EP2150395A2 - Verfahren zum erzeugen eines bauteils mit einer reliefoberfläche sowie ein solches bauteil - Google Patents

Verfahren zum erzeugen eines bauteils mit einer reliefoberfläche sowie ein solches bauteil

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Publication number
EP2150395A2
EP2150395A2 EP08758403A EP08758403A EP2150395A2 EP 2150395 A2 EP2150395 A2 EP 2150395A2 EP 08758403 A EP08758403 A EP 08758403A EP 08758403 A EP08758403 A EP 08758403A EP 2150395 A2 EP2150395 A2 EP 2150395A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
relief
data
generated
pattern
template
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08758403A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg R. Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Interglarion Ltd
Original Assignee
Jörg R. Bauer
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jörg R. Bauer filed Critical Jörg R. Bauer
Publication of EP2150395A2 publication Critical patent/EP2150395A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/112—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using individual droplets, e.g. from jetting heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2203/00—Embodiments of or processes related to the control of the printing process
    • B41J2203/01—Inspecting a printed medium or a medium to be printed using a sensing device
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a component with a relief surface and a component having a relief surface.
  • the task arises to produce components with relief surfaces.
  • the surface For example, for the production of components whose surface has the appearance of a real wood surface, it is advantageous to give the surface a three-dimensional structure that mimics the real wood structure formed with grooves, holes and protrusions. It is known to replicate such structures by calender rolls and the like. On the one hand, these previously known methods are expensive to carry out and, on the other hand, they are not suitable for imitating the large variety of natural three-dimensional surfaces which do not repeat at intervals of one circumference of a calendering roller.
  • the preamble of claim 1 is based on the publication US 2004/0189768 Al.
  • This document describes a method for producing a component having a relief surface, in which a layer of different thickness can be applied to a base body by means of a print head by modulating the spraying of droplets from the print head. On this layer formed with a relief of uneven thickness, a pattern is applied according to a customary Tintenstrahl horrver- drive.
  • the relief data for controlling the corresponding print head includes the three location coordinates of a respective original, i. the position on the surface of each template and a height coordinate that indicates the distance from the base.
  • DE 693 30 117 T2 describes a printing composition comprising a UV-curable resin and a filler mixed with the resin to form a paste, the paste having a consistency such that when applied to a substrate, forms a bead on the substrate.
  • No. 6,069,778 A describes a method for printing on containers for receiving recording media, in which the container surface is provided with an adhesive layer on which an ink receiving layer is applied, which in turn is printed with a pattern. A protective layer is applied to the pattern layer, leaving a region of the pattern layer to be labeled free from the protective layer.
  • DE 10 2006 023 117 A1 describes a method and a device for printing on a substrate, in which the data corresponding to a pattern to be printed on are decomposed into pattern elements, which are each printed by a print head.
  • the invention has for its object to provide a way, as well as from templates that are largely flat, three-dimensional relief surfaces can be generated.
  • template data for example data containing a flat image
  • is filtered for example filtered according to its color, filtered according to its gray shade, filtered in accordance with its contrast, etc.
  • relief surfaces can be produced which can be shaded by an image or different Transform the spatial impression created on the picture into an actual three-dimensionality and render it vivid.
  • the spatial impression of such surfaces is reinforced and improved compared to the original.
  • a scan of the Dickential. Height contour of the template is not mandatory.
  • Claim 10 identifies a component according to the invention, the relief surface of which has been produced by a multilayer coating with curable relief liquid.
  • a digital printing method is understood to mean printing processes in which a liquid in the form of individual liquid droplets is sprayed onto individual surface elements of a surface to be printed under electronic control by means of at least one digital data record from at least one spray nozzle in order to produce a predetermined surface on the surface Pattern, which may also have the appearance of a homogeneous coloring.
  • Different colors can be produced by different color liquids, which are sprayed in the form of droplets on a surface element or immediately adjacent surface elements.
  • Different color intensities can be produced by the number of droplets reaching a surface element or immediately adjacent surface elements and / or, more recently, by different volumes of the liquid droplets.
  • a typical example of a digital printing process is the so-called inkjet printing process, in which ink or dye liquid droplets are sprayed from a print head having a plurality of spray nozzles.
  • the droplets are generated by thermal evaporation (bubblejet) or by means of piezoelectric elements and sprayed.
  • FIG. 1 is a schematic representation for producing a relief surface by printing a blank by an inkjet printing method
  • 2 shows the schematic structure of a device for producing components with relief surfaces according to an original
  • FIG. 3 shows a schematic representation for explaining different process steps taking place in the device according to FIG. 2.
  • FIG. 1 schematically shows an ink jet printing device 10 for ink jet printing of a surface 12 of a shell component 14.
  • the inkjet printing device is of a known type.
  • dye droplets are sprayed from spray nozzles, so that with precise control of a relative movement between the printhead 11 provided with the nozzles and the component to be printed and by controlling the number of liquid droplets or liquid droplet volumes delivered by the individual spray nozzles, predetermined surface locations of the liquid droplets be printed surface to be provided with predetermined Kayrbeauchkeitss- quantities.
  • color-specific nozzles can be provided which are charged with dyeing liquids of predetermined colors, so that different colors are produced on the surface depending on the relative amount of dyeing liquids sprayed onto a surface element with intensity dependent on the absolute amounts of dyeing liquids.
  • the energy of the droplets of dye droplets reaching the surface can be generated by means of electric heating (bubble jet) or by means of piezo elements or otherwise.
  • the control of the ink-jet printing device 10 or the relative movement between the blank component 14 and the print head of the ink-jet printing device 10 takes place with the aid of an electronic control device, in which a predetermined print pattern to be generated on the surface 12 is stored.
  • the structure of an ink-jet printing device 10 is known per se and therefore will not be explained in detail.
  • the layer has three different thicknesses di, O 2 , O 3 , which are applied, for example, by initially printing in a first relief printing step the areas which are to have one of the thicknesses d ⁇ , d 2 or d 3 in the finished state with a layer of thickness di Then, the areas which should have the thickness d 2 are printed with an additional layer so that the thickness d 2 is reached, and in a third step, the areas which are to have the thickness d 3 in one be further printed step with relief liquid.
  • a relief surface 16 with virtually any profile can be produced on the original surface 12 of the green component 14 with the aid of this printing method. The number of layers required to produce a predetermined thickness depends on the particular relief liquid.
  • the relief liquid may be transparent or opaque and contain, for example, high density pigments which form a solid layer upon drying of the solvent, or be a liquid which cures rapidly under air or UV irradiation, in which case the printhead is exposed in the printhead Inkjet printing device 10 preferably an ultraviolet light source is integrated, which can cure the ejected from the print head Relief crampkeit quickly.
  • An example of a relief fluid is alcohol, e.g. Ethanol, which is a soluble in alcohol and in the dissolved state low-viscosity binder, e.g. Laropal® A lOl Fa. BASF, and optionally particles contains.
  • a curing on UV irradiation liquid contains, for example, fatty acids and additional particles, such as pigments.
  • separate pressure heads can be used to apply relief liquids, as used in the so-called multi-jet mode.
  • relief liquids are, for example, UV-sensitive photopolymers which are sprayed (printed) in the form of monomers and then rapidly polymerize or cure under UV irradiation.
  • the blank component 14 may be any component whose surface 12 is in the raw state or optionally after a pretreatment for printing by an ink jet printing method.
  • FIG. 2 shows a system for carrying out the connection explained in detail with reference to FIG. 3.
  • an electronic data processing device such as a computer provided with a microprocessor, program memories and data memories, is provided with a scanner 24 and the ink jet printer 10, for example.
  • the scanning device 24 By means of the scanning device 24, the surface 26 of an original 28 is scanned, for example, not only the optical appearance of the surface 26 is detected, but for example, the height profile or the relief of the surface 26 is detected by the scanning device 24 includes a Ultraschallabtastkopf.
  • Such scanning devices are known per se and are therefore not explained in detail.
  • the scanning device is not mandatory.
  • the data for controlling the printing device 10 can also be generated from a digital photo or fully synthetic.
  • the data processing device 22 controls the inkjet printing device 10 in a manner known per se in accordance with method steps, which are explained below.
  • the printhead 1 1 contained in the ink jet printing device may be formed as a bar which extends, for example, perpendicular to the plane of the paper of FIG. 2 over the entire blank component 14 to be printed. It then contains, for example, a plurality of printheads, which are arranged in the longitudinal direction of the pressure bar with mutual overlap. With a known geometric association between the shell member 14 and the
  • Printhead 1 1 or pressure bar is then only a relative movement between the print head 11 and the shell member 14 in the direction of the double arrow 30 and, if necessary, a relative movement between the shell member 14 and the print head 11 in the direction of the double arrow 32 required.
  • 3 shows three different surfaces 26 of templates 28 according to FIG. 2.
  • the upper template A1 contains a floral pattern
  • the middle template B1 is a real wood surface
  • the lower template C 1 is a geometric pattern.
  • the samples Al 5 Bl or Cl are scanned in a step I by means of the scanning device 24 and in the data processing device 22 pattern data sets A2, B2 or C2 are generated, each of which represents a defined surface section from the template.
  • the pattern data sets can also correspond to a digital photo or be generated fully synthetically.
  • patterned data sets A3, B 3 and C3 generated from the pattern data sets A2, B2 and C2, respectively, are designated.
  • the pattern data record A2 can be filtered in such a way that in a work step II a filtered pattern data record is generated which contains only the flowers of the flowers.
  • the pattern data set B2 may be filtered such that it contains only the deep dark pattern lines of the pattern data set B2.
  • the pattern data set B2 of the geometric pattern may be filtered such that the filtered pattern data set C3 contains only the areas not occupied by pattern area elements. It will be understood that a wide variety of filtering is possible, such as color filtering, grayscale filtering, contrast filtering, etc.
  • parquet elements 58 parquet elements 58
  • front cladding elements 60 for example, a kitchen
  • cylindrical green body 62 for example, a cylindrical green body 62
  • the format 66 of the surface to be printed is determined. In the following it is assumed that the basis for the printing is the floral patterned template surface Al.
  • a print pattern data set 68 corresponding in format to the format 66 is generated from the pattern data set A2 or directly from the original surface (which may also be a digital photograph or a synthetic pattern). If the format 66 is greater than that of the If the pattern data set A2 covers a larger area than the format 66, the print pattern data record 68 is cut by appropriate cutting of the sample data set. From the pattern data set, a filtered pattern data set 70 is generated by filtering, from which a filtered relief printing data set 72 corresponding to the filtered printing pattern data record 68 is generated. Alternatively, the relief print data set can be generated directly by filtering the print pattern data set 68.
  • the green component 14 is subsequently provided with a relief surface in a first printing step X, which in the illustrated example corresponds to the flowers corresponding to the relief printing data set 72, in which the surface of the green component 14 is provided with a relief layer 74.
  • a second printing step Y the surface of the green component 14 provided with the relief layer 74 is printed with a pattern layer 76 whose appearance is defined in the pattern print data record 68. Since the print pattern data record 68 and the relief print data record are generated from the same pattern data record, it is ensured that the flowers of the original set in color or contrast are printed precisely on those areas in which the surface is raised as a result of the relief layer 64.
  • the pattern-printed, relief-like surface of the green component 14 for producing the finished printed component is provided with a protective layer 68 in a further printing step Z in the illustrated example.
  • the printing steps X, Y and Z different printheads or pressure bars are advantageously used, since the hydraulic fluids used are different. However, a single printhead or print bar provided with a corresponding plurality of print nozzles can also be used.
  • an ink jet printing method is not necessarily required because the surface is provided with a protective layer as a whole. If an ink-jet printing method is also used in printing step Z, different areas of the surface can, for example, be provided with different protective layers, for example protective layers with a matt surface, glossy protective layers, slightly colored protective layers.
  • the corresponding data can be generated from a further filtering of the pattern data or, for example, correspond to the relief printing data record 62.
  • the pattern layer 66 is exaggerated in Fig. 3 in thickness.
  • the relief print data set can be generated directly from a corresponding scan of the surface.
  • the relief printing data set can be generated on the basis of any suitable filtering, wherein different color values, gray values, etc. can be assigned to different relief heights (thickness of the relief layer 74). For example, an oil painting with a thick application of paint can first be displayed in its relief and then printed according to its color appearance with a pattern.
  • the invention opens up a new possibility of very accurately reproducing master surfaces with regard to their relief (three-dimensionality) and their appearance.

Abstract

Bei einem Verfahren zum Erzeugen eines Bauteils mit einer Reliefoberfläche, wird die Reliefoberfläche durch Bedrucken eines Rohbauteils (14) mit einer aushärtenden Reliefflüssigkeit mittels eines durch elektronische Datenverarbeitung gesteuerten digitalen Druckverfahrens erzeugt, wobei das der Reliefoberfläche entsprechende elektronisch gespeicherte Muster (72) zweidimensionalen Oberflächenelementen des Reliefmusters zugeordnete Reliefdaten enthält, die der Menge der je Oberflächenelement aufzubringenden Reliefflüssigkeit entsprechen.

Description

Verfahren zum Erzeugen eines Bauteils mit einer Reliefoberfläche sowie ein solches Bauteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Bauteils mit einer Reliefoberfläche sowie ein Bauteil mit einer Reliefoberfläche.
Für unterschiedlichste Anwendungen stellt sich die Aufgabe, Bauteile mit Reliefoberflächen zu erzeugen. Beispielsweise ist es für die Erzeugung von Bauteilen, deren Oberfläche das Aussehen einer Echtholzoberfläche hat, vorteilhaft, der Oberfläche eine dreidimensionale Struktur zu geben, die die mit Rillen, Löchern und Erhebungen ausgebildete Echtholzstruktur nachahmt. Bekannt ist, solche Strukturen durch Kalanderwalzen und ähnliches nachzubilden. Diese vorbekannten Verfahren sind einerseits in ihrer Durchführung aufwendig und andererseits nicht dazu geeignet, die große Vielfalt natürlicher dreidimensio- naler Oberflächen nachzuahmen, die sich nicht in Abständen eines Umfangs einer Kalanderwalze wiederholen.
Im Oberbegriff des Anspruchs 1 wird von der Druckschrift US 2004/0189768 Al ausgegangen. Diese Druckschrift beschreibt ein Verfahren zum Erzeugen eines Bauteils mit einer Reliefoberfläche, bei dem auf einen Grundkörper mittels eines Druckkopfes eine Schicht mit unterschiedlicher Dicke aufgebracht werden kann, indem das Abspritzen von Tröpfchen aus dem Druckkopf moduliert wird. Auf diese mit einem Relief ungleichmäßiger Dicke ausgebildete Schicht wird entsprechend einem üblichen Tintenstrahldruckver- fahren ein Muster aufgebracht. Die Reliefdaten zur Steuerung des entsprechenden Druck- kopfes beinhalten die drei Ortskoordinaten einer jeweiligen Vorlage, d.h. die Position auf der Fläche einer jeweiligen Vorlage und eine Höhenkoordinate, die den Abstand von der Grundfläche angibt.
Die DE 693 30 117 T2 beschreibt eine Druckzusammensetzung, die ein mit UV-Strahlung aushärtbares Harz und einen zur Bildung einer Paste mit dem Harz gemischten Füllstoff enthält, wobei die Paste eine derartige Konsistenz aufweist, dass sie, wenn sie auf ein Substrat aufgebracht wird, einen Wulst auf dem Substrat bildet. In der US 6,069,778 A ist ein Verfahren zum Bedrucken von Behältern zur Aufnahme von Aufzeichnungsmedien beschrieben, bei dem die Behälteroberfläche mit einer Kleberschicht versehen wird, auf die eine Tintenaufnahmeschicht aufgebracht wird, die wiederum mit einem Muster bedruckt wird. Auf die Musterschicht wird eine Schutzschicht aufge- bracht, wobei ein zu beschriftender Bereich der Musterschicht von der Schutzschicht frei bleibt. Indem der Abstand eines über die zu bedruckende Oberfläche geführten Druckkopfes von der Oberfläche während des Bedrückens konstant gehalten wird, können auch dreidimensionale Oberflächen bedruckt werden.
Die DE 10 2006 023 117 Al beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bedrucken eines Substrates, bei dem bzw. der die einem aufzudruckenden Muster entsprechenden Daten in Musterelemente zerlegt werden, die jeweils von einem Druckkopf aufgedruckt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, wie auch aus Vorlagen, die weitgehend eben sind, dreidimensionale Reliefoberflächen erzeugt werden können.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß werden Vorlagedaten, beispielsweise Daten, die ein flächiges Bild enthalten, gefiltert, beispielsweise entsprechend ihrer Farbe gefiltert, entsprechend ihrer Grautönung gefiltert, entsprechend ihrem Kontrast gefiltert usw. Auf diese Weise lassen sich Reliefoberflächen erzeugen, die den beispielsweise durch Schattierungen eines Bilds oder durch unterschiedliche Farben auf dem Bild entstehenden räumlichen Eindruck in eine tatsächliche Dreidi- mensionalität umwandeln und plastisch darstellen. Der räumliche Eindruck solcher Oberflächen ist gegenüber der Vorlage verstärkt und verbessert. Eine Abtastung der Dickenbzw. Höhenkontur der Vorlage ist nicht zwingend erforderlich.
Die Unteransprüche 2 bis 8 sind auf vorteilhafte Durchführungsformen und Weiterbildun- gen des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 können problemlos auch verhältnismäßig dicke bzw. hohe Bereiche einer Oberfläche erzeugt werden, indem die aushärtbare Reliefflüssigkeit entsprechen den Reliefdaten in mehreren Lagen übereinander aufgebracht wird. Beispielsweise können intensiv beleuchtete Teile einer Vorlage oder intensiv gefärbte Teile einer Vorlage gegenüber den anderen Bereichen der Vorlage mit deutlich größerer Dicke ausgebildet werden.
Der Anspruch 10 kennzeichnet ein erfindungsgemäßes Bauteil, dessen Reliefoberfläche durch eine mehrlagige Beschichtung mit aushärtbarer Reliefflüssigkeit erzeugt wurde.
Unter einem digitalen Druckverfahren werden in der vorliegenden Anmeldung Druckver- fahren verstanden, bei denen unter elektronischer Steuerung mittels wenigstens eines digitalen Datensatzes aus wenigstens einer Spritzdüse eine Flüssigkeit in Form einzelner Flüssigkeitströpfchen auf einzelne Oberflächenelemente einer zu bedruckenden Oberfläche gespritzt wird, um auf der Oberfläche ein vorbestimmtes Muster, das auch das Aussehen einer homogenen Färbung haben kann, zu erzeugen. Unterschiedliche Farben lassen sich durch unterschiedliche Farbflüssigkeiten erzeugen, die in Form von Tröpfchen auf ein Oberflächenelement oder unmittelbar benachbarte Oberflächenelemente gespritzt werden. Unterschiedliche Farbintensitäten lassen sich durch die Anzahl der auf ein Oberflächenelement oder unmittelbar benachbarte Oberflächenelemente gelangende Tröpfchen und/oder - in neuerer Zeit - durch unterschiedliche Volumina der Flüssigkeitströpfchen erzeugen. Ein typisches Beispiel eines digitalen Druckverfahrens ist das sog. Tintenstrahl- druckverfahren, bei dem Tinten- bzw. Färbeflüssigkeitströpfchen aus einem Druckkopf mit mehreren Spritzdüsen abgespritzt werden. Die Tröpfchen werden durch thermische Verdampfung (bubblejet) oder mit Hilfe von Piezoelementen erzeugt und abgespritzt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert, wobei das digitale Druckverfahren der Einfachheit halber als Tintenstrahldruckverfahren bezeichnet wird, aber nicht darauf beschränkt ist.
Es stellen dar:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zum Erzeugen einer Reliefoberfläche durch Bedruckung eines Rohbauteils mit einem Tintenstrahldruckverfahren, Fig. 2 den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zum Erzeugen von Bauteilen mit Reliefoberflächen nach einer Vorlage, und Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung unterschiedlicher in der Vorrichtung gemäß Fig. 2 ablaufender Verfahrensschritte.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Tintenstrahldruckeinrichtung 10 zum Tintenstrahlbedrucken einer Oberfläche 12 eines Rohbauteils 14.
Die Tintenstrahldruckeinrichtung ist an sich bekannter Bauart. Dabei werden aus Spritzdü- sen Färbeflüssigkeitströpfchen abgespritzt, so dass unter genauer Steuerung einer Relativbewegung zwischen dem mit den Düsen versehenen Druckkopf 11 und dem zu bedruckenden Bauteil sowie durch Steuerung der von den einzelnen Spritzdüsen abgegebenen Anzahl an Flüssigkeitströpfchen bzw. auch Volumen der Flüssigkeitströpfchen vorbestimmte Oberflächenstellen der zu bedruckenden Oberfläche mit vorbestimmten Färbeflüssigkeits- mengen versehen werden. Zum Farbdrucken können beispielsweise farbspezifische Düsen vorgesehen sein, die mit Färbeflüssigkeiten vorbestimmter Farben beschickt werden, so dass auf der Oberfläche je nach relativer Menge der auf ein Oberflächenelement abgespritzten Färbeflüssigkeiten unterschiedliche Farben mit von den Absolutmengen der Färbeflüssigkeiten abhängigen Intensität erzeugt werden. Die Energie der auf die Oberfläche gelangenden Färbeflüssigkeitströpfchen kann mit Hilfe elektrischer Aufheizung (Bubble- jet) oder mit Hilfe von Piezoelementen oder sonstwie erzeugt werden. Die Steuerung der Tintenstrahldruckeinrichtung 10 bzw. der Relativbewegung zwischen dem Rohbauteil 14 und dem Druckkopf der Tintenstrahldruckeinrichtung 10 erfolgt mit Hilfe einer elektronischen Steuereinrichtung, in der einem vorbestimmten auf der Oberfläche 12 zu erzeugen- den Druckmuster entsprechende Daten gespeichert sind. Der Aufbau einer Tintenstrahldruckeinrichtung 10 ist an sich bekannt und wird daher nicht im Einzelnen erläutert.
Im Unterschied zu einem herkömmlichen Tintenstrahldruckverfahren, bei dem Färbeflüssigkeiten auf die Oberfläche 12 aufgebracht werden, die verdampfen und/oder in die Ober- fläche eindringen und dabei Farbpigmente zurücklassen, erfolgt bei dem anhand der Fig. 1 veranschaulichten Druckschritt ein Bedrucken der Oberfläche 12 mit einer Reliefflüssigkeit, die sich dadurch auszeichnet, dass sie auf der Oberfläche 12 nach Trocknung eine Schicht mit vorbestimmter Dicke bildet. Im dargestellten Beispiel hat die Schicht drei un- terschiedliche Dicken di, O2, O3, die beispielsweise dadurch aufgebracht werden, dass zunächst in einem ersten Reliefdruckschritt die Bereiche, die im fertigen Zustand eine der Dicken d\, d2 oder d3 haben sollen, mit einer Schicht der Dicke di bedruckt werden, dann die Bereiche, die die Dicke d2 haben sollen, mit einer zusätzlichen Schicht bedruckt wer- den, so dass die Dicke d2 erreicht wird, und in einem dritten Schritt, die Bereiche, die die Dicke d3 haben sollen in einem weiteren Schritt mit Reliefflüssigkeit bedruckt werden. Wie aus Fig. 1 ohne weiteres ersichtlich, lässt sich mit Hilfe dieses Druckverfahrens auf der ursprünglichen Oberfläche 12 des Rohbauteils 14 eine Reliefoberfläche 16 mit nahezu jedem Profil erzeugen. Die Anzahl der Schichten, die zum Erzeugen einer vorbestimmten Dicke erforderlich sind, hängt von der jeweiligen Reliefflüssigkeit ab.
Die Reliefflüssigkeit kann durchsichtig oder undurchsichtig sein und beispielsweise Pigmente in hoher Dichte enthalten, die nach dem Trocknen des Lösungsmittels eine feste Schicht bilden, oder aber eine Flüssigkeit sein, die unter Luft oder UV-Bestrahlung rasch aushärtet, wobei im letzteren Fall in den Druckkopf der Tintenstrahldruckeinrichtung 10 vorzugsweise eine Ultraviolettlichtquelle integriert ist, die die aus dem Druckkopf abgespritzte Reliefflüssigkeit rasch aushärten lässt. Ein Beispiel einer Reliefflüssigkeit ist Alkohol, z.B. Äthanol, der ein in Alkohol lösliches und im gelösten Zustand niederviskoses Bindemittel, z.B. Laropal® A lOl der Fa. BASF, sowie gegebenenfalls Partikel, enthält. Eine bei UV-Bestrahlung aushärtende Flüssigkeit enthält beispielsweise Fettsäuren und zusätzlich Partikel, wie Pigmente. Weiter können gegebenenfalls mit gesonderten Druckköpfen Reliefflüssigkeiten aufgebracht werden, wie sie im so genannten Multi Jet Mode- ling verwendet werden. Solche Flüssigkeiten sind beispielsweise UV-empfindliche Photopolymere, die in Form von Monomeren aufgespritzt (gedruckt) werden und dann unter UV-Bestrahlung rasch polymerisieren bzw. härten.
Das Rohbauteil 14 kann jedwelches Bauteil sein, dessen Oberfläche 12 sich im Rohzustand oder gegebenenfalls nach einer Vorbehandlung für eine Bedruckung nach einem Tinten- strahldruckverfahren eignet.
Fig. 2 zeigt gesamthaft eine Anlage zur Durchführung der anhand der Fig. 3 im Einzelnen erläuterten Verbindung. Gemäß Fig. 2 ist eine beispielsweise mit einem Bildschirm 18 und Bedienelementen 20 versehene elektronische Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise ein mit einem Mikroprozessor, Programmspeichern und Datenspeichern versehener Computer, mit einer Scanneinrichtung 24 und der Tintenstrahldruckeinrichtung 10 verbunden.
Mittels der Scanneinrichtung 24 wird die Oberfläche 26 einer Vorlage 28 abgetastet, wobei beispielsweise nicht nur das optische Aussehen der Oberfläche 26 erfasst wird, sondern beispielsweise auch das Höhenprofil bzw. das Relief der Oberfläche 26 erfasst wird, indem die Scanneinrichtung 24 einen Ultraschallabtastkopf enthält. Solche Scanneinrichtungen sind an sich bekannt und werden daher nicht im Einzelnen erläutert. Die Scanneinrichtung ist nicht zwingend. Die Daten zur Steuerung der Druckeinrichtung 10 können auch aus einem digitalen Photo oder voll synthetisch generiert werden.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 22 steuert die Tintenstrahldruckeinrichtung 10 in an sich bekannter Weise entsprechend Verfahrensschritten, die nachfolgend erläutert werden. Der in der Tintenstrahldruckeinrichtung enthaltene Druckkopf 1 1 kann als ein Balken ausgebildet sein, der sich beispielsweise senkrecht zur Papierebene der Fig. 2 über das gesamte zu bedruckende Rohbauteil 14 erstreckt. Er enthält dann beispielsweise mehrere Druckköpfe, die in Längsrichtung des Druckbalkens unter gegenseitiger Überlappung angeordnet sind. Bei bekannter geometrischer Zuordnung zwischen dem Rohbauteil 14 und dem
Druckkopf 1 1 bzw. Druckbalken ist dann nur eine Relativbewegung zwischen dem Druckkopf 11 und dem Rohbauteil 14 in Richtung des Doppelpfeils 30 sowie erforderlichenfalls eine Relativbewegung zwischen dem Rohbauteil 14 und dem Druckkopf 11 in Richtung des Doppelpfeils 32 erforderlich.
Wenn der Druckkopf bzw. Druckbalken 11 nicht über das gesamte Rohbauteil 14 reicht, ist zusätzlich eine Relativbewegung zwischen dem Druckkopf 1 1 und dem Rohbauteil 14 senkrecht zur Papierebene erforderlich. Vorrichtungen, mit denen solche Relativbewegungen präzise steuerbar sind und die Relativposition zwischen Druckkopf und der zu be- druckenden Oberfläche 12 erfasst wird, sind an sich bekannt und werden daher nicht erläutert. Fig. 3 zeigt drei unterschiedliche Oberflächen 26 von Vorlagen 28 gemäß Fig. 2. Die obere Vorlage Al enthält ein Blumenmuster, die mittlere Vorlage Bl ist eine Echtholzoberfläche und die untere Vorlage C 1 ist ein geometrisches Muster.
Die Muster Al5 Bl oder Cl werden in einem Arbeitsschritt I mittels der Scanneinrichtung 24 abgetastet und in der Datenverarbeitungseinrichtung 22 werden Musterdatensätze A2, B2 oder C2 erzeugt, die jeweils einen definierten Flächenausschnitt aus der Vorlage darstellen. Die Musterdatensätze können auch einem digitalen Photo entsprechen oder voll synthetisch erzeugt werden.
Mit A3, B3 und C3 sind aus den Musterdatensätzen A2, B2 bzw. C2 erzeugte gefilterte Musterdatensätze A3, B 3 und C3 bezeichnet.
Beispielsweise kann der Musterdatensatz A2 derart gefiltert werden, dass in einem Ar- beitsschritt II ein gefilterter Musterdatensatz erzeugt wird, der nur die Blüten der Blumen enthält. Der Musterdatensatz B2 kann derart gefiltert werden, dass er nur die tiefdunklen Musterlinien des Musterdatensatzes B2 enthält.
Der Musterdatensatz B2 des geometrischen Musters kann derart gefiltert werden, dass der gefilterte Musterdatensatz C3 nur die nicht mit Musterflächenelementen belegten Bereiche enthält. Es versteht sich, dass unterschiedlichste Filterungen möglich sind, beispielsweise Farbfilterungen, Grautonfilterungen, Kontrastfilterungen usw.
In dem Kasten 56 sind unterschiedliche Rohbauteile dargestellt, die erfindungsgemäß be- druckt werden sollen, beispielsweise Parkettelemente 58, Frontverkleidungselemente 60 beispielsweise einer Küche, ein zylindrischer Rohkörper 62 und ein Quader 64.
Je nach zu bedruckendem Rohbauteil wird das Format 66 der zu bedruckenden Oberfläche festgelegt. Im Folgenden sei angenommen, dass Grundlage für die Bedruckung die mit Blumen gemusterte Vorlageoberfläche Al ist. Wenn das Format 66 festgelegt ist, wird aus dem Musterdatensatz A2 oder unmittelbar aus der Vorlageoberfläche (die auch ein digitales Photo oder ein synthetisches Muster sein kann) ein Druckmusterdatensatz 68 erzeugt, dessen Format dem Format 66 entspricht. Wenn das Format 66 größer ist als die vom Mus- terdatensatz A2 überdeckte Fläche, wird aus dem Musterdatensatz A2 durch Spiegelungen, Aneinanderreihung usw. ein Musterdatensatz erzeugt, der mindestens so groß ist wie das Format 66. Wenn der Musterdatensatz A2 eine größere Fläche überdeckt als das Format 66, wird der Druckmusterdatensatz 68 durch entsprechendes Ausschneiden des Musterda- tensatzes erzeugt. Aus dem Musterdatensatz wird durch Filterung ein gefilterter Musterdatensatz 70 erzeugt, aus dem ein gefilterter Reliefdruckdatensatz 72 erzeugt wird, der dem gefilterten Druckmusterdatensatz 68 entspricht. Alternativ kann der Reliefdruckdatensatz unmittelbar durch Filterung des Druckmusterdatensatzes 68 erzeugt werden kann.
Mit dem Reliefdruckdatensatz 72 wird anschließend in einem ersten Druckschritt X das Rohbauteil 14 mit einer Reliefoberfläche versehen, die im dargestellten Beispiel den im Reliefdruckdatensatz 72 entsprechenden Blüten entspricht, in denen die Oberfläche des Rohbauteils 14 mit einer Reliefschicht 74 versehen wird.
In einem zweiten Druckschritt Y wird die mit der Reliefschicht 74 versehene Oberfläche des Rohbauteils 14 mit einer Musterschicht 76 bedruckt, deren Aussehen im Musterdruckdatensatz 68 festgelegt ist. Da der Druckmusterdatensatz 68 und der Reliefdruckdatensatz aus dem selben Musterdatensatz erzeugt sind, ist gewährleistet, dass die farblich oder kontrastmäßig abgesetzten Blüten der Vorlage genau auf diejenigen Stellen gedruckt werden, in denen die Oberfläche infolge der Reliefschicht 64 erhaben ist. Nach dem Musterdruckschritt Y wird im dargestellten Beispiel die mit dem Muster bedruckte, reliefartige Oberfläche des Rohbauteils 14 zur Herstellung des fertig bedruckten Bauteils in einem weiteren Druckschritt Z mit einer Schutzschicht 68 versehen.
Für die Druckschritte X, Y und Z werden vorteilhafterweise unterschiedliche Druckköpfe bzw. Druckbalken verwendet, da die eingesetzten Druckflüssigkeiten unterschiedlich sind. Es kann jedoch auch ein einziger mit einer entsprechenden Vielzahl von Druckdüsen versehener Druckkopf bzw. Druckbalken verwendet werden. Im Druckschritt Z ist nicht zwingend ein Tintenstrahldruckverfahren erforderlich, da die Oberfläche insgesamt mit einer Schutzschicht versehen wird. Wenn auch im Druckschritt Z mit einem Tintenstrahldruckverfahren gearbeitet wird, können beispielsweise verschiedene Bereiche der Oberfläche mit unterschiedlichen Schutzschichten versehen werden, beispielsweise Schutzschichten mit matter Oberfläche, glänzenden Schutzschichten, leicht eingefärbten Schutzschich- ten usw. Die entsprechenden Daten können aus einer weiteren Filterung der Musterdaten erzeugt werden oder beispielsweise dem Reliefdruckdatensatz 62 entsprechen.
Die Musterschicht 66 ist in Fig. 3 bezüglich ihrer Dicke übertrieben dargestellt.
Mit dem geschilderten erfindungsgemäßen Verfahren können unterschiedlichste Oberflächen vorlagengetreu nachgebildet werden. Wenn die Vorlage eine dreidimensionale Vorlage (Vorlage mit Reliefoberfläche) ist, kann der Reliefdruckdatensatz unmittelbar aus einer entsprechenden Abtastung der Oberfläche generiert werden. Ansonsten kann der Relief- druckdatensatz anhand jeder geeigneten Filterung erzeugt werden, wobei unterschiedliche Farbwerte, Grauwerte usw. unterschiedlichen Reliefhöhen (Dicke der Reliefschicht 74) zugeordnet werden können. Beispielsweise kann ein Ölgemälde mit dickem Farbauftrag zunächst in seinem Relief dargestellt werden und dann entsprechend seinem farblichen Aussehen mit einem Muster bedruckt werden.
Die Erfindung eröffnet, wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, eine neue Möglichkeit, Vorlageoberflächen bezüglich ihres Reliefs (Dreidimensionalität) und ihres Aussehens sehr genau nachzubilden.
Bezugszeichenliste
10 Tintenstrahldruckeinrichtung A 1 , B 1 , C 1 Vorlageoberfläche
1 1 Druckkopf A2, B2, C2 Musterdatensatz
12 Oberfläche A3, B3, C3 gefilterter Musterdatensat
14 Rohbauteil
16 Reliefoberfläche X Reliefdruckschritt
18 Bildschirm Y Musterdruckschritt
20 Bedienelemente Z Schutzschichtdruckschritt
22 Datenverarbeitungseinrichtung
24 Scanneinrichtung
26 Oberfläche
28 Vorlage
30 Doppelpfeil
32 Doppelpfeil
56 Kasten
58 Parkettelement
60 Frontverkleidungselement
62 zylindrischer Körper
64 Quader
66 Format
68 Druckmusterdatensatz
70 gefilterter Musterdatensatz
72 Reliefdruckdatensatz
74 Reliefschicht
76 Musterschicht
78 Schutzschicht

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen eines Bauteils mit einer Reliefoberfläche durch Bedrucken eines Rohbauteils (14) mit einer aushärtenden Reliefflüssigkeit mittels eines durch elektronische Datenverarbeitung gesteuerten Tintenstrahldruckverfahrens, wobei das der Reliefoberfläche entsprechende elektronisch gespeicherte Muster (72) zweidimensionalen Oberflächenelementen des Reliefmusters zugeordnete Reliefdaten enthält, die der Menge der je Oberflächenelement aufzubringenden Reliefflüssigkeit entsprechen, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefdaten durch eine Filterung von Vorlagedaten erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefdaten durch eine Farbfilterung der Vorlagedaten erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefdaten durch Grauwertfilterung der Vorlagedaten erzeugt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefdaten aus durch Scannen einer Vorlage (28) gewonnenen Vorlagedaten erzeugt wer- den.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dickere Bereiche der Reliefoberfläche durch Aufbringen von weiterer Reliefflüssigkeit auf bereits mit Reliefflüssigkeit versehene dünnere Reliefoberflächenbereiche erzeugt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reliefdaten aus Höhendaten einer Vorlage erzeugt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels Tintenstrahlbedruckung erzeugte Reliefoberfläche mittels Tintenstrahlbedruckung mit einem Muster bedruckt wird, dessen Daten aus den Vorlagedaten erzeugt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem Muster bedruckte Reliefoberfläche mit einer Schutzschicht versehen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigstens einige unterschiedliche Flächenelemente unterschiedliche Schutzflüssigkeiten aufgetragen werden, wobei das Tintenstrahlbedrucken mit Schutzflüssigkeiten von Schutzschichtdaten gesteuert wird, die aus den Vorlagedaten erzeugt werden.
10. Bauteil mit einer Reliefoberfläche (16), die durch mehrlagige Beschichtung einer Oberfläche (26) eines Rohbauteils (14) mit einer aushärtenden Reliefflüssigkeit gebildet ist.
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