ITUA20164471A1

ITUA20164471A1 - Ugello per stampanti a getto di inchiostro

Info

Publication number: ITUA20164471A1
Application number: ITUA2016A004471A
Authority: IT
Inventors: Franco Stefani; Mohamed Ouassif
Original assignee: System Spa
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2016-06-17
Publication date: 2017-12-17
Also published as: WO2017216713A1; ES2845129T8; PL3471965T3; ES2845129T3; EP3471965A1; PT3471965T; US20190283417A1; US10647120B2; CN109311323A; EP3471965B1; CN109311323B

Description

“Ugello per stampanti a getto di inchiostro”

La presente invenzione ha per oggetto un ugello per stampanti a getto di inchiostro.

L'ugello secondo la presente invenzione è particolarmente utile, ma non esclusivamente, per stampanti a getto di inchiostro che utilizzano smalti o inchiostri ceramici.

Come noto, gli smalti ceramici utilizzati per la stampa a getto di inchiostro sono estremamente abrasivi.

Per questa ragione, gli ugelli attualmente disponibili per l'erogazione degli smalti ceramici sono provvisti di superfici estremamente dure, strutturate e realizzate con materiali idonei a resistere all'azione erosiva degli smalti.

Le lavorazioni necessarie per ottenere la necessaria precisione dimensionale e strutturale degli ugelli sono conseguentemente molto costose. Inoltre, gli ugelli attualmente disponibili si intasano piuttosto frequentemente per causa delle particelle sono in sospensione negli smalti. Scopo della presente invenzione è quello di offrire un ugello per stampanti a getto di inchiostro che consenta di superare gli inconvenienti degli ugelli attualmente disponibili.

In sintesi, l'ugello secondo la presente invenzione risolve il problema della resistenza all'azione abrasiva degli smalti ceramici sovvertendo le soluzioni sinora proposte nel settore. Infatti, l'ugello secondo la presente invenzione, anziché presentare superfici dotate di elevata durezza, è realizzato in materiale flessibile e deformabile, ad esempio in materiale elastomerico e/o siliconico. La richiedente ha riscontrato che materiali di questo tipo, oltre ad essere estremamente resistenti all'abrasione degli smalti, garantiscono la stessa precisione di funzionamento dei materiali duri o induriti attualmente utilizzati. Inoltre i processi di lavorazione utilizzabili sono estremamente più rapidi ed economici rispetto a quelli attualmente utilizzati per i materiali duri o induriti.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione dell’invenzione in oggetto, illustrata a titolo esemplificativo ma non limitativo nelle allegate figure in cui:

− la figura 1 mostra vista schematica in sezione di un ugello secondo la presente invenzione;

− la figura 2 mostra una vista assonometrica di una testina secondo la presente invenzione;

− figura 3 mostra una vista in sezione della testina di figura 2, secondo il piano di traccia III-III

− figura 4 mostra una vista schematica in sezione di uno stampo utilizzabile per la realizzazione di un gruppo di ugelli secondo la presente invenzione.

L'ugello per stampanti secondo la presente invenzione comprende un corpo principale (2), attraverso il quale è disposto un foro passante (3). Preferibilmente il foro passante (3) è dotato di un asse longitudinale (Y) e presenta, rispetto a tale asse, una conformazione a simmetria assiale. Ad esempio, in una preferita forma di realizzazione, non esclusiva, il foro passante (3) presenta un primo tratto (31) di conformazione conica ed un secondo tratto (32) di conformazione cilindrica. Entrambi i tratti (31,32) sono concentrici all'asse longitudinale (Y).

Il foro passante (3) presenta una superficie (4), a contatto della quale scorre il fluido di stampa destinato ad essere erogato attraverso il foro passante (3).

Vantaggiosamente, tale superficie (4), almeno per un determinato spessore, è realizzata in un materiale elastico. Ad esempio, uno strato di materiale elastico, di determinato spessore, può essere utilizzato per rivestire la superficie (4) del foro passante (3). In alternativa, il corpo principale (2), attraverso il quale è disposto il foro passante (3), può essere realizzato in un materiale elastico almeno per una porzione che comprende la superficie (4) del foro passante (3). Ciò significa che un determinato spessore del corpo principale (2) che circonda il foro passante (3) è realizzato in materiale elastico.

In una preferita, ma non esclusiva, forma di realizzazione dell'ugello, il corpo principale (2) è interamente realizzato in un materiale elastico.

L'ugello secondo la presente invenzione, anziché presentare superfici dotate di elevata durezza come negli ugelli di tipo noto, è quindi realizzato in materiale elastico, ovvero in un materiale che può deformarsi elasticamente. Ciò consente di incrementare notevolmente la resistenza all'abrasione, in quanto la superficie (4) del foro passante (3) è libera di deformarsi elasticamente in risposta alla pressione esercitata dalle particelle abrasive dello smalto, senza subire alcuna sostanziale abrasione. Inoltre, l'elasticità della superficie (4) e/o del corpo principale (2) agevola la rimozione di eventuali accumuli di particelle che potrebbero occludere il foro passante (3). Ciò in quanto un aumento di pressione del fluido di stampa, dovuta ad un'eventuale occlusione, porterebbe alla deformazione elastica della superficie (4) ed allo scarico dell'occlusione.

Preferibilmente, il materiale elastico di cui possono essere realizzati la superficie (4) ed il corpo principale (2) presenta una durezza Shore A compresa tra 20 e 90. In tale intervallo di durezza Shore A, i vantaggi legati all'impiego di un materiale elastico sono sensibilmente incrementati. All'interno di tale intervallo, particolarmente vantaggioso è un valore di durezza Shore A di circa 40.

Il materiale elastico comprende ad esempio un materiale elastomerico e/o un materiale gommoso.

Particolarmente vantaggioso è l'impiego di un materiale elastico che comprende un materiale siliconico o è di tipo siliconico. I materiali siliconici non hanno infatti alcuna affinità con gli smalti ceramici, e per questa ragione riducono drasticamente la possibilità che si possano formare accumuli di smalto ed occlusioni. Tra i materiali siliconici, particolarmente adatti agli scopi sono i siliconi di tipo RTV. Questi materiali, infatti, si prestano ad essere lavorati per iniezione in stampo, con basse pressioni di iniezione. Ciò consente di utilizzare stampi con anime ed inserti molto sottili, adatti alla realizzazione dell'ugello secondo la presente invenzione, come sarà meglio illustrato nel seguito della descrizione.

Un'ulteriore possibile realizzazione dell'ugello prevede l'impiego di un materiale elastico comprendente polipropilene.

In una possibile forma di realizzazione, l'ugello secondo la presente invenzione comprende un corpo di supporto (5), associato al corpo principale (2). Il corpo di supporto (5) può essere realizzato in un materiale notevolmente più rigido del materiale elastico utilizzato per la realizzazione della superficie (4) del foro passante (3) e/o del corpo principale (2). Il corpo di supporto (5) può essere realizzato in un materiale metallico, ad esempio acciaio.

Il corpo di supporto (5) contribuisce a contenere le deformazioni del corpo principale (2). A tal fine, particolarmente vantaggiosa risulta una forma di realizzazione in cui il corpo di supporto (5) presenta una sede (51) nella quale è disposto almeno parzialmente il corpo principale (2). In tale configurazione il corpo principale (2) può essere interamente realizzato in un materiale elastico come sopra descritto.

In figura 3 è mostrato un gruppo di ugelli secondo la presente invenzione. Due o più ugelli (1) presentano corpi principali (2) i quali sono tra loro associati, in pezzo unico, in un corpo ugelli (20). Vantaggiosamente, il corpo ugelli (20) può essere realizzato in un materiale elastico del tipo già descritto in precedenza in relazione ad un singolo ugello (1). Il corpo ugelli (20) comprende quindi due o più corpi principali (2) attraverso ciascuno dei quali è disposto un foro passante (3).

Nella forma di realizzazione di figura 2, il corpo ugelli (20) presenta complessivamente una conformazione appiattita, sostanzialmente in forma di membrana, dalla quale sporgono i corpi principali (2) dei vari ugelli (1). Preferibilmente ciascun corpo principale (2) presenta una conformazione cilindrica, concentrica al proprio asse longitudinale (Y).

Il gruppo di ugelli illustrato in figura 3 comprende un corpo di supporto (5) dotato di due o più sedi (51) in ciascuna delle quali è alloggiato, almeno in parte, un corpo principale (2). Il corpo di supporto (5), in questa forma di realizzazione, presenta una conformazione appiattita.

Preferibilmente, ma non esclusivamente, gli ugelli (1) sono allineati su un medesimo piano che contiene gli assi longitudinali (Y) dei fori passanti (3). Gli ugelli (1) definiscono quindi una fila in cui gli assi longitudinali (Y) sono complanari. Sono ovviamente possibili altre disposizioni degli ugelli (1). Complessivamente, il gruppo di ugelli secondo la presente invenzione è definito strutturalmente dal corpo ugelli (20) e dal supporto (5) ad esso associato. Il gruppo di ugelli può essere utilizzato per realizzare una testina di stampa, illustrata in figura 3.

La testina di stampa comprende un condotto di alimentazione (10) per un fluido di stampa. Tale condotto di alimentazione (10) presenta un'apertura di ingresso (11) ed un'apertura di uscita (12) per il fluido di stampa, ed è delimitato, almeno parzialmente, da un corpo di chiusura (7). Un gruppo di ugelli (1) secondo la presente invenzione è associato al condotto di alimentazione (10) in modo che i fori passanti (3) siano in comunicazione con il condotto di alimentazione (10). Il fluido circolante all'interno del condotto di alimentazione (10) può quindi essere erogato all'esterno del condotto di alimentazione (10) stesso attraverso i fori passanti (3). In una preferita forma di realizzazione della testina di stampa, il condotto di alimentazione (10) è chiuso, almeno in parte, dal corpo ugelli (20). In particolare, il condotto di alimentazione (10) è chiuso da un gruppo ugelli secondo la presente invenzione. Come mostrato schematicamente in figura 2, il corpo di supporto (5) può essere conformato con una o più porzioni di connessione (5a), strutturate per consentire il collegamento al corpo di chiusura (7). Il condotto di alimentazione (10) è quindi delimitato sostanzialmente dal corpo di chiusura (7) e dal corpo di supporto (5), il quale può essere connesso al corpo di chiusura (7) mediante le proprie porzioni di connessione (5a). Il condotto di alimentazione (10) è in comunicazione con l'esterno solo attraverso i fori passanti (3) degli ugelli (1) ed attraverso le aperture di ingresso e di uscita (11,12).

Come illustrato in figura 1, l'ugello secondo la presente invenzione può essere dotato di un otturatore (6), mobile tra una configurazione di chiusura, nella quale occlude il foro passante (3), ed una configurazione di apertura, nella quale non occlude il foro passante (3). L'otturatore (6) presenta una superficie frontale (61), disposta sostanzialmente perpendicolare all'asse longitudinale (Y), che è destinata a collocarsi a contatto di una superficie di estremità frontale (21) del corpo principale (2) e del foro passante (3) nella posizione di chiusura, come illustrato in figura 1. In configurazione di apertura l'otturatore (6) è sollevato e staccato dalla superficie di estremità frontale del corpo principale (2) e del foro passante (3). A titolo di esempio, l'otturatore (6) può essere dotato di una conformazione tronco conica con vertice rivolto verso il foro passante (3). Negli ugelli di tipo noto, il corpo principale (2) e l'otturatore (6) sono realizzati in materiali induriti o di elevata durezza. Ciò costringe a realizzare la superficie frontale (61) dell'otturatore e la superficie frontale di estremità (21) del corpo principale con grande precisione. Tali due superfici devono essere perfettamente parallele, in modo da potersi sovrapporre perfettamente nella posizione di chiusura dell'otturatore (6), per poter realizzare una chiusura perfetta del foro passante (3).

Nell'ugello secondo la presente invenzione, l'utilizzo di un materiale elastico per la realizzazione del corpo principale (2) consente di ampliare il campo di tolleranza per la realizzazione dell'otturatore (6). In particolare, eventuali difetti della superficie frontale (61) e/o un posizionamento non perfettamente perpendicolare all'asse longitudinale (Y) possono essere compensati dalla deformazione elastica della superficie di estremità frontale (21) del corpo principale (2). Ciò consente di ridurre notevolmente i costi di produzione dell'ugello e della testina.

In una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa, anche l'otturatore (6) è realizzato in un materiale elastico, preferibilmente di durezza Shore A compresa tra 20 e 90. Anche per l'otturatore (6) si ripetono tutti i vantaggi, già descritti in relazione alla superficie (4) ed al corpo principale (2), che sono legati all'utilizzo di un materiale elastico. Preferibilmente, il materiale elastico utilizzato per la realizzazione dell'otturatore (6) presenta una durezza Shore A inferiore a quella del materiale elastico utilizzato per la realizzazione della superficie (4) o del corpo principale (2) dell'ugello.

In una forma di realizzazione particolarmente vantaggiosa, illustrata nella domanda di brevetto WO2015186014 della stessa richiedente, l’otturatore (6) comprende almeno un elemento sensibile (62) realizzato in un materiale adatto ad interagire con un campo magnetico per la movimentazione dell’otturatore stesso. L’elemento sensibile (62) è ad esempio un magnete. Preferibilmente mezzi di azionamento elettromagnetico, non rappresentati, possono essere configurati per generare un primo campo magnetico attrattivo ed un secondo campo magnetico repulsivo dell’elemento sensibile (62) realizzato come magnete permanente, per muovere l’otturatore (6) fra la posizione di chiusura e la posizione di apertura. Preferibilmente l’elemento sensibile (62) è disposto all’interno dell'otturatore (6), ovvero è inglobato all'interno dell'otturatore (6).

Nella testina di stampa secondo la presente invenzione, illustrata in figura 3, gli otturatori (6) sono tra loro associati, in pezzo unico, in un corpo otturatori (60).

Tale corpo otturatori (60) delimita, almeno in parte, il condotto di alimentazione (10). Inoltre, il corpo otturatori (60) è interposto fra il condotto alimentazione (10) e i mezzi di azionamento elettromagnetico (non illustrati). Ciascun otturatore (6) è solidale al corpo otturatori (60) nel movimento di apertura e/o chiusura del proprio foro passante (3). Preferibilmente gli elementi sensibili (62) degli otturatori (6) sono disposti all’interno del corpo otturatori (60).

Come mostrato in figura 3, il corpo otturatori (60) può essere provvisto di due porzioni di estremità sostanzialmente cilindriche, attraverso le quali sono ricavate l'apertura di ingresso (11) e l'apertura di uscita (12). In tal modo le aperture (11,12) possono essere ricavate nello stesso materiale in cui è realizzato il corpo otturatori (60). Le porzioni di estremità del corpo otturatori (60) sono disposte all'interno di sedi ricavate nel corpo di chiusura (7), in modo che le aperture (11,12) siano accessibili dall'esterno della testina. Le aperture (11,12) sono predisposte per connettersi ad un circuito di alimentazione, non illustrato, del liquido di stampa.

Il corpo otturatori (60) è inoltre interposto tra il corpo di chiusura (7) ed il condotto di alimentazione (10). Il corpo di chiusura (7) può essere provvisto di una pluralità di aperture passanti, sostanzialmente allineate con gli otturatori (6), che consentono la deformazione del corpo otturatori (60), in particolare nella corsa in apertura degli otturatori (6). In sostanza, la testina di stampa secondo la presente invenzione comprende un involucro esterno, definito dal corpo di supporto (5) e dal corpo di chiusura (7) tra loro connessi, all'interno del quale sono collocati il corpo ugelli (20) ed il corpo otturatori (60). La testina si presenta quindi come un corpo unico, e può essere facilmente associata ad una stampante.

Un gruppo di ugelli secondo la presente invenzione può essere realizzato con un metodo che prevede le seguenti fasi.

Il metodo è sostanzialmente un metodo di iniezione in stampo.

Lo stampo (100), schematizzato in figura 4, è dotato di una camera principale (101) all'interno della quale si proiettano una o più una sagome sporgenti (30), ciascuna delle quali riproduce in positivo la forma di un foro passante (3). Lo stampo (100) è dotato di uno o più canali di iniezione (102,103), per l'introduzione del materiale all'interno della camera principale (101).

All'interno della camera principale è disposto il corpo di supporto (5) in modo che ciascuna sede (51) circondi, almeno parzialmente, una sagoma sporgente (30).

Il materiale elastico o elastomerico, allo stato fuso, viene quindi iniettato nello stampo. Il corpo di supporto (5) e le sagome sporgenti (30) vengono inglobate nel materiale elastico o elastomerico allo stato fuso. Il materiale viene quindi fatto solidificare, assumendo le proprie caratteristiche elastiche o elastomeriche

Successivamente alla solidificazione, il materiale elastico viene rimosso dallo stampo. Il corpo di supporto (5) è inglobato nel materiale stesso, cosicché i fori passanti (3) sono occlusi ad un'estremità. In sostanza, all'estrazione dallo stampo, uno strato di materiale elastico ricopre il supporto (5) sul lato opposto a quello dove si trovano le sagome sporgenti (30). Tale strato può essere rimosso mediante una lavorazione di taglio, a raso del corpo di supporto (5), che tronca le estremità dei corpi principali (2) a filo del corpo di supporto (5) e libera i fori passanti (3).

L'ugello secondo la presente invenzione, pertanto, risolve il problema della resistenza all'azione abrasiva degli smalti ceramici sovvertendo le soluzioni sinora proposte nel settore. Infatti, l'ugello secondo la presente invenzione, anziché presentare superfici dotate di elevata durezza, è realizzato in materiale flessibile e deformabile, ad esempio in materiale elastomerico e/o siliconico. La richiedente ha riscontrato che materiali di questo tipo, oltre ad essere estremamente resistenti all'abrasione degli smalti, si prestano ad essere lavorati sostanzialmente con la stessa precisione dei materiali duri o induriti attualmente utilizzati, ma con processi estremamente più rapidi ed economici.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Ugello per stampanti a getto di inchiostro, comprendente: un corpo principale (2); un foro passante (3), disposto attraverso il corpo principale (2), che presenta una superficie (4); caratterizzato dal fatto che almeno la superficie (4) del foro passante (3) è realizzata in un materiale elastico.
2) Ugello secondo la rivendicazione 1, in cui la superficie (4) ed un determinato spessore del corpo principale (2) connesso alla superficie (4) sono realizzati in un materiale elastico.
3) Ugello secondo la rivendicazione 1, in cui il corpo principale (2) è realizzato in un materiale elastico.
4) Ugello secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto materiale elastico presenta una durezza Shore A compresa tra 20 e 90.
5) Ugello secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto materiale elastico presenta una durezza Shore A di circa 40.
6) Ugello secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto materiale elastico comprende un materiale elastomerico.
7) Ugello secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto materiale elastico comprende un materiale gommoso.
8) Ugello secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto materiale elastico comprende un materiale siliconico.
9) Ugello secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto materiale elastico comprende un materiale siliconico di tipo RTV.
10) Ugello secondo almeno una delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detto materiale elastico comprende polipropilene.
11) Ugello secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un corpo di supporto (5) associato al corpo principale (2).
12) Ugello secondo la rivendicazione 11, in cui il corpo di supporto (5) presenta una sede nella quale è disposto almeno parzialmente il corpo principale (2).
13) Ugello secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, comprendente un otturatore (6), mobile tra una configurazione di chiusura, nella quale occlude il foro passante (3), ed una configurazione di apertura, nella quale non occlude il foro passante (3), in cui l'otturatore (6) è realizzato in un materiale elastico avente durezza Shore A compresa tra 20 e 90. (preferibilmente 40) 14) Gruppo di ugelli per stampanti a getto di inchiostro, comprendente due o più ugelli (1) secondo almeno una delle rivendicazioni precedenti, in cui i fori passanti (3) degli ugelli (1) sono ricavati attraverso rispettivi corpi principali (2) i quali sono tra loro associati, in pezzo unico, in una piastra di ugelli (20). 15) Gruppo di ugelli secondo la rivendicazione 14, comprendente un corpo di supporto (5) dotato di due o più sedi in ciascuna delle quali è alloggiato, almeno in parte, un corpo principale (2). 16) Gruppo di ugelli secondo le rivendicazioni 14 o 15, in cui gli ugelli (1) sono allineati su un medesimo piano che contiene gli assi longitudinali (Y) dei fori passanti (3). 17) Testina di stampa, comprendente: un condotto di alimentazione (10) per un fluido di stampa; un gruppo di ugelli (1) secondo almeno una delle rivendicazioni da 14 a 16, in cui i fori passanti (3) sono in comunicazione con il condotto di alimentazione (10). 18) Testina di stampa secondo la rivendicazione 17, in cui il condotto di alimentazione (10) è chiuso, almeno in parte da una piastra (20) nella quale sono associati, in pezzo unico, i corpi principali (2) degli ugelli (1). 19) Testina di stampa secondo la rivendicazione 17, comprendente, per ciascuna testina, un otturatore (6) secondo la rivendicazione 13, in cui gli otturatori (6) sono tra loro associati, in pezzo unico, in un corpo di otturatori (6), ed in cui il condotto di alimentazione (10) è chiuso, almeno in parte, dal corpo di otturatori (6). 20) Metodo per la realizzazione di un ugello secondo una delle rivendicazioni da 1 a 12, comprendente le seguenti fasi: predisporre uno stampo dotato di una camera principale all'interno della quale si proietta una sagoma sporgente (30) che riproduce in positivo la forma del foro passante (3); disporre, all'interno della camera principale, un corpo di supporto (5) dotato di una sede (51), in modo che tale sede (51) circondi, almeno parzialmente, la sagoma sporgente (30); introdurre nello stampo una massa di materiale elastico fuso, in modo che inglobi il corpo di supporto (5) e la sagoma sporgente (30); successivamente alla solidificazione, rimuovere il materiale elastico dallo stampo e rimuovere una porzione che occlude, ad un'estremità, il foro passante (3). 21) Metodo per la realizzazione di un gruppo di ugelli secondo una delle rivendicazioni da 14 a 16, comprendente le seguenti fasi: predisporre uno stampo dotato di una camera principale all'interno della quale si proiettano due o più una sagome sporgenti (30) che riproducono in positivo la forma dei fori passanti (3); disporre, all'interno della camera principale, un corpo di supporto (5) dotato di due o più sedi (51), in modo che ciascuna sede (51) circondi, almeno parzialmente, una sagoma sporgente (30); introdurre nello stampo una massa di materiale elastico fuso, in modo che inglobi il corpo di supporto (5) e le sagome sporgenti (30); successivamente alla solidificazione, rimuovere il materiale elastico dallo stampo e rimuovere una porzione che occlude, ad un'estremità, i fori passanti (3).