CN112026392B - 一种水转印图案的纹理分割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水转印图案的纹理分割方法，包括以下步骤：(1)仿真计算；(2)预变形图案获取；(3)薄膜制备；(4)图文转印；所述水转印设备包括水槽、水箱、放卷机构、流膜槽、活化机构、压印机构、清理回流机构和热交换机构；所述流膜槽中设置了图案分割机构；包括若干插板、滑槽、滑条、导套、导柱、液压装置、第一插杆、T形压块、挡流板、上泄口、下泄口、第一分流孔、导流板、第二分流孔、第一齿条、第二插杆、导块、复位弹簧、第二齿条、调节齿轮；本发明通过图案分割机构，使得在转印过程中，每次转印都不会对后面的待转印图案区造成干扰，同时将基材工件上方的多余涂料的油墨及时排除，避免造成二次涂覆，影响转印质量。

Description

一种水转印图案的纹理分割方法

技术领域

本发明属于水转印技术领域，尤其是涉及一种水转印图案的纹理分割方法。

背景技术

由于复杂多变的含立体结构的物体和曲面物体存在难以通过传统的印刷方式来实现的问题，近年来立体表面披覆技术得到迅速发展，例如：大量的工业产品如手机外壳、防盗门、各种家具、家电、汽车产品及化妆品行业产品等都选择通过水转印披覆技术来印刷图案，且该方法为越来越多的行业普遍采用。

现有的水转印技术通常采用手持或者夹具将基材工件由上往下压入转印池中，用挡板将后面待加工图案区隔开之后通过摇晃将水面多余的油墨荡开，之后再将转印完成的基材工件取出；这种转印工艺比较原始，人为放置挡板效率低下，而且会造成水面波纹，对图案会造成一定的扰动，从而引起图案变形；采取摇晃的方式荡开油墨依然会制造出水面的波动，不可避免会对图案成造成冲击；在取出转印完成的基材工件时，被荡开的油墨会重新聚拢，对工件二次涂覆，使图案被破坏。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种高效无二次涂覆的水转印图案的纹理分割方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种水转印图案的纹理分割方法，包括以下步骤：一种水转印图案的纹理分割方法，包括其特征在于：包括以下步骤：

(1)仿真计算：根据三维物体的转印模型形状以及PVA薄膜入水角度；利用斯托克斯模型对进入活化状态的PVA薄膜进行建模仿真，模拟PVA拉伸及形变过程；

(2)预变形图案获取：根据步骤(1)的仿真模拟结果，建立PVA薄膜与三维物体转印模型映射关系坐标，根据映射关系计算获得转印预变形图像；

(3)薄膜制备：利用凹版印刷技术将步骤(2)中获得的转印预变形图案印刷到PVA薄膜上备用；

(4)图文转印：利用水转印设备将步骤(3)制备好的PVA薄膜置于流动的水面上，向水转印PVA薄膜上喷涂使图案活化的活化剂，将基材工件从所述PVA薄膜的上方压入水中并与PVA薄膜相贴合，并保证每个基材工件与图案对应。

所述水转印设备包括设有支撑脚的水槽、固定连接于所述水槽的水箱、设于所述水箱上方的放卷机构、设于所述水箱后侧的流膜槽、设于所述流膜槽上方的活化机构、设于所述流膜槽上方的压印机构、设于所述流膜槽后方的清理回流机构和设于所述水槽下方的热交换机构；其特征在于：所述流膜槽中设置了图案分割机构；具体包括滑动连接于所述流膜槽的若干插板、设于所述插板上的滑槽、滑动连接于所述滑槽的滑条、固定连接于所述水槽的导套、可滑动连接于支撑台的导柱、设于导柱上方的液压装置、固定连接于所述导柱的第一插杆、固定连接于所述第一插杆的T形压块、固定连接于所述流膜槽的挡流板、设于所述挡流板上部的上泄口、设于所述挡流板下部的下泄口、分布于所述挡流板中部的第一分流孔、滑动连接于所述挡流板的导流板、设于所述导流板上的第二分流孔、固定连接于所述导流板的第一齿条、固定连接于所述插板的第二插杆、固定连接于所述第二插杆的导块、套设于所述导块的复位弹簧、固定连接于所述第二插杆的第二齿条、可转动连接于所述流膜槽内壁并且与所示第一齿条与第二齿条啮合的调节齿轮；所述T形压下表面与所述插板上表面相接触并且上下位置可以进行调整；所述导流板的有效面积大于所述挡流板；所述挡流板与所述导流板上表面在初始位置时位于同一平面；当转印工作进行时，活化后的图案层在水流的带动下以恒定的速度向前移动，水流液面高度与插板上边缘保持齐平，所述挡流板与所述导流板上表面位于同一平面，经过挡流板的水流可分为三层，上层水流从上泄口流过，中层水流从第一分流孔流过，下层水流从下泄口流过，导柱沿着导套下行，待转印工件带着转印图案被压入水中，转印图文在水压的作用下逐渐包覆在物体表面，同时，第一插杆8312在导柱的带动下下行，T形压块8313带动与之接触的插板下行，复位弹簧压缩，进而，第二齿条被带动下行，调节齿轮逆时针旋转，第一齿条在啮合作用下上行，导流板逐渐沿着挡流板上行，进一步上泄口被导流板逐渐封闭，第一分流孔与第二分流孔逐渐完全重合，下泄孔被完全打开，上层水流被导流板的上边缘封住，逐渐停止流动，漂浮于上层水流之上的图案层被导流板分割，保持在压印机构的上游，分流孔和下泄孔流量增大，流膜槽整体流量保持稳定，进一步地，由于待转印物浸入流膜槽中、压印机构下方的两侧的插板下行，压印机构下方的流膜槽段上层水流从两侧的插板上方溢出，多余转印图案层油墨顺着水流流向流膜槽与水槽的缝隙当中，最终在清理回流机构汇聚，整个过程产生的水波由于导流板的阻挡作用并不会影响到上游的未转印图案区，当多余油墨层完全流出，导柱上行，第一插杆上行，插板在复位弹簧的作用下复位上行，带动调节齿轮顺时针转动，导流板第一齿条下行至导流板上边缘与挡流板上边缘齐平，此时，第一分流孔与第二分流孔相互错位，有效通量减少，下泄口被部分遮挡，有效通量减少，同时，上泄口被打开，上层水流带动图案层恢复流动，整个流膜槽的单位时间流量保持不变，之后重复上述转印动作；挡流板和导流板巧妙地利用了流膜槽中水流的运动，将水的流动分为三层，每层的单位流量都可以单独控制，并且导流板和挡流板的控制配合使得不管那一层水流发生了变化，单位时间通过导流板和挡流板的流量是一定的，这就保证了当导流板上行将上层水流和图案阻断时，不会成产生足以扰动图案层的水波，而是由其他两层水流迅速补充，并且避免了单层水流动被阻断时由于惯性而产生的激波，由此保证了图案分割时图案的稳定性；同时，导流板升起的部分会形成一道屏障，保护上游带转印部分不会受到下游转印部分的干扰；插板结构将整个流膜槽分成一个个可以单独控制的区域，控制更加灵活和多样；通过第一齿条、第二齿条和调节齿轮的联动配合，是整个转印工作更加系统和自动化，节省了工人成本，避免了其他控制结构；插板下行使上层多余油墨通过向两侧倾泻的方式与流膜槽彻底分离，代替了传统的摇晃，高效且清理彻底，避免了摇晃产生的水波，整个倾泻过程平稳安静不会对水面产生波纹，同时，避免了多余油墨对工件产生二次涂覆，提高了成型质量。

所述压印机构包括固定连接于所述导柱的安装板、固定连接于所述安装板下侧的水平导轨、滑动连接于所述水平导轨的若干滑块、可转动连接于所述导轨的固定旋钮、固定安装于所述滑块的液压伸缩杆、固定安装于所述液压伸缩杆末端的球头连接器、可转动连接于所述球头连接器的永磁体安装块、可转动连接于所述永磁体安装块的止转螺栓和设于所述永磁体安装块底部的多边形安装孔；转印工作开始时将基材工件夹持牢固，并将夹具靠磁力吸附在多边形安装孔中，使之固定在永磁体安装块上，进一步，根据水流速度的工件形状调节永磁体安装块与球头连接器的安装角度，以便调整合适的入水角度，最后将止转螺栓拧紧实现固定，进一步，通过滑块在水平导轨上的位移调整各基材工件的水平位置，通过液压伸缩杆的长度调整各工件的垂直位置，位置调整完毕可随导柱进行压印工作；水平滑轨和滑块可以灵活地调整多个工位的位置的相对位置，包括非对称阵列，极大地提高了设备的兼容性和效率；同时配合固定旋钮可实现快速固定，节省了调试设备的时间；可单独伸缩的液压杆可以满足不同基材工件转印的压力要求，需要水压大时，可将液压杆相对伸长，使之浸入水面的深度变深，从而获得更大的水压，实现更好的包覆；球头连接器和永磁体安装块可实现多个方向的角度调节，并且可以快速固定，满足不同形状基材工件的角度要求；永磁体安装块可以配合更多样式的夹持机构，多边形安装孔可以避免工件的自旋，多个液压杆配合多种夹具、球头连接器和永磁体安装块可以实现外形极其复杂单个夹具难以固定的大型工件配合加持，极大地提高了设备的兼容性。

所述清理回流机构包括设于所述流膜槽的末端的挡板、由所述挡板和水槽间隔而成的回流槽和设于所述回流槽内的过滤箱、设于所述过滤箱内的若干筛板、设于所述挡板和过滤箱的回流孔和固定安装于所述过滤箱上的挂钩；所述筛板呈一定角度交错安装于过滤箱的两侧；相邻左右两块筛板在水平面的投影面积之和等于过滤箱的水平截面积；所述筛板为疏松多孔具有吸附性的石墨烯制品；下游的水流到达流膜槽末端时会越过挡板上端倾泻进过滤箱中、流膜槽和水槽缝隙当中的废液则通过回流孔流入过滤箱，经过过滤之后流入回流箱；挂钩可以实现过滤箱的快速拆卸和更换，提高了效率；交错分布的筛板可以在油墨层逐渐变厚时，在过滤过程中将油墨层撕裂，分布在两个筛板上，避免了油墨层太厚将筛板堵住；石墨烯筛板可在水流经过时，将水中油墨和活化剂等尽数吸附和净化，实现水流的清理和循环利用。

所述热交换机构包括固定连接于所述水槽下方的热交换箱、设于所述热交换箱内壁的加热条、连通所述回流箱与所述热交换箱上部的回流管道、连通所述热交换箱下部、所述水箱底部的输出管道和设于所述水箱上部的补充管道；经过清理吸附的低温液体从回流箱经由回流管道进入热交换箱，在加热条的作用下重新加热，最后经由输出管道从热交换箱底部输送到水箱底部；补充管道在回流液不足时进行液体的补充；没有直接采用在水槽加热的方式，而是采用在水槽外进行冷热水交换，一方面，避免了直接加热产生气泡影响转印过程；另一方面，可以实现水循环利用，节约成本。

所述放卷机构包括可转动连接于所述支撑脚上部的卷料滚、可转动连接于所述水槽壁的辅助卷滚、设于所述辅助卷滚上部且与所述水槽壁可转动连接的放卷滚。

所述活化机构包括固定安装于所述水槽的安装架、可转动连接于所述安装架的滑动轴、滑动连接于所述滑动轴的雾化器、设于所述安装台上的喇叭形喷口、固定安装于所述水槽的步进电机、与所述步进电机输出轴可转动连接的传动带；所述传动带与所述雾化器固定连接；当薄膜经过活化机构时，雾化器会在步进电机和传动带的带动下左右快速移动，将活化剂通过喇叭形喷口呈雾状均匀喷洒到PVA薄膜上，实现转印图案的活化；步进电机控制的雾化器运转速度平稳，可以实现活化剂的均匀喷洒，减少水面波动。

步骤(4)处于恒温湿度下进行，所述恒温湿度为70-80％，恒温转印水槽水温25-30℃，优选恒湿湿度为75％，恒温转印水槽水温27℃。

所述活化剂是通过1.0mm口径喷枪在距离薄膜15-25cm处喷涂；优选地，喷枪在距离薄膜20cm处喷涂。

所述活化剂是以芳香烃为主的有机混合溶剂并含有树脂、溶剂和可塑剂。

综上所述，本发明具有以下优点：通过本发明通过设置了图案分割机构，使得在转印过程中，每次转印都不会对后面的待转印图案区造成干扰，同时将基材工件上方的多余涂料的油墨及时排除，避免造成二次涂覆，提高了转印质量；设立了清理回流机构，节约了水资源降低了成本；压印机构的夹持方式灵活多变，可以快速拆卸，并具有很强的兼容性；热交换模式避免了转印过程中产生气泡破坏图案层。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为本发明的右视图。

图4为图3中沿A-A的剖视立体图。

图5为图4中B处的放大图。

图6为图5中C处的放大图。

图7为图4中D处的放大图。

图8为本发明中永磁体安装块的结构示意图。

图9为本发明中插板的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种水转印图案的纹理分割方法，包括以下步骤：一种水转印图案的纹理分割方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)仿真计算：根据三维物体的转印模型形状以及PVA薄膜入水角度；利用斯托克斯模型对进入活化状态的PVA薄膜进行建模仿真，模拟PVA拉伸及形变过程；

(2)预变形图案获取：根据步骤(1)的仿真模拟结果，建立PVA薄膜与三维物体转印模型映射关系坐标，根据映射关系计算获得转印预变形图像；

(3)薄膜制备：利用凹版印刷技术将步骤(2)中获得的转印预变形图案印刷到PVA薄膜上备用；

(4)图文转印：利用水转印设备将步骤(3)制备好的PVA薄膜置于流动的水面上，向水转印PVA薄膜上喷涂使图案活化的活化剂，将基材工件从所述PVA薄膜的上方压入水中并与PVA薄膜相贴合，并保证每个基材工件与图案对应。

其中所述水转印设备包括水槽1、支撑脚11、水箱12、放卷机构2、流膜槽3、活化机构4、压印机构、清理回流机构6、热交换机构7和图案分割机构8；所述支撑脚11固定连接于所述水槽1四个角上；所述水箱12固定连接于所述水槽1；所述放卷机构2设于所述水箱12上方；所述流膜槽3设于所述水箱12后侧；所述活化机构4设于所述流膜槽3上方；所述压印机构设于所述流膜槽3上方；所述清理回流机构6设于所述流膜槽3后方；所述热交换机构7设于所述水槽1下方；所述图案分割机构8设于所述流膜槽3中；具体包括若干插板81、滑槽812、滑条811、导套82、导柱83、液压装置8311、第一插杆8312、T形压块8313、挡流板84、上泄口841、下泄口842、第一分流孔843、导流板85、第二分流孔851、第一齿条852、第二插杆813、导块814、复位弹簧815、第二齿条816、调节齿轮86；所述插板81相互插接并且滑动连接于所述流膜槽3；所述滑槽812设于所述插板81上；所述滑条811滑动连接于所述滑槽812；所述导套82固定连接于所述水槽1；所述导柱83可滑动连接于支撑台；所述液压装置8311设于导柱83上方；所述第一插杆8312固定连接于所述导柱83；所述T形压块8313固定连接于所述第一插杆8312；所述挡流板84固定连接于所述流膜槽3；所述上泄口841设于所述挡流板84上部；所述下泄口842设于所述挡流板84下部；所述第一分流孔843分布于所述挡流板84中部；所述导流板85滑动连接于所述挡流板84；所述第二分流孔851设于所述导流板85上；所述第一齿条852固定连接于所述导流板85；所述第二插杆813固定连接于所述插板81；所述导块814固定连接于所述第二插杆；所述复位弹簧815套设于所述导块814上；所述第二齿条816固定连接于所述第二插杆813；所述调节齿轮86可转动连接于所述流膜槽3内壁并且与所示第一齿条852与第二齿条816相啮合；所述T形压块8313下表面与所述插板81上表面相接触并且上下位置可以进行调整；所述导流板85的有效面积大于所述挡流板84；所述挡流板84与所述导流板85上表面在初始位置时位于同一平面；当转印工作进行时，活化后的图案层在水流的带动下以恒定的速度向前移动，水流液面高度与插板81上边缘保持齐平，所述挡流板84与所述导流板85上表面位于同一平面，经过挡流板84的水流可分为三层，上层水流从上泄口841流过，中层水流从第一分流孔843流过，下层水流从下泄口842流过，导柱83沿着导套82下行，待转印工件带着转印图案被压入水中，转印图文在水压的作用下逐渐包覆在物体表面，同时，第一插杆8312在导柱83的带动下下行，T形压块8313带动与之接触的插板81下行，复位弹簧815压缩，进而，第二齿条816被带动下行，调节齿轮86逆时针旋转，第一齿条852在啮合作用下上行，导流板85逐渐沿着挡流板84上行，进一步上泄口841被导流板85逐渐封闭，第一分流孔843与第二分流孔851逐渐完全重合，下泄孔被完全打开，上层水流被导流板85的上边缘封住，逐渐停止流动，漂浮于上层水流之上的图案层被导流板85分割，保持在压印机构的上游，分流孔和下泄孔流量增大，流膜槽3整体流量保持稳定，进一步地，由于待转印物浸入流膜槽3中和压印机构下方的两侧的插板81下行，压印机构下方的流膜槽3段上层水流从两侧的插板81上方溢出，多余转印图案层油墨顺着水流流向流膜槽3与水槽1的缝隙当中，最终在清理回流机构汇聚，整个过程产生的水波由于导流板85的阻挡作用并不会影响到上游的未转印图案区，当多余油墨层完全流出，导柱83上行，第一插杆8312上行，插板81在复位弹簧815的作用下复位上行，带动调节齿轮86顺时针转动，导流板85第一齿条852下行至导流板85上边缘与挡流板84上边缘齐平，此时，第一分流孔843与第二分流孔851相互错位，有效通量减少，下泄口842被部分遮挡，有效通量减少，同时，上泄口841被打开，上层水流带动图案层恢复流动，整个流膜槽3的单位时间流量保持不变，之后重复上述转印动作。

所述压印机构包括安装板831、水平导轨832、滑块833、固定旋钮834、液压伸缩杆835、球头连接器836、永磁体安装块837、止转螺栓838、多边形安装孔839；所述安装板831固定连接于所述导柱83；所述水平导轨832固定连接于所述安装板831下侧；所述滑块833滑动连接于所述水平导轨832；所述固定旋钮834可转动连接于所述导轨；所述液压伸缩杆835固定安装于所述滑块833；所述球头连接器836固定安装于所述液压伸缩杆835末端；所述永磁体安装块837可转动连接于所述球头连接器836；所述止转螺栓838可转动连接于所述永磁体安装块837；所述多边形安装孔839设于所述永磁体安装块837底部；转印工作开始时将基材工件夹持牢固，并将夹具靠磁力吸附在多边形安装孔839中，使之固定在永磁体安装块837上，进一步，根据水流速度的工件形状调节永磁体安装块837与球头连接器836的安装角度，以便调整合适的入水角度，最后将止转螺栓838拧紧实现固定，进一步，通过滑块833在水平导轨832上的位移调整各基材工件的水平位置，通过液压伸缩杆835的长度调整各工件的垂直位置，位置调整完毕可随导柱83进行压印工作。

所述清理回流机构6包括挡板61、回流槽62、过滤箱63、筛板64、回流孔65、挂钩66；所述挡板61设于所述流膜槽3的末端；所述回流槽62由所述挡板61和水槽1间隔而成；所述过滤箱63设于所述回流槽62内；所述筛板64设于所述过滤箱63内；所述回流孔65贯穿设于所述挡板61和过滤箱63；所述挂钩66固定安装于所述过滤箱63上；所述筛板64呈一定角度交错安装于过滤箱63的两侧；相邻左右两块筛板64在水平面的投影面积之和等于过滤箱63的水平截面积；所述筛板64为疏松多孔具有吸附性的石墨烯制品；下游的水流到达流膜槽3末端时会越过挡板61上端倾泻进过滤箱63中、流膜槽3和水槽1缝隙当中的废液则通过回流孔65流入过滤箱63，经过过滤之后流入回流槽62。

所述热交换机构7包括固定连接于所述水槽1下方的热交换箱71、设于所述热交换箱71内壁的加热条72、连通所述回流箱与所述热交换箱71上部的回流管道73、连通所述热交换箱71下部、所述水箱12底部的输出管道和设于所述水箱12上部的补充管道75；经过清理吸附的低温液体从回流箱经由回流管道73进入热交换箱71，在加热条72的作用下重新加热，最后经由输出管道从热交换箱71底部输送到水箱12底部；补充管道75在回流液不足时进行液体的补充。

所述放卷机构2包括卷料滚21、辅助卷滚211、放卷滚22；所述卷料滚21可转动连接于所述支撑脚11上部；所述辅助卷滚211可转动连接于所述水槽1壁；所述放卷滚22设于所述辅助卷滚21上部且与所述水槽1壁可转动连接。

所述活化机构4包括安装架41、滑动轴42、雾化器43、喇叭形喷口、步进电机、传动带；所述安装架41固定安装于所述水槽1；所述滑动轴42可转动连接于所述安装架41；所述雾化器43滑动连接于所述滑动轴42；所述喇叭形喷口设于所述雾化器上；所述步进电机固定安装于所述水槽1；所述传动带与所述步进电机输出轴可转动连接；所述传动带与所述雾化器43固定连接；当薄膜经过活化机构4时，雾化器43会在步进电机和传动带的带动下左右快速移动，将活化剂通过喇叭形喷口呈雾状均匀喷洒到PVA薄膜上，实现转印图案的活化。

所述步骤(4)所述的恒温湿度为70％，恒温转印水槽水温25℃。

所述活化剂是通过1.0mm口径喷枪在距离薄膜15cm处喷涂。

所述活化剂是以芳香烃为主的有机混合溶剂并含有树脂、溶剂和可塑剂。

具体实施过程如下：

水流从水箱12中溢出，流入流膜槽3中，在流膜槽3中以缓慢的速度流动，放卷机构2以一定的角度，将PVA薄膜放入流膜槽3中，并在水流的带动下经过活化机构4，活化剂被均匀地喷洒在薄膜表面，图案被活化，在流经压印机构时，基材工件以移动的角度从上往下被压入水中，在水压的作用下，薄膜包裹在所述基材工件上，同时，图案分割机构8将未转印图案分割，将多余油墨排出，废液经过清理回流机构6的处理之后被送入热交换机构7加热，最后回到水箱12中重新被利用。

实施例2

一种水转印图案的纹理分割方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)仿真计算：根据三维物体的转印模型形状以及PVA薄膜入水角度；利用斯托克斯模型对进入活化状态的PVA薄膜进行建模仿真，模拟PVA拉伸及形变过程；

(2)预变形图案获取：根据步骤(1)的仿真模拟结果，建立PVA薄膜与三维物体转印模型映射关系坐标，根据映射关系计算获得转印预变形图像；

(3)薄膜制备：利用凹版印刷技术将步骤(2)中获得的转印预变形图案印刷到PVA薄膜上备用；

(4)图文转印：在水转印设备中将步骤(3)制备好的PVA薄膜置于流动的水面上，向水转印PVA薄膜上喷涂使图案活化的活化剂，之后将基材工件从所述PVA薄膜的上方压入水中并与PVA薄膜相贴合，在水压的作用下完成水披覆转印；

步骤(4)所述的恒温湿度为75％，恒温转印水槽1水温27.5℃。

所述活化剂是通过1.0mm口径喷枪在距离薄膜17.5cm处喷涂。

所述活化剂是以芳香烃为主的有机混合溶剂并含有树脂、溶剂和可塑剂。

上述步骤(4)所述水转印设备结构与实施例1相同，不在赘述；

实施例3

一种水转印图案的纹理分割方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)仿真计算：根据三维物体的转印模型形状以及PVA薄膜入水角度；利用斯托克斯模型对进入活化状态的PVA薄膜进行建模仿真，模拟PVA拉伸及形变过程；

(2)预变形图案获取：根据步骤(1)的仿真模拟结果，建立PVA薄膜与三维物体转印模型映射关系坐标，根据映射关系计算获得转印预变形图像；

(3)薄膜制备：利用凹版印刷技术将步骤(2)中获得的转印预变形图案印刷到PVA薄膜上备用；

(4)图文转印：在水转印设备中将步骤(3)制备好的PVA薄膜置于流动的水面上，向水转印PVA薄膜上喷涂使图案活化的活化剂，之后将基材工件从所述PVA薄膜的上方压入水中并与PVA薄膜相贴合，在水压的作用下完成水披覆转印；

步骤(4)所述的恒温湿度为80％，恒温转印水槽1水温30℃。

所述活化剂是通过1.0mm口径喷枪在距离薄膜25cm处喷涂。

所述活化剂是以芳香烃为主的有机混合溶剂并含有树脂、溶剂和可塑剂。

其中步骤4所述水转印设备的具体结构与实施例1相同，不在赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种水转印图案的纹理分割方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一仿真计算：根据三维物体的转印模型形状以及PVA薄膜入水角度；利用斯托克斯模型对进入活化状态的PVA薄膜进行建模仿真，模拟PVA拉伸及形变过程；

步骤二预变形图案获取：根据步骤一的仿真模拟结果，建立PVA薄膜与三维物体转印模型映射关系坐标，根据映射关系计算获得转印预变形图像；

步骤三薄膜制备：利用凹版印刷技术将步骤二中获得的转印预变形图案印刷到PVA薄膜上备用；

步骤四图文转印：在水转印设备中将步骤三制备好的PVA薄膜置于流动的水面上，向水转印PVA薄膜上喷涂使图案活化的活化剂，之后将基材工件从所述PVA薄膜的上方压入水中并与PVA薄膜相贴合，在水压的作用下完成水披覆转印；

其中步骤四所述水转印设备包括水槽（1）、支撑脚（11）、水箱（12）、放卷机构（2）、流膜槽（3）、活化机构（4）、压印机构、清理回流机构（6）、热交换机构（7）和图案分割机构（8）；所述支撑脚（11）固定连接于所述水槽（1）四个角上；所述水箱（12）固定连接于所述水槽（1）；所述放卷机构（2）设于所述水箱（12）上方；所述流膜槽（3）设于所述水箱（12）后侧；所述活化机构（4）设于所述流膜槽（3）上方；所述压印机构设于所述流膜槽（3）上方；所述清理回流机构（6）设于所述流膜槽（3）后方；所述热交换机构（7）设于所述水槽（1）下方；所述图案分割机构（8）设于所述流膜槽（3）中；所述图案分割机构（8）包括若干插板（81）、滑槽（812）、滑条（811）、导套（82）、导柱（83）、液压装置（8311）、第一插杆（8312）、T形压块（8313）、挡流板（84）、上泄口（841）、下泄口（842）、第一分流孔（843）、导流板（85）、第二分流孔（851）、第一齿条（852）、第二插杆（813）、导块（814）、复位弹簧（815）、第二齿条（816）、调节齿轮（86）；所述插板（81）相互插接并且滑动连接于所述流膜槽（3）；所述滑槽（812）设于所述插板（81）上；所述滑条（811）滑动连接于所述滑槽（812）；所述导套（82）固定连接于所述水槽（1）；所述导柱（83）可滑动连接于支撑台；所述液压装置（8311）设于导柱（83）上方；所述第一插杆（8312）固定连接于所述导柱（83）；所述T形压块（8313）固定连接于所述第一插杆（8312）；所述挡流板（84）固定连接于所述流膜槽（3）；所述上泄口（841）设于所述挡流板（84）上部；所述下泄口（842）设于所述挡流板（84）下部；所述第一分流孔（843）分布于所述挡流板（84）中部；所述导流板（85）滑动连接于所述挡流板（84）；所述第二分流孔（851）设于所述导流板（85）上；所述第一齿条（852）固定连接于所述导流板（85）；所述第二插杆（813）固定连接于所述插板（81）；所述导块（814）固定连接于所述第二插杆（813）；所述复位弹簧（815）套设于所述导块（814）上；所述第二齿条（816）固定连接于所述第二插杆（813）；所述调节齿轮（86）可转动连接于所述流膜槽（3）内壁并且与所述第一齿条（852）与第二齿条（816）相啮合；所述T形压块（8313）下表面与所述插板（81）上表面相接触并且上下位置可以进行调整；所述导流板（85）的有效面积大于所述挡流板（84）；所述挡流板（84）与所述导流板（85）上表面在初始位置时位于同一平面；当转印工作进行时，活化后的图案层在水流的带动下以恒定的速度向前移动，水流液面高度与插板（81）上边缘保持齐平，所述挡流板（84）与所述导流板（85）上表面位于同一平面，经过挡流板（84）的水流可分为三层，上层水流从上泄口（841）流过，中层水流从第一分流孔（843）流过，下层水流从下泄口（842）流过，导柱（83）沿着导套（82）下行，带动压印机构下行，待转印工件带着转印图案被压入水中，转印图文在水压的作用下逐渐包覆在物体表面，同时，第一插杆（8312）在导柱（83）的带动下下行，T形压块（8313）带动与之接触的插板（81）下行，第二插杆（813）沿着导块（814）下行，复位弹簧（815）压缩，进而，第二齿条（816）被带动下行，调节齿轮（86）逆时针旋转，第一齿条（852）在啮合作用下上行，导流板（85）逐渐沿着挡流板（84）上行，进一步上泄口（841）被导流板（85）逐渐封闭，第一分流孔（843）与第二分流孔（851）逐渐完全重合，下泄孔被完全打开，上层水流被导流板（85）的上边缘封住，逐渐停止流动，漂浮于上层水流之上的图案层被导流板（85）分割，保持在压印机构的上游，分流孔和下泄孔流量增大，流膜槽（3）整体流量保持稳定，进一步地，由于待转印物浸入流膜槽（3）中和压印机构下方的两侧的插板（81）下行，压印机构下方的流膜槽（3）段上层水流从两侧的插板（81）上方溢出，多余转印图案层油墨顺着水流流向流膜槽（3）与水槽（1）的缝隙当中，最终在清理回流机构汇聚，整个过程产生的水波由于导流板（85）的阻挡作用并不会影响到上游的未转印图案区，当多余油墨层完全流出，导柱（83）上行，第一插杆（8312）上行，插板（81）在复位弹簧（815）的作用下复位上行，带动调节齿轮（86）顺时针转动，导流板（85）第一齿条（852）下行至导流板（85）上边缘与挡流板（84）上边缘齐平，此时，第一分流孔（843）与第二分流孔（851）相互错位，有效通量减少，下泄口（842）被部分遮挡，有效通量减少，同时，上泄口（841）被打开，上层水流带动图案层恢复流动，整个流膜槽（3）的单位时间流量保持不变，之后重复上述转印动作；

所述压印机构包括安装板（831）、水平导轨（832）、滑块（833）、固定旋钮（834）、液压伸缩杆（835）、球头连接器（836）、永磁体安装块（837）、止转螺栓（838）、多边形安装孔（839）；所述安装板（831）固定连接于所述导柱（83）；所述水平导轨（832）固定连接于所述安装板（831）下侧；所述滑块（833）滑动连接于所述水平导轨（832）；所述固定旋钮（834）可转动连接于所述导轨；所述液压伸缩杆（835）固定安装与所述滑块（833）；所述球头连接器（836）固定安装于所述液压伸缩杆（835）末端；所述永磁体安装块（837）可转动连接于所述球头连接器（836）；所述止转螺栓（838）可转动连接于所述永磁体安装块（837）；所述多边形安装孔（839）设于所述永磁体安装块（837）底部；转印工作开始时将基材工件夹持牢固，并将夹具靠磁力吸附在多边形安装孔（839）中，使之固定在永磁体安装块（837）上，进一步，根据水流速度的工件形状调节永磁体安装块（837）与球头连接器（836）的安装角度，以便调整合适的入水角度，最后将止转螺栓（838）拧紧实现固定，进一步，通过滑块（833）在水平导轨（832）上的位移调整各基材工件的水平位置，通过液压伸缩杆（835）的长度调整各工件的垂直位置，位置调整完毕可随导柱（83）进行压印工作；

所述清理回流机构（6）包括挡板（61）、回流槽（62）、过滤箱（63）、筛板（64）、回流孔（65）、挂钩（66）；所述挡板（61）设于所述流膜槽（3）的末端；所述回流槽（62）由所述挡板（61）和水槽（1）间隔而成；所述过滤箱（63）设于所述回流槽（62）内；所述筛板（64）设于所述过滤箱（63）内；所述回流孔（65）贯穿设于所述挡板（61）和过滤箱（63）；所述挂钩（66）固定安装于所述过滤箱（63）上；所述筛板（64）呈一定角度交错安装于过滤箱（63）的两侧；相邻左右两块筛板（64）在水平面的投影面积之和等于过滤箱（63）的水平截面积；所述筛板（64）为疏松多孔具有吸附性的石墨烯制品；下游的水流到达流膜槽（3）末端时会越过挡板（61）上端倾泻进过滤箱（63）中、流膜槽（3）和水槽（1）缝隙当中的废液则通过回流孔（65）流入过滤箱（63），经过过滤之后流入回流槽（62）。

2.根据权利要求1所述的水转印图案的纹理分割方法，其特征在于：所述热交换机构（7）包括固定连接于所述水槽（1）下方的热交换箱（71）、设于所述热交换箱（71）内壁的加热条（72）、连通所述回流槽（62）与所述热交换箱（71）上部的回流管道（73）、连通所述热交换箱（71）下部与所述水箱（12）底部的输出管道和设于所述水箱（12）上部的补充管道（75）；经过清理吸附的低温液体从回流槽（62）经由回流管道（73）进入热交换箱（71），在加热条（72）的作用下重新加热，最后经由输出管道从热交换箱（71）底部输送到水箱（12）底部；补充管道（75）在回流液不足时进行液体的补充。

3.根据权利要求1所述的水转印图案的纹理分割方法，其特征在于：所述放卷机构（2）包括可转动连接于所述支撑脚（11）上部的卷料滚（21）、可转动连接于所述水槽（1）壁的辅助卷滚（211）、设于所述辅助卷滚（211）上部且与所述水槽（1）壁可转动连接的放卷滚（22）。

4.根据权利要求1所述的水转印图案的纹理分割方法，其特征在于：所述活化机构（4）包括固定安装于所述水槽（1）的安装架（41）、可转动连接于所述安装架（41）的滑动轴（42）、滑动连接于所述滑动轴（42）的雾化器（43）、设于所述雾化器（43）上的喇叭形喷口、固定安装于所述水槽（1）的步进电机、与所述步进电机输出轴可转动连接的传动带；所述传动带与所述雾化器（43）固定连接；当薄膜经过活化机构（4）时，雾化器（43）会在步进电机和传动带的带动下左右快速移动，将活化剂通过喇叭形喷口呈雾状均匀喷洒到PVA薄膜上。

5.根据权利要求1所述的水转印图案的纹理分割方法，其特征在于：步骤四处于恒温湿度下进行，所述恒温湿度为70-80%，恒温转印水槽（1）水温25-30℃。

6.根据权利要求4所述的水转印图案的纹理分割方法，其特征在于：所述活化剂是通过1.0mm口径喷枪在距离薄膜15-25cm处喷涂。

7.根据权利要求1所述的水转印图案的纹理分割方法，其特征在于：所述活化剂是以芳香烃为主的有机混合溶剂含有树脂、溶剂和可塑剂。

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