ES2425974T3

ES2425974T3 - Impresión por sublimación

Info

Publication number: ES2425974T3
Application number: ES09751961T
Authority: ES
Inventors: Peter John Hoggard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2013-10-18
Anticipated expiration: 2029-10-05
Also published as: WO2010038089A1; EP2344336A1; GB201010076D0; US8609583B2; CN102239050A; KR101902239B1; US20110229664A1; GB2467878B; GB2467878A; CA2744590A1; GB0818109D0; JP2012504508A; CN102239050B; EP2344336B1; CA2744590C; KR20110084203A; AU2009299558A1

Abstract

Aparato (1) de impresión por sublimación que comprende un sustrato para alojar un objeto (10) tridimensional que tiene una película (12) que lleva tinta sublimable sobre la misma, un calentador (3) infrarrojo montado adyacente al sustrato y un medio (4) de inducción de flujo de aire, en el que el calentador (3) infrarrojo puede hacerse funcionar para dirigir radiación infrarroja hacia el sustrato, pudiendo hacerse funcionar el medio (4) de inducción de flujo de aire para inducir un flujo de aire sobre y/o por encima de y/o a través de la película (12).

Description

Impresion por sublimacion. Esta invencion se refiere en general a impresion por sublimacion y mas especificamente a un metodo y aparato de impresion por sublimacion. La impresion por sublimacion de tinta se conoce como un metodo de aplicar calcomanias, impresiones, fotografias y otras imagenes decorativas a superficies y articulos. La sublimacion ocurre cuando una sustancia, en este caso una tinta o tinte, pasa entre el estado solido y gaseoso sin pasar a traves del estado liquido. En el proceso de impresion por sublimacion de tinta, la tinta se calienta hasta que sublima a un gas, se difunde sobre los medios de impresion y se solidifica. La aplicacion de presion a los medios de impresion se usa con frecuencia para ayudar en la transferencia de tinta, por ejemplo usando rodillos calentados o una prensa de platina caliente. Es problematico conseguir una buena impresion por sublimacion de tinta en articulos tridimensionales ya que es dificil aplicar presion y calor uniformemente a una estructura tridimensional. Es necesario que cada superficie del articulo a la que debe aplicarse una impresion tenga uniformidad de presion y calor. Hay un deseo de fabricar articulos impresos uniformemente por la tecnica de sublimacion de tinta con un proceso de impresion mas rapido y con la posibilidad de poder imprimir varios articulos durante el mismo proceso de sublimacion de tinta. El documento WO 2007/049070 describe un proceso de impresion por sublimacion y aparato asociado que intentan aliviar los problemas mencionados anteriormente. Este documento describe un aparato de impresion por sublimacion con una camara movil para alojar un objeto tridimensional que va a imprimirse, una pelicula que lleva tinta sublimable situada adyacente al objeto, dos unidades de calentador incluyendo cada una un ventilador para dirigir aire calentado sobre la pelicula. En uso, la camara esta situada bajo el primer calentador que aplica calor para termoconformar la pelicula por encima del objeto. Despues el objeto se mueve a una posicion por debajo del segundo calentador, que aplica un flujo de aire caliente de alta velocidad o turbulento a una temperatura mayor para permitir la sublimacion de la tinta sobre el objeto. Aunque los resultados conseguidos con esta disposicion son mejores que en los dispositivos previos, en cierto modo es dificil regular la temperatura para conseguir una distribucion uniforme por encima de toda la pelicula durante la etapa de termoconformado del proceso. En un esfuerzo por conseguir una distribucion de temperatura mas uniforme, la disposicion debe encerrarse para mantener un entorno controlado. Esto requiere que la pelicula este oculta, lo que a su vez dificulta al operario juzgar si la pelicula esta lista para someterse al flujo de aire caliente de alta velocidad o turbulento en la etapa de transferencia de imagen (es decir sublimacion). Si se queda aire atrapado entre la pelicula y el objeto, el aire se expande, lo que puede llevar a una transferencia de imagen pobre e incluso ruptura de la pelicula, dando como resultado un tiempo de parada de la maquina y una pieza rechazada. Estos problemas tambien se hacen mas frecuentes a medida que la pelicula aumenta de tamafo. El documento WO 2006/050902 da a conocer un dispositivo en el que se usan calentadores infrarrojos para calentar un articulo hasta una temperatura predeterminada antes de colocar la pelicula sobre el mismo. Por consiguiente, un primer aspecto de la presente invencion proporciona un aparato de impresion por sublimacion que comprende un sustrato para alojar un objeto tridimensional que tiene una pelicula que lleva tinta sublimable sobre la misma, un calentador infrarrojo montado adyacente al sustrato y un medio de induccion de flujo de aire, en el que el calentador infrarrojo puede hacerse funcionar para dirigir radiacion infrarroja hacia el sustrato, por ejemplo para calentar la pelicula para termoconformarla por encima del objeto y/o para calentar la pelicula para permitir la sublimacion de la tinta al objeto, pudiendo hacerse funcionar el medio de induccion de flujo de aire para inducir un flujo de aire sobre y/o por encima de y/o a traves de la pelicula. El uso de un calentador infrarrojo es ventajoso por dos razones, en primer lugar la temperatura de la pelicula puede aumentarse rapidamente y en segundo lugar no hay necesidad de proporcionar un entorno encerrado debido a la naturaleza directa de la aplicacion de calor. Sin embargo, dado que la radiacion infrarroja es direccional, su aplicacion por encima de objetos tridimensionales puede ser problematica. Tambien se ha observado que el medio de induccion de flujo de aire rompe la capa limite por encima de la superficie de pelicula y por tanto estimula la transferencia de calor eficiente a traves de la pelicula. Por tanto, la provision del aparato de la presente invencion proporciona ventajosamente una combinacion sinergica de calor infrarrojo y flujo de aire para optimizar la aplicacion de calor a la pelicula.

El medio de induccion de flujo de aire puede estar configurado para inducir un flujo de aire de alta velocidad. En algunas realizaciones, el medio de induccion de flujo de aire esta situado para inducir un flujo de aire, por ejemplo un flujo de aire de alta velocidad, por ejemplo a traves de o alrededor del calentador infrarrojo y/o el calentador infrarrojo puede estar conformado para restringir el flujo de aire y/o para crear una corriente de aire de alta velocidad, por ejemplo un cuchillo de aire.

Algunas realizaciones comprenden un aparato de impresion por sublimacion que comprende un recinto, un sustrato dentro del recinto para alojar un objeto tridimensional que va a imprimirse con una pelicula que lleva tinta sublimable situada adyacente a la misma, un medio de induccion de flujo de aire que puede hacerse funcionar para inducir un flujo de aire sobre o por encima de o a traves de la pelicula y un estrangulador para restringir el flujo de aire inducido por el medio de induccion de flujo de aire para crear asi una corriente de aire de alta velocidad, por ejemplo un cuchillo de aire dirigido hacia la pelicula.

El calentador infrarrojo puede comprender un elemento de calentamiento al menos parcialmente rodeado por un reflector, por ejemplo estando conformado el reflector para restringir al menos parcialmente el flujo de aire y/o para crear la una corriente de aire de alta velocidad o cuchillo de aire. El aparato o calentador infrarrojo puede comprender ademas medios de rejilla, por ejemplo para la apertura o cierre de manera selectiva del flujo de aire a traves del calentador infrarrojo. Los medios de rejilla pueden comprender una o mas placas de rejilla, por ejemplo que estan conectadas de manera deslizante o pivotante al reflector o reflectores.

El calentador infrarrojo puede comprender un segundo elemento de calentamiento, por ejemplo que esta al menos parcialmente rodeado por un segundo reflector. El segundo reflector puede ser adyacente pero estar separado del primer reflector para proporcionar un intersticio entre los mismos. Entonces el medio de induccion de flujo de aire puede estar situado para inducir un flujo de aire a traves del intersticio, por ejemplo para crear la corriente de aire de alta velocidad o cuchillo de aire. Los reflectores pueden estar conformados de manera cooperativa para crear un efecto de estrangulacion o restriccion a medida que el flujo de aire pasa entre ellos y a traves del intersticio, por ejemplo para crear la corriente de aire de alta velocidad o cuchillo de aire. El intersticio o tamafo de restriccion esta preferiblemente entre 0,25 milimetros y 5 milimetros, por ejemplo entre 0,5 milimetros y 4 milimetros, mas preferiblemente entre 0,75 milimetros y 3 milimetros y lo mas preferiblemente entre 1 milimetro y 2 milimetros.

La parte del calentador infrarrojo o reflector o reflectores que esta conformada para restringir o para provocar al menos parcialmente la corriente de aire de alta velocidad o cuchillo de aire puede ser conica o convexa. El, o cada, reflector puede estar dispuesto y/o configurado y/o conformado y/o calibrado y/o dimensionado para dirigir radiacion infrarroja emitida por los elementos de calentamiento, por ejemplo hacia la pelicula en uso.

El aparato puede comprender ademas un calentador de flujo de aire, por ejemplo adyacente al medio de induccion de flujo de aire, para calentar el aire que fluye por encima de la pelicula. El calentador de flujo de aire puede ser ajustable para proporcionar calentamiento variable, por ejemplo flujo de aire caliente o templado, por ejemplo durante las etapas de calentamiento primera o segunda, por ejemplo las etapas de termoconformado o sublimacion,

o flujo de aire no calentado, por ejemplo para regular la temperatura de pelicula durante las etapas de calentamiento primera o segunda, por ejemplo las etapas de termoconformado o sublimacion, y/o para enfriar la pieza despues de la segunda etapa de calentamiento, por ejemplo la etapa de sublimacion.

El medio de induccion de flujo de aire puede hacerse funcionar para proporcionar un flujo de aire de alta velocidad, por ejemplo flujo de aire turbulento. Adicional o alternativamente, el medio de induccion de flujo de aire puede hacerse funcionar para proporcionar dos o mas velocidades de flujo diferentes. Por ejemplo, el medio de induccion de flujo de aire puede comprender un ventilador, por ejemplo un ventilador centrifugo, una bomba o un fuelle que puede comprender un inversor para proporcionar las dos o mas velocidades de flujo diferentes. Ventajosamente, el medio de induccion de flujo de aire puede comprender dos o mas ventiladores centrifugas dispuestos adyacentes u opuestos entre si de manera que proporcionen un flujo de aire por y/o a traves del calentador infrarrojo y/o proporcionen un flujo de aire turbulento alrededor del objeto.

El medio de induccion de flujo de aire preferiblemente comprende al menos un par de ventiladores centrifugos opuestos.

Realizaciones adicionales comprenden un aparato de impresion por sublimacion que comprende un recinto, un sustrato dentro del recinto para alojar un objeto tridimensional que va a imprimirse con una pelicula que lleva tinta sublimable situada adyacente a la misma, un medio de induccion de flujo de aire que puede hacerse funcionar para inducir un flujo de aire sobre o por encima de o a traves de la pelicula, un calentador de flujo de aire para calentar el flujo de aire inducido por el medio de induccion de flujo de aire, comprendiendo el medio de induccion de flujo de aire al menos un ventilador centrifugo situado en cada extremo del recinto con sus salidas enfrentandose entre si.

Los ventiladores centrifugos pueden estar situados con sus salidas por encima del calentador infrarrojo y sus entradas por debajo del calentador infrarrojo. El o un recinto puede estar dispuesto por encima o alrededor del calentador infrarrojo, pudiendo estar situados los ventiladores en extremos o lados opuestos del recinto. Los ventiladores pueden estar situados en lados laterales opuestos del recinto con sus entradas enfrentandose entre si. El aparato puede comprender ademas un segundo par de ventiladores centrifugos opuestos, por ejemplo situados en el extremo longitudinal opuesto del recinto con respecto al primer par de ventiladores, pudiendo estar ubicadas las entradas del segundo par de ventiladores por debajo del calentador infrarrojo mientras que las salidas del segundo par de ventiladores pueden estar ubicadas por encima del calentador infrarrojo y/o enfrentandose a las salidas del primer par de ventiladores.

El o un recinto puede alojar el calentador infrarrojo y/o el medio de induccion de flujo de aire y/o el calentador de flujo de aire y/o el impelente. Cuando el medio de induccion de flujo de aire comprende dos ventiladores centrifugos, sus salidas pueden enfrentarse entre si y/o estar por encima y/o enfrentarse a traves del calentador infrarrojo y/o con sus entradas por debajo y/o enfrentandose a traves del calentador infrarrojo. La disposicion puede estar dispuesta para proporcionar un flujo de aire por y/o a traves del calentador infrarrojo y/o para proporcionar un flujo de aire turbulento alrededor del objeto. El recinto puede comprender medios de conduccion, por ejemplo para controlar la posicion de la entrada o entradas de un o el ventilador o ventiladores centrifugos.

El medio de induccion de flujo de aire puede hacerse funcionar para inducir un flujo de aire, por ejemplo un flujo de aire de baja velocidad, por encima de la pelicula a medida que se termoconforma por encima del objeto, por ejemplo para regular o igualar la distribucion de temperatura a lo largo o a traves de la pelicula y/o para proporcionar calentamiento adicional de la pelicula. El medio de induccion de flujo de aire puede hacerse funcionar para inducir un flujo de aire, por ejemplo un flujo de aire de alta velocidad o turbulento, por encima de la pelicula a medida que la tinta sublima al objeto, por ejemplo para calentar la pelicula y superficie rapidamente.

El aparato puede comprender ademas una unidad de control, por ejemplo para controlar, en uso, el funcionamiento del calentador infrarrojo y/o el medio de induccion de flujo de aire y/o el calentador de flujo de aire.

Ademas, puede proporcionarse una unidad de control para su uso en el aparato.

El aparato puede comprender ademas un impelente, por ejemplo que este aguas arriba del intersticio, para distribuir el o un flujo de aire del medio de induccion de flujo de aire a traves de la pelicula. El impelente puede comprender dos o mas placas, por ejemplo que tengan progresivamente aberturas mas pequefas y mas numerosas, para dispersar o distribuir el flujo de aire, por ejemplo mas uniformemente, a traves de la pelicula.

El aparato puede dotarse de una bomba de vacio, por ejemplo que esta conectada por fluido al sustrato, por ejemplo para proporcionar un efecto de vacio entre la pelicula y la superficie del objeto. El aparato puede comprender ademas una bandeja que incluye el sustrato y/o que puede estar sustancialmente sellada

o puede sellarse, en uso, frente al recinto.

El aparato tambien puede dotarse de una serie de rejillas entre el medio de induccion de flujo de aire y el calentador para impedir el flujo de aire al objeto. Las rejillas pueden hacerse funcionar para abrirse y cerrarse como se requiera.

El aparato puede comprender dos o mas estaciones, por ejemplo en las que el sustrato puede ser movil tal como entre las dos o mas estaciones, por ejemplo por medio de un medio de transporte y/o elevacion tal como una disposicion o mecanismo transportador y/o de elevacion de tijera. Una de las estaciones puede estar configurada para termoconformar, en uso, la pelicula por encima del objeto, otra puede estar configurada para sublimar, en uso, la pelicula por encima del objeto y/u otra puede estar configurada para enfriar el objeto y/o la pelicula. Tambien se concibe cualquier combinacion ventajosa de estas estaciones. Por ejemplo, el aparato puede comprender una primera estacion configurada para termoconformar y sublimar, en uso, la pelicula por encima del objeto y una segunda estacion configurada para enfriar el objeto y/o la pelicula. Alternativamente, la primera estacion puede comprender una estacion de termoconformado y enfriamiento con la segunda estacion que comprende una estacion de sublimacion.

Un aspecto adicional de la invencion proporciona un metodo de impresion por sublimacion que comprende colocar una pelicula que lleva tinta sublimable adyacente a un objeto tridimensional, calentar la pelicula hasta una primera temperatura de tal modo que se termoconforma por encima de una superficie del objeto y posteriormente calentar la pelicula y/o la superficie y/o el objeto hasta una segunda temperatura mayor de tal modo que la tinta sublime a la o una superficie del objeto, estando expuesta la pelicula y/o el objeto a calor infrarrojo durante una o ambas etapas de calentamiento y a un flujo de aire durante o despues de una o ambas etapas de calentamiento.

La pelicula y/o el objeto pueden estar expuestos a calor infrarrojo para calentarlo hasta la primera temperatura y/o a un flujo de aire de alta velocidad calentado para calentarlo hasta la segunda temperatura mayor.

Preferiblemente, la pelicula y/o superficie y/u objeto esta expuesto a un flujo de aire, por ejemplo un flujo de aire calentado o templado o caliente, durante una o ambas etapas de calentamiento. Mas preferiblemente, la pelicula y/o superficie y/u objeto esta expuesto a un flujo de aire templado y/o de baja velocidad durante la primera etapa de calentamiento, por ejemplo termoconformado, y/o a un flujo de aire caliente y/o de alta velocidad o turbulento durante la segunda etapa de calentamiento, por ejemplo sublimacion.

Adicional o alternativamente, la pelicula y/o superficie y/u objeto puede estar expuesto a un flujo de aire no calentado, por ejemplo un flujo de aire de alta velocidad o turbulento, despues de la segunda etapa de calentamiento, por ejemplo sublimacion, para enfriar el objeto y la pelicula.

El flujo de aire puede comprender un cuchillo de aire, que puede crearse haciendo cooperar partes adyacentes del calentador infrarrojo, por ejemplo reflectores adyacentes, que por ejemplo crean una restriccion.

Aun ejemplos de caracteristicas adicionales incluyen una pelicula que lleva tinta sublimable adaptada especificamente para su uso con el aparato y un objeto impreso usando un aparato o por un metodo tal como se describio anteriormente.

Ahora se describiran realizaciones de la presente invencion por medio de un ejemplo solo con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

la figura 1 es una vista en seccion a modo de diagrama a traves de un aparato de impresion por sublimacion de tinta segun una primera realizacion de la invencion mostrada durante la etapa de termoconformado;

la figura 2 ilustra el aparato de la figura 1 durante la etapa de sublimacion ;

la figura 3 es una vista ampliada de elementos de calentamiento infrarrojos adyacentes del aparato de la figura 1 que muestra el flujo de aire alrededor de los reflectores;

la figura 4 es una vista en seccion a modo de diagrama a traves de un aparato de impresion por sublimacion de tinta segun una segunda realizacion de la invencion mostrada durante la etapa de termoconformado;

la figura 5 ilustra el aparato de la figura 4 durante la etapa de sublimacion;

la figura 6 es una vista ampliada de la disposicion de impelente del aparato de las figuras 4 y 5 que muestra el flujo de aire a traves del mismo;

la figura 7 es una vista en seccion a modo de diagrama a traves de un aparato de impresion por sublimacion de tinta segun una tercera realizacion de la invencion mostrada durante la etapa de sublimacion;

la figura 8 es una vista en seccion a traves de la linea A-A de la figura 7 que muestra la trayectoria de recirculacion;

las figuras 9A y 98 son vistas ampliadas del calentador que muestran la funcion de los elementos de rejilla; y

la figura 10 es una vista en seccion a modo de diagrama a traves de un aparato de impresion por sublimacion de tinta segun una cuarta realizacion de la invencion mostrada durante la etapa de termoconformado;

las figuras 11 y 12 son vistas en seccion a modo de diagrama a traves de un aparato de impresion por sublimacion de tinta segun una quinta realizacion de la invencion.

Con referencia a las figuras 1 a 3, se muestra un aparato 1 de impresion por sublimacion que incluye un calentador3 infrarrojo, un medio 4 de induccion de flujo de aire y un calentador 38 de flujo de aire todos ellos alojados dentro de un recinto 5 aislado que tiene un fondo abierto. El aparato tambien incluye una bandeja 2 de acero situada debajo del recinto 5 dentro de la que esta colocado un objeto 10 tridimensional que va a imprimirse y una pelicula 12 situada encima del objeto 10.

La pelicula 12 contiene las tintas sublimables deseadas y esta situada por encima del objeto 10 y sujeta en su posicion en sus bordes por medio de una abrazadera 20. La abrazadera 20 proporciona un sello entre la pelicula 12 y la bandeja 2. Tambien se concibe que la abrazadera 20 y la bandeja 2 puedan incluir espigas de posicionamiento para asegurar la ubicacion correcta de las mismas, aunque estas no se muestran en las figuras adjuntas.

El calentador 3 infrarrojo esta montado en la base del recinto 5 e incluye una pluralidad de calentadores 32 infrarrojos longitudinales, cada uno de los cuales incluye un elemento 34 de calentamiento alargado parcialmente rodeado por un reflector 36 que tiene una seccion transversal semicircular. Los elementos 34 de calentamiento en esta realizacion son tubos de cuarzo de alambre enrollado. Este tipo de elemento 34 de calentamiento es ventajoso dado que ofrece calentamiento y enfriamiento rapido y ofrece una eleccion de longitudes de onda diferentes; onda corta, media y larga. Los calentadores 32 funcionan en paralelo y estan colocados adyacentes entre si de tal modo que hay presente un intersticio entre los reflectores 36 adyacentes. Los reflectores 36 estan orientados para reflejar la radiacion infrarroja emitida desde los elementos 34 de calentamiento hacia abajo hacia la pelicula 12 sobre el objeto 10 en la bandeja 2.

El medio 4 de induccion de flujo de aire en esta realizacion tiene la forma de un ventilador 40 o fuelle impulsado por un motor 42 electrico. El motor electrico esta montado de manera que puede girar a la parte superior del recinto 5 e incluye un arbol que se extiende al interior del recinto 5 y acciona el ventilador 40. El motor 42 electrico tambien incluye un inversor (no mostrado) y esta configurado para proporcionar de manera selectiva un caudal bajo o un caudal alto. De manera similar, el calentador 38 de flujo de aire puede ajustarse para controlar la temperatura del flujo de aire inducido por el ventilador 40. Tanto el calentador 38 de flujo de aire corno el ventilador 40 estan ubicados dentro de una camara 44 de flujo de aire de acero. La camara 44 de flujo de aire dirige el flujo de aire inducido por el ventilador 40 a traves del calentador 38 de flujo de aire y a traves de los intersticios entre los reflectores 36 de los calentadores 32 infrarrojos tal como se representa en las figuras 1 y 2.

El aparato 1 tambien incluye una unidad de control (no mostrada) a la que el calentador 3 infrarrojo, el ventilador 4 y el calentador 38 de flujo de aire estan conectados electricamente. La unidad de control (no mostrada) tambien controla el movimiento de la bandeja 2.

En uso, la bandeja 2 se coloca por debajo del recinto 5 tal como se muestra en la figura 1 y el calentador 38 de flujo de aire se precalienta hasta la temperatura requerida, que corresponde a la que se requiere para proporcionar un flujo de aire templado en esta realizacion. Entonces se activa una bomba de vacio (no mostrada) conectada por fluido a la bandeja 2 y tambien controlada por la unidad de control (no mostrada) para proporcionar un efecto de vacio entre la pelicula 12 y la superficie del objeto 10. Inicialmente, el nivel de vacio esta entre 50 y 80 kPa para garantizar que el objeto se recubre completamente con la pelicula. Cuando se ha formado la pelicula alrededor del objeto, el vacio se reduce a entre 17 y 40 kPa.

Despues el calentador 3 infrarrojo y el ventilador 40 se activan simultaneamente para calentar la pelicula hasta una temperatura de entre 90 y 140 grados centigrados. La radiacion infrarroja calienta rapidamente la pelicula 12 mientras que el flujo de aire garantiza una distribucion de temperatura uniforme evitando los denominados puntos calientes (es decir areas aisladas de alta temperatura). El ventilador 40 tambien rompe la capa limite por encima de la superficie de pelicula y por tanto estimula la transferencia de calor eficiente entre el aire y la pelicula.

Ventajosamente, el espacio entre la bandeja 2 y el recinto 5 permite al operario ver el desarrollo de la etapa de termoconformado y configurar el aparato 1 para comenzar la etapa de sublimacion en el momento apropiado.

Despues de completarse la etapa de termoconformado, la bandeja 2 se eleva hasta que entra en contacto y se sella sustancialmente contra el recinto 5 tal corno se muestra en la figura 2. Entonces la carga proporcionada por el calentador 38 de flujo de aire y el calentador 3 infrarrojo se aumenta hasta la que se requiere para la etapa de sublimacion y la velocidad del ventilador 4 se aumenta para proporcionar un caudal alto.

Tal como se muestra en la figura 3, partes opuestas de reflectores 36 adyacentes cooperan para crear una restriccion en el flujo de aire dando como resultado una corriente de aire de alta velocidad, un cuchillo de aire en esta realizacion. El flujo de aire altamente turbulento resultante provoca que el calor se distribuya uniformemente por encima de toda la pelicula y superficie adyacente del objeto. Por tanto, la combinacion de calentamiento directo proporcionada por el calentador 3 infrarrojo y la distribucion de temperatura uniforme proporcionada por el flujo de aire caliente da como resultado una fase de proceso de sublimacion relativamente corta de manera que se evita cualquier dafo a la integridad del objeto 10.

Al completarse la etapa de sublimacion, el calentador 38 de flujo de aire se deshabilita y el ventilador 4 continua funcionando para proporcionar el flujo de aire no calentado de alta velocidad para enfriar la pelicula 12 y el objeto

10. Esto garantiza ademas que se mantenga la integridad del objeto 10 minimizando la cantidad de tiempo durante la que esta expuesto a las condiciones de sublimacion.

Con referencia ahora a las figuras 4 a 6, hay mostrada una segunda realizacion del aparato 100 segun la invencion que es similar a la primera realizacion, en la que referencias similares representan caracteristicas similares y por tanto estas no se describiran en este caso.

El aparato 100 de la figura 4 difiere del aparato 1 de las figuras 1 a 3 en que incluye un impelente 46, 48 conformado de dos laminas 46 y 48 paralelas y espaciadas. La primera lamina 46 esta ubicada por encima de la segunda lamina 48 e incluye una pluralidad de aberturas igualmente espaciadas en la misma. La segunda lamina 48 esta ubicada adyacente y ligeramente por encima de los calentadores 32 infrarrojos longitudinales e incluye una pluralidad de aberturas igualmente espaciadas que son mas pequefas y mas numerosas que las aberturas en la primera lamina

46. Por tanto, el impelente 46; 48 tiene progresivamente aberturas mas pequefas y mas numerosas que dispersan o distribuyen el flujo de aire mas uniformemente por la pelicula.

Tal como se muestra mas claramente en la figura 6, esta disposicion distribuye el flujo de aire mas uniformemente por los calentadores 32 infrarrojos longitudinales, lo que a su vez da como resultado un flujo mas uniforme por encima de o a traves de o sobre la pelicula 12 y el objeto 10.

La figura 7 muestra una tercera realizacion del aparato 200 segun la invencion que es similar a las realizaciones mencionadas anteriormente, en la que referencias similares representan caracteristicas similares y por tanto estas no se describiran en este caso.

El medio 204 de induccion de flujo de aire del aparato 200 segun esta realizacion incluye cuatro ventiladores 240 centrifugos, cada uno de los cuales esta montado en una esquina respectiva del recinto 205. Cada ventilador 240 esta accionado por un motor 242 respectivo y esta dispuesto con su salida enfrentandose horizontalmente a traves de la longitud de los calentadores 3 infrarrojos y su entrada bajo ellos. Cada ventilador 240 tambien incluye un alojamiento y una rueda 204a de ventilador, teniendo el par de ruedas 240a de ventilador de cada extremo longitudinal del recinto 205 sus entradas enfrentandose entre si tal como se muestra mas claramente en la figura 8. Esta disposicion crea una presion positiva en el espacio por encima del calentador 203, forzando asi el aire a traves del mismo para generar los cuchillos de aire. El flujo de aire generalmente sigue la trayectoria mostrada en las figuras 7 y 8, forzando el par 240a de ruedas de ventilador en cada extremo longitudinal el aire para que fluya a traves de un calentador 238 de flujo de aire respectivo, desde los extremos laterales del recinto 205 hacia el centro longitudinal del mismo, por tanto generando una presion positiva y forzando el flujo de aire a traves de los cuchillos de aire y sobre el objeto 10 y pelicula 12. Despues el flujo recircula a traves de la entrada de los ventiladores 240, al interior de la entrada de las ruedas 240a de ventilador y de vuelta hacia fuera tal como se describio anteriormente.

Esta disposicion de ventilador es ventajosa dado que puede conseguirse de manera compacta y eficiente un flujo de aire altamente eficaz.

Tal como se muestra mas claramente en las figuras 9A y 98, los calentadores 203, 232 infrarrojos del aparato 200 tambien incluyen placas 233 de rejilla opuestas que discurren a lo largo de la longitud de los reflectores 36 y estan articuladas a sus bordes libres para bloquear o permitir el flujo de aire entre ellas. Las placas 233 de rejilla incluyen elementos 235 electromagneticos adyacentes a sus bordes libres para abrirlas o cerrarlas de manera selectiva para permitir o impedir el flujo de aire entre ellas.

En uso, las placas 233 de rejilla pueden cerrarse excitando los elementos 235 electromagneticos de tal modo que se atraigan entre si, por ejemplo mientras los calentadores 232 infrarrojos calientan la pelicula 12 y el vacio esta en funcionamiento durante la etapa de termoconformado. Los ventiladores 240 y calentadores 238 de flujo de aire pueden estar en funcionamiento constante con las placas 233 de rejilla en la posicion cerrada para proporcionar aire caliente a una presion maxima por encima de los calentadores 232 infrarrojos.

Para iniciar la etapa de sublimacion se invierte la polaridad de los elementos 235 electromagneticos para forzar que se separen las placas 233 de rejilla, liberando por tanto el aire a alta presion entre los reflectores 36 para crear una descarga o chorro de aire repentino en forma de cuchillos de aire sobre la pelicula 12 y el objeto 10. Esto puede hacerse de manera aislada o junto con calentamiento infrarrojo proporcionado por los calentadores 232 infrarrojos.

La figura 10 muestra una cuarta realizacion del aparato 300 segun la invencion que es similar a las realizaciones previas, en la que referencias similares representan caracteristicas similares y por tanto estas no se describiran en este caso.

El aparato 300 segun esta realizacion esta dividido en dos estaciones 301, 302 y un transportador 320 para mover la bandeja 2 entre cada estacion 301, 302. La estacion 301 de sublimacion es similar a los aparatos 1, 100 de las realizaciones primera y segunda reemplazandose el calentador 3 infrarrojo por una serie de rejillas 350 pivotantes. La estacion 302 de termoconformado y enfriamiento incluye un fuelle 4a y un calentador 38 de flujo de airea similar a, pero menos potente que, el fuelle 4 y el calentador 38 de flujo de aire de la estacion 301 de sublimacion. Esta estacion 302 tambien incluye un calentador 3 infrarrojo similar a los calentadores 3 infrarrojos en las realizaciones primera y segunda, calentador 3 infrarrojo que esta por debajo del calentador 38a de flujo de aire.

En uso, la bandeja 2 esta situada por debajo de la estacion 302 de termoconformado y enfriamiento y la operacion de termoconformado se lleva a cabo tal como se describio anteriormente en relacion con el aparato 1 de la primera realizacion. Simultaneamente, el calentador 38 de flujo de aire y el fuelle 4 de la estacion 301 de sublimacion estan en funcionamiento mientras que las rejillas 350 estan en una posicion cerrada. Despues el transportador 320 mueve la bandeja 2 a una posicion por debajo de la estacion 301 de sublimacion y esta se pone en contacto con sellado con el recinto 5 tal como se describio anteriormente en relacion con el aparato 1 de la primera realizacion. Despues las rejillas 350 se abren para crear una descarga o chorro de aire repentino en forma de cuchillos de aire sobre la pelicula 12 y el objeto 10. Ventajosamente el fuelle 4 puede detenerse o frenarse al final de la etapa de sublimacion para retener el calor latente dentro del recinto 5.

Las figuras 11 y 12 muestran una quinta realizacion del aparato 400 segun la invencion que es similar a las realizaciones previas, en la que referencias similares representan caracteristicas similares y por tanto estas no se describiran en este caso.

El aparato 400 segun esta realizacion esta dividido en una estacion 401 de termoconformado y sublimacion y una estacion 402 de enfriamiento con un transportador 420 y elevador 421 de tijera para mover la bandeja 2 entre cada estacion 401, 402. El recinto 405a, 405b tambien esta dividido en dos compartimentos 405a y 405b, cada uno de los cuales encierra la bandeja 2 en una de las estaciones 401, 402 respectivas. La estacion 401 de termoconformado y sublimacion es similar al aparato 200 de la tercera realizacion pero con uno de los ventiladores 240, 242 retirados. La estacion 402 de enfriamiento tambien incluye un medio 404 de induccion de flujo de aire en forma de un ventilador 440 centrifugo impulsado por un motor 442, ventilador 440 que tiene una salida 440a que esta inclinada para dirigir aire del ambiente sobre y/o al interior de la bandeja 2.

En uso, la bandeja 2 esta situada por debajo de la estacion 401 de termoconformado y sublimacion y las operaciones de termoconformado y sublimacion se llevan a cabo tal como se describio anteriormente en relacion con el aparato 200 de la tercera realizacion. Despues el transportador 320 y elevador 421 de tijera mueven la bandeja 2 a una posicion por debajo de la estacion 402 de enfriamiento y el ventilador 440 de enfriamiento induce un flujo de aire del ambiente al interior de la bandeja y/o por encima de las piezas para enfriarlas.

Los expertos en la tecnica apreciaran que se conciben diversas variaciones de las realizaciones descritas en el presente documento sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, aunque los elementos 34 de calentamiento descritos anteriormente sean tubos de cuarzo de alambre enrollado, estos pueden elegirse basandose en la aplicacion en cuestion y pueden incluir cualquier forma de tubos de cuarzo, que se presenta en diversas formas desde alambre enrollado hasta carbon o combinaciones de los diferentes tipos dentro del mismo tubo de forma doble. Ademas se concibe que pueda usarse cualquier otra forma de elemento 34 de calentamiento tal como bombillas de luz halogena y/o emisores infrarrojos ceramicos.

Aunque el aparato 1, 100, 200, 300 incluye una bomba de vacio (no mostrada) conectada por fluido a la bandeja, no es necesario proporcionar un efecto de vacio de este tipo para que la invencion funcione. El medio 4 de induccion de flujo de aire y/o el calentador 3 infrarrojo no necesitan funcionar durante todas las etapas de termoconformado, sublimacion y/o enfriamiento y/o la temperatura del flujo de aire puede variarse como se requiera y/o el calentador 38 de flujo de aire puede obviarse totalmente.

Ademas, la disposicion de placas 233 de rejilla proporcionada como parte del calentador 3 infrarrojo puede estar configurada de varias formas diferentes, por ejemplo teniendo placas deslizantes, placas que estan articuladas a un lado superior de los reflectores 36 o cualquier otra disposicion de rejillas. Las rejillas 350 en la cuarta realizacion pueden reemplazarse por un calentador 203 infrarrojo tal como se muestra y describe en relacion con la tercera realizacion para crear cuchillos de aire, calentador 203 infrarrojo que puede o no incluir elementos 34 de calentamiento reales. El aparato tambien puede dotarse de una serie separada de rejillas entre el medio 4 de induccion de flujo de aire y el calentador 3 infrarrojo para impedir de manera selectiva el flujo de aire al objeto como tambien se describe en el documento mencionado anteriormente. La ubicacion del medio 4 de induccion de flujo de aire tambien puede variarse, por ejemplo puede incluir una combinacion de un fuelle o fuelles y/o ventiladores centrifugos y/o cualquier otro medio o dispositivo adecuado para generar el flujo de aire deseado. El transportador 320, 420 y/o elevador 402 de tijera puede reemplazarse por cualquier medio de movimiento conveniente, por ejemplo de transporte y/o elevacion y/o rotacion.

Los expertos en la tecnica apreciaran que cualquier numero de combinaciones de las caracteristicas mencionadas anteriormente y/o aquellas mostradas en los dibujos adjuntos proporcionan ventajas claras sobre la tecnica anterior y por tanto estan dentro del alcance de la invencion descrita en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Aparato (1) de impresion por sublimacion que comprende un sustrato para alojar un objeto (10) tridimensional que tiene una pelicula (12) que lleva tinta sublimable sobre la misma, un calentador (3) infrarrojo montado adyacente al sustrato y un medio (4) de induccion de flujo de aire, en el que el calentador (3) infrarrojo puede hacerse funcionar para dirigir radiacion infrarroja hacia el sustrato, pudiendo hacerse funcionar el medio (4) de induccion de flujo de aire para inducir un flujo de aire sobre y/o por encima de y/o a traves de la pelicula (12).
2.

Aparato (1) segun la reivindicacion 1, pudiendo hacerse funcionar el aparato simultaneamente para provocar que el calentador (3) infrarrojo dirija radiacion infrarroja hacia el sustrato y para provocar que el medio (4) de induccion de flujo de aire induzca un flujo de aire sobre y/o por encima de y/o a traves de la pelicula (12).
3.

Aparato (1) segun la reivindicacion 1 o reivindicacion 2 que comprende ademas un calentador (3) de flujo de aire adyacente al medio (4) de induccion de flujo de aire para calentar el flujo de aire.
4.

Aparato (1) segun cualquier reivindicacion anterior, en el que el medio (4) de induccion de flujo de aire esta situado para inducir un flujo de aire a traves o alrededor del calentador (3) infrarrojo, estando conformado el calentador (3) infrarrojo para restringir el flujo de aire para crear una corriente de aire de alta velocidad.
5.

Aparato (1) segun la reivindicacion 4 que comprende ademas medios (233, 350) de rejilla para abrir o cerrar de manera selectiva el flujo de aire a traves del calentador (3) infrarrojo.
6.

Aparato (1) segun la reivindicacion 4 o reivindicacion 5, en el que el calentador (3) infrarrojo comprende un elemento (34) de calentamiento al menos parcialmente rodeado por un reflector (36), estando conformado el reflector (36) para restringir al menos parcialmente el flujo de aire para crear un cuchillo de aire.
7.

Aparato (1) segun la reivindicacion 6. en el que el calentador (3) infrarrojo comprende un segundo elemento de calentamiento al menos parcialmente rodeado por un segundo reflector que es adyacente pero esta separado del primer reflector (36) para proporcionar un intersticio entre los mismos, estando situado el medio (4) de induccion de flujo de aire para inducir un flujo de aire a traves del intersticio.
8.

Aparato (1) segun cualquier reivindicacion anterior, en el que el medio (4) de induccion de flujo de aire puede hacerse funcionar para proporcionar dos o mas velocidades de flujo diferentes.
9.

Aparato (1) segun cualquier reivindicacion anterior que comprende ademas un impelente (46, 48) para distribuir o dispersar el o un flujo de aire del medio (4) de induccion de flujo de aire a traves de la pelicula (12).
10.

Aparato (1) segun la reivindicacion 9, en el que el impelente (46, 48) comprende dos o mas placas que tienen progresivamente aberturas mas pequefas y mas numerosas para dispersar o distribuir el flujo de aire mas uniformemente a traves de la pelicula.
11.

Metodo de impresion por sublimacion que comprende colocar una pelicula (12) que lleva tinta sublimable adyacente a un objeto (10) tridimensional, calentar la pelicula (12) hasta una primera temperatura de tal modo que se termoconforma por encima de una superficie del objeto (10) y posteriormente calentar la pelicula (12) y/o el objeto hasta una segunda temperatura mayor de tal modo que la tinta sublime al objeto (10), estando expuesta la pelicula

(12) y/o el objeto (10) a calor infrarrojo durante una o ambas etapas de calentamiento y a un flujo de aire durante o despues de una o ambas etapas de calentamiento.
12.

Metodo segun la reivindicacion 11, en el que el calor infrarrojo se dirige sobre la pelicula (12) y/u objeto (10) al mismo tiempo que la pelicula (12) y/o el objeto (10) esta expuesto al flujo de aire.
13.

Metodo segun la reivindicacion 11 o reivindicacion 12, en el que la pelicula (12) y/o el objeto (10) esta expuesto a calor infrarrojo para calentarlo hasta la primera temperatura y a un flujo de aire de alta velocidad calentado para calentarlo hasta la segunda temperatura mayor.
14.

Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en el que la pelicula (12) esta expuesta a un flujo de aire calentado de alta velocidad durante la etapa de sublimacion.
15.

Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en el que la pelicula (12) y/o el objeto (10) esta expuesto a un flujo de aire de alta velocidad no calentado despues de la etapa de sublimacion para enfriar el objeto

(10) y la pelicula (12).