JP7022074B2 - 3次元物品への印刷 - Google Patents
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Claims (13)
- 3次元物品に印刷するためのプロセスであって、
第1の面と第2の面を有する伸縮性キャリア膜の第1の面に画像を印刷するステップと、
前記キャリア膜の前記第2の面である、前記膜の一方の面側に画定される加熱チャンバと、前記キャリア膜の前記第1の面である、前記膜の他方の面側に画定される物品受け入れチャンバとの間のフレーム内の平面内に前記膜を取り付けるステップと、
印刷すべき3次元物品を、前記物品受け入れチャンバ内で、前記平面にほぼ平行に位置決めされた概して平坦なプラテン上に配置するステップと、
熱および真空成形工程を実施するステップであって、前記平面に対する垂直な方向への前記プラテンの相対運動の存在のもと、ここに、該相対運動は前記物品を前記膜上に印刷されている前記画像と見当合わせするために移動し、および、前記物品を前記膜へ密着させて前記平面を通過して前記加熱チャンバへと搬送する、真空源が前記他方の面から前記膜に適用され、前記一方の面から前記膜を軟化させるのに十分な第1の温度において熱が前記膜に加えられ、結果、前記膜が前記物品の表面詳細と密着した状態で、前記物品の周りに少なくとも部分的に熱および真空によって巻き付けられる、熱および真空成形工程を実施し、ここにおいて前記物品が前記膜へ近づいた後に、しかし、膜へ接触する前に真空を加えるステップと、
染料拡散工程であって、前記第1の温度を超える温度まで、前記印刷されている画像を前記物品の前記表面内に拡散させるのに十分であるが前記物品を損傷させるには不十分である時間にわたって、前記膜および前記膜の下にある物品の表面を周囲から実質的に均一に加熱するために、少なくとも2つ、好ましくは2つを超える複数の赤外線源を使用して、周りに前記膜が巻き付けられている前記物品に赤外線放射が加えられる、染料拡散工程と
を含む、プロセス。 - 前記熱および真空成形工程は、前記物品が前記膜から約0.2mm~1cmのときに前記プラテンの動きを一時停止または遅らせること、前記膜の前記第1の面に部分的な真空を加えて前記膜を引き込んで前記物品と見当合わせすること、その後、前記部分的な真空を維持しながら、前記物品を前記平面に通すために前記プラテンの動きを再開することをさらに含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記熱および真空成形工程は、前記物品が前記平面の前記加熱チャンバの側にあることを受けて、前記部分的な真空より強い真空を生成するステップをさらに含む、請求項2に記載のプロセス。
- 前記熱および真空成形工程は、前記物品が前記平面の前記加熱チャンバの側にある間に、所定時間にわたって前記より強い真空を維持すること、次いで前記真空をより低い所定の強度に低下させることをさらに含む、請求項3に記載のプロセス。
- 前記装置内の前記熱は、熱センサからの情報に応答して、前記/各熱源の強度および/または位置を変更することによって制御される、任意の先行する請求項5に記載のプロセス。
- 前記装置内の前記熱は、熱センサからの情報に応答して、バッフル(複数可)、および/または反射器(複数可)および/またはファン(複数可)を使用することによって制御される、請求項1~5のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記膜が、前記膜の残りの部分に接着された前記第1の面上のコーティングを有し、前記コーティングは、前記印刷工程において前記画像を受け入れるように選択される、請求項1~6のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記印刷すべき3次元物品の表面特徴が前記印刷されている画像を受け入れることができないとき、追加の予備的ステップが実行されて前記物品を、前記表面特徴に付着するコーティングで、被覆する、該コーティングは、前記染料拡散工程において、前記印刷されている画像をその材料中へ拡散によって受容することができる、請求項1~7のいずれか一項に記載のプロセス。
- 3次元物品に印刷するための装置であって、
加熱チャンバ、物品受け入れチャンバ、および、前記物品受け入れチャンバから前記加熱チャンバを分離する平面内に第1の面および第2の面を有する伸縮性キャリア膜を取り付けるように適合されているフレームと、ここで、前記膜は、第1の面に画像を印刷され、
前記物品受け入れチャンバ内で前記平面にほぼ平行に位置決めされた概して平坦なプラテンと、
前記プラテン上に取り付けられている前記物品を、前記フレーム内に保持されている上記膜の前記第1の面上に印刷されている前記画像と見当合わせするために移動し、および、前記物品を前記膜へ密着させて、前記平面を通過して前記加熱チャンバへと搬送するために、前記平面に対して垂直な方向において、前記膜に対して前記プラテンを相対運動させるための機構と、
前記物品受け入れチャンバに取り付けられ、前記フレーム内に保持されている前記膜に前記物品受け入れチャンバ側から真空を加えるように適合されている真空源であって、前記物品が前記膜へ近づいた後に、しかし、膜へ接触する前に真空を加える真空源と、
前記膜を軟化させるのに十分な第1の温度において前記フレーム内に保持されている前記膜に熱を加えるように適合されている、前記加熱チャンバ内の第1の熱源であって、結果、前記真空源とともに、前記膜が前記物品の表面詳細と密着した状態で、前記物品の周りに少なくとも部分的に熱および真空によって巻き付けられる、第1の熱源と、
赤外線放射の形態の第2の熱源であって、前記第2の熱源は、前記第1の熱源と同じであってもよく、周りに前記膜が巻き付けられている前記物品に赤外線放射を加えるように適合されている少なくとも2つ、好ましくは2つを超える複数の赤外線源を備えており、前記第2の熱源は、前記第1の温度を超える温度まで、前記画像を前記物品の前記表面内に液体状態において拡散させるのに十分であるが前記物品を損傷させるには不十分である時間にわたって、前記膜および前記膜の下にある物品の表面を周囲から実質的に均一に加熱することを可能にするために、位置と加熱の両方において調整可能である、第2の熱源と
を備える、装置。 - 前記装置内で熱を方向付けるためのバッフル(複数可)および/または反射器(複数可)および/またはファン(複数可)をさらに備える、請求項9に記載の装置。
- 前記装置は、少なくとも1つの熱センサをさらに備え、前記熱源または各熱源の強度および/または位置は、前記熱センサまたは各熱センサからのフィードバックに応答して制御可能である、請求項9または10に記載の装置。
- 前記装置は、少なくとも1つの熱センサをさらに備え、前記ファン(複数可)の強度ならびに/または前記バッフル、および/もしくは前記反射器(複数可)および/もしくは前記ファン(複数可)の位置は、前記熱センサまたは各熱センサからのフィードバックに応答して制御可能である、請求項10に記載の装置。
- 前記機構は、2つの段階、すなわち、前記物品が前記膜から0.2mm~1cmのところにあるときに終了する第1の段階と、前記膜の前記第1の面上の前記真空源によって生成される部分的な真空によって前記膜が前記物品と見当合わせされるように引き込まれているときに開始し、前記物品が前記平面を通過したときに終了する第2の段階とにおいて、前記相対運動を引き起こすように適合されている、請求項9~12のいずれか一項に記載の装置。
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