EP3645291B1

EP3645291B1 - Verfahren zum bedrucken einer gekrümmten oberfläche sowie vorrichtung zum bedrucken dreidimensionaler oberflächen

Info

Publication number: EP3645291B1
Application number: EP18733855.3A
Authority: EP
Inventors: Jörg R. Bauer
Original assignee: FPT Robotik GmbH and Co KG
Current assignee: FPT Robotik GmbH and Co KG
Priority date: 2017-06-26
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2021-04-28
Anticipated expiration: 2038-06-22
Also published as: WO2019002153A1; CN111032362A; DE102017114280B4; US10953667B2; EP3645291A1; CN111032362B; ES2879364T3; DE102017114280A1; US20200215834A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken einer gekrümmten Oberfläche mittels eines digitalen Druckverfahrens, bei dem aus mehreren an einer ebenen Austrittsfläche eines Druckkopfes angeordneten, einzeln ansteuerbaren Austrittsöffnungen definierte Flüssigkeitsmengen abgespritzt werden, die als Flüssigkeitströpfchen auf die gekrümmte Oberfläche auftreffen. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zum Bedrucken dreidimensionaler Oberflächen. Aus der DE 10 2007 021 767 A1 ist ein Verfahren zum Bedrucken eines Bauteils mit zwei zueinander geneigten Oberflächenbereichen mittels eines digitalen Druckverfahrens bekannt. Die zueinander geneigten Oberflächenbereiche gehen über einen gekrümmten Übergangsbereich ineinander über. In einem ersten Durchschritt wird der erste Oberflächenbereich und zumindest ein Teil des Übergangsbereiches unter linearer Relativbewegung zwischen einem Druckkopf und dem Bauteil bedruckt. In einem zweiten Druckschritt nach Schwenken des Bauteils um einen dem Neigungswinkel zwischen den Oberflächenbereichen entsprechenden Winkel wird der zweite Oberflächenbereich und zumindest ein Teil des Übergangsbereiches unter linearer Relativbewegung zwischen dem Druckkopf und dem Bauteil bedruckt. Eine Eigenart des Verfahrens liegt darin, dass die Menge der insgesamt auf jede Flächeneinheit des Übergangsbereiches gelangenden Druckflüssigkeit zwar so gesteuert werden kann, dass sie der auf die ebenen Oberflächenbereichen gelangenden Menge entspricht; wegen der undefinierten Druckbedingungen kann der Übergangsbereich jedoch kaum mit feinen Mustern oder Linien bedruckt werden, die beispielsweise von einem Oberflächenbereich zum anderen Oberflächenbereich schräg über den gekrümmten Übergangsbereich verlaufen.
Ein weiteres Druckverfahren ist aus der DE 10 2011 086 015 A1 bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bedrucken einer Oberfläche zu schaffen, mit dem auch dreidimensional gewölbte Oberflächen in genau vorbestimmten Weise mittels eines digitalen Druckverfahren bedruckt werden können. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
Der das Verfahren betreffende Teil der Erfindungsaufgabe wird mit einem Verfahren gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, dass die aus den Austrittsöffnungen abgespritzten Flüssigkeitsmengen ausreichend Zeit zur Bildung von Flüssigkeitströpfchen haben und dass die Flüssigkeitströpfchen auf die zu bedruckende Oberfläche gelangen, bevor sie ihre geradlinige Flugbahn ändern. Damit wird ein wohldefiniertes Bedrucken der Oberfläche erreicht. Mit der angegebenen Anordnung der Austrittsfläche relativ zu einer konvexen oder konkaven Oberfläche wird eine vorteilhafte Nutzung der vorhandenen Austrittsöffnungen erzielt.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird eine optimale Breite einer Druckbahn erzielt.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 wird die abgegebene Flüssigkeitsmenge an die Neigung der zu bedruckenden Oberfläche relativ zu Austrittsfläche angepasst.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 4 wird erreicht, dass die Flüssigkeitströpfchen derart auf die zu bedruckende Oberfläche auftreffen, dass sie sich nicht in nachteiliger Weise tangential zur Oberfläche bewegen, was zu einer Verschlechterung der Druckqualität führen würde.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 wird erreicht, dass bei dreidimensional gekrümmten Oberflächen eine möglichst breite Druckbahn möglich ist.
Der Anspruch 6 kennzeichnet ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem die zu bedruckende Oberfläche mit mehreren, nebeneinander liegenden Bahnen bedruckt wird, die ohne sichtbaren Übergang und ohne Überlappung unmittelbar aneinander angrenzen.
Der Anspruch 7 kennzeichnet ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem die zu bedruckende Oberfläche mit mehreren, nebeneinander liegenden Bahnen bedruckt wird, die mit gegenseitiger Überlappung ohne sichtbaren Übergang nebeneinander angeordnet sind.
Die Ansprüche 8 bis 10 kennzeichnen Durchführungsformen des Verfahrens, mit denen eine Bedruckung auch großer unebener Oberflächen mit ausgezeichneter Druckqualität möglich ist.
Der Anspruch 11 kennzeichnet den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der Anspruch 12 kennzeichnet eine vorteilhafte Ausführungsform der Antriebseinrichtungen für die in der Vorrichtung enthaltenen Halterungen.
Der Anspruch 13 kennzeichnet eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Bevor die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert wird, seien einige allgemeine Anmerkungen zu digitalen Druckverfahren vorangestellt:
Als Druckverfahren wird vorzugsweise das Ink-jet Verfahren eingesetzt, bei dem digital über ein Rechnersystem gesteuert aus in einer Austrittsfläche eines Druckkopfes angeordneten Austrittsöffnungen bzw. Düsen vorbestimmte Flüssigkeitsmengen abgespritzt werden. Diese Flüssigkeitsmengen treten in Form einer Flüssigkeitssäule aus der Austrittsöffnung aus. Die Flüssigkeitssäule wandelt sich im Verlauf ihres Fluges in ein im Wesentlichen kugelförmiges Tröpfchen um, das auf die zu bedruckende Oberfläche gelangt.
Die Austrittsöffnungen sind im Allgemeinen in einer ebenen Austrittsfläche des Druckkopfes angeordnet. Es kann eine Reihe von Austrittsöffnungen vorgesehen sein; es können auch mehrere, in Richtung einer Relativbewegung zwischen Druckkopf und zu bedruckender Oberfläche während eines Druckvorgangs hintereinander angeordnete Reihen vorhanden sein, deren Austrittsöffnungen vorzugsweise gegenseitig versetzt sind. Es können mehrere einzelne Druckköpfe modular zu einem größeren Druckkopf zusammengesetzt werden.
Die Druckbreite eines Druckkopfes (maximale Entfernung zwischen Austrittsöffnungen in einer Richtung senkrecht zu einer Relativbewegung zwischen dem Druckkopf und einer zu bedruckenden Oberfläche) liegt im allgemeinen zwischen 10 mm und 100 mm. Das Abspritzen der Flüssigkeit aus den Austrittsöffnungen wird mittels Piezoelementen gesteuert. Je nach Geometrie der Austrittsöffnung und des zugehörigen Piezoelements haben die Flüssigkeitströpfchen unterschiedliche Volumina. Gebräuchliche Volumina liegen zwischen 3 pl und 160 pl. Mit einer Tröpfchengröße zwischen 3 pl und 10 pl können hochwertige Dekordrucke in einer Qualitätsstufe zwischen 600 und 1200 dpi hergestellt werden.
Für eine Lackierung wird beispielsweise mit Tröpfchenvolumina größer 80 pl gearbeitet.
Druckflüssigkeiten für Weißlackierungen, Metalliclackierungen oder mit elektrischer Leitfähigkeit enthalten Partikel, so dass dann vorteilhaft entsprechend größere Austrittsöffnungen verwendet werden.
Sehr dünne Schichten haben beispielsweise eine Dicke von 1 µm, die Dicke von Lackschichten beträgt beispielsweise 8-20 µm.
Auf eine zu bedruckende Oberfläche können vorzugsweise in aufeinander folgenden Druckschritten unterschiedlichste Schichten einzeln, übereinander oder nebeneinander aufgebracht werden, beispielsweise

eine Dekorschicht,
eine Funktionsschicht mit leitfähigen Bereichen,
uni Farb- oder Lackschichten, transparent oder deckend,
Haftvermittlungsschichten usw.

Für eine einwandfreie Qualität der aufgebrachten Schichten ist wichtig, dass die Schichten zumindest bereichsweise eine konstante Dicke aufweisen und dass, wenn die Schichten in mehreren Bahnen nebeneinander aufgebracht werden, die Bahnen übergangslos, d.h. streifenfrei, ineinander übergehen.
Vorteilhaft ist, beim Drucken eines Dekors die aufgespritzten Tröpfchen durch Trocknung, beispielsweise mittels UV-Licht, sofort zu fixieren, damit die Positionsbezogenheit der Tröpfchen, die die Qualität eines guten Dekors ausmacht, erhalten bleibt.
Beim Aufbringen von Lacken oder Funktionsflächen dagegen ist es vorteilhaft, wenn ein Trocknungsprozess erst aktiviert wird, wenn sich die Flüssigkeitströpfchen zu einer homogenen Schicht verbunden haben.
Weiter ist es insbesondere bei großen Druckgeschwindigkeiten, d.h. großer Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Druckkopf und zu bedruckender Oberfläche, vorteilhaft, wenn die Drucköffnungen bzw. Druckdüsen in Richtung der Relativbewegung geneigt sind, insbesondere derart geneigt sind, dass die Tröpfchen etwa senkrecht auf die Oberfläche auftreffen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
Es stellen dar

Fig. 1:: einen Druckkopf mit darunter angeordneter, konvex gekrümmter, zu bedruckender Oberfläche,
Fig. 2:: einen Druckkopf mit darunter angeordnete konkav gekrümmter, zu bedruckender Oberfläche,
Fig. 3:: Skizzen zur Erläuterung der Bedruckung einer Kugel,
Fig. 4:: eine Skizze zur Erläuterung der Bedruckung einer zylindrisch gewölbten Oberfläche,
Fig. 5:: eine Skizze zur Erläuterung der Bedruckung einer dreidimensional gewölbten Oberfläche,
Fig. 6:: Ansichten zur Erläuterung der Bedruckung konkav oder konvex gewölbter Oberflächen mit überlappungsfrei aneinander angrenzenden Bahnen,
Fig. 7 und 8:: Ansichten zur Erläuterung der Bedruckung konkav oder konvex gewölbter Oberflächen mit überlappend nebeneinander angeordneten Bahnen,
Fig. 9:: Ansichten zur Erläuterung einer weiteren Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 10:: eine perspektivische Ansicht mehrerer Druckköpfe und ihrer Anordnung relativ zur zu bedruckenden Oberfläche und
Fig. 11:: eine Prinzipansicht einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt eine Oberfläche 10 eines Bauteils, beispielsweise eines Innenraumdekorteils eines Kraftfahrzeugs, die mittels eines digitalen Druckverfahrens bedruckt werden soll. Dazu ist über der Oberfläche 10 ein Druckkopf 12 mit einer ebenen Austrittsfläche 14 angeordnet. In der Austrittsfläche 14 ist in an sich bekannter Weise eine Vielzahl von Austrittsöffnungen 16 bzw. Düsen angeordnet, die in Fig. 1 schematisch derart dargestellt sind, wie sie in einer Sicht von unten auf die Austrittsfläche 14 sichtbar sind.
Eine Eigenart eines digitalen Druckverfahrens, beispielsweise eines Ink-Jet Druckverfahrens liegt darin, dass aus den Austrittsöffnungen 16, die in an sich bekannter Weise elektronisch einzeln ansteuerbar sind, vorbestimmte Flüssigkeitsmengen, beispielsweise von Piezoelementen gesteuert, abspritzbar sind. Diese Flüssigkeitsmengen treten aus den Austrittsöffnungen 16 in Form von Flüssigkeitssäulen mit einem Durchmesser etwa gleich dem der Austrittsöffnungen aus und formen sich bei ihrem Flug in Tröpfchen um, die im allgemeinen zusätzlich in um ihre Achse kreisende Bewegung geraten. Damit das Bedrucken der Oberfläche in wohl in definierter Weise erfolgt, benötigen die einzelnen Flüssigkeitsäulen eine Mindestflugstrecke B, innerhalb der sie sich in Tröpfchen umwandeln können. Anderseits darf die Flugstrecke nicht zu lang sein, damit die Flüssigkeitströpfchen nicht degenerieren. Die maximal zulässige Flugstrecke ist mit C bezeichnet.
Für Flüssigkeitströpfchen mit einem Volumen von 30 pl beträgt die minimal erforderliche Flugstrecke B beispielsweise 0,5 mm. Die maximal zulässige Flugstrecke C beträgt 2 mm. Wenn der Krümmungsradius der Oberfläche 10 den Wert r (mm) hat und die Strecke (C - B) mit t (mm) bezeichnet wird, so ergibt sich aufgrund der geometrischen Beziehungen für die zulässige Breite X (mm), wenn t klein im Vergleich zu r, näherungsweise folgender Wert: $X = 2 \times {(t \times r)}^{0,5}$
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird vorteilhafterweise ein mittlerer Bereich der Austrittsfläche 14 parallel zu einer unterhalb der Austrittsfläche 14 tangential an die Oberfläche 10 gelegten Ebene im Abstand B von der Ebene angeordnet. Durch die Krümmung der Oberfläche 10 ist dann gemäß der vorstehend angegebenen Beziehung die maximale Breite X bestimmt, in der die Oberfläche 10 bei einer Relativbewegung zwischen der Oberfläche 10 und dem Drucckopf 12 senkrecht zur Zeichenebene mit den Flugbahnkriterien B und C entsprechenden einwandfreien Tröpfchen bedruckt werden kann. Wie ersichtlich, sind die Austrittsöffnungen 16 insgesamt in einer größeren Breite A angeordnet. Die Austrittsöffnungen, die außerhalb der zulässigen Druckbreite X liegen, werden nicht angesteuert.
Für eine sichere Bestimmung des Abstandes zwischen der Austrittsfläche 14 und der zu bedruckenden Oberfläche 10 ist ein schematisch dargestellter Abstandssensor 18 vorgesehen. Wenn ein Bedrucken durch mehrfache Relativbewegung zwischen Druckkopf 12 und Oberfläche 10 in mehreren übereinander liegenden Bahnen erfolgt, kann die Dicke der bereits aufgebrachten Druckschicht durch entsprechende Vergrößerung des Abstandes zwischen Austrittsfläche 14 und Oberfläche 10 berücksichtigt werden.
Wenn die Austrittsöffnungen 16 derart angesteuert werden, dass bei der Relativbewegung zwischen dem Druckkopf 12 und der Oberfläche 10 Bereiche der Oberfläche 10 zunächst von in einer vorderen Reihe angeordneten Drucköffnungen bedruckt werden und anschließend im selben Arbeitsgang von in einer hinteren Reihe angeordneten Austrittsöffnungen erneut Druckflüssigkeit auf einen bereits bedruckten Oberflächenbereich aufgebracht wird, ist es vorteilhaft, die Austrittsfläche 14 relativ zur Richtung der Relativbewegung etwas zu verkippen, so dass der Abstand B einer nachfolgenden Reihe von Austrittsöffnungen 16 von der dann bereits bedruckten Oberfläche 10 um die Dicke der bereits aufgebrachten Schicht vergrößert ist.
Weitere Aspekte, die bei der Bestimmung der zu aktivierenden Austrittsöffnungen und der Volumina der abzuspritzenden Flüssigkeitströpfchen berücksichtigt werden können, sind folgende:
Wie aus Fig. 1 ersichtlich nimmt das Verhältnis zwischen der Größe eines Bereiches der zu bedruckenden Oberfläche 10 und der Größe des ihm zugeordneten Bereiches der Austrittsfläche 14 entsprechend dem Kehrwert des Kosinus des Winkels zwischen dem zu bedruckenden Oberflächenbereich und der Austrittsfläche 14 zu. Für eine gleichmäßige Flächendichte der Bedruckung ist es daher vorteilhaft, wenn die Volumina der von den entsprechenden Bereichen der Austrittsfläche abgespritzten Flüssigkeit ebenfalls entsprechend dem Kehrwert des Kosinus zunehmen.
Wenn in die Flüssigkeitströpfchen schräg auf die zu bedruckende Oberfläche auftreffen, kann eine "Verwaschung" auftreten. Es ist daher vorteilhaft, Oberflächenbereiche, die zur Austrittsfläche um mehr als 6 Grad (Dekor) bzw. 12 Grad (Lack) geneigt sind, in einem jeweiligen Druckschritt nicht zu bedrucken.
Fig. 2 zeigt eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, jedoch mit einer konkav gewölbten Oberfläche 10. Wie ersichtlich, ist die Breite X des mit einwandfreier Tröpfchenqualität bedruckbaren Bereiches dadurch gegeben, dass an den Rändern des Bereiches X die Flugstrecke B minimal und in der Mitte des Bereiches die Flugstrecke C maximal ist.
Anhand der Fig. 3 werden weitere Aspekte der Erfindung erläutert.
In einem Computer 20 sind die Oberflächendaten eines zu bedruckenden Gegenstandes, im dargestellten Beispiel einer Kugel 22, gespeichert. Anhand der Krümmung der zu bedruckenden Oberfläche 10 der Kugel 22, also dem Radius der Kugel, Daten des Druckkopfes 12, wie Durchmesser der Austrittsöffnungen, Volumina der abgespritzten Flüssigkeitsmengen, Konsistenz der Druckflüssigkeit usw. werden die minimale und die maximale Flugstrecke eines Tröpfchen, wie anhand Fig. 1 erläutert, berechnet. Anhand des Kugeldurchmessers wird anschließend die maximale Druckbreite X1 berechnet, mit der die Oberfläche der Kugel bedruckt werden kann. Die Kugeloberfläche wird in einzelne Segmente 24 unterteilt, die jeweils in einer Äquatorebene der Kugel die maximal zulässige Druckbreite X1 haben. Das Bedrucken der Kugel erfolgt dann beispielsweise so, dass der Druckkopf 12 in dem vorbestimmten Abstand B (Fig. 1) über dem Nordpol der Kugel angeordnet wird und die Kugel um eine in der Zeichnungsebene verlaufende waagerechte Achse (nicht eingezeichnet) um 360° gedreht wird. Dabei werden zwei sich diametral gegenüberliegende Segmente 24 bedruckt. Die Ansteuerung der einzelnen Austrittsöffnungen 16 des Druckkopfes 12 ist dabei derart, dass ausgehend von den Polen der Kugel die Breite des bedruckten Segments bis zu der Maximalbreite X1 zunimmt und dann wieder abnimmt. Nach Bedrucken der beiden sich diametral gegenüberliegenden Segmente wird die Kugel oder der Druckkopf 12 um eine senkrechte Achse um einen der maximalen Breite X1 eines Segments entsprechenden Winkel verdreht, so dass anschließend zwei weitere, sich gegenüberliegende Segmente bedruckt werden können usw. Zu bedruckende Oberflächen haben nur selten kugelförmige oder teilkugelförmige Gestalt. Häufiger sind Oberflächen, die zumindest bereichsweise zylindrisch gekrümmt sind oder die in aufeinander senkrecht stehenden Richtungen mit unterschiedlichen Radien gekrümmt sind. Bei zylindrisch gekrümmten Oberflächen sind folgende Bedruckungsarten vorteilhaft:

Wenn in Richtung der Zylinderachse Z (Fig. 4) gesehen eine gemäß Fig. 1 ermittelte zulässige Druckbreite X den gesamten zu bedruckenden Bereich überdeckt, ist es vorteilhaft die zylindrisch gekrümmten Oberfläche in einem Schritt zu bedrucken, bei dem eine Relativbewegung zwischen der Oberfläche und dem Druckkopf in Richtung der Zylinderachse Z erfolgt. Ist die zulässige Breite schmaler als die Breite der zu bedruckenden Oberfläche, so können in aufeinander folgenden Druckschritten nebeneinander liegende Bahnen gedruckt werden. Alternativ kann es vorteilhaft sein, die Bahnen B1, B2, ...BN derart zu legen, dass sie in Umfangsrichtung der zylindrischen Krümmung gerichtet sind, wie in Fig. 4 dargestellt. Es kann dann die volle Breite des Druckkopfes 12 genutzt werden, da die zu bedruckende Oberfläche senkrecht zur Richtung der Relativbewegung zwischen Druckkopf und Oberfläche nicht gekrümmt ist.
Wenn eine Oberfläche mit zwei senkrecht aufeinander stehenden Krümmungsachsen und unterschiedlichen Krümmungsradien bedruckt werden soll (Fig. 5), und dies nicht in einer einzigen Bahn erfolgen kann, ist es für eine optimale Nutzung der Breite des Druckkopfes 12 vorteilhaft, wenn die Längsrichtung der Bahnen B1, B2 in Umfangsrichtung der Krümmung mit dem kleineren Krümmungsradius gerichtet ist und die Bahnen B1, B2 in Umfangsrichtung der Krümmung mit dem größeren Krümmungsradius benachbart sind. Die Oberfläche 10 der Fig. 5 weist quer zu ihrer Längserstreckung (von links nach rechts in der Figur) eine geringere Wölbung auf als quer zu ihrer Längserstreckung. Es versteht sich, dass die Breiten X1, X2 der Druckbahnen B1, B2 bei sich in Querrichtung der Oberfläche ändernder Wölbung aufgrund der anhand Fig. 1 erläuterten Randbedingungen unterschiedlich sein können. Der Abstand zwischen Druckkopf 12 und der Oberfläche 10 wird während der Relativbewegung zwischen der Oberfläche 10 und dem Druckkopf 12 während des Druckens derart gesteuert, dass die Bedingungen der Fig. 1 ständig erfüllt sind. Die Breite X1, X2 jeder Bahn ist längs deren gesamter Länge vorteilhaft konstant und ist dadurch durch die maximale Wölbung der Oberfläche quer zur Längsrichtung längs der gesamten Länge der Bahn gegeben.

Anhand der Fig. 6 wird erläutert, wie konvexe und konkave Oberflächen derart bedruckt werden können, dass nebeneinander angeordnete bedruckte Bahnen in einem sog. Multi-Pass Verfahren ausgebildet werden, die übergangslos, d.h. ohne sichtbare Übergänge, ineinander übergehen.
Die rechte Hälfte der Fig. 6 zeigt einen konvex gekrümmten Oberflächenbereich 10 mit einer Krümmungsachse M1. In einem ersten Druckschritt A1 wird eine erste Bahn B1 gedruckt, wobei eine Relativbewegung zwischen dem Druckkopf 12 und der Oberfläche 10 in Richtung der Krümmungsachse M1 erfolgt. Die dabei wirksame Druckbreite der Austrittsfläche 14 führt zu einer entsprechenden Breite X der Bahn B1. Nach Ausbilden der Bahn B1 erfolgt eine Relativdrehung zwischen dem Druckkopf12 und der Oberfläche 10 um einen Winkel derart, dass die von dem Druckkopf 12 bei einem anschließenden Druckschritt A2 aufgebrachte Bahn B2 ohne Überlappung nahtlos an die Bahn B1 anschließt. Die Steuerung der Relativdrehung zwischen Druckkopf 12 und Oberfläche 10 zwischen den beiden Druckschritten ist so genau, dass die gemäß Fig. 6 am linken Rand der Bahn B2 auf die Oberfläche 10 gelangenden Tröpfchen exakt an die am gem. Fig. 6 rechten Rand der Bahn B1 aufgebrachten Tröpfchen anschließen so als wären sie Bestandteil einer gemeinsamen breiten Druckbahn. Auf diese Weise gehen die beiden Bahnen B1, B2 nahtlos ineinander über und es entsteht eine ohne sichtbare Naht aus den beiden Bahnen B1 und B2 zusammengesetzte bedruckte Fläche.
Die linke Hälfte der Fig. 6 zeigt die Verhältnisse bei einer konkaven Oberfläche 10 mit einer Krümmungsachse M2. Wie ersichtlich ist auch hier nach einem Aufbringen einer ersten Bahn Bleine Relativdrehung zwischen Druckkopf 12 und Oberfläche 10 derart möglich, dass die zweite Bahn B2 ohne Überlappung mit der ersten Bahn B1 unmittelbar an diese anschließend, also ohne sichtbaren Übergang, neben der ersten Bahn aufgebracht werden kann.
Das anhand der Fig. 6 erläuterte Verfahren, bei dem benachbarte Bahnen überlappungsfrei ohne sichtbaren Übergang aneinander grenzen, wird vorteilhaft angewendet, wenn die Drehstellung zwischen dem Druckkopf 12 und der zu bedruckenden Oberfläche 10 zwischen dem Aufbringen zweier benachbarter Druckbahnen nur wenig, beispielsweise um einem Winkel kleiner als 6 Grad, vorteilhaft 2-3 Grad (Dekor) bzw. kleiner als 12 Grad (Lack, Leiterbahnen, Funktionsflächen usw.) verändert wird. Der Auftreffwinkel der den einen Rand einer bedruckten Bahn ausbildenden Tröpfchen auf die bedruckte Oberfläche unterscheidet sich dann von dem Auftreffwinkel der den angrenzenden Rand der benachbarten Bahn bildenden Tröpfchen nur um den kleinen Verdrehwinkel, so dass der Druck der aneinander grenzenden Ränder unter weitgehend gleichen Bedingungen erfolgt und keine Veränderung sichtbar ist.
Das Verfahren, nach Drucken einer Bahn eine benachbarte Bahn nach geringer Verschwenkung zwischen Druckkopf und Oberfläche zu drucken, kann zwar bei stark gekrümmten Oberflächen zu schmaleren Bahnen und damit zu einer Zunahme der Bahnen führen; für die Druckqualität ist dies jedoch vorteilhaft.
Fig. 7 zeigt, wie alternativ zur Darstellung der Fig. 6 nebeneinander zwei Bahnen B1 und B2 mit gegenseitiger Überlappung auf die Oberfläche 10 eines Bauteils 26 aufgebracht werden können. Dazu wird in einem elektronischen Datenverarbeitungssystem zunächst für den ersten Druckschritt A1 die relative Drehstellung zwischen Druckkopf 12 und der zu bedruckenden Oberfläche 10 während eines ersten Druckschritts A1 festgelegt, in dem eine erste Bahn B1 aufgebracht wird. Weiter wird vorab in dem elektronischen Datenverarbeitungssystem die relative Drehstellung zwischen dem Druckkopf 12 und der Oberfläche 10 festgelegt, die in einem zweiten Druckschritt A2 eingenommen werden soll. Der Übersichtlichkeit halber ist in Fig.7 die Position des Druckkopfes 12 beim zweiten Druckschritt A2 als weiter entfernt von der Oberfläche 10 als im ersten Druckschritt dargestellt. Tatsächlich ist der Abstand zwischen dem Druckkopf 12 und der Oberfläche 10 während des ersten und des zweiten Druckschrittes vorteilhafterweise gleich. Wie aus Fig.7 ersichtlich, besteht zwischen den beiden vorher festgelegten Bahnen B1 und B2 ein Überlappungsbereich 30, innerhalb dessen der rechte Rand der Bahn B1 den linken Rand der Bahn B2 überlappt. Die im zweiten Druckschritt A2 aufgebrachten Tröpfchen sind lediglich der Übersichtlichkeit halber nicht geschwärzt dargestellt. Damit kein Unterschied zwischen den Druck- bzw. Farbintensitäten der benachbarten Bahnen B1, B2 sichtbar ist, nimmt die flächenbezogene Tröpfchendichte im Überlappungsbereich 30 beim Aufbringen der ersten Bahn B1 von links nach rechts ab. Die Tröpfchendichte der zweiten Druckbahn B2 nimmt im Überlappungsbereich 30 entsprechend von links nach rechts zu, so dass insgesamt im Überlappungsbereich 30 die gleiche Tröpfchendichte besteht wird wie in den dem Überlappungsbereich 30 benachbarten Bereichen der Bahnen B1, B2. Es versteht sich, dass anstelle der Flächendichte auch das Volumen der Tröpfchen verändert.
In Fig. 8 ist ein schichtweiser Aufbau der Bahnen B1, B2 dargestellt, der erreicht werden kann, indem die Schichten (im dargestellten Beispiel 4 Schichten) bei einmaliger linearer Relativbewegung zwischen Druckkopf und Oberfläche nacheinander durch hintereinander angeordnete Austrittsöffnungsreihen aufgebracht werden oder jede Schicht durch eine eigene lineare Relativbewegung zwischen Druckkopf und Oberfläche aufgebracht wird. Wie ersichtlich, ist jede der übereinander angeordneten Schichten im Überlappungsbereich 30 anders aufgebaut. Die den Überlappungsbereich 30 bildenden Bereiche der linken Bahn B1 nehmen von unten nach oben ab, während die den Überlappungsbereich 30 bildenden Bereiche der rechten Bahn B2 von unten nach oben zunehmen.
Zur zusätzlichen Qualitätskontrolle kann der Druckkopf mit Sensiervorrichtungen versehen sein, die die Farbintensität bzw. Druckdichte der bereits aufgebrachten Schicht bzw. Bahn vor dem Aufbringen einer neuen Schicht bzw. Bahn sensiert, so dass bei einer Abweichung zwischen einem Sollwert und einem Istwert die Flächendichte und/oder Größe der Tröpfchen nach justiert werden kann.
Das anhand der Fig. 7 und 8 geschilderte Verfahren des Aufbringens benachbarter Bahnen mit gegenseitiger Überlappung, insbesondere das Verfahren gem. Fig. 8, ist beispielsweise dann besonders vorteilhaft, wenn die Bahnen von elektrischen Leitern gekreuzt werden, die dadurch hergestellt werden, dass elektrisch leitende Flüssigkeitströpfchen aufgespritzt werden. Die elektrischen Leiter führen dann ohne jede Störung (Querschnittsänderung) übergangslos von einer Bahn in eine benachbarte Bahn.
Anhand der Fig. 9 wird im Folgenden ein Verfahren erläutert, mit dem insbesondere gewölbte Oberflächen 10 großflächig in ausgezeichneter Qualität bedruckt werden können. Die Figur zeigt die relative Anordnung eines Druckkopfes 12 relativ zu einer gewölbten, zu bedruckenden Oberfläche 10 bei nacheinander erfolgenden Druckschritten A1 bis A7. Der Druckkopf 12 weist eine Austrittsfläche mit in der Zeichnungsebene nebeneinander angeordneten Sektoren S1 bis S4 auf, die sich senkrecht zur Zeichnungsebene mit vorbestimmter Länge erstrecken und jeweils Austrittsöffnungen aufweisen. Der Druckkopf 12 ist in einer nicht dargestellten Halterung aufgenommen, mit der er in der Zeichnungsebene horizontal und vertikal bewegbar ist. Ein mit der zu bedruckenden Oberfläche 10 versehenes Bauteil 26 ist mittels einer Halterung 34 um eine senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende Achse kippbar und senkrecht zur Zeichnungsebene bewegbar.
In einem ersten Druckschritt A1 wird unter Relativbewegung zwischen der Oberfläche 10 und dem Druckkopf 12 senkrecht zur Zeichnungsebene eine erste Bahn B1 nur unter Aktivierung von Austrittsöffnungen des ersten Sektors S1 bedruckt. Nach dem ersten Druckschritt A1 wird der Druckkopf (12) senkrecht zur Längserstreckung der ersten Bahn (B1) (senkrecht zur Zeichnungsebene in Querrichtung (horizontal in der Zeichnungsebene)) derart bewegt, dass sich der zweite Sektor S2 über der ersten Bahn B1 befindet. Anschließend wird in einem zweiten Druckschritt A2 die erste Bahn B1 zusätzlich aus Austrittsöffnungen des zweiten Sektor S2 bedruckt wird und eine zweite, neben der ersten angeordnete Bahn B2 aus Austrittsöffnungen des ersten Sektors S1 bedruckt wird.
Die Vorgänge werden wiederholt, bis im Druckschritt A4 eine vierte Bahn B4 mit Austrittsöffnungen des ersten Sektor S1 bedruckt wird und die benachbarten, bereits bedruckten Bahnen B1 bis B3 aus Austrittsöffnungen der Sektoren S4 bis S2 bedruckt werden.
In weiteren Druckschritten A5 bis A7 werden dann keine weiteren Bahnen bedruckt, sondern nach jeweils einer seitlichen Bewegung des Druckkopfes 12 um die Breite eines Sektors die Zahl der aktivierten Sektoren beginnend mit dem Sektor S1 jeweils um einen Sektor abnimmt, so dass nach dem letzten Druckschritt A7 alle Bahnen B1 bis B4 von allen Sektoren S1 bis S4 bedruckt wurden.
Die Austrittsöffnungen der einzelnen Sektoren werden, wie in der Figur 9 angedeutet, elektronisch derart angesteuert, dass sie die jeweilige Bahn nicht mit voller Tröpfchendichte bedrucken, sondern eine vollständige Bedruckung der Bahnen erst im letzten Druckschritt erreicht wird, nach dem alle Bahnen aus allen Sektoren bedruckt wurden.
Vorteilhaft erfolgt zwischen zwei Druckschritten nicht nur eine lineare horizontale Relativbewegung zwischen Druckkopf 12 und Bauteil 26, sondern auch eine Verkippung der Oberfläche 10 relativ zur Austrittsfläche 14 derart, dass ein Abstand zwischen der Oberfläche 10 und der Austrittsfläche 14 etwa konstant bleibt.
Die relativen Bewegungen zwischen Druckkopf 12 und Bauteil 26 können an die durch die Wölbung der Oberfläche 10 gegebenen Bedingungen angepasst werden.
Wenn mehr als die in der Fig. 9 dargestellten vier Bahnen B1 bis B4 bedruckt werden sollen, kann der Druckschritt A4, in dem alle Sektoren S1 bis S4 aktiviert sind, nach einer jeweiligen Bewegung des Druckkopfes 12 senkrecht zur Längserstreckung der Bahnen um die Breite eines Sektors und ggfs. Verkippung des Bauteils 26 wiederholt werden.
Insgesamt wird mit dem Verfahren gem. Fig. 9 erreicht, dass eine zu bedruckende Fläche, nachdem sie durch mäanderförmige Relativbewegung zwischen ihr und dem Druckkopf, wobei während der zueinander parallelen geradlinigen Passagen des mäanderförmigen Weges jeweils ein Druckschritt erfolgt, vollständig vom Druckkopf überstrichen wurde, homogen und mit genau vorherbestimmter Flächendichte bedruckbar ist. Auf diese Weise können auch homogene Leiterbahnen oder homogene leitfähige Schichten, wie z. B. OLED-Schichten, ohne jegliche Querschnitts- oder Widerstandsänderung gedruckt werden.
Mit dem anhand Fig. 9 geschilderten Verfahren können auch Oberflächen bedruckt werden, die zwei ebene Bereiche unterschiedlicher Neigung haben, die in einem linienartigen Krümmungsbereich ineinander übergehen.
Fig. 10 zeigt in perspektivischer Darstellung mehrere zu einem von einer gemeinsamen Halterung (nicht dargestellt) aufgenommene und zu einem Block zusammengefasste Druckköpfe 12a, 12b, 12c, 12d, die in Längsrichtung der Bahnen B1 bis B4 hintereinander angeordnet sind. Ansonsten entspricht die Anordnung der Fig. 9, wobei das System im Zustand nach dem Druckschritt A4 ist. Mit der Anordnung der Fig. 10 können aus den einzelnen Druckköpfen beispielsweise simultan verschiedene Flüssigkeiten (verschiedenfarbig, elektrisch leitend, nicht leitend, transparent usw.) abgespritzt werden, sodass die Oberfläche 10 innerhalb kurzer Zeit mit komplexen Mustern und/oder Schichten konstanter Dicke bedruckt werden kann. Die geradlinigen Strecken der mäanderförmigen Relativbewegung zwischen den Druckköpfen und der zu bedruckenden Oberflächen sind länger als die bedruckten Bahnen, sodass, ähnlich wie gem. Fig. 9 die Sektoren, am Anfang einer Bahn zunächst nicht alle Druckköpfe aktiviert sind bzw. die Druckköpfe der Reihe nach aktiviert werden und am Ende einer Bahn nicht mehr alle Druckköpfe aktiviert sind bzw. der Reihe nach deaktiviert werden.
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, ist vorteilhaft, wenn eine Vorrichtung, die ein von Einschränkungen weitgehend freies Bedrucken dreidimensionaler Oberflächen mittels eines digital gesteuerten Druckverfahrens ermöglicht, eine Relativbewegung zwischen der Austrittsfläche14 des Druckkopfes 12 und der zu bedruckenden Oberfläche 10 bzw. eines diese Oberfläche aufweisenden Bauteils sowohl linear in den drei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen des Raumes als auch rotatorisch mit drei senkrecht aufeinander stehenden Drehachsen zulässt. Es ist weitgehend unerheblich, ob eine elektronisch gesteuerte Halterung des Bauteils und/oder eine elektronisch gesteuerte Halterung des Druckkopfes diese Bewegbarkeiten ermöglicht.
Eine Vorrichtung bzw. Anlage zum Bedrucken dreidimensionaler Oberflächen ist in Fig. 11 schematisch dargestellt:
An einem Gestell 32 ist eine Halterung 34 zur Aufnahme eines Bauteils 26 mit einer zu bedruckenden Oberfläche 10 beweglich angebracht. Die Halterung 34 und mit ihr die zu bedruckende Oberfläche 10 ist mittels an sich bekannter Antriebseinrichtungen, wie sie beispielsweise für CNC Präzisionswerkzeugmaschinen eingesetzt werden (nicht dargestellt), in den drei Dimensionen des Raumes linear beweglich und ist um drei senkrecht aufeinander stehende Achsen drehbar.
Ein im dargestellten Beispiel aus mehreren Druckmodulen zusammengesetzter Druckkopf 12 (z. B. der Bauart XAAR Typ 1003 oder DIMATIX) mit einer ebenen Austrittsfläche 14, in der einzeln ansteuerbare Austrittsöffnungen bzw. Düsen angeordnet sind, ist zusammen mit einer Flüssigkeitsversorgung 36 an einer Halterung 38 angebracht. Ähnlich wie die Halterung 34 ist die Halterung 38 und mit ihr die Austrittsfläche 14 des Druckkopfes 12 mittels an sich bekannter Antriebseinrichtungen (nicht dargestellt) in den drei Dimensionen des Raumes linear beweglich und ist um drei senkrecht aufeinander stehende Achsen drehbar.
Die Flüssigkeitsversorgung 36 kann unterschiedliche Flüssigkeitsvorräte enthalten, z. B. normale Druckfarben, Sonderfarben, Funktionsflüssigkeiten mit elektrisch leitenden Teilchen, Lacke, Primer, Flüssigkeiten zum Aufbringen elektrisch isolierender Schichten usw.
An der Halterung 38 ist weiter eine Sensoreinrichtung 40 angebracht, mit der ein Abstand zwischen der Austrittsfläche 14 und der zu bedruckenden Oberfläche 10 ermittelbar ist und/oder mit der eine optische Eigenschaft der zu bedruckenden oder bereits bedruckten Oberfläche erfassbar ist.
In einer elektronischen Steuereinrichtung 42 an sich bekannter Bauart sind geometrische Daten der zu bedruckenden Oberfläche 10, beispielsweise CAD Daten und Dekordaten ablegbar, die die auf die Oberfläche 10 aufzubringenden Bedruckungen mit den dafür erforderlichen Flüssigkeitsdaten enthalten. In der Steuereinrichtung enthaltene Programme setzen die geometrischen Daten der Oberfläche 10 und die Dekordaten in Steuerdaten zur Steuerung der Bewegungen der Halterungen 34, 38, der Zufuhr von Flüssigkeiten zum Druckkopf 12 sowie der Auswahl und der Ansteuerung der Austrittsöffnungen um. Zur raschen Festlegung von Sollpositionen, zur Ermittlung von Istpositionen und Bedruckungszuständen der Oberfläche 10 können von der Sensoreinrichtung 40 ermittelte Werte dienen.
Vorteilhaft ist beispielsweise die Halterung 38 für den Druckkopf 12 in Z-Richtung (Abstand zwischen Druckkopf und zu bedruckender Oberfläche 10) und in Y-Richtung (seitlicher Versatz der Druckbahnen) beweglich bzw. antreibbar. Die Halterung 34 für das zu bedruckende Bauteil 26 ist vorteilhaft linear in X-Richtung (Längsrichtung einer Druckbahn B1, B2) antreibbar sowie um die X-Achse und die Y-Achse drehbar antreibbar. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.

Bezugszeichenliste

10: Oberfläche
12: Druckkopf
14: Austrittsfläche
16: Austrittsöffnungen
18: Abstandssensor
20: Computer
22: Kugel
24: Segment
26: Bauteil
30: Überlappungsbereich
32: Gestell
34: Halterung
36: Flüssigkeitsversorgung
38: Halterung
40: Sensiereinrichtung
42: elektronische Steuerung
A: Breite des Druckkopfes
A1, A2: Druckschritte
B1, B2: Bahnen
B: Mindestflugstrecke
C: maximal zulässige Flugstrecke
M1: Krümmungsachse
X: zulässige Druckbreite
Z: Zylinderachse

Claims

Verfahren zum Bedrucken einer gekrümmten Oberfläche (10) mittels eines digitalen Druckverfahrens, bei dem aus mehreren an einer ebenen Austrittsfläche (14) eines Druckkopfes (12) angeordneten, einzeln ansteuerbaren Austrittsöffnungen (16) definierte Flüssigkeitsmengen abgespritzt werden, die als Flüssigkeitströpfchen auf die gekrümmte Oberfläche (10) auftreffen,
bei welchem Verfahren
- die gekrümmte Oberfläche (10) und die Austrittsfläche (14) derart zueinander ausgerichtet werden, dass ein Bereich der gekrümmten Oberfläche (10) parallel zur Austrittsfläche (14) gerichtet ist, wobei dieser Bereich bei konvexer Krümmung der Oberfläche (10) einen minimalen Abstand B von der Austrittsfläche (14) hat und bei konkaver Krümmung der Oberfläche(10) einen maximalen Abstand C von der Austrittsfläche (14) hat,

- wobei während des Druckens nur Austrittsöffnungen (16) zur Abgabe einer Flüssigkeitsmenge angesteuert werden, deren Abstand von der Auftreffstelle des von ihnen abgegebenen Flüssigkeitströpfchens auf die gekrümmte Oberfläche (10) zwischen dem minimalen Abstand B und dem maximalen Abstand C liegt, wobei der minimale Abstand B durch die Flugstrecke gegeben ist, die die aus der Austrittsöffnung (16) ausgetretene Flüssigkeitsmenge zur Bildung eines Flüssigkeitströpfchens benötigt, und der maximale Abstand C den minimalen Abstand um eine vorbestimmte Strecke t übersteigt, längs der ein Flüssigkeitströpchen nicht degeneriert und seine Bahn geradlinig verläuft,

- wodurch bei einer Relativbewegung zwischen der Austrittsfläche (14) und der Oberfläche (10) senkrecht zur Krümmung der Oberfläche (10) die Oberfläche mit einer Bahn bedruckbar ist, deren Breite X bei konvexer Krümmung der Oberfläche (10) der Entfernung zwischen den in Richtung der Krümmung der Oberfläche (10) beabstandeten Austrittsöffnungen (10) mit maximalem Abstand C und bei konkaver Krümmung der Oberfläche (10) der Entfernung zwischen den in Richtung der Krümmung der Oberfläche (10) beabstandeten Austrittsöffnungen (10) mit minimalem Abstand B entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Breite X der Bahn etwa gleich 2 x (t x r)^0,5 beträgt, wenn t klein ist im Vergleich zu r und r der Krümmungsradius der Oberfläche (10) und t gleich C minus B ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Flüssigkeitsmenge, die mittels der Flüssigkeitströpfchen auf eine Flächeneinheit der Oberfläche aufgebracht wird, mit zunehmendem Winkel zwischen einer jeweiligen Flächeneinheit und der Austrittsfläche (14) derart zunimmt, dass die auf die Oberflächeneinheit aufgebrachte Flüssigkeitsmenge unabhängig vom Winkel konstant ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei nur Austrittsöffnungen (16) aktiviert werden, deren Flüssigkeitströpfchen mit einem Auftreffwinkel größer als 78 Grad bei Lackierung und größer als 84 Grad bei Dekordruck auf die Oberfläche (10) treffen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei beim Bedrucken einer Oberfläche (10) mit zwei senkrecht aufeinander stehenden Krümmungsachsen und unterschiedlichen Krümmungsradien während eines ersten Druckvorgangs eine Relativbewegung zwischen dem Druckkopf (12) und der zu bedruckenden Oberfläche (10) in Umfangsrichtung der Krümmung mit dem kleineren Krümmungsradius erfolgt, anschließend bei nicht aktivierten Austrittsöffnungen (16) eine Relativbewegung zwischen Druckkopf (12) und zu bedruckender Oberfläche (10) in Umfangsrichtung der Krümmung mit dem größeren Krümmungsradius erfolgt und nachfolgend während eines weiteren Druckvorgangs eine Relativbewegung zwischen Druckkopf (12) und zu bedruckender Oberfläche (10) in Umfangsrichtung der Krümmung mit dem kleineren Krümmungsradius erfolgt, so dass während der Druckvorgänge ausgebildete Bahnen (B1, B2) in Umfangsrichtung der Krümmung mit dem größeren Krümmungsradius benachbart sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei bei konvexer oder konkaver Krümmung der zu bedruckenden Oberfläche (10) und deren Bedruckung in Form benachbarter Bahnen (B1, B2) die in Richtung der Krümmungsachse gesehenen Positionierungen der Austrittsfläche (14) zu der Oberfläche (10) während zweier aufeinander folgender Relativbewegungen zwischen der Oberfläche (10) und der Austrittsfläche (14) zum Ausbilden der jeweiligen Bahnen (B1, B2) derart sind, dass nebeneinander liegende Bahnen, innerhalb derer die Flüssigkeit auf die Oberfläche (10) gelangen kann, unmittelbar aneinander anstoßen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei bei konkaver oder konvexer Krümmung der zu bedruckenden Oberfläche (10) die in Richtung der Krümmungsachse gesehenen Positionierungen der Austrittsfläche (14) relativ zu der Oberfläche (10) während zweier aufeinander folgender Relativbewegungen zwischen der Oberfläche (10) und der Austrittsfläche (14) zum Ausbilden einer jeweiligen Bahn (B1, B2) derart sind, dass nebeneinander liegende Bahnen, innerhalb derer die Flüssigkeit auf die Oberfläche (10) gelangen kann, einander überlappen und die Austrittsöffnungen (16) der Austrittsfläche (14), aus denen der Überlappungsbereich (30) erzeugt wird, derart angesteuert werden, dass die auf eine Flächeneinheit der Oberfläche (10) gelangenden Flüssigkeitsmengen im Überlappungsbereich (30) und den überlappungsfreien Bereichen der Bahnen (B1, B2) gleich sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei
die Oberfläche 10) gewölbt ist und mit mehreren, senkrecht zu ihrer Längserstreckung unmittelbar benachbarten Bahnen (B1, ......., Bn) bedruckt wird,
die Austrittsfläche (14) mehrere senkrecht zur Längserstreckung der Bahnen (B1, ......, Bn) unmittelbar benachbarte Sektoren (S1, ......., Sm) mit Austrittsöffnungen aufweist,
in einem ersten Druckschritt (A1) eine erste Bahn (B1) nur mit dem ersten Sektor (S1) bedruckt wird,
nach dem ersten Druckschritt der Druckkopf (12) senkrecht zur Längserstreckung der ersten Bahn derart bewegt wird, dass sich der zweite Sektor (S2) über der ersten Bahn (B1) befindet, anschließend in einem zweiten Druckschritt (A2) die erste Bahn (B1) zusätzlich mit dem zweiten Sektor (S2) bedruckt wird und eine zweite, neben der ersten angeordnete Bahn (B2) mit dem ersten Sektor (S1)bedruckt wird,
die Vorgänge wiederholt werden, bis eine m-te Bahn (Bm) mit dem ersten Sektor (S1) bedruckt wird und die benachbarten, bereits bedruckten Bahnen (Bm-1, ..... B1) mit Sektoren (S2, ....., Sm) bedruckt werden,
und in weiteren Druckschritten nach einer Bewegung des Druckkopfes (12) senkrecht zur Längserstreckung der Bahnen um jeweils die Breite eines Sektors mit jedem Druckschritt die Zahl der aktivierten Sektoren beginnend mit dem Sektoren S1 bis zu Sm abnimmt,
so dass nach dem letzten Druckschritt alle Bahnen von allen Sektoren (S1 ...... Sm) bedruckt sind.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Druckschritt, in dem alle Sektoren (S1 ...... Sm) aktiviert sind, nach einer jeweiligen Bewegung des Druckkopfes (12) senkrecht zur Längserstreckung der Bahnen um die Breite eines Sektors, wiederholt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei bei einer Bewegung des Druckkopfes (12) senkrecht zur Längserstreckung der Bahnen um jeweils die Breite eines Sektors jeweils eine Verkippung der Oberfläche (10) relativ zur Austrittsfläche (14) derart erfolgt, dass ein Abstand zwischen der Oberfläche (10) und der Austrittsfläche (14) etwa konstant bleibt.
Vorrichtung zum Bedrucken dreidimensionaler Oberflächen mit einem Gestell (32),
einer Halterung (34) zur Aufnahme eines Bauteils (26) mit einer zu bedruckenden Oberfläche (10),
einer weiteren Halterung (38) zur Aufnahme wenigstens eines Druckkopfes (12) mit einer Austrittsfläche (14), die Austrittsöffnungen (16) zum Abspritzen vorbestimmter Flüssigkeitsmengen aufweist,
einer Antricbscinrichtung, mittels der eine Rclativbcwcgung zwischen der Austrittsfläche (14) und der zu bedruckenden Oberfläche (10) antreibbar ist,
einer Flüssigkeitsversorgung (36) zur selektiven Versorgung der Austrittsöffnungen (16) mit Druckflüssigkeit,
einer elektronischen Steuereinrichtung (42) mit geometrische Daten der zu bedruckenden Oberfläche (10) und Dekordaten, die die auf die Oberfläche (10) aufzubringenden Bedruckungen mit den dafür erforderlichen Flüssigkeitsdaten enthalten, und mit Programmen, die die geometrischen Daten der Oberfläche (10) und die Dekordaten in Steuerdaten zur Steuerung der Antriebseinrichtung, zur Steuerung der Zufuhr von Flüssigkeiten zum Druckkopf (12) und zur Auswahl und Ansteuerung der Austrittsöffnungen (16) umsetzt, wobei die Vorrichtung entsprechend einem nach einem der Ansprüche 1 bis 10 arbeitet.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Halterung (38) für den Druckkopf (12) in Z-Richtung (Abstand zwischen Druckkopf 12 und zu bedruckender Oberfläche 10) und in Y-Richtung (Breitenrichtung einer Bahn B1, B2) beweglich ist und die Halterung (34) für das zu bedruckende Bauteil (26) in X-Richtung (Längsrichtung einer Bahn B1, B2) beweglich und um die X-Achse (Längsrichtung einer Bahn B1, B2) und die Y-Achse drehbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, mit einer Sensoreinrichtung (40) zum Ermitteln eines Abstands zwischen der Austrittsfläche (14) und der zu bedruckenden Oberfläche (10) und/oder zum Ermitteln einer optischen Eigenschaft der zu bedruckenden oder bereits bedruckten Oberfläche erfassbar ist.