CN113195232B - 瓷砖上的三维浮雕喷墨处理 - Google Patents

Abstract

描述了一种使用数字喷墨技术将三维(3D)浮雕施加于诸如陶瓷砖之类的基板的技术。在示例实施例中，在此公开的技术包括使用数字喷墨过程将粘合剂油墨施加到基板表面的一部分上。该粘合剂油墨形成保护基板的表面的一部分的屏障层。接下来，施加刷除过程以去除基板的未被保护的部分，从而在基板中形成3D浮雕。

Description

瓷砖上的三维浮雕喷墨处理

相关申请交叉引用

本申请要求于2018年10月8日提交的美国专利申请No.16/154,525的权益，该专利申请通过引用整体合并于此。

技术领域

本公开一般地涉及用于在诸如陶瓷砖的基板中形成纹理化浮雕的处理技术。

背景技术

瓷砖作为建筑材料(例如，用于地板)或作为装饰物具有广泛的应用。已经开发了多种处理以将三维(3D)浮雕施加于瓷砖，例如，以改善功能和/或增加纹饰。用于向瓷砖增加3D浮雕的现有方式包括数字处理，诸如：将陶瓷材料施加到瓷砖表面的加材处理(additive processes)，将陶瓷助熔材料施加到瓷砖的釉面上的减材之类的处理(subtractive-like processes)，在上釉之前将蜡状材料施加到瓷砖表面的蜡防处理，以及将瓷砖体粉末压入模具中的模拟冲压处理。

附图说明

图1示出了流程图，该流程图说明了使用数字喷墨技术将三维(3D)浮雕施加到基板的第一示例过程；

图2A至图2C示出了描绘根据图1的过程处理第一基板的一系列示意图；

图3示出了流程图，该流程图说明了在已形成3D浮雕之后可以被施加于基板的示例过程；

图4A至图4C示出了描绘根据图3的过程处理第一基板的一系列示意图；

图5示出了流程图，该流程图说明了使用数字喷墨技术将3D浮雕施加到基板的第二示例过程；

图6A至图6D示出了描绘根据图5的过程处理第二基板的一系列示意图；

图7A至图7C示出了描绘根据图3的过程处理第二基板的一系列示意图；

图8是示例自动化生产系统的示意图，该系统可以被配置为实现使用数字喷墨技术将3D浮雕施加到基板的在此公开的技术；和

图9是可用于实现一些实施例的某些特征的示例计算系统的框图。

具体实施方式

用于向瓷砖增加3D浮雕的现有方式具有几个缺点。例如，由于技术限制，当前的数字处理(加材，减材，等)会导致不明显的(subtle)，轮廓不分明(poorly defined)的浮雕效果。此外，涉及减材方法(即，沉没油墨)的现有数字处理通常涉及使用有毒且生成成本显著更高的重金属。与现有的数字处理相比，现有的模拟冲压处理可以导致更加清晰的3D浮雕图案。然而，现有的模拟冲压处理允许浮雕图案的有限变化，因为每个被冲压的瓷砖将具有相同的浮雕图案，直到更换冲压模具为止。生成新的冲压模型是昂贵的，并且在处理过程中在冲压模具之间进行更换既费时又费力。

本文公开的是一种使用数字喷墨技术将3D浮雕施加于诸如瓷砖的基板的技术，该技术解决了现有方式的上述问题。在示例实施例中，在此公开的技术包括使用数字喷墨过程将粘合剂油墨施加到基板(例如，瓷砖)的表面的一部分上。该粘合剂油墨形成屏障层，该屏障层保护所述基板的所述表面的所述的一部分。接下来，施加刷除过程以去除基板的未被保护的部分，从而在基板中形成3D浮雕。

与现有的数字处理不同，在在此公开的技术中结合喷墨技术消除了对昂贵的冲压模具的需要，同时仍保持了基板表面的耐久性。为了提高生产效率，在此公开的技术避免了停止生产以更改浮雕设计所需的额外时间和人工，从而降低了生产成本，并开放了更多的设计可变性，例如，以模仿“天然”材料的外观。此外，在此公开的技术允许在生产过程的后期将浮雕图案与数字打印的颜色设计进行匹配，从而改善设计质量并使设计师能够多样化其产品供应。

术语

基板：“基板”是指可以在其上施加在此公开的技术用于形成3D浮雕的任何材料。在示例实施例中，基板包括材料的吸收层，可以使用喷墨处理在其上施加油墨，并且可以例如，使用物理处理(例如刷除)，将其去除。基板的示例包括液压压制的陶瓷砖坯(ceramicgreen tile)(单次或二次布料(single or double charged))，釉面，或具有类似特性的任何其他制备。基板包括至少一个(例如，顶表面)表面，在该表面上施加了用于浮雕形成的在此公开的技术。在一些实施例中，尽管在所有实施例中，表面不必是平坦的，但是基板的表面是平坦的或至少基本上平坦的，(即，相对于基板表面的长度和/或宽度，高度的改变很小(例如，在±1毫米的量级上))。

浮雕：浮雕一般是指表面上的高度差。如本文中所使用的，术语“浮雕”或“3D浮雕”可以指的是由在此公开的技术从基板的表面的某些区域去除材料所导致的基板表面的高度差。通过从基板的某些区域去除材料而在基板的表面中被形成的图案在本文中被称为“浮雕图案”。如将更详细地被描述的，可以基于数字图像来定义浮雕图案。在基板中被形成的浮雕可表现出多种特性，诸如深度和梯度。浮雕的深度可以被定义为相对于基板的原始表面的垂直距离。例如，在此公开的技术可涉及去除材料至相对于基板的原始表面的特定深度。浮雕还可基于两点之间水平距离与高度差之间的比率而表现出梯度。该梯度可以表现出恒定的斜率或在两点之间的水平距离上变化的斜率。

喷墨打印：喷墨打印一般是指通过将油墨流体的液滴推动到基板上来再现数字图像的过程。喷墨打印的方法包括连续喷墨(CIJ)，热敏按需喷墨(DOD)，和压电DOD。

粘合剂油墨流体：粘合剂油墨流体或简称为“粘合剂油墨”是指在施加时能够起到保护基板的材料(例如，基板粉末)的作用的任何流体。在一些实施例中，粘合剂油墨是可以被施加到基板上使用喷墨打印以在基板上形成保护层的流体。在陶瓷砖基板的情况下，粘合剂油墨被用于增强和保护其在瓷砖表面被施加的区域上的陶瓷粉末。粘合剂油墨流体可以包括具有适合于喷墨打印机使用的性质的树脂/聚合物水基或溶剂基溶液。取决于特定的实施方式，粘合剂油墨流体可包括其他材料或与其他材料结合使用，其他材料诸如可固化材料(例如，紫外线(UV)固化，热固化，双部分固化(two-part)，等)，低熔点蜡，聚合物，分散颗粒，或硅烷。粘合剂油墨流体可以是基本上透明的，或者可以包括染料或一些其他颜料，以允许在施加之后观察粘合剂油墨流体在基板上的分布。在陶瓷处理中，粘合剂油墨流体中的任何染料或颜料都可以是有机基的，以允许在窑炉烧制过程中通过焚烧去除。

溶剂型油墨流体：例如使用喷墨处理可以将溶剂型油墨流体或简称为“溶剂型油墨”施加到由粘合剂油墨形成的保护层的顶部，以生产梯度3D浮雕形成。被施加时，溶剂型油墨会促使粘合剂油墨进入基板。溶剂型油墨流体可以包括任何类型的能够暂时溶解用于粘合剂油墨的树脂(或其他材料)的溶液。用于水性和极性溶剂型粘合剂油墨的溶剂型油墨流体可包括，例如，以下示例溶剂中的任何一种或多种的混合物：水，乙二醇，甘油，乙二醇乙醚，二乙二醇乙醚，丙二醇，二丙二醇，二丙二醇甲醚，三丙二醇，丙二醇甲醚，n–甲基–2–吡咯烷酮，甲醇，乙醇，异丙醇，正丙醇，丁醇，乳酸乙酯，丙酮，和其他极性溶剂。用于中等极性至非极性(mid-to non-polar)粘合剂油墨的溶剂型油墨流体可包括，例如，以下溶剂中的任何一种或多种的混合物：脂族烃馏出物，乙酸乙酯，丙二醇丁醚，二丙二醇甲醚，二丙二醇丁醚，三丙二醇甲醚，乙二醇丁醚，二乙二醇丁醚，甲基乙基酮，甲苯，二甲苯，四氢呋喃，甲基戊基酮，环己酮，和其他非极性溶剂。

刷除：在粘合剂油墨沉积(set)之后，从而在基板表面的被打印区域上方形成保护层，施加刷除过程以从基板的表面的未被打印(即，未被保护的)区域中物理地去除材料。从基板的表面的某些区域去除材料的过程形成3D浮雕。

上釉：根据在此公开的技术，在形成3D浮雕之后，可以施加釉料作为后处理。在装饰用陶瓷中通常施加釉料(例如，以增加光泽，纹理，或颜色)，以密封多孔表面，和/或增加额外的抗磨损保护层。釉料可以包括适用于下层基板的任何材料，并且可以使用已知的上釉处理例如喷雾，浇釉(waterfall)，或数字喷墨来施加。

彩色打印：在形成3D浮雕和/或施加釉料之后，可以将彩色打印作为后处理施加以增加装饰色。例如，可以使用数字喷墨打印(如上所述)或通过使用诸如凹版打印，丝网打印，等模拟技术来施加彩色打印。

烧制：在陶瓷处理的情境下，烧制一般是指对“生坯(green)”基板的材料(例如，粘土和任何被增加的釉料)施加热以形成最终陶瓷产品的过程。典型的工业陶瓷砖过程涉及在1030℃和1250℃之间的温度下烧制大约1–2小时。

使用数字喷墨技术将3D浮雕施加于基板的示例过程

图1是说明了用于使用数字喷墨技术将3D浮雕施加至基板的第一示例过程100的流程图。参考图2A至图2C描述了示例过程100的某些步骤，图2A至图2C示出了描绘根据在此公开的技术处理基板的一系列示意图。图1中被描绘的示例过程100的某些步骤可以由图8中被描绘的自动化生产系统800和/或图9中被描绘的示例计算系统900的一个或多个组件来完成。关于图1被描述的过程100是出于说明性目的而提供的示例，并且不应被解释为限制性的。其他过程可以包括比被描绘的更多或更少的步骤，同时保留在本公开的范围内。此外，示例过程100中被描绘的步骤可以以与被示出的顺序不同的顺序来完成。

示例过程100在步骤102处以接收到输入开始，该输入定义了将被施加到诸如陶瓷砖的基板上的浮雕图案。在步骤102处被接收的输入可以包括，例如，浮雕图案将基于的设计的数字图像。该数字图像可以包括可以由计算机处理系统(例如，处理系统900)处理的任何类型的数据，以定义使用在此公开的技术将被施加到基板上的浮雕图案。在一些实施例中，数字图像可以是设计的单色图像，该设计定义了与要被打印的浮雕图案相对应的某些范围。在一些实施例中，数字图像可以是多色图像，其限定了要被施加的浮雕图案以及在施加浮雕之后作为后处理的着色(例如，通过彩色喷墨打印)。

在一些实施例中，在步骤102处被接收的输入可以包括与要被施加到基板上的过程相关联的参数。例如，这样的参数可以包括基板的类型(例如，材料类型，尺寸，等)，要被施加的浮雕的尺寸(例如，深度，梯度，等)，要被施加的后处理的选择(例如，上釉，彩色打印，烧制，等)，或其他任何相关参数。参数可以由用户，例如，经由计算设备输入，或从自动化生产系统的其他组件接收。

尽管在图1中未被描绘，在一些实施例中，步骤102可以包括由计算机处理系统处理的数据(例如，被包括在被接收的输入中的数据)。例如，步骤102可以包括图像处理以准备用于定义浮雕图案中使用的被接收的数字图像。作为说明性示例，可以处理包括定义在浮雕图案的白色背景下的黑色设计的数字图像以反转颜色值，使得被打印部分(即，图像的黑色部分)定义基板的范围，该范围例如，通过刷除，将被保护而不被去除。

示例性过程100在步骤104继续进行，其中基于被接收的输入在基体表面的区域上方施加粘合剂油墨以形成保护层。图2A示出了基板200的剖面图，图2B示出了施加粘合剂油墨以在基板200的表面的区域上方形成保护层的相同的基板200的剖面图。

如先前所讨论的，在一些实施例中，基板200可以是陶瓷砖。在图2A至图2B中描绘的示例基板200是多层的，并且至少包括顶层200a和底层200b。顶层200a可以是二次布料的玻璃化瓷砖的二次布料层。二次布料瓷砖通常比标准瓷砖厚几毫米(mm)，使其非常适合通过减材处理生成浮雕。然而，本领域普通技术人员将认识到，在此公开的技术可以类似地施加于具有多于或少于两层的基板。此外，为了说明清楚，在图2A至图2C中顶层200a的深度相对于底层200b的深度可能被夸大。在通常具有约5–10mm的总厚度的二次布料瓷砖的情况下，顶层200a(或二次布料层)通常将占总厚度的约10–30％。

如图2B所描绘地，可以使用喷墨处理来施加粘合剂油墨，该喷墨处理涉及将粘合剂油墨的液滴220推动到基板200的表面中。粘合剂油墨的液滴220由相对于基板在尺寸上被夸大的圆表示。喷墨液滴的典型尺寸为几微米的数量级。粘合剂油墨的液滴220经由数字喷墨处理被施加到基板200的表面上，以再现(即，打印)在示例过程100的步骤102处作为输入被接收的数字图像(或其被处理过的版本)。换句话说，数字喷墨打印机使用粘合剂油墨在基板200的表面上打印数字图像。结果，基板200的表面包括被粘合剂油墨层覆盖的区域222和未被粘合剂油墨层覆盖的未被保护区域232。

注意，基板200的被保护层覆盖区域222被描绘为延伸到基板200的表面(对角阴影线的区域)，而不是停留在基板200的表面的顶部。这可能是由于粘合剂油墨被基板200的多孔材料吸收所致。在涉及无孔或较少孔(less-porous)的材料的其他实施例中，粘合剂油墨可能反而停留在基底表面的顶部。在任何情况下，粘合剂油墨被吸收到基材表面中的深度将取决于许多因素，包括喷墨过程的力，被施加的油墨量，以及基板表面的孔隙率。此外，为了说明清楚，在图2B和图2C中粘合剂油墨被吸收的深度可以被夸大，并且未必表明实际吸收。

尽管未在图1中被描绘，在一些实施例中，示例过程100可以包括等待粘合剂油墨干燥或主动施加另一过程，诸如固化过程，以最终完成在基板表面的某些区域上方的保护层的形成。例如，在一些实施例中，粘合剂油墨可以包括可固化剂或与可固化剂结合，该可固化剂需要固化过程(例如，施加热，UV光，等)以形成保护层。

一旦通过施加粘合剂油墨形成保护层，示例过程100前进至步骤106，该步骤包括去除基板表面的未被保护区域以在基板中形成浮雕图案。例如，图2C示出了在被保护区域222之间的未被保护区域232中从基板200去除材料。

在一些实施例中，通过从基板的表面的未被保护区域232刷除掉材料来完成步骤106。可以使用任何类型的刷除设备手动地或优选地自动化地施加刷除。刷具可以包括被贴在可旋转的滚筒或圆形垫上的纤维(例如，棉，聚酯，聚酰胺，聚乙烯，聚丙烯腈，聚丙烯，羊毛，或动物毛)。在刷除过程中使用的刷具的物理性质将取决于几个因素，诸如基板的类型，制造过程，或装饰需要。例如，较松散的基板粉末，较慢的生产速度，和简单的设计可能需要较少的侵蚀性刷除过程来达到所需的装饰效果。在一些实施例中，刷除过程被施加到基板的整个表面，但是刷除总范围也可能取决于被期望的装饰效果而被限。

在一些实施例中，在步骤106处从基板上去除材料可以使用诸如压缩空气(即，空气刀)或粉末真空等非接触过程来完成。在一些实施例中，可以将此类非接触过程与机械刷除相结合，以从基板表面去除材料。

如图2C所示，从基板200的未被保护区域232去除材料导致相对于基板200的原始表面深度为A的3D浮雕的形成。如在图2C被描绘的示例中，3D浮雕的深度A等于基板的顶层200a的厚度；然而，并非在所有实施例中情况都如此。例如，在一些实施例中，顶层200a的材料可以表现出与底层200b的材料不同的性质，并且可以特定地小心地调整去除过程(例如，刷除)以仅去除顶层220a的材料。或者，或另外，可以小心地调整去除过程(例如，基于在步骤102处被接收的用户输入)以去除材料直至可以与顶层200a的厚度不同的特定深度A。如在图2C中进一步被描绘的，通过去除过程形成的3D浮雕由与基板200的原始水平表面成直角的垂直侧壁定义。换句话说，在图2C中被描绘的3D浮雕不表现梯度。如稍后将被描述的，在一些实施例中，可以稍微改变用于形成3D浮雕的过程以赋予这种梯度。

关于图2A至图2C中被描述的示例过程100示出了在形成3D浮雕之后保留在原处的粘合剂油墨的保护层。粘合剂油墨可能会保留在基板中，直到蒸发掉或被燃烧掉为止，例如，在窑炉烧制过程中。

或者，在一些实施例中，可以在形成3D浮雕之后，例如，通过施加溶剂，从基板的表面去除该粘合剂油墨的保护层。例如，如果在基材表面上这种粘合剂油墨的存在会干扰其他过程，例如上釉或彩色装饰，则可以通过施加溶剂来主动去除粘合剂油墨。在一些实施例中，被用于去除粘合剂油墨层的溶剂可以是与被用于形成梯度浮雕的溶剂相同或类似的溶剂。

如前所述，在一些实施例中，可以根据在此公开的技术在形成3D浮雕之后施加一个或多个后处理。应当被理解的是这样的后处理是可选的，并且不需要实际形成浮雕。图3是在已经完成过程100之后可以被施加于基板的示例过程300的流程图。参考图4A至图4C描述了示例过程300的某些步骤，其示出了描述根据过程300的处理基板的一系列示意图。可以由图8中被描绘的自动化生产系统800和/或图9中被描绘的示例计算系统900的一个或多个组件来完成图3中被描绘的示例流程300的某些步骤。关于图3被描述的过程300是出于说明性目的而被提供的示例，并不应被解释为限制性的。其他过程可以包括比被描绘的更多或更少的步骤，同时保留在本公开的范围内。此外，示例过程300中被描绘的步骤可以以与所示出的顺序不同的顺序被完成。

如所提及的，并且如在图3中的流程图中被描绘的，在过程100被完成之后，过程300开始。在示例实施例中，过程300在步骤302处通过将釉料层施加到基板200的表面而开始。如图4A所示，在一些实施例中，可以通过在基板200的表面推动釉料的液滴440来施加釉料，以产生覆盖包括3D浮雕的基板200的表面的釉层442。可以使用任何合适的过程推动釉料的液滴，诸如喷墨打印机(例如，类似于粘合剂油墨的施加)或任何其他喷涂过程(自动化的或手动的)。也可使用任何其他合适的过程施加釉料，诸如刷涂施加(自动化的或手动的)或浸渍涂层(自动化的或手动的)。

在一些实施例中，可以在过程100中形成3D浮雕之后和/或在步骤302处施加釉料之后，在步骤304处施加有色油墨。可以将颜色用于装饰目的或用于任何其他目的。如图4B所示，在一些实施例中，可以施加有色油墨，例如，通过在基板200的表面上推动一种或多种颜色的油墨的液滴450以在基板或釉料(如果被施加)的表面上生产一颜色层452。可以使用任何合适的过程来推动有色油墨的液滴450，诸如喷墨打印机(例如，类似于粘合剂油墨的施加)或任何其他喷涂过程(自动化的或手动的)。也可以使用任何已知的模拟技术(诸如画笔，凹版打印，丝网打印，等)来施加有色油墨。

在一些实施例中，基于在过程100中用于打印粘合剂油墨的相同数字图像，使用喷墨打印来施加有色油墨。使用数字喷墨打印来既形成3D浮雕又施加装饰色以允许被形成的浮雕匹配(即，对准)被数字打印的彩色设计。这与将被数字打印的图像与使用模拟处理(诸如冲压)形成的浮雕对准的固有困难形成对比。在一些实施例中，在步骤304期间要被施加的颜色由数字图像本身的数据和/或由在步骤102处被接收(例如，来自用户)的额外输入来定义。

取决于被使用的基板的类型，例如，如在图4C被描绘的，在步骤306处，示例过程300可以以烧制(即，向其施加热)基板以生产最终产品490为结束。注意，基板200的先前被定义的层200a和200b通过烧制过程已被结合在一起以生产最终的瓷砖产品490。类似地，可以在不施加釉料或装饰色油墨的情况下施加该烧制过程。如前所述，典型的工业陶瓷砖过程涉及在1030℃至1250℃之间的温度下烧制大约1–2小时；但是，如果被施加，则烧制过程的细节将取决于基板的材料。

在此公开的技术还可以被用于将梯度3D浮雕施加于基板。图5示出了一个流程图，其说明了使用数字喷墨技术用于将梯度3D浮雕施加到基板的第二示例过程500。参考图6A至图6D被描述的示例过程500的某些步骤，其示出了描绘根据在此公开的技术处理基板的一系列示意图。图5中被被描绘的示例过程500的某些步骤可以由图8中被描绘的自动化生产系统800和/或图9中被描绘的示例计算系统900的一个或多个组件来完成。关于图5被描述的过程500是为了说明性目的而被提供的示例，不应被解释为限制性的。其他过程可以包括比被描绘的更多或更少的步骤，同时保留在本公开的范围内。此外，示例过程500中被描绘的步骤可以以与被示出的顺序不同的顺序来完成。

示例过程500在步骤502处开始于接收定义了浮雕图案的输入，该浮雕图案将被施加到诸如陶瓷砖的基板上。在步骤502处被接收的输入可以是与关于图1被描述的示例过程100中的在步骤102处被接收的输入相同或包括类似的数据。在一些实施例中，除了定义浮雕图案之外，在步骤502处被接收的输入还可以定义要被施加于浮雕图案的梯度。例如，可以将梯度定义为单独的参数，例如，由用户输入。或者，可以由被包括在输入中的数字图像来定义梯度。例如，数字图像可以包括梯度值(例如，在黑色和白色之间)，当被计算机处理系统处理时，该梯度值可以被解释为要在基板中被形成的3D浮雕的梯度性质。

示例过程500在步骤504处继续进行，其中基于在步骤502处被接收的输入，施加粘合剂油墨以在基板的表面的一部分上形成保护屏障层。将粘合剂油墨施加到基板表面的步骤504可以与关于图1被描述的示例过程100中的步骤104相同或类似。例如，与图2A类似，图6A示出了包括顶层600a(例如，二次布料层)和底层600b的基板600的剖面图。图6B示出了具有粘合剂油墨的相同基板600的剖面图，粘合剂油墨被施加以在基板600的表面的区域上方形成保护层。与过程100中的步骤104一样，步骤504可以包括使用喷墨过程通过将粘合剂油墨的液滴620推动到基板600的表面中施加粘合剂油墨。结果，基板600的表面包括被粘合剂油墨层覆盖的区域622b和未被粘合剂油墨层覆盖的未被保护区域632b。

示例过程500在步骤506处继续进行，将溶剂型油墨施加到被施加的粘合剂油墨上方，以促使至少一些被施加的粘合剂油墨进入基板中。例如，如图6C所示，可以使用喷墨过程通过将溶剂型油墨的液滴624推动进入基板的表面中而施加溶剂型油墨。溶剂型油墨的液滴624的施加促使至少一些先前被施加的粘合剂油墨沉入基板600中。

粘合剂油墨沉入基板600中的深度可取决于在任何给定范围被施加的溶剂型油墨的量。因此，改变被施加在跨过基板600的表面上的溶剂型油墨的量(例如，如通过液滴624的变化的数量所表示)可以在基板600内由粘合剂油墨形成的保护层中产生梯度。如在图6C中由被保护区域622c代表，被保护区域622c现在位于基板600的顶层600a内并且相对于基板的水平表面成一定角度。

粘合剂油墨在基板内下沉的深度也取决于基板的材料性质。在图6C被描绘的示例中，粘合剂油墨的保护层622仅下沉至基板600的顶层600a(例如，二次布料层)的深度。这可能是由于，例如，顶层600a相对于底层600b具有更高的孔隙率所致。如先前所讨论的，在此公开的技术可以类似地被施加于具有多于或少于两层的基板。因此，在其他实施例中，溶剂型油墨的添加可以不同于如图6C被描绘的那样影响粘合剂油墨层。

尽管在图5中未被描绘，在一些实施例中，示例过程500可以包括等待粘合剂油墨干燥或主动施加另一过程以最终完成基板600内的保护层622c的形成。例如，在一些实施例中，粘合剂油墨可以包括可固化剂或与可固化剂结合，该可固化剂需要固化过程(例如，施加热，UV光，等)以形成保护层622c。作为另一个示例，可以施加洗涤过程以从基板600去除过量的溶剂型油墨。

一旦通过施加粘合剂油墨和溶剂型油墨形成保护层，示例过程500进行到步骤508，该步骤包括从基板表面的未被保护区域(例如，未被保护区域632c)去除材料以形成基板上的浮雕图案。例如，图6D示出了在被保护区域622c之间的未被保护区域632c中从基板600去除材料。

如图6C中所示，从基板600的未被保护区域632c去除材料导致相对于基板600的原始表面深度为B的3D浮雕的形成。如在图6D中被描绘的示例，3D浮雕的深度B等于基板的顶层600a的厚度；然而，并非在所有实施例中都如此。例如，在一些实施例中，顶层600a的材料可以表现出与底层600b的材料不同的性质，并且可以特定地小心地调整去除过程(例如，刷除)以仅去除顶层620a的材料。或者，或另外，可以小心地调整去除过程(例如，基于在步骤502处被接收的用户输入)以去除材料直至可以与顶层600a的厚度不同的特定深度B。如图6D中进一步被描绘的，由去除过程形成的3D浮雕由倾斜的侧壁定义。换句话说，产生的浮雕具有梯度。更具体地，可以基于倾斜的侧壁的高度变化(即，倾斜深度B)和倾斜的侧壁的水平长度C之间的比率来定义所产生的浮雕的梯度。注意，在图6D被描绘的示例中，所产生的侧壁具有恒定的斜率。在此公开的技术可以类似地被施加于形成具有变化的斜率的侧壁，例如，通过调整在步骤506处溶剂型油墨如何被施加。

如前所述，在一些实施例中，根据在此公开的技术在形成3D浮雕之后可以施加一个或多个后处理。再次，图3示出了流程图，该流程图说明了在形成浮雕之后可以被施加于基板的示例过程300。图7A至图7C示出了描绘根据先前被描述的过程300处理基板600的一系列示意图。具体地，图7A示出了将釉料液滴740施加到基板600的表面以形成釉料层742。图7B示出了施加有色油墨的液滴750以在基板600或釉料(如果被施加)的表面上产生颜色层752。图7C示出了通过烧制基板600而产生的最终产品790。

使用数字喷墨技术将3D浮雕施加于基板的示例实现

图8是示例自动化生产系统800的示意图，该示例自动化生产系统800可以被配置为实现使用数字喷墨技术用于将3D浮雕施加到基板上的在此公开的技术。自动化生产系统800可以被配置为，例如，使用在此公开的技术批量生产具有3D浮雕的陶瓷砖。

自动化生产系统800可以包括主控制器802，用于自动化生产系统800基于被接收的输入804控制相关子系统的一个或多个控制器。该主控制器可以包括硬件和/或软件的任意组合，其被配置为接收输入804，处理输入804，并基于该处理，例如，以控制命令的形式向一个或多个子系统生成输出。

由主控制器接收的输入804可以包括，例如，数字图像数据和/或任何其他输入，其被分别针对示例过程100和500的步骤102和502被描述。

自动化生产系统800还可包括喷墨打印系统，该喷墨打印系统被配置为将多种类型的油墨施加到基板850的表面。喷墨打印系统可以包括打印系统控制器806，该打印系统控制器806包含硬件和/或软件的任何组合，其被配置为接收来自主控制器802的控制命令，解释命令，并生成被配置为致使一个或多个喷墨打印机807将多种类型的油墨的液滴推动到基板的表面上的控制命令。多种类型的油墨可包括，例如，粘合剂油墨，溶剂型油墨，和彩色油墨。在一些实施例中，喷墨打印系统包括多个喷墨打印机，每个喷墨打印机被配置为施加到不同类型的油墨。

自动化生产系统800还可包括刷除系统，该刷除系统被配置为从基板850的表面去除材料以形成3D浮雕图案。刷除系统可以包括刷除系统控制器808，该刷除系统控制器808包含硬件和/或软件的任意组合，其被配置为从主控制器802接收控制命令，解释命令，以及生成被配置为致使一个或多个自动化刷具809刷除的基板850的表面以从基板表面去除材料的控制命令。尽管在图8中未被描述，可以将用于从基板850的表面去除材料的其他类型的机械和/或化学系统类似地集成到自动化生产系统中。

自动化生产系统800还可包括上釉系统，该上釉系统被配置为在已经使用喷墨打印系统和刷除系统形成3D浮雕之后，将釉料施加到基板850的表面。上釉系统可以包括上釉控制器810，该上釉控制器810包含硬件和/或软件的任意组合，其被配置为从主控制器802接收控制命令，解释命令，并生成被配置为致使一个或多个釉料施加器811向基板850的表面施加釉料的控制命令。如前所述，在一些实施例中，可以通过喷墨打印施加釉料，在这种情况下，釉料系统可以是喷墨打印系统的一部分。或者，上釉系统可以包含如图8所示的单独的自动化系统。

自动化生产系统800还可包括自动化窑炉，该自动化窑炉被配置为烧制基板850以生产最终的瓷砖产品。自动化窑炉可以包括窑炉系统控制器812，该窑炉系统控制器812包含硬件和/或软件的任意组合，其被配置为从主控制器802接收控制命令，解释命令，并生成被配置为致使一个或多个加热元件813向基板805施加热以生产最终的瓷砖产品的控制命令。

自动化生产系统800的多个组件，诸如多个系统控制器802，806，808，810，和812，可包括关于图9被描述的示例计算系统900的一个或多个组件。应当被领会到，关于图8被描述的示例系统800是示例，并且为了说明清楚以简化的术语进行描述。本领域普通技术人员将认识到，在实践中，类似的系统可以包括比被示出的更多或更少的组件，或者可以以不同的方式对组件进行排序和布置，同时仍保留在在此公开的创新范围之内。

示例计算系统

图9是可用于实现一些实施例的某些特征的示例计算系统900的框图。计算系统900可以是服务器计算机，客户端计算机，个人计算机(PC)，用户设备，平板PC，膝上型计算机，个人数字助理(PDA)，蜂窝电话，电话，网络设备，网络路由器，交换机或网桥，控制台，手持式控制台，(手持式)游戏设备，音乐播放器，任何便携式，移动式，手持式设备，可穿戴设备，或任何其他能够执行一组指令(顺序的或其他)的机器，这些指令指定了该机器要采取的动作。

计算系统900可包括一个或多个处理单元(例如，中央处理单元(CPU)和/或图形处理单元(GPU)(统称为“处理器”)905，一个或多个存储单元(统称为“存储器”)910，一个或多个输入/输出设备925(例如，键盘和指点设备，触摸设备，显示设备，音频输入/输出设备，等)，一个或多个存储设备920(例如，磁盘驱动器，固态驱动器，等)，和一个或多个可通过互连915通信地耦合的网络适配器930(例如，网络接口)。互连915被示为代表由合适的网桥，适配器，或控制器连接的任何一个或多个单独的物理总线，点对点连接，或两者的抽象。因此，互连915可以包括，例如，系统总线，外围组件互连(PCI)总线或PCI–Express总线，HyperTransport或工业标准架构(ISA)总线，小型计算机系统接口(SCSI)总线，通用串行总线(USB)，IIC(12C)总线，电气与电子工程师协会(IEEE)标准1394总线(也被称为Firewire)，或任何其他合适的系统，以促进示例计算系统900的多个组件之间的通信。

存储器910和存储设备920是计算机可读存储介质，其可以存储实现多种实施例的至少一部分的指令。另外，可以经由数据传输媒介(例如，通信链路上的信号)来存储或传送数据结构和消息结构。可以使用多种通信链路，例如因特网，局域网，广域网，或点对点拨号连接，等。因此，计算机可读介质可以包括例如计算机可读存储介质，例如，非暂时性介质，和计算机可读传输介质。

存储器910中存储的指令可以被实现为软件和/或固件，以对处理器905进行编程以实行上述动作。在一些实施例中，可以通过例如经由网络适配器930通过计算系统1500从远程系统下载软件或固件来最初将这种软件或固件提供给处理器905。

本文公开的多个实施例可以通过，例如，用软件和/或固件进行编程的可编程电路(例如，一个或多个微处理器)，或完全在专用硬连线(非可编程)电路中，或这些形式的组合实现。专用硬连线电路可以是例如，一个或多个ASICs，PLDs，FPGAs，等形式。

Claims (24)

1.一种用于在基板上形成三维(3D)浮雕的方法，所述方法包括：

接收定义浮雕图案的输入；

基于所述被接收的输入将粘合剂油墨施加到所述基板的表面的第一区域，所述被施加的粘合剂油墨在所述基板的所述表面的所述第一区域上方形成保护层；

在将所述粘合剂油墨施加到所述基板的所述表面的所述第一区域之后，将溶剂型油墨施加到所述基板的所述表面；

其中，施加所述溶剂型油墨致使至少一些所述粘合剂油墨沉入所述基板的所述表面，使得由所述粘合剂油墨形成的所述保护层相对于所述基板的所述表面处于梯度深度；和

从所述基板的所述表面的未被保护的第二区域去除材料以基于所述浮雕图案在所述基板上形成所述3D浮雕，

其中从所述基板的所述表面的所述未被保护的第二区域去除所述材料形成梯度3D浮雕。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输入包括所述浮雕图案的数字图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述输入使用数字喷墨过程来施加所述粘合剂油墨。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输入包括所述浮雕图案的数字图像，并且其中，施加所述粘合剂油墨包括：

处理所述被接收的数字图像以确定所述基板的所述表面的所述第一区域；和

在所述基板的所述表面的所述第一区域推动所述粘合剂油墨的液滴，以再现所述浮雕图案。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述基板的所述表面的所述未被保护的第二区域去除所述材料包括：

刷除所述基板的所述表面，其中刷除所述基板的所述表面从所述基板的所述表面的所述未被保护的第二区域去除材料，但是由于由所述粘合剂油墨形成的所述保护层，因此不会使材料远离所述基板的所述表面的所述第一区域。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粘合剂油墨包括树脂溶液。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基板包括吸收性材料的顶层，使用数字喷墨打印在其上施加油墨。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基板是二次布料的陶瓷砖。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在形成所述3D浮雕后，将釉料施加到所述基板的所述表面。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在形成所述3D浮雕后，将彩色油墨施加到所述基板的所述表面。

11.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在形成所述3D浮雕后烧制所述基板以生产陶瓷砖。

12.一种用于在基板中形成三维(3D)浮雕的系统，所述系统包括：

数字喷墨打印机，其被配置为：

接收包括浮雕图案的数字图像的输入；和

基于所述被接收的数字图像，将粘合剂油墨施加到所述基板的表面的第一区域上，以在所述基板的所述表面的所述第一区域上方形成保护层；

在将所述粘合剂油墨施加到所述基板的所述表面的所述第一区域之后，将溶剂型油墨施加至所述基板的所述表面；

其中，施加所述溶剂型油墨致使至少一些所述粘合剂油墨沉入所述基板的所述表面，使得由所述粘合剂油墨形成的所述保护层相对于所述基板的所述表面处于梯度深度；和

机械刷具，其被配置为：

刷除所述基板的所述表面以从所述基板的所述表面的未被保护的第二区域去除材料，以基于所述浮雕图案在所述基板中形成所述3D浮雕，

其中通过所述机械刷具将所述材料从所述基板的所述表面的所述未被保护的第二区域去除，从而形成梯度3D浮雕。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述数字喷墨打印机被配置为通过以下方式施加所述粘合剂油墨：

处理所述被接收的数字图像以确定所述基板的所述表面的所述第一区域；和

在所述基板的所述表面的所述第一区域推动所述粘合剂油墨的液滴，以再现所述浮雕图案。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述粘合剂油墨包括树脂溶液。

15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述基板是二次布料的陶瓷砖，其包括吸收性材料的顶层，使用数字喷墨打印在其上施加油墨。

16.根据权利要求12所述的系统，还包括：

上釉装置，其被配置为在已形成所述3D浮雕之后将釉料施加到所述基板的所述表面上。

17.根据权利要求12所述的系统，其中，所述数字喷墨打印机还被配置为：

在已形成所述3D浮雕后，将彩色油墨施加到所述基板的所述表面。

18.根据权利要求12所述的系统，还包括：

自动化窑炉，其被配置为在已形成所述3D浮雕后烧制所述基板以生产陶瓷砖。

19.一种用于在基板中形成三维(3D)浮雕的系统，所述系统包括：

处理器；和

与所述处理器耦合的存储器，所述存储器包括被存储在其上的可由所述处理器执行的指令，以致使所述系统：

接收定义浮雕图案的输入；

处理所述被接收的输入以生成第一组控制命令，该第一组控制命令被配置为致使喷墨打印机：

基于所述被接收的输入将粘合剂油墨施加到所述基板的表面的第一区域，所述被施加的粘合剂油墨在所述基板的所述表面的所述第一区域上方形成保护层；

生成第三组控制命令，其被配置为致使所述喷墨打印机在将所述粘合剂油墨施加到所述基板的所述表面的所述第一区域之后，将溶剂型油墨施加到所述基板的所述表面；

其中，施加所述溶剂型油墨致使至少一些所述粘合剂油墨沉入所述基板的所述表面，使得由所述粘合剂油墨形成的所述保护层相对于所述基板的所述表面处于梯度深度；和

处理所述被接收的输入以生成第二组控制命令，该第二组控制命令被配置为致使机械刷具：

刷除所述基板的所述表面以从所述基板的所述表面的未被保护的第二区域去除材料，从而基于所述浮雕图案在所述基板中形成所述3D浮雕，

其中，通过所述机械刷具将所述材料从所述基板的所述表面的所述未被保护的第二区域中去除，从而形成梯度3D浮雕。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述粘合剂油墨包括树脂溶液。

21.根据权利要求19所述的系统，其中，所述基板是二次布料的陶瓷砖，其包括吸收性材料的顶层，使用数字喷墨打印在其上施加油墨。

22.根据权利要求19所述的系统，其中，所述存储器上还存储有可由所述处理器执行的其他指令，以致使所述系统进一步：

生成第四组控制命令，其被配置为致使上釉装置在已形成所述3D浮雕后将釉料施加到所述基板的所述表面。

23.根据权利要求19所述的系统，其中，所述存储器上还存储有可由所述处理器执行的其他指令，以致使所述系统进一步：

生成第五组控制命令，其被配置为致使所述喷墨打印机在已形成所述3D浮雕后将彩色油墨施加到所述基板的所述表面。

24.根据权利要求19所述的系统，其中，所述存储器上还存储有可由所述处理器执行的其他指令，以致使所述系统进一步：

生成第六组控制命令，其被配置为在已形成所述3D浮雕后致使自动化窑炉烧制所述基板以生产陶瓷砖。

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