品的生产的线，所述线包括：至少一个根据前述权利要求中任一项所述的用于压实粉末材料(CP)的机器(1)，所述线配备有切割组件(29)和至少一个烘烤炉，所述切割组件横向地切割所述压实的粉末材料(KP)的层，从而获得板坯(30)，每个板坯具有所述压实的粉末材料(KP)的层的一部分；所述至少一个烘烤炉烧结所述板坯(30)的压实的粉末材料(KP)，从而获得所述陶瓷制品。
13.一种用于陶瓷制品的生产的设备，所述设备包括根据权利要求1至11中任一项所述的用于压实粉末材料(CP)的第一机器(1)和至少根据权利要求1至11中任一项所述的用于压实粉末材料(CP)的第二机器；所述设备还包括控制组件，所述控制组件包括所述第一机器(1)和所述第二机器(1)的控制单元(13)，并被设计成根据由所述第一机器(1)和所述第二机器(1)的检测器(12)检测到的内容来估计所述使用参数；特别地，所述控制组件(13)被设计成累加由所述第一机器(1)和所述第二机器(1)的控制单元(13)确定的所述使用参数。
14.一种用于压实粉末材料(CP)的方法，所述粉末材料(CP)包括陶瓷粉末，所述方法提供使用根据权利要求1至11中任一项所述的用于压实粉末材料(CP)的机器并且包括：检测步骤，在所述检测步骤期间，所述检测器(12)检测所述识别码(11)；以及控制步骤，在所述控制步骤期间，所述控制单元根据由所述检测器(12)检测到的内容来确定使用参数，所述使用参数选自由以下组成的组：已使用多少所述压力带(7)、所述压力带(7)已被装配到所述机器(1)中多少次和/或从所述机器(1)中移除多少次、所述压力带(7)已保持从所述机器(1)移除多久及其组合。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述压力带(7)沿着闭合路径延伸，且所述检测器(12)布置在所述闭合路径的给定位置(GP)，在所述控制步骤期间，所述控制单元根据所述检测器(12)检测到所述识别码(11)在所述给定位置(GP)中通过的次数来估计已使用多少所述压力带(7)。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述控制单元(13)根据所述使用参数来改变所述传送器组件(4)和/或所述压实装置(2)的至少一个操作参数。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述控制单元(13)根据所述使用参数来调节在所述工作站(3)处的所述传送器组件(4)与所述压力带(7)之间的距离；特别地，所述控制单元(13)与已使用多少所述压力带(7)成比例地减小所述压力带(7)与所述传送器组件(4)(特别地，传送带(14))之间的距离。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述控制单元(13)根据所述使用参数来调节所述传送器组件(4)输送所述粉末材料(CP)所处的速度；特别地，所述控制单元(13)在已使用多少所述压力带(7)增加的情况下减小所述传送器组件(4)输送所述粉末材料(CP)所处的速度。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其中，所述使用参数是已使用多少所述压力带(7)；已使用多少所述压力带(7)是使用所述压力带(7)产生的所述压实的粉末材料(KP)的层的长度。
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