CN112140759A - 一种非线性薄膜材料的仿真印刷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非线性薄膜材料的仿真印刷方法，包括以下步骤：（1）转印活化：加入活化剂，使转印PVA薄膜进入活化状态；（2）仿真计算：根据三维物体的转印模型进行建模仿真，模拟拉伸及形变过程；（3）预变形图案获取：根据仿真模拟结果，获得转印预变形图像；（4）图层规划：根据薄膜材料的需要分为PVA薄膜载体层、保护层、图案层三个图层；（5）图文转印和收卷保存：预变形图像和其他图层通过凹版印刷在PVA薄膜上；所述凹版印刷设备包括底座、保护层印刷机构、边界层印刷机构、图像印刷机构和收卷机构；设了多个图层印刷，实现了图像和保护层一次披覆成型，避免了单独涂刷保护层，设立了边界层印刷，极大地减少了图像在转印过程中的变形。

Description

一种非线性薄膜材料的仿真印刷方法

技术领域

本发明属于薄膜印刷领域，尤其是涉及一种非线性薄膜材料的仿真印刷方法。

背景技术

凹版印刷由于其出色的印刷质量和对承印物的友好性，一直是高端印刷和薄膜印刷的主要印刷方式，市面现有的水转印薄膜印刷方式一般是直接将油墨通过凹版印刷机直接印在水溶性PVA薄膜上，油墨层和水溶性膜直接接触，当PVA薄膜吸水饱和时油墨层吸水膨胀，并发生扩散、变形和位移，产生色差，严重影响产品表面的披覆质量；再者，这种印刷方式披覆的膜层表面硬度高，坚韧易碎，耐揉搓性差，所以在转印完成后再在膜层表面涂装一层保护层，工艺非常繁琐。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种制备具有边界层和保护层一体印刷的薄膜材料仿真印刷方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种非线性薄膜材料的仿真印刷方法，包括以下步骤：

(1)转印活化：将PVA薄膜于恒湿条件下，放置在恒温水槽中备样，加入活化剂，使转印PVA薄膜进入活化状态；

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

(3)预变形图案获取：根据步骤2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；

(4)图层规划：根据薄膜材料的需要分为四个图层，从下往上分别为PVA薄膜载体层、紧贴于所述载体层的保护层、紧贴于所述保护层的图案层；所述图案层包括步骤3获得的预变形图像与边界区域；

(5)图文转印和收卷保存：将步骤3中获得的预变形图像和其他功能性图层通过凹版印刷设备的方式印刷在步骤1得到的PVA薄膜上；所述凹版印刷设备包括底座、固定安装于底座的保护层印刷机构、设于所述保护层印刷机构后侧的边界层印刷机构、设于所述边界层印刷后方的图像印刷机构和位于所述图像印刷机构后侧的收卷机构；设了多个图层印刷机构，实现了图像和保护层一次披覆成型，避免了单独涂刷保护层，设立了边界层印刷机构，极大地减少了图像在转印过程中的因为吸水发生变形，提高了印刷质量。

所述边界层印刷机构包括固定安装于底座的安装侧板、固定安装于底座的涂料斗、设于所述涂料斗内的搅拌桨、设于所述涂料斗上方的涂刷滚、设于所述涂刷滚上方的旋转滚、设于所述旋转滚周向的圆柱槽、可转动连接于所述圆柱槽的三枚螺纹杆、套设于所述旋转滚的五枚滚圈、设于所述滚圈内圈的螺纹段、套设于所述螺纹杆的调节齿轮、可转动连接于所述安装侧板的转盘、固定安装于所述安装侧板的导柱、滑动连接于所述导柱的轨道齿轮、套设于所述导柱的复位弹簧、设于所述轨道齿轮一侧的涡状垫圈、可转动连接于所述涡状垫圈的中心轴、固定安装于所述安装侧板的保护盖、固定连接于所述保护盖的步进电机、连接所述中心轴与所述步进电机的同步带、设于所述滚圈上方的压印滚、设于所述压印滚后方的横纹上滚与横纹下滚、设于所述横纹下滚一侧的电动推杆、与所述电动推杆输出轴相连的伸缩杆、固定连接于所述伸缩杆下部的滑片、设于所述伸缩杆下部的压条、设于所述压条上的滑槽、设于所述横纹下滚另一侧的储料槽、与所述储料槽相连通的输料通道、与所述输料通道相连接的输料管道、设于所述横纹上滚和横纹下滚的侧边输送辊和固定安装于所述底座的红外线烘干设备；所述涂料斗上部设有回流斜面；所述涂刷滚最下部低于所述涂料斗最上部；所述滚圈中第一滚圈与第五滚圈固定连接于所述旋转滚的两端，第二滚圈、第三滚圈、第四滚圈的螺纹段分别与所述第一螺纹杆、第二螺纹杆、第三螺杆相螺纹连接；所述调节齿轮分为与所述第一螺纹杆相连接的第一调节齿轮、与所述第二螺纹杆相连接的第二调节齿轮和与所述第三螺纹杆相连接的第三调节齿轮，所述第一调节齿轮距离所属安装侧板的端面最近，第二调节齿轮距离所述安装侧板的端面距离大于所述第一调节齿轮的厚度，所述第三调节齿轮距离安装侧板的距离大于所述第一调节齿轮与第二调节齿轮的厚度之和；所述轨道齿轮的厚度与所述调节齿轮的厚度相等；所述滚圈分别与所述涂刷滚及压印滚相切；所述输料管道与所述涂料斗通过一压力泵相连通；印刷工作开始时，涂刷滚半浸在涂料斗中，在工作电机的带动下发生旋转，并将涂料传递给与之相切的滚圈上，最后由压印滚将涂料压印在经过的PVA薄膜上，从而在薄膜上印刷出竖条纹，当条纹间距需要进行调整时，步进电机进行顺时针旋转，会通过皮带带动涡状垫片顺时针旋转，由于涡状垫片的上表面与轨道齿轮的下表面相接触，轨道齿轮的高度会随着涡状垫片的旋转发生变化，首先与第一调节齿轮相啮合，在转盘的作用下，第一调节齿轮发生自旋，进而第一螺纹杆旋转，在螺纹段的咬合作用下，第二滚圈沿着旋转滚从左向右发生移动，当第二滚圈的位置调整完毕后，涡状垫片继续旋转，第三滚圈、第四滚圈以同样的方式调整到相应位置，进而在薄膜上印刷出多种间距的竖条纹，进一步地，在压力泵的作用下，部分涂料被通过输料管道和输料通道进入出料槽，并渗漏到伸缩杆和缝隙当中，当电动推杆输出轴右移时，伸缩杆右移，滑片从滑槽中滑出，压条被抬高，同时涂料渗出，在横纹下滚的旋转过程中将涂料横条纹状印刷在PVA薄膜上，通过控制电动推杆的动作时间，可以控制压条抬起的频率，进而控制每两条横纹之间的距离，再由侧边输送滚输送向下一道印刷工序，同时，红外线烘干设备将已经涂刷好的涂料进行烘干，经过边界层印刷机构的PVA薄膜表面已经形成网格状的边界和带印刷图案区域；步进电机通过控制涡状垫片的旋转可以分别独立控制第二滚圈、第三滚圈和第四滚圈的相对位置，再由涂刷滚涂刷上边界层所需涂料，便可以形成任意间距纵向条纹作为图案层的纵向边界；与之相配合的，通过控制电动推杆的动作时间，可以控制压条抬起压在PVA薄膜的频率，进而控制每两条横纹之间的距离，进而在薄膜上形成横向边界区域，由于纵向边界区域与横向边界区域均可自由控制，且不会互相影响，便可以在薄膜上印出任意规格的边界和图案区域，满足不同幅面的印刷要求而不用更换设备，节省了印刷成本，边界层的存在极大地减少了图像在转印过程中的因为吸水发生变形，提高了印刷质量；侧边滚的两侧输送避免了中间区域的印刷区被污染刮花，而且有利于红外线烘干设备进行加热烘干。

所述边界层由UV光固化材料制成,边界层固化后在薄膜上形成图案待打印区域的边界，入水活化后，可明显的限制图案的吸水扩散，避免了图案的变形失真，并且可以一定程度上抵抗由于水面波纹的冲击；UV光固化材料成型质量好，固化速度快，有助于提高效率。

所述收卷机构包括可转动连接于所述安装侧壁的收卷滚、可转动连接于所述安装侧板的张力控制器、与所述收卷滚通过第一皮带连接的变径带轮、通过第二皮带与所述变径带轮相连接的角度控制器；所述张力控制器包括可转动连接于所述安装侧板的转轴、可转动连接于所述转轴的摆臂、套设于所述转轴的第一扭簧和可转动连接于所述摆臂的压辊；所述变径带轮包括固定安装于所述安装侧壁的圆盘、设于所述圆盘的调节槽、固定连接于所述调节槽的限制板、设于所述限制板上的螺纹孔、与所述螺纹孔可转动连接的螺柱、转动连接于所述螺柱尾部的小齿轮、固定连接于所述螺柱头部的弧形安装板、设于所述弧形安装板的驱动转子、与所述小齿轮相啮合的端面齿轮和固定连接于所述端面齿轮的第一中心转轴；所述中心转轴可转动连接于所述安装侧板；所述角度控制器包括固定安装于所述底座的固定块、可转动连接于所述固定块的第二中心轴、固定连接于所述第二中心轴的摇杆、可转动连接设于所述摇杆末端的角度滚和套设于所述第二中心轴的第二扭簧；所述驱动转子由收卷电机通过皮带带动；PVA薄膜通过最后一道印刷机构时，会收卷在收卷滚上进行保存备用，然而，随着收卷工作的进行，PVA薄膜缠绕在收卷滚上会使收卷滚的直径不断变大，由于收卷电机的转速是恒定的，直径变大会导致收卷滚的线速度变快，进而使PVA薄膜的收卷速度加快，当收卷速度大于印刷速度时，会使印刷图案拉花或者出现薄膜破裂的现象，因此保证收卷速度的恒定至关重要；当收卷滚上的薄膜较少时，摇杆在第二扭簧的作用下保持在与水平方向角度较小的位置，此时，弧形安装板位于变径带轮最大直径位置，此时变径带轮与收卷滚的传动大，收卷滚维持在较高转速以便与印刷速度相匹配，维持收卷速度与印刷速度一致，随着收卷滚上的PVA薄膜逐渐增多，收卷滚的直径变大，并对角度滚造成挤压，进而摇杆带动第二中心轴发生旋转，与水平面的夹角逐渐变小，并把角度变化通过第二皮带传递给第一中心转轴和端面齿轮，端面齿轮发生一定角度的旋转，进而小齿轮发生旋转，螺柱发生旋转，带动弧形安装板一起径向回缩，变径带轮的直径变小，与收卷滚的传动比变小，收卷滚的转速相对变慢，线速度维持不变，保证印刷正常进行；通过角度控制器感知收卷滚直径的大小，进而改变变径齿轮直径的大小，使动力输出与收卷滚之间的传动比发生变化，使收卷滚在收卷的料较少时保持高转速在收卷料多时保持低转速，而薄膜传输的线速度却始终保持不变并与印刷速度相匹配，保证图像层的印刷都能精确地落到边界区域所围成的图案区域中，解决了收卷会拉花印刷的难题；而且通过角度控制器和螺柱实现了变化细腻的同步无级变速，不会出现震动和顿挫感，避免薄膜破损。张力控制器可以保证皮带在传动比变化的过程中始终保持张紧状态，保证传动的正常进行。

所述保护层印刷机构包括固定安装于所述底座的保护仓、固定安装于所述保护仓与底座的料缸、固定连接于所述料缸的设于所述料缸上方的蘸料滚、固定连接于所述保护仓并与所述蘸料滚相切的涂料滚和设于所述涂料滚上方的压滚；采用凹版印刷原理涂刷保护层，保护了薄膜在涂刷过程不会受损，回流斜面可以一定程度上防止涂料在印刷过程中滴落在设备或者地面，造成浪费和污染；保护仓时在印刷过程中不会受到空气中灰尘的污染；保护层先一步涂刷在载体层之上，一方面为后面收卷保存提供了韧性和抗皱破碎性，另一方面，在转印披覆到物体后，直接作为保护釉面层，在维持原图案高分辨的情况下，保护图案不受磨损，减少了后续加工的过程。

附图说明

图1为本发明的正视图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为图2中隐藏掉部分安装侧板的结构示意图。

图4为图3中A处的放大图。

图5为图3中B处的放大图。

图6为图3中C处的放大图。

图7为图6中隐藏掉端面齿轮的视图。

图8为本发明中滚圈部分的局部视图。

图9为图1中沿A-A剖开的剖视图。

图10为图9中E处的剖视图。

图11为图9中F处的剖视图。

图12为本发明中滚圈的结构示意图。

图13为本发明中涡状垫片的结构示意图。

图14为本发明中薄膜材料示意图。

具体实施方式

一种非线性薄膜材料的仿真印刷方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）转印活化：将PVA薄膜于恒湿条件下，放置在恒温水槽中备样，加入活化剂，使转印PVA薄膜进入活化状态；

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

（3）预变形图案获取：根据步骤2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；

（4）图层规划：根据薄膜材料的需要分为四个图层，从下往上分别为PVA薄膜载体层、紧贴于所述载体层的保护层、紧贴于所述保护层的图案层；所述图案层包括步骤3获得的预变形图像与边界区域；

图文转印和收卷保存：将步骤3中获得的预变形图像和其他功能性图层通过凹版印刷设备的方式印刷在步骤1得到的PVA薄膜上；所述凹版印刷设备包括底座1、固定安装于底座1的保护层印刷机构2、设于所述保护层印刷机构2后侧的边界层印刷机构3、设于所述边界层印刷后方的图像印刷机构4和位于所述图像印刷机构4后侧的收卷机构3。

所述边界层印刷机构3包括安装侧板31、涂料斗32、搅拌桨324、涂刷滚321、旋转滚322、圆柱槽323、螺纹杆33、滚圈34、螺纹段341、调节齿轮342、转盘35、安装侧板31、导柱36、轨道齿轮37、复位弹簧38、涡状垫圈39、中心轴310、保护盖311、步进电机312、同步带313、压印滚314、横纹上滚315、横纹下滚316、电动推杆317、伸缩杆318、滑片319、压条320、储料槽330、输料通道331、输料管道332、侧边输送辊333、红外线烘干设备334、回流斜面335、第一滚圈343、第五滚圈344、第二滚圈345、第三滚圈346、第四滚圈347、第一螺纹杆336、第一调节齿轮3421、第二螺纹杆337第二调节齿轮3422、第三螺纹杆338、第三调节齿轮3423；所述安装侧板31固定安装于底座1；所述涂料斗32固定安装于底座1；所述搅拌桨324设于所述涂料斗32内；所述涂刷滚321设于所述涂料斗32上方；所述旋转滚322设于所述涂刷滚321上方；所述圆柱槽323设于所述旋转滚322周向；所述三枚螺纹杆33可转动连接于所述圆柱槽323；所述五枚滚圈34套设于所述旋转滚322上；所述螺纹段341设于所述滚圈34内圈；所述调节齿轮342套设于所述螺纹杆33上；所述转盘35可转动连接于所述安装侧板31上；所述导柱36固定安装于所述安装侧板31上；所述轨道齿轮37滑动连接于所述导柱36；所述复位弹簧38套设于所述导柱36上；所述涡状垫圈39设于所述轨道齿轮37一侧；所述中心轴310可转动连接于所述涡状垫圈39；所述保护盖311固定安装于所述安装侧板31；所述步进电机312固定连接于所述保护盖311；所述同步带313连接所述中心轴310与所述步进电机312；所述压印滚314设于所述滚圈34上方；所述横纹上滚315与横纹下滚316设于所述压印滚314后方；所述电动推杆317设于所述横纹下滚316的一侧；所述伸缩杆318与所述电动推杆317输出轴相连；所述滑片319固定连接于所述伸缩杆318下部；所述压条320设于所述伸缩杆318下部；所述滑槽3201设于所述压条320上；所述储料槽330设于所述横纹下滚316另一侧；所述输料通道331与所述储料槽330相连通；所述输料管道332与所述输料通道331相连接的；所述侧边输送辊333设于所述横纹上滚315和横纹下滚316的后侧；所述红外线烘干设备334固定安装于所述底座1；所述涂料斗32上部设有回流斜面335；所述涂刷滚321最下部低于所述涂料斗32最上部；所述滚圈34中第一滚圈343与第五滚圈344固定连接于所述旋转滚322的两端，第二滚圈345、第三滚圈346、第四滚圈347的螺纹段341分别与所述第一螺纹杆336、第二螺纹杆337、第三螺杆相螺纹连接；所述调节齿轮342分为与所述第一螺纹杆336相连接的第一调节齿轮3421、与所述第二螺纹杆337相连接的第二调节齿轮3422和与所述第三螺纹杆338相连接的第三调节齿轮3423，所述第一调节齿轮3421距离所属安装侧板31的端面最近，第二调节齿轮3422距离所述安装侧板31的端面距离大于所述第一调节齿轮3421的厚度，所述第三调节齿轮3423距离安装侧板31的距离大于所述第一调节齿轮3421与第二调节齿轮3422的厚度之和；所述轨道齿轮37的厚度与所述调节齿轮342的厚度相等；所述滚圈34分别与所述涂刷滚321及压印滚314相切；所述输料管道332与所述涂料斗32通过一压力泵相连通；

所述收卷机构3包括收卷滚51、张力控制器56、第一皮带52、变径带轮53、通过第二皮带54、角度控制器55、转轴561、摆臂562、限制板533、第一扭簧563、压辊564、圆盘531、调节槽532、螺纹孔534、螺柱535、小齿轮536、弧形安装板537、驱动转子538、端面齿轮539、第一中心转轴561、固定块551、第二中心转轴552、摇杆553、角度滚554、第二扭簧555；所述收卷滚51可转动连接于所述安装侧壁；所述张力控制器56可转动连接于所述安装侧板31；所述变径带轮53与所述收卷滚51通过第一皮带52连接；所述角度控制器55通过第二皮带54与所述变径带轮53相连接；所述转轴561可转动连接于所述安装侧板31；所述摆臂562可转动连接于所述转轴561；所述第一扭簧563套设于所述转轴561；所述压辊564可转动连接于所述摆臂562；所述圆盘531固定安装于所述安装侧壁；所述调节槽532设于所述圆盘531上；所述限制板533固定连接于所述调节槽532；所述螺纹孔534设于所述限制板533上；所述螺柱535与所述螺纹孔534可转动连接；所述小齿轮536转动连接于所述螺柱535尾部；所述弧形安装板537固定连接于所述螺柱535头部；所述驱动转子538设于所述弧形安装板537端部；所述端面齿轮539与所述小齿轮536相啮合；所述第一中心转轴561固定连接于所述端面齿轮539；所述安装侧板31与所述中心转轴561可转动连接；所述固定块551固定安装于所述底座1；所述第二中心转轴552可转动连接于所述固定块551；所述摇杆553固定连接于所述第二中心转轴552；所述角度滚554可转动连接设于所述摇杆553末端；所述第二扭簧555套设于所述第二中心转轴552；所述驱动转子538由收卷电机通过皮带带动；所述驱动转子为直接采购得到的外转子无刷电机。

所述保护层印刷机构2包括保护仓21、料缸22、蘸料滚23、压滚24、涂料滚25；所述保护仓21固定安装于所述底座1；所述料缸22固定安装于所述保护仓21与底座1；所述蘸料滚23固定连接于所述料缸22且设于所述料缸22上方；所述涂料滚25固定连接于所述保护仓21并与所述蘸料滚23相切；所述压滚24设于所述涂料滚25上方。

所述边界层由UV光固化材料制成。

所述保护层有PU涂料掺杂纳米材料制成。

所述印刷速度为35m/min,室温为29°，室内相对湿度为50%。

具体工作过程如下;

活化后的PVA薄膜首先经过保护层印刷机构2，涂料滚25将保护层均匀的涂刷在PVA薄膜上，之后由侧向输送滚将涂满保护层的薄膜送到边界层印刷机构3，并由滚圈34和横纹下滚316压印出边界区域，进一步经过红外线烘干设备334照射烘干，所述红外线烘干设备334为市面现有红外线灯，直接采购，结构不再赘述；进一步，由凹版印刷机将与变形图像印刷在图案区域内，所述凹版印刷机为市面现有技术，结构不再赘述，并进行烘干，最后由收卷机构3收卷保存，即完成整个非线性薄膜材料的仿真印刷过程。

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)

1.一种非线性薄膜材料的仿真印刷方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）转印活化：将PVA薄膜于恒湿条件下，放置在恒温水槽中备样，加入活化剂，使转印PVA薄膜进入活化状态；

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

（3）预变形图案获取：根据步骤（2）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；

（4）图层规划：根据薄膜材料的需要分为四个图层，从下往上分别为PVA薄膜载体层、紧贴于所述载体层的保护层、紧贴于所述保护层的图案层；所述图案层包括步骤（3）获得的预变形图像与边界区域；

（5）图文转印和收卷保存：将步骤（3）中获得的预变形图像和其他功能性图层通过凹版印刷设备的方式印刷在步骤（1）得到的PVA薄膜上；所述凹版印刷设备包括底座（1）、固定安装于底座（1）的保护层印刷机构（2）、设于所述保护层印刷机构（2）后侧的边界层印刷机构（3）、设于所述边界层印刷后方的图像印刷机构（4）和位于所述图像印刷机构（4）后侧的收卷机构（5）。

2.根据权利要求1所述的非线性薄膜材料的仿真印刷方法，其特征在于：所述边界层印刷机构（3）包括固定安装于底座（1）的安装侧板（31）、固定安装于底座（1）的涂料斗（32）、设于所述涂料斗（32）内的搅拌桨（324）、设于所述涂料斗（32）上方的涂刷滚（321）、设于所述涂刷滚（321）上方的旋转滚（322）、设于所述旋转滚（322）周向的圆柱槽（323）、可转动连接于所述圆柱槽（323）的三枚螺纹杆（33）、套设于所述旋转滚（322）的五枚滚圈（34）、设于所述滚圈（34）内圈的螺纹段（341）、套设于所述螺纹杆（33）的调节齿轮（342）、可转动连接于所述安装侧板（31）的转盘（35）、固定安装于所述安装侧板（31）的导柱（36）、滑动连接于所述导柱（36）的轨道齿轮（37）、套设于所述导柱（36）的复位弹簧（38）、设于所述轨道齿轮（37）一侧的涡状垫圈（39）、可转动连接于所述涡状垫圈（39）的中心轴（310）、固定安装于所述安装侧板（31）的保护盖（311）、固定连接于所述保护盖（311）的步进电机（312）、连接所述中心轴（310）与所述步进电机（312）的同步带（313）、设于所述滚圈（34）上方的压印滚（314）、设于所述压印滚（314）后方的横纹上滚（315）与横纹下滚（316）、设于所述横纹下滚（316）一侧的电动推杆（317）、与所述电动推杆（317）输出轴相连的伸缩杆（318）、固定连接于所述伸缩杆（318）下部的滑片（319）、设于所述伸缩杆（318）下部的压条（320）、设于所述压条（320）上的滑槽（3201）、设于所述横纹下滚（316）另一侧的储料槽（330）、与所述储料槽（330）相连通的输料通道（331）、与所述输料通道（331）相连接的输料管道（332）、设于所述横纹上滚（315）和横纹下滚（316）的侧边输送辊（333）和固定安装于所述底座（1）的红外线烘干设备（334）；所述涂料斗（32）上部设有回流斜面（335）；所述涂刷滚（321）最下部低于所述涂料斗（32）最上部；所述滚圈（34）中第一滚圈（343）与第五滚圈（344）固定连接于所述旋转滚（322）的两端，第二滚圈（345）、第三滚圈（346）、第四滚圈（347）的螺纹段（341）分别与所述第一螺纹杆（336）、第二螺纹杆（337）、第三螺纹杆（338）相螺纹连接；所述调节齿轮（342）分为与所述第一螺纹杆（336）相连接的第一调节齿轮（3421）、与所述第二螺纹杆（337）相连接的第二调节齿轮（3422）和与所述第三螺纹杆（338）相连接的第三调节齿轮（3423），所述第一调节齿轮（342）距离所属安装侧板（31）的端面最近，第二调节齿轮（342）距离所述安装侧板（31）的端面距离大于所述第一调节齿轮（342）的厚度，所述第三调节齿轮（3423）距离安装侧板（31）的距离大于所述第一调节齿轮（3421）与第二调节齿轮（3422）的厚度之和；所述轨道齿轮（37）的厚度与所述调节齿轮（342）的厚度相等；所述滚圈（34）分别与所述涂刷滚（321）及压印滚（314）相切；所述输料管道（332）与所述涂料斗（32）通过一压力泵相连通；印刷工作开始时，涂刷滚（321）半浸在涂料斗（32）中，在工作电机的带动下发生旋转，并将涂料传递给与之相切的滚圈（34）上，最后由压印滚（314）将涂料压印在经过的PVA薄膜上，从而在薄膜上印刷出竖条纹，当条纹间距需要进行调整时，步进电机（312）进行顺时针旋转，会通过皮带带动涡状垫片（39）顺时针旋转，由于涡状垫片（39）的上表面与轨道齿轮（37）的下表面相接触，轨道齿轮（37）的高度会随着涡状垫片（39）的旋转发生变化，首先与第一调节齿轮（3421）相啮合，在转盘（35）的作用下，第一调节齿轮（342）发生自旋，进而第一螺纹杆（336）旋转，在螺纹段（341）的咬合作用下，第二滚圈（345）沿着旋转滚（322）从左向右发生移动，当第二滚圈（345）的位置调整完毕后，涡状垫片（39）继续旋转，第三滚圈（346）、第四滚圈（347）以同样的方式调整到相应位置，当三组滚圈位置全部调整完毕，涡状垫片（39）的最高位置与轨道齿轮（35）接触，此时调节齿轮（342）均为空转状态；进而在薄膜上印刷出多种间距的竖条纹，进一步地，在压力泵的作用下，部分涂料被通过输料管道（332）和输料通道（331）进入出料槽，并渗漏到伸缩杆（318）和缝隙当中，当电动推杆（317）输出轴右移时，伸缩杆（318）右移，滑片（319）从滑槽（3201）中滑出，压条（320）被抬高，同时涂料渗出，在横纹下滚（316）的旋转过程中将涂料横条纹状印刷在PVA薄膜上，通过控制电动推杆（317）的动作时间，可以控制压条（320）抬起的频率，进而控制每两条横纹之间的距离，再由侧边输送滚（333）输送向下一道印刷工序，同时，红外线烘干设备（334）将已经涂刷好的涂料进行烘干，经过边界层印刷机构（3）的PVA薄膜表面已经形成网格状的边界和带印刷图案区域。

3.根据权利要求2所述的非线性薄膜材料的仿真印刷方法，其特征在于：所述边界层由UV光固化材料制成。

4.根据权利要求1所述的非线性薄膜材料的仿真印刷方法，其特征在于：所述收卷机构（5）包括可转动连接于所述安装侧壁的收卷滚（51）、可转动连接于所述安装侧板（31）的张力控制器（56）、与所述收卷滚（51）通过第一皮带（52）连接的变径带轮（53）、通过第二皮带（54）与所述变径带轮（53）相连接的角度控制器（55）；所述张力控制器（56）包括可转动连接于所述安装侧板（31）的转轴（561）、可转动连接于所述转轴（561）的摆臂（562）、套设于所述转轴（561）的第一扭簧（563）和可转动连接于所述摆臂（562）的压辊（564）；所述变径带轮（53）包括固定安装于所述安装侧板（31）的圆盘（531）、设于所述圆盘（531）的调节槽（532）、固定连接于所述调节槽（532）的限制板（533）、设于所述限制板（533）上的螺纹孔（534）、与所述螺纹孔（534）可转动连接的螺柱（535）、转动连接于所述螺柱（535）尾部的小齿轮（536）、固定连接于所述螺柱（535）头部的弧形安装板（537）、设于所述弧形安装板（537）的驱动转子（538）、与所述小齿轮（536）相啮合的端面齿轮（539）和固定连接于所述端面齿轮（539）的第一中心转轴（5310）；所述中心转轴（5310）可转动连接于所述安装侧板（31）；所述角度控制器（55）包括固定安装于所述底座（1）的固定块（551）、可转动连接于所述固定块（551）的第二中心轴（552）、固定连接于所述第二中心轴（552）的摇杆（553）、可转动连接设于所述摇杆（553）末端的角度滚（554）和套设于所述第二中心轴（552）的第二扭簧（555）；所述驱动转子（538）由收卷电机通过皮带带动；PVA薄膜通过最后一道印刷机构时，会收卷在收卷滚（51）上进行保存备用，然而，随着收卷工作的进行，PVA薄膜缠绕在收卷滚（51）上会使收卷滚（51）的直径不断变大，由于收卷电机的转速是恒定的，直径变大会导致收卷滚（51）的线速度变快，进而使PVA薄膜的收卷速度加快，当收卷速度大于印刷速度时，会使印刷图案拉花或者出现薄膜破裂的现象，因此保证收卷速度的恒定至关重要；当收卷滚（51）上的薄膜较少时，摇杆（553）在第二扭簧（555）的作用下保持在与水平方向角度较小的位置，此时，弧形安装板（537）位于变径带轮（53）最大直径位置，此时变径带轮（53）与收卷滚（51）的传动大，收卷滚（51）维持在较高转速以便与印刷速度相匹配，维持收卷速度与印刷速度一致，随着收卷滚（51）上的PVA薄膜逐渐增多，收卷滚（51）的直径变大，并对角度滚（554）造成挤压，进而摇杆（553）带动第二中心轴（552）发生旋转，与水平面的夹角逐渐变小，并把角度变化通过第二皮带（54）传递给第一中心转轴（561）和端面齿轮（539），端面齿轮（539）发生一定角度的旋转，进而小齿轮（536）发生旋转，螺柱（535）发生旋转，带动弧形安装板（537）一起径向回缩，变径带轮（53）的直径变小，与收卷滚（51）的传动比变小，收卷滚（51）的转速相对变慢，线速度维持不变，保证印刷正常进行。

5.根据权利要求1所述的非线性薄膜材料的仿真印刷方法，其特征在于：所述保护层印刷机构（2）包括固定安装于所述底座（1）的保护仓（21）、固定安装于所述保护仓（21）与底座（1）的料缸（22）、固定连接于所述料缸（22）的设于所述料缸（22）上方的蘸料滚（23）、固定连接于所述保护仓（21）并与所述蘸料滚（23）相切的涂料滚（25）和设于所述涂料滚（25）上方的压滚（24）。

6.根据权利要求1所述的非线性薄膜材料的仿真印刷方法，其特征在于：所述保护层有PU涂料掺杂纳米材料制成。

7.根据权利要求1所述的非线性薄膜材料的仿真印刷方法，其特征在于：所述印刷速度为35m/min,室温为29°，室内相对湿度为50%。

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