IT201900018413A1

IT201900018413A1 - Macchina per la stampa automatica perfezionata

Info

Publication number: IT201900018413A1
Application number: IT102019000018413A
Authority: IT
Inventors: Valter Scolaro
Original assignee: Gto Srl
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2021-04-10

Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE AVENTE PER TITOLO:

“Macchina per la stampa automatica perfezionata”.

BACKGROUND DELL'INVENZIONE.

[001]La presente invenzione prende forma nell’ambito delle tecniche e dei dispositivi impiegati per stampare degli elementi grafici su di un’ampia gamma di superfici. Queste macchine sono dotate di accorgimenti tecnici tali che consentono di lavorare anche su elementi non perfettamente planari, ovvero su superfici irregolari.

STATO DELL’ARTE.

[002]Una delle tecniche di stampa più note è quella della tampografia e consiste nel trasferimento di un colore sulla superficie di un oggetto mediante l’utilizzo di un tampone in materiale elastico, ad esempio silicone. Un clichè, sul quale è inciso l’elemento grafico desiderato per la stampa, viene bagnato con dell’inchiostro e successivamente fatto aderire ad un tampone elastico; solo l’inchiostro in rilievo viene a trasferirsi sulla uperficie del tampone. A questo punto il tampone viene pressato su di una qualsiasi superficie operando così il processo di stampa.

[003]Uno dei vantaggi della tampografia è la possibilità di adattarsi a superfici irregolari, capacità data dalla morbidezza e dalla flessibilità del tampone. Inoltre tale tecnica risulta accurata, rapida e sufficientemente economica in ambito industriale. Allo stato della tecnica attuale tale procedimento non permette, tuttavia, il trasferimento in alta qualità di colori quali oro, argento e quella gamma di effetti tipo cromatura e/o specchio. Tale limitazione, specialmente nel campo della moda, è da ritenersi particolarmente svantaggiosa e viene aggirata attraverso procedure differenti dalla tecnica tampografica.

[004] Una di queste è la stampa a caldo in cui il colore da trasferire (ad esempio l’oro) è depositato uniformemente su di un nastro flessibile. Il nastro viene fatto aderire all’oggetto da stampare ed un punzone metallico ad alta temperatura, con inciso l’elemento grafico desiderato, viene pressato su di esso fino ad ottenere il trasferimento del colore dal nastro all’oggetto da stampare. E’ evidente che l’assenza di un materiale elastico nel punzone ad alta temperatura, non consenta di stampare superfici con profili irregolari e/o curvi. A tale scopo sono stati approntati tamponi specifici, in cui materiali dedicati consentono una minima deformazione (max 5mm) che tuttavia non permettono la flessibilità data dalla tecnica tampografica.

[005]Scopo dell’invenzione è quindi di evolvere la tecnica tampografica allo scopo di unire i vantaggi della stampa a caldo nel trattamento di particolari vernici color oro e/o argento ad effetto cromato/specchio con la versatilità della stampa tampografica, operando su superfici particolarmente curve e/o irregolari.

RIASSUNTO DELL'INVENZIONE.

[006]L’invenzione consiste in una nuova tecnica capace di trasferire i pigmenti dei nastri flessibili utilizzati nella stampa a caldo, tramite l’utilizzo di tamponi mutuati dalla tecnica tampografica ed opportunamenti modificati secondo l’idea dell’invenzione. Il dispositivo frutto dell’idea dell’invenzione che utilizza tale procedura tecnica, è una macchina automatica

servoassisitita e controllata da una logica

computazionale interna, collegata in Rete, dotata

di peculiari soluzione tecnologiche.

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

APPARATO.

[007] Nella tavola dei disegni è possibile

osservare i particolari del dispositivo frutto

dell’idea dell’invenzione in cui:

● La Fig1 mostra una veduta frontale d’insieme

della macchina frutto dell’idea dell’invenzione.

● La Fig2 mostra una veduta laterale d’insieme

della macchina frutto dell’ìdea dell’invenzione.

● La Fig3 mostra un dettaglio frontale dell’area

di lavoro.

● La Fig4 mostra il dettaglio del tampone di

stampa con supporto a geometria variabile.

● La Fig5 mostra un dettaglio del carrello di

montaggio, del tampone di stampa, della camera di

riscaldamento e del gruppo di alzata.

● La Fig6 mostra il dettaglio della camera di

riscaldamento.

● La Fig7 mostra un dettaglio dell’area di lavoro

durante il processo di stampa.

[008]La macchina [Fig1][Fig2] è costituita da una testa mobile lungo i due assi orizzontali [Fig3 (30)] dotata di un pistone con un movimento lungo l’asse verticale [Fig3 (31)] cui è collegato un supporto per un tampone siliconico [Fig3(32)(33)]. Il supporto per il tampone è dotato di un meccanismo ad azionamento meccanico pneumatico e/o servoassistito che consente una deformazione della geometria del tampone onde far adattare perfettamente il suo profilo alla sagoma dell’oggetto su quale effettuare la lavorazione. Tale geometria variabile è necessaria per poter effettuare della lavorazioni su articoli caratterizzati da un profilo particolarmente irregolare, concavo oppure convesso. Secondo l’idea dell’invenzione, quindi, il supporto sul quale il tampone è collegato è costituito da due o più segmenti metallici [Fig4(40)] collegati tra di loro tramite cerniere [Fig4(41)]. Ogni piastra quindi può ruotare intorno l’asse della cerniera. Inoltre ogni piastra è vincolata a dei perni metallici interni che obbligano ad una determinata posizione. Il supporto è dotato opzionalmente di due o più sensori di pressione [Fig4(44)] atti alla trasduzione dei parametri pressori durante il processo di stampa. Quando il tampone viene spinto sulla superficie da trattare, si determina una deformazione del profilo del suo supporto [Fig4 (43)] e quindi del tampone stesso, tale da migliorare la distribuzione della pressione tra il tampone, il nastro pigmentato ed il profilo della superficie da stampare [Fig4 (42)] e migliore le performance di stampa. Ciò che si realizza è una modellazione del forma del tampone, forma che viene ad essere speculare con quella della superficie da lavorare. La gestione della geometria variabile può essere anche predeterminata e stabilita prima del processo di stampa, oppure comandata in tempo reale dal software di gestione della macchina secondo l’idea dell’invenzione.

[009] Sulla macchina frutto dell’idea dell’invenzione è presente una camera di riscaldamento per il tampone [Fig5(50)], raggiungibile dallo stesso tramite il movimento orizzontale della testa e da quello verticale del pistone [Fig5(51)]. Tale camera è costituita da una piastra orizzontale riscaldante mediante resistenza elettrica, induzione elettromagnetica [Fig6(60)] o microonde, in cui sono presenti dalle due (2) alle quattro (4) pareti verticali laterali [Fig6(61)] muovibili attraverso appositi registri [Fig6(62)] e/o servomotori. Il calore della piastra orizzontale si propaga per contatto sulle pareti laterali e consente un riscaldamento omogeneo di tutto il corpo del tampone quando esso è posizionato all’interno di tale camera. Questa soluzione risulta particolarmente vantaggiosa in quanto, durante il processo di stampa, il tampone si allontana dalla camera di riscaldamento. Al fine di mantenere una temperatura costante è necessario un elevato valore di inerzia termica del tampone stesso, valore dato solo dal riscaldamento uniforme di tutta la massa di cui è costituito.[010] Le pareti verticali mobili della camera di riscaldamento permettono di scegliere la distanza dalle superfici del tampone, e quindi di adattarsi a diverse grandezze di tale dispositivo e di modificare, inoltre, la quantità di calore fornito al tampone stesso. Nel caso si utilizzo delle microonde, la camera di riscaldamente viene opportunamente progettata al fine di evitare un irraggiamento verso l’esterno.

[0011] L’articolo su cui si vuole effettuare la stampa frutto dell’idea dell’invenzione [Fig7(70)] è posto sotto al tampone [Fig7(71)] e bloccato su di un carrello [Fig7(72)] movimentato da elementi meccanici, pneumatici e/o elettrici, i quali consentono il perfetto allineamento tra tampone, nastro pigmentato [Fig7(73)] e superficie da trattare. Sopra al carrello sono presenti lateralmente delle guide [Fig7(74)(75)] per lo scorrimento orizzontale del nastro pigmentato su cui è depositato il colore da utilizzare per il procedimento di stampa. Tale nastro è normalmente avvolto su delle bobine; per tale motivo sul lato sinistro e destro delle guide sono presenti rispettivamente due supporti per le bobine stesse. I due supporti sono dotati di trattore [Fig7(76)] [Fig7(77)] e collaborano insieme non solo per srotolare il nastro pigmenatato, ma anche per tenerlo in perfetta trazione, esercitando coppie di trascinamento differenti. Tale dispositivo è denominato gruppo di alzata in quanto permette di avvicinare o allontanare verticalmente il nastro dalla superficie da stampare.

[012] Affinchè il pigmento del nastro possa essere permanentemente ed efficacemente trasferito su di una superficie, è necessario depositare nell’area prescelta della lavorazione una vernice che fornisca un elemento di tenuta per i pigmenti presenti sul nastro colorato. Tale vernice è costituita da una miscela di origine poliuretanica acrilica e/o vinilica, opzionalmente addizionata con catalizzatori anche di tipo termico per incrementarne la resistenza all’abrasione. Il corpo e le proporzioni del deposito di vernice deve essere l’esatta matrice della stampa che si vuol trasferire tramite il procedimento frutto dell’idea dell’invenzione, quindi è la vernice stessa che determina l’esatta forma del risultato di tale processo. Solo l’area trattata da tale vernice può trattenere, una volta messa a contatto con il nastro ed il tampone riscaldato, i pigmenti presenti sul nastro stesso. In tutte le aree della superficie non trattata con la vernice, non avverrà nessun trasferimento dei colori dal nastro pigmentato. Per effettuare il deposito della vernice è possibile utilizzare una tecnica quale la tampografia, o altra tecnica di stampa ritenuta più opportuna.

[013]La temperatura del tampone che permette il processo di stampa è variabile dai 90C° ai 150C° max mentre il tempo di contatto è compreso tra i 0.5s ai 2s.

[014]La macchina per la procedura secondo l’idea dell’invenzione è gestita da un software specifico opzionalmente in comunicazione con dei sensori distribuiti sulle varie parti costituenti l’apparato. Nello specifico, sono presenti una o più telecamere [Fig5(52)(53)] che inquadrano l’area di lavoro tampone/carrello. Le immagini processate dal software, anche grazie a protocolli di tipo machine-learning, determinano i valori dei pilotaggi del supporto del tampone a geometria variabile affinchè la deformazione desiderata del suo profilo sia quella più opportuna in relazione alla superficie da stampare. Questa funzione automatica può essere anche disabilitata; in tal caso i parametri di pilotaggio della geometria variabile del tampone vengono trasmessi alla macchina tramite l’interfaccia utente o quella di Rete. Inoltre le immagini possono determinare i limiti di qualità della lavorazione che vengono poi condivisi in Rete per eventuali ulteriori analisi e valutazione del processo di stampa. Sono quindi presenti sensori di temperatura e pressione rispettivamente nella camera di riscaldamento e nel supporto del tampone stesso ancorato al pistone verticale della testa mobile.

PROCEDURA

[015] Sull’oggetto prescelto per la lavorazione secondo l’idea dell’invenzione, viene depositata una matrice dell’elemento grafico desiderato costituita dalla vernice a base poliuretanica e /vinilica addittivata dai catalizzatori di tipo termico. Successivamente viene posizionato sul carrello della macchina per la stampa. Il nastro pigmentato viene caricato nei relativi supporti del gruppo di alzata. Il tampone, dalla posizione di riposo, viene spostato nella camera di riscaldamento affinchè possa raggiungere uniformemente la temperatura ideale di esercizio, ovvero dai 90 ai 150 gradi centigradi. Raggiunta tale condizione, il carrello di montaggio movimenta l’oggetto da stampare verso l’area di lavoro, esattamemte sotto nastro pigmentato. Il gruppo di alzata avvicina il nastro alla superficie da stampare mentre il tampone riscaldato si posiziona perpendicolarmente al nastro pigmentato. Il pistone spinge il tampone sul nastro pigmentato esercitando una compressione tra lo stesso e la superficie dell’oggetto da stampare. Il tempo della compressione è variabile dai 0.5s ai 2s dipendentemente dalla forma e dal materiale su cui si desidera effettuare la stampa. Il tampone viene richiamato nella posizione di riposo, il gruppo di alzata solleva il nastro pigmentato che viene fatto scorrere dal trattore, ed il carrello spinge fuori l’articolo su cui è stata effettuata la lavorazione.

APPLICAZIONI SECONDO L'IDEA DELL'INVENZIONE

[016] La macchina e la procedura secondo l’idea dell’invenzione è efficace per qualsiasi stampa fino ad ora utilizzata con la tecnica della tampografia e/o altre tecniche di stampa similari. VANTAGGI DELL'INVENZIONE.

[017]Vengono di seguito elencati i vantaggi ottenibili con l’idea dell’invenzione:

● Il procedimento consente di stampare colori quali oro, argento anche con effetti cromato/specchio, ovvero colori non gestibili dalla tecnica tampografica. Tale procedura è effettuata tramite un nastro pigmentato normalmente utilizzato per la tecnica di stampa a caldo.

● La macchina e la procedura secondo l’idea dell’invenzione utilizza un tampone a geometria variabile che consente una stampa su superifici particolarmente curve ed irregolari.

● La geometria variabile del tampone può essere determinata anche in automatico grazie a processi di acquisizione di immagine e rielaborazione secondo tecnologie software quali il machinelearning.

● Il processo di riscaldamento del tampone è effettuato in una camera riscaldata che consente un accumulo costante e distribuito del calore sul tampone stesso.

DOCUMENTI DI RIFERIMENTO

Claims

Rivendicazioni. 1) Macchina per la stampa automatica su materiali sintetici e/o naturali caratterizzati da superfici concave, convesse e/o irregolari, operante attraverso la pressione di un tampone elastico ad alta temperatura su di un nastro pigmentato, in cui: ● il tampone di stampa [Fig4(33)] è realizzato da un materiale elastico deformabile. ● la camera riscaldante atta a contenere il tampone di stampa [Fig5(50)] è costituita da una superficie planare metallica [Fig6(60)] dotata di un sensore di temperatura ed una o più resistenze elettriche e/o sistema di riscaldamento ad induzione elettromagnetica e/o microonde. ● la camera riscaldante è dotata di quattro (4) supporti orizzontali con registri meccanici manuali e/o automatici [Fig6(62)] per il fissaggio di due (2), tre (3) o quattro (4) pareti verticali metalliche [Fig6(61)]. ● il supporto del tampone è costituito da due (2) o più superfici metalliche vincolate tra loro mediante cerniere meccaniche ruotanti [Fig4(40)(41)], le quali complessivamente costituiscono una superficie a geometria variabile attraverso leveraggi meccanici, operante in compressione od estensione sul corpo del tampone di stampa. ● il supporto del tampone è collegato ad un pistone mobile lungo l’asse verticale [Fig3(31)] facente parte di una testa capace di un movimento lungo gli assi orizzontali [Fig3(30)] tramite azionamento pneumatico e/o servoassistito. ● il carrello di montaggio [Fig7(72)] è dotato di ancoraggi meccanici per l’oggetto da stampare e da un sistema di movimentazione nei tre assi. ● il nastro pigmentato [Fig7(73)] è montato su di un gruppo di alzata costituito da due guide e da due supporti ai lati del carrello di montaggio. ● i supporti laterali del gruppo di alzata sono costituiti da due sistemi di trazione rotanti capaci di tenere in tensione il nastro pigmentato. ● il software di gestione della macchina è residente in un’unita logica di controllo dotata di un’interfaccia di comunicazione in Rete cablata o wireless, e di un’interfaccia di comunicazione con l’utente di tipo tastiera e/o display anche con modalità touch.
2) Procedura di stampa della macchina della Rivendicazione 1 in cui: ● sulla superficie da stampare è depositata una matrice grafica di forma e proporzioni identiche alla stampa da effettuare, eseguita con una miscela a base poliuretanica acrilica e/o vinilica ed addizionata con catalizzatori anche di tipo termico. ● l’oggetto da stampare è vincolato al carrelo di montaggio, il quale si posiziona nell’area di lavoro. ● il nastro pigmentato viene caricato sul sul gruppo di alzata. ● la testa di stampa ed il pistone verticale posizionano il tampone nella camera di riscaldamento. ● il tampone di stampa viene riscaldato nella camera riscaldante. ● Il gruppo di alzata posiziona il nastro pigmentato sopra la superficie dell’oggetto da stampare. ● la testa di stampa posiziona il tampone sopra il nastro pigmentato e la superficie dell’oggetto da stampare. ● il pistone verticale porta a contatto il tampone riscaldato sul nastro pigmentato e la superficie dell’oggetto da stampare per un tempo compreso tra i 0.5s ed i 2s, mentre la geometria variabile del supporto del tampone di stampa agisce sul corpo del tampone. ● il pistone verticale richiama il tampone in una posizione di riposo. ● il gruppo di alzata solleva il nastro pigmentato dalla superficie stampata dell’oggetto mentre il trattore recupera il nastro dalla rispettiva bobina. ● il carrello di montaggio si posiziona fuori dall’area di lavoro.
3) Supporto del tampone di stampa della Rivendicazione 1 dotato di due (2) o più sensori di pressione [Fig4(44)].
4) Macchina per la stampa della Rivendicazione 1 dotata di telecamere stereoscopiche che inquadrano l'area di lavoro.
5) Macchina per la stampa della Rivendicazione 1 dotata di un software di analisi, gestione e comunicazione, anche con tecnologia software machine-learning, capace di generare dalle immagini delle telecamere stereoscopiche la geometria del profilo esterno delle superfici da stampare.
6) Software di analisi delle immagini della Rivendicazione 5 in cui i dati relativi alla curva del profilo della superficie da stampare vengono tramutati in segnali di controllo per i driver meccanici della geometria variabile del supporto del tampone di stampa.
7) Macchina per la stampa della Rivendicazione 1 in cui il processo preliminare di deposito della matrice grafica costituita dalla miscela di origine poliuretanica acrilica e/o vinilica ed addizionata con catalizzatori anche di tipo termico, è effettuato tramite lavorazione tampografica integrata nella macchina stessa.
8) Macchina e procedimento per la stampa delle Rivendicazioni 1 e 2 in cui viene utilizzato un nastro pigmentato di tipo Transfert.