KR20200123012A - 코팅 제품 도포기, 이러한 도포기를 포함하는 도포 설비 및 이러한 도포기를 사용한 도포 방법 - Google Patents

Abstract

코팅 제품용 도포기(10)는 코팅 제품 토출 오리피스(127)에 의해 하류 방향으로 나타나는 출구 채널(126)을 각각 포함하는 인쇄 노즐(12)을 포함한다. 인쇄 노즐(12)은 도포기(10)의 몸체(14)의 적어도 2개의 면(142, 147) 상에 분포되고, 이러한 노즐의 토출 오리피스(127)는 적어도 2개의 평행하지 않은 면(π127, π'127)을 따라 연장된다.

Description

코팅 제품 도포기, 이러한 도포기를 포함하는 도포 설비 및 이러한 도포기를 사용한 도포 방법 {COATING PRODUCT APPLICATOR, APPLICATION INSTALLATION COMPRISING SUCH AN APPLICATOR AND APPLICATION METHOD USING SUCH AN APPLICATOR}

본 발명은 코팅 제품 토출 오리피스(discharge orifice)에 의해 하류(downstream) 방향으로 나타나는 출구 채널(outlet channel)을 각각 포함하는 인쇄 노즐(printing nozzles) 중 하나를 포함하는 코팅 제품 도포기에 관한 것이다.

물체에 부착된 장식물의 맞춤화(customization)에 대한 수요는 실질적으로 증가하는 경향이 있다. 예를 들어, 듀얼 톤(dual-tone) 자동차 몸체의 코팅이 점점 더 빈번해지고 있다. 따라서 많은 자동차가 블랙 도어 업라이트(uprights)를 갖는 한편, 몸체의 나머지는 다른 컬러로 페인팅된다. 고급 차량의 경우, 커버 플레이트(cover plates)에 의해 구분된 표면 상에서, 도어 업라이트 상에 블랙 스타일링이 도포된다. 또 다른 기술은 손으로 업라이트 상에 블랙 스티커를 배치하는 것으로 구성된다. 블랙 업라이트를 생성하는 이러한 2개의 방법은 시간이 많이 들고, 자격을 갖춘 노동력을 필요로 하며 비용이 많이 든다. 몸체에 장식적인 패턴, 예를 들어, 몸체의 루프 또는 후드 상에 블랙 스트립(strip)을 생성하거나, 또는 몸체의 나머지와 다른 컬러인 전체 루프를 생성하는 데 유사한 문제가 발생한다.

인쇄 노즐을 포함하는 인쇄 헤드(print heads)를 사용하여 페인트를 도포하는 것은 페인트의 도포시 특정 정밀도를 달성할 수 있게 한다. EP-A-1,884,365호에서 고려된 바와 같이, 2개의 인쇄 헤드가 나란히 장착되고 코팅될 표면의 기하학적 구조를 따르도록 서로에 대해 아티큘레이팅(articulating)될 수 있다.

그러나, 드롭 방식 시스템(dropwise system), 인쇄 헤드를 이동시키는 정밀한 다축 로봇(multiaxial robot)과 밀리 초(millisecond, ms) 단위의 스캐닝 시간을 갖는 빠른 자동화의 사용에도 불구하고, 몸체에 도포된 페인트의 스트립은 도포기의 이동 축을 따라 날카로운 에지(edges)를 갖지만, 그 단부에서는 갖지 않는다. 인쇄 노즐의 활성화 영역에 대응하는 도포의 개시 라인과, 이러한 노즐의 정지 또는 비활성화에 대응하는 페인트 스트립의 도달 라인은 들쭉날쭉하며(jagged), 즉, 불규칙성을 갖는다. 들쭉날쭉한 현상을 가능한 한 매끄럽게 하기 위해, 다른 도포기의 노즐을 사용하여, 약간의 중첩과 함께, 제1 도포 경로(application pass)에서 횡방향 라인을 생성하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 이 경우, 로봇에 의한 도포 영역에 대한 접근성의 문제가 발생한다. 예를 들어, 자동차의 몸체의 루프 상에 스트립이 만들어지는 것으로 고려되면, 로봇은 차량의 폭을 따라 횡방향 라인을 도포하기 위해 전방 바람막이 영역(front windshield zone)과 후방 바람막이 영역(rear windshield zone)에 도달할 수 있어야 한다. 실제로, 이는 수행하기가 매우 어렵다.

스트립의 도포가 구현되는 코팅 스테이션이 "추적" 모드(“tracking” mode)에 있는 경우, 즉, 도포 동안 자동차 몸체를 이동시키는 컨베이어가 정지하지 않으면, 로봇이 차량의 전방 부분에 접근할 수 있고, 그 후 일정 시간 후에, 후방 부분에 접근할 수 있다. 이러한 동작 모드는 컨베이어 축을 따라 정밀하게 규정된 스트립을 만들려는 한, 페인트의 정밀한 도포와 실제로 양립되지 않는다. 또한, 시간의 경과에 따른 차량의 위치는 완전히 날카로운 개시 라인과 최종 라인을 생성할 만큼 정밀하게 규정되지 않는다. 이 경우에, 컨베이어의 속도는 특히 컨베이어의 구동 모터의 조절 및 이동에 의해 야기되는 기복으로 인해 매우 정밀하게 알려지지는 않는다.

스테이션이 "정지 및 이동" 모드에 있는 경우, 즉, 페인트의 도포 동안 몸체가 주어진 위치에 고정된 경우, 도포기를 지지하는 다축 로봇에는, 컨베이어의 이동 축을 따른 로봇의 이동 레일에 의해 실제로 형성되는 7번째 로봇 축이 장착되어야 한다. 이러한 해결책은 또한 예상 결과에 비추어 충분히 정밀하지 않다. 또한 페인팅 전에 전방 바람막이 영역 상에 로봇을 위치시킨 다음, 또한 페인팅 후에 후방 바람막이 영역 상에 로봇을 재위치시킬 필요가 있으므로, 이는 사이클 시간의 관점에서 비용이 많이 든다.

이러한 문제는 또한 전체 자동차 몸체 이외의 요소, 특히 범퍼와 같은 합성 재료로 이루어진 부분에 대해, 또는 항공기 캐빈 코팅을 위한 항공 분야에서, 2-톤(two-tone) 페인트의 도포에 대해 발생한다.

본 발명은 스트립 또는 다른 패턴의 개시 및 최종 라인을 포함하여 코팅 제품의 정밀한 도포를 허용하고, 알려진 해결책에 비해 감소된 사이클 시간을 갖는 새로운 코팅 제품 도포기를 제안함으로써 이러한 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은 코팅 제품 토출 오리피스에 의해 하류 방향으로 나타나는 출구 채널을 각각 포함하는 인쇄 노즐을 포함하는 코팅 제품 도포기에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 인쇄 노즐은 도포기의 몸체의 적어도 2개의 면 상에 분포되고, 이러한 노즐의 토출 오리피스는 적어도 2개의 평행하지 않은 면을 따라 연장된다.

본 발명으로 인해, 도포기 몸체의 면 상에 위치된 인쇄 노즐은 특정 코팅 제품 도포 단계에, 예를 들어, 자동차 몸체의 루프 상에 도포될 페인트의 스트립의 최대 치수에 평행하게 사용될 수 있으며, 한편 토출 노즐의 동일한 도포기의 제2 면 상에 분포된 인쇄 노즐은 이러한 스트립의 개시 및 최종 라인을 매우 정밀하게 생성하는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 유리하지만 선택적인 양태에 따르면, 이러한 도포기는 임의의 기술적으로 허용 가능한 조합으로 고려되는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다:

- 2개의 면은, 이들 사이에서 그리고 도포기의 몸체의 측면 상에서, 30° 내지 150°, 바람직하게는 60° 내지 120°, 바람직하게는 60°, 90° 또는 120°와 동등한 각도를 형성한다.

- 도포기는 토출 오리피스가 몸체의 제1 면 상에 분포되는 몇 개의 제1 인쇄 노즐, 및 출구 오리피스가 몸체의 제2 면 상에 있는 적어도 하나의 제2 인쇄 노즐을 포함하고, 제1 노즐의 수는 상기 제2 노즐(들)의 수와 상이하다.

- 몸체의 양면 상에 분포된 인쇄 노즐들은 동일한 유형이고 동일한 치수를 갖는 토출 오리피스들을 갖는다.

- 몸체의 양면 상에 분포된 상기 인쇄 노즐들은 동일한 유형이고, 각각의 면 상에 동일한 치수를 갖는 토출 오리피스를 갖고, 2개의 면 사이에서 상이한 치수를 갖는 토출 오리피스들을 갖는다.

- 인쇄 노즐이 분포된 몸체의 2개의 면은 인접하다.

- 몸체의 2개의 별개의 면 상에 분포된 인쇄 노즐들은 도포기가 동작할 때 서로 독립적으로 활성화된다.

- 도포기는 인쇄 노즐로부터의 상류(upstream)에 도포기의 몸체에 통합된 믹서(mixer)를 포함한다.

다른 양태에 따르면, 본 발명은 코팅될 물체 상에 코팅 제품을 도포하기 위한 설비에 관한 것이며, 이는 바람직하게는 코팅될 물체에 대해 도포기를 이동시키도록 제공된 다축 로봇의 아암(arm) 상에 장착되는, 상술한 바와 같은 적어도 하나의 도포기를 포함한다.

다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 도포기를 사용하여 코팅될 물체 상에 코팅 제품을 도포하기 위한 방법에 관한 것으로, 본 방법은:

a) 도포기의 몸체의 제1 면 상에 분포된 제1 인쇄 노즐들이 활성인 동안, 도포기를 제1 이동 축을 따라 이동시킴으로써, 코팅 제품으로 패턴을 생성하는 단계; 및

b) 몸체의 제2 면 상에 분포된 제2 인쇄 노즐들이 활성인 동안, 제1 축에 수직인 제2 축을 따라 도포기를 이동시킴으로써, 패턴의 적어도 하나의 횡방향 경계를 만드는 단계로 이루어지는 단계들을 적어도 포함한다.

본 방법은 매우 정밀하게 그리고 신속하게 코팅 제품을 도포하는 것을 가능하게 한다.

바람직하게는, 단계 a) 및/또는 단계 b) 동안, 활성 인쇄 노즐들의 토출 오리피스와 코팅되고 있는 프로세스에 있는 물체의 표면 사이의 도포 거리는 5 mm 내지 50 mm이다.

본 발명 및 이의 다른 이점은 단지 예로서 제공되고 첨부된 도면을 참조하여 수행되는 본 발명에 따른 도포기, 설비 및 방법의 2개의 실시예의 후술하는 설명에 비추어 더 잘 이해될 것이다. 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 도포기를 포함하는 본 발명에 따른 설비의 개략 정면 블록도이다;
도 2는 도 1의 설비의 도포기의 사시도이다;
도 3은 도 2의 상세 Ⅲ의 부분 절개부(cutaway)를 갖는 입면도이다;
도 4는 본 발명에 따른 코팅 제품을 도포하기 위한 방법의 제1 단계 동안의 도 1의 설비의 측면도이다;
도 5는 동일한 방법의 제2 단계 동안의 도 4와 유사한 도면이다;
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도포기의 일부의 부분 절개부를 갖는 입면도이다.

도 1, 도 4 및 도 5에 나타낸 설비(I)는, 도면들의 예에서 자동차 몸체인, 물체(O) 상의 페인트 도포를 위해 제공된다. 보다 구체적으로, 이 예에서, 설비(I)는 이러한 몸체의 루프 상에 대비되는 컬러, 예를 들어, 블랙의 스트립(B)의 생성을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

변형 예에서, 코팅될 물체는 자동차 몸체의 일부, 예를 들어, 범퍼, 또는 보다 일반적으로, 코팅될 수 있는 임의의 물체, 예를 들어, 항공기 캐빈 부분 또는 가전 제품 몸체일 수 있으며, 이들 예는 한정적인 것이 아니다.

설비(I)는 도 1의 평면에 직각이고 도 4 및 도 5의 평면에 평행한 이송 축(X2)을 따라 물체(O)를 이동시키도록 제공된 컨베이어(2)를 포함한다.

설비(I)는 또한 컨베이어(2) 부근에 위치된 다축 로봇(20)의 아암(22)의 단부에 장착된 도포기(10)를 포함한다.

도포기(10)는 서로 동일하고 각각 인쇄 헤드(13)에 속하는 몇 개의 노즐(12)을 포함한다.

도포기(10)는 노즐(12)을 지지하고 노즐(12)을 공간에 위치시킬 수 있게 하는 강성 구조 요소를 구성하는 몸체(14)를 포함한다. 바람직하게는, 몸체(14)는 모노블록(monobloc)이다. 이 예에서, 몸체(14)는 평행육면체(14)이고 전방면(142), 전방면(142)에 평행한 후방면(143), 서로 평행한 2개의 종방향면(144 및 145) 및 서로 평행한 2개의 횡방향면(146 및 147)을 규정한다. 전방면 및 후방면(142 및 143)은 한편으로는 종방향면(144 및 145)에 수직이고, 다른 한편으로는 횡방향면(146 및 147)에 수직이다. 종방향면(144 및 145)은 또한 횡방향면(146 및 147)에 수직이다. 면(144 내지 147)은 면(142)에 인접한다. 몸체(14)의 전방면(142)은 물체(O) 상에 코팅 제품을 도포함으로써 패턴의 주요 부분을 생성하기 위해, 도포기(10)가 동작할 때 코팅될 물체를 향한다.

노즐(12)은 몸체(14) 상에 견고하게 장착된다. 보다 구체적으로, 16개의 노즐(12)의 4개의 행이 몸체(14)의 전방면(142) 상에 위치되며, 이들 노즐은 평면인 이러한 전방면으로부터 돌출된다.

도 3에서 나타난 바와 같이, 각각의 노즐(12)은, 예를 들어 압전(piezoelectric) 구성 요소 유형인, 제어 부재(132) 및 로드(rod, 134)를 추가로 포함하는 인쇄 헤드(13)에 속한다. 각각의 노즐(12)은 노즐이 속하는 인쇄 헤드(13)의 제어 부재(132)에 의해 제어되는 니들(needle, 122)을 포함한다. 니들(122)은 로드(134)에 의해 구성 요소(132)에 커플링된다.

도포될 페인트는 몸체(14)에 배열된 채널(16)에서 흐르고, 화살표(F2)의 방향으로 하나의 노즐(12)로부터 다른 노즐로 순환한다. 채널(16)은 도포기(10)의 면(142)에 위치된 다양한 노즐(12)의 공통 공급 수단을 구성한다.

참조 부호 121은 몸체(14)의 면으로부터 돌출하는 노즐(12)의 부분을 표기한다. 노즐의 부분(121) 내부에, 노즐의 니들(122)이 선택적으로 지지되는 시트(seat, 124)가 배열되어, 구성 요소(132)에 의해 제어된다.

출구 채널(126)이 각각의 노즐(12)에, 니들(122) 및 시트(124)로부터 하류에 배열된다. 이러한 출구 채널은 노즐(12)의 전방면(128)에 배열된 토출 오리피스(127)를 통해 니들(122)에 대향하는 외부를 향해, 보다 구체적으로는 그 부분(121)의 전방면(128)에 나타난다.

따라서, 각각의 노즐(12)은 토출 오리피스(127)를 통해 페인트를 선택적으로 토출하도록 의도된 인쇄 노즐을 구성한다.

참조 부호 d126은 노즐(12)의 출구 채널(126)의 직경을 표기하고, d127은 이러한 노즐의 토출 오리피스(127)의 직경을 표기한다. 예를 들어, 직경(d26 및 d27)은 동등하다. 직경(d127)은 50 마이크로미터(μm) 내지 500 μm 사이, 바람직하게는 100 μm와 200 μm 사이, 더욱 더 바람직하게는 150 μm 정도이다.

따라서, 각각의 노즐(12)은 토출 오리피스(127)로부터 일련의 액적(droplets, G)을 토출할 수 있다. 도 2에서, 이들 액적(G)은 모두 동시에 인쇄 노즐(12)을 떠나는 것으로 나타나며, 이는 후술되는 방법에 대응하지 않지만, 이러한 노즐의 흐름 경로를 식별하는 것을 가능하게 한다.

참조 부호 π142는 평면인 전방면(142)의 주면을 표기한다. 참조 부호 π127은 노즐(12)의 토출 오리피스(127)가 전방면(142) 상에 위치되는 평면을 표기한다. 평면(π142 및 π127)은 평행하고 오리피스(127)는 그 부근에서 전방면(142) 상에 차례로 분포된다.

횡방향면(147)에는 전방면(142)에 나타낸 것과 동일한 4개의 노즐(12)이 장착되며, 이는 인쇄 노즐의 행을 구성하고, 또한 평면으로서 그 주면이 π147로 표기되는 이러한 표면(147)에 대해 돌출한다.

표면(147) 상에 장착된 노즐(12)의 토출 오리피스(127)는 평면(π147)에 평행한 평면(π'127)으로 연장되고, 또한 그 부근에서 표면(147) 상에 분포되는 것으로 고려될 수 있다.

마찬가지로, 4개의 인쇄 노즐(12)이 횡방향면(146) 상에 장착되며, 이는 평면이고 그 주면이 π146으로 표기된다. 이들 노즐(12)의 토출 오리피스는 평면(π146)에 평행한 평면(π"127)에서 연장된다. 이들 오리피스는 평면(π146) 부근의 표면(146) 상에 균일하게 분포되는 것으로 고려될 수 있다.

한편으로 평면(π142 및 π147), 다른 한편으로 평면(π142 및 π146)은 서로 평행하지 않다. 따라서, 면(142, 146 및 147) 상에 각각 제공된 노즐의 출구 오리피스(127)는 적어도 2개의 비평행 차원으로 연장된다.

이러한 의미에서, 도포기(10)는 다차원 다노즐 헤드(multi-dimensional multi-nozzle head)로서의 자격이 될 수 있다. 이는 후술하는 설명으로부터 나오는 바와 같이, 이러한 제품을 높은 정밀도로 도포할 수 있게 하는 코팅 제품 헤드를 구성한다.

참조 부호 α는 몸체(14, 10) 내부에서 평면(π142)과 평면(π147) 사이에 규정된 각도를 표기한다.

도 1 내지 도 5의 예에서, 이러한 각도(α)는 90°와 동등하다.

실제로, 이러한 각도(α)는 30°와 150° 사이, 바람직하게는 60°와 90° 사이일 수 있다. 이러한 각도의 바람직한 값은 60°, 90° 및 120°이다.

평면(π127 및 π'127)은 평면(π142 및 π147)과 각각 평행하기 때문에, 각도(α)는 또한 몸체(14)를 향한 이러한 평면의 측면에서 측정된, 평면(π127 및 π'127) 사이의 각도이다.

각도(α)가 180°와 동등하지 않는 한, 평면(π127 및 π'127)에 수직으로 페인트를 각각 토출하는 면(142 및 147) 상에 위치된 노즐(12)은 2개의 평행하지 않은 방향으로 페인트를 토출하는 것을 가능하게 한다.

면(142 및 146) 상에 각각 위치된 인쇄 노즐(12)에 대해 상황은 동일하다.

자동차 몸체(O)의 루프 상에 패턴을 형성함으로써 스트립(B)을 생성할 필요가 있을 때, 도포기(10)는 코팅될 루프의 영역 위로 다축 로봇(20)에 의해 가져오게 되고, 그 후 도포기(10)는 몸체의 길이 방향 축에 평행하게 이동되며, 이는 도 4의 화살표(F4 및 F4')로 나타낸 바와 같이, 축(X2)에 실질적으로 평행하다.

이러한 이동 동안, 몸체(14)의 전방면(142) 상에 위치된 노즐(12)이 활성화된다.

즉, 이들 노즐(12)의 니들(122)은 대응하는 인쇄 헤드(13)의 액추에이터(actuators, 132) 및 로드(134)에 의해 시트(124)로부터 멀어지도록 이동된다. 이들 노즐의 출구 채널(126)에는 페인트가 공급되고, 페인트는 도 4의 화살표(F42)의 방향으로 흐르는 액적(G)에 의해 나타낸 바와 같이, 몸체(O)의 루프를 향해 평면(π127)에 있는 각각의 토출 오리피스(F127)를 통해 토출된다. 이러한 인쇄 기술은 화살표(F4 및 F4')를 따라 도포기의 이동 방향에 평행한 길이 방향 에지가 명확하게 규정되고 직선인 스트립(B)을 차량의 루프 상에 형성하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 도 1, 도 4 및 도 5에 나타낸 몸체와 같은 물체(O) 상에 페인트를 도포하기 위한 방법에서, 제1 단계는 도포기(10)를 도 4의 화살표(F4 및 F4') 방향으로 이동시키면서, 토출 오리피스(127)가 평면(π127)에 위치된 노즐(12)을 공급함으로써 스트립(B)을 생성하는 것으로 구성된다.

다음으로, 스트립(B)의 횡방향 경계를 생성하기 위해, 제2 단계에서, 로봇(20)은 몸체의 루프의 후방 에지로부터 가로 질러 도포기(10)의 횡방향면(147)을 가져와서 이러한 도포기(10)를 도 5의 화살표(F5 및 F5') 방향으로 축(X2)에 수직하게 이동시키며, 이러한 횡방향면(147) 상에 장착된 노즐(12)을 활성화시키며, 이는 도 5의 화살표(F52) 방향으로 평면(π'127)에 위치된 이들 노즐의 토출 오리피스(127)로부터 루프의 에지를 향한 페인트의 액적(G) 토출로 귀결된다. 이는 스트립(B)의 후단에서 들쭉날쭉하지 않은 날카로운 횡방향 경계를 형성하는 것을 가능하게 한다.

도 4의 위치로부터 도 5의 위치로의 도포기(10)의 통과는, 특히 면(142 및 147)이 인접하기 때문에, 다축 로봇(20)에 의해 신속하고 쉽게 수행된다.

다음으로, 동일한 유형의 동작이, 평면(π"127)에 위치된 토출 오리피스(127)를 통해 페인트를 토출하는 몸체(14)의 횡방향면(146) 상에 위치된 4개의 노즐(12)을 활성화시킴으로써, 경계(B)의 전방 에지에서, 본 방법의 동일한 제2 단계에서 수행된다.

변형 예에서, 스트립(B)의 전방 및 후방 횡방향 경계를 생성하는 것으로 구성된 제2 단계의 하위-단계의 구현 순서는 역전될 수 있다.

다른 변형 예에 따르면, 횡방향 경계의 생성은 스트립(B)의 전방에서만 또는 후방에서만 수행될 수 있다.

도 4 및 도 5에 나타낸 페인트를 도포하기 위한 방법 중에, 도포 거리, 즉, 활성 인쇄 노즐(12)의 토출 오리피스(127)와 코팅될 물체(O)의 루프의 표면 사이에서 측정된 거리는, 유리하게는 5 mm와 50 mm 사이이다. 이는 페인트 전달 속도를 증가시키고, 주 분사(main spray), 즉, 몸체 상으로 주로 지향되는 페인트의 구름의 임프린트(imprint)에 대한 과도 분사, 즉, 페인트의 확산 구름(diffuse cloud)의 분리를 감소시키는 것을 가능하게 한다. 이로써, 제어되지 않은 페인트의 액적(G)이 주 분사의 커버리지(coverage) 영역에 가능한 한 가깝게 피착(deposited)될 수 있도록 보장하며, 그에 따라 스트립(B)를 형성하도록 의도된 액적이 제어 하에 있게 된다. 도 6에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에서, 제1 실시예의 요소와 유사한 요소는 동일한 참조 부호를 갖는다. 이하, 본 실시예를 이전 실시예와 구별하는 것만을 설명한다.

이 실시예에서, 노즐(12)은 도포기(10)의 몸체(14) 내부에 완전히 통합된다. 즉, 토출 오리피스(127)가 배열되는 노즐(12)의 전방면(128)은 몸체(14)의 측면, 특히 도 6에 나타낸 전방면(142) 및 횡방향면(147)과 관련된다. 즉, 평면(π147 및 π'127)뿐만 아니라 평면(π142 및 π127)이 결합된다.

이전과 마찬가지로, 평면(π142 및 π147)은 평면(π127, π'127)과 같이 평행하지 않다. 따라서, 표면(142 및 147) 상에 각각 위치된 노즐(12)은 양쪽의 평행하지 않은 방향으로 페인트를 토출하는 것을 가능하게 한다.

여기에서, 제1 실시예에서와 같이 정의된 각도(α)는 120°와 동등하다.

이 실시예에서, 면(142) 상에 위치된 인쇄 노즐들(12)은 서로 동일하고, 면(147) 상에 위치된 인쇄 노즐들(12)은 서로 동일하지만, 표면(142) 상에 위치된 인쇄 노즐(12)의 토출 노즐(127)의 직경(d127)은 제1 값을 갖는 반면, 표면(147) 상에 위치된 노즐(12)의 오리피스(127)의 직경(d'127)은 제1 값보다 낮은 제2 값을 갖는다. 즉, 횡방향면(147) 상에 위치된 노즐(12)의 토출 오리피스(127)는 전방면(142) 상에 위치된 노즐(12)의 토출 오리피스(127)보다 작다. 이는 면(142)을 구비한 노즐(12)이 사용될 때, 비교적 상당한 페인트 흐름 속도가 필요한 비교적 큰 표면적이 생성된다는 사실에 대해 지지될 수 있으며, 이는 상술한 본 방법의 제1 단계에 관한 설명으로부터 나타난다. 반대로, 본 방법의 제2 단계와 관련하여 스트립(B)의 횡방향 경계가 생성될 때, 더 큰 정밀도가 필요하고, 코팅될 표면은 더 작은 면적을 갖는다. 실제로, 직경(d127 또는 d'127)이 더 작을수록, 토출 오리피스(127)를 떠나는 액적이 더 작고 생성된 에지의 선명도가 더 깨끗하다.

몸체(14)의 다양한 면 상에 위치된 인쇄 노즐(12)은 코팅 제품을 도포하기 위한 방법을 구현하는 동안 다양한 순간에 사용되는 것으로 이해될 것이다. 이것이 도포기(10)가 사용 중일 때, 토출 오리피스가 몸체(14)의 2개의 별개의 면에 분포된 인쇄 노즐이 서로 독립적으로 활성화되는 이유이다. 예를 들어, 하나의 채널 또는 몇몇 공유 페인트 순환 채널(16)이 표면(142) 상에 장착된 노즐(12)을 공급하기 위해 제공되는 한편, 다른 비교 가능한 채널이 면(146) 상에 제공된 노즐(12)을 공급하기 위해 제공되며 또 다른 비교 가능한 채널이 면(147) 상에 제공된 노즐(12)을 공급하기 위해 제공될 수 있다. 이들 상이한 채널로의 페인트의 공급은 바람직하게는 몸체(14)에 통합되어 서로 독립적으로 제어되는, 밸브에 의해 조절된다.

또한, 다양한 노즐(12)을 포함하는 인쇄 헤드(13)의 다양한 액추에이터(132)가 서로 독립적으로 제어될 수 있다.

자동차 몸체 페인팅 라인 상에서, 몸체 모델 및 페인팅될 패턴에 따라, 도포기(10)의 유형의 도포기로 매우 다른 영역을 갖는 표면을 코팅하도록 요구될 수 있다. 예를 들어, 장식 후드 스트립(decorative hood strip)은 0.1 m²의 면적에 대응하는 1 m의 길이에 걸쳐 100 mm의 폭으로 이루어질 수 있으며, 전체 루프의 코팅은 약 2 m x 2 m, 또는 4 m²의 표면을 커버하는 것에 달한다. 따라서, 도포기(10)는 예상되는 사용의 함수로서 선택될 수 있다.

이를 위해, 도포기(10)에는 후방면(143) 상에 제공되고 로봇(20)의 아암(22)의 단부에 신속하게 조립/조립 해제될 수 있게 하는 인터페이스(18)가 구비되도록 제공할 수 있다. 이러한 인터페이스는 로봇(20)과 도포기(10)의 유체 및 전기적 접속을 생성할 수 있게 한다. 예를 들어, 인터페이스(10)는 자기 클립핑(clipping) 시스템과 함께 또는 임의의 다른 적절한 방법에 따라 동작할 수 있다.

이 경우, 상이한 도포기(10)가 창고에, 로봇(20)의 활성 영역에서, 예를 들어, 그 풋(foot)에서 저장된다. 각각의 도포기는 유속의 범위에 속하는 유속으로 페인트를 도포하도록 제공되므로, 본 발명의 방법을 구현하기 위해 할당된 시간 동안, 영역의 범위에 포함된 영역으로 표면을 코팅하도록 제공된다. 이것은 로봇(20)이 동작 영역에 진입하는 차량 몸체 상에 생성될 패턴에 가장 적절한 도포기(10)를 로딩(load)할 수 있게 한다.

상술한 설명에서, 도포기(10)는 인쇄 노즐(12)이 몸체(14)의 3개의 면, 즉, 면(142, 146 및 147) 상에 제공되는 경우에 설명되어 있다. 변형 예에서, 노즐(12)은 이들 면 중 단지 2개 상에만 제공될 수 있거나, 반대로 이들 면 중 4개, 5개 또는 6개의 면 상에 제공될 수 있으며, 바람직하게는 후방면(143)에 노즐(12)이 장착되지 않은 것으로 여기서 특정된다.

본 발명은 자동차 몸체에 대한 페인트의 도포의 경우에 설명되어 있다. 이는 특히 베이스 코트(base coat) 유형의 페인트, 즉, 효과를 갖거나 갖지 않는 컬러의 층의 도포 뿐만 아니라, 모노-(mono-) 또는 듀얼-(dual-)성분 바니시의 도포에 대해 구성된다. 프라이머(primer)의 도포 또한 고려될 수 있다.

변형 예에서, 도포기(10)는 잉크 또는 임의의 다른 코팅 제품을 도포하는 데 사용될 수 있다.

도포된 제품이 2개 이상의 성분을 가질 때, 그리고 나타내지 않은 본 발명의 변형 예에 따르면, 고정 믹서가 설비(I)에, 보다 구체적으로는 몸체(14) 내부에, 채널(16)의 경로 상에서, 노즐(12)로부터 바로 상류에 통합된다.

본 발명의 선택적인 양태에 따르면, 토출 오리피스(127)를 떠나는 액적(G)을 함유하기 위해, 추가의 안내 영역(guide area)을 각각의 노즐(12)의 전방면(128)의 레벨로 가져올 수 있다. 이러한 추가의 안내 영역은 에어 나이프(air knife)의 형태, 즉, 액적(G)을 횡단하지 못하게 하는 경계로서 작용하는 에어 커텐(air curtain), 각각의 노즐의 출구 채널(126)의 축을 향해 수렴 또는 발산하는 와류(vortex) 형태로 구성된 에어 링(air ring) 또는 몇몇 에어 제트(air jets)의 형태로 토출될 수 있다. 이러한 추가의 안내 영역을 개별화된 방식으로, 또는 노즐 그룹에 대해, 예를 들어, 노즐 행, 노즐 열 또는 노즐 매트릭스에 대해, 또는 심지어 도포기(10)의 몸체(14)의 면 상에 위치된 노즐의 전체에 대해, 그룹화된 방식으로 노즐(12)의 부근으로 가져올 수 있다.

도포기(10)에 의해 달성되는 도포의 피착(deposition) 성능을 향상시키기 위해, 도포된 코팅 제품에 대한 정전 전하 시스템(electrostatic charge system)이 제공될 수 있으며, 이 시스템은 내부 전하 및/또는 외부 전하를 가지며, 이는 토출 오리피스(127)를 떠나는 액적(G)을 가속화하고 접지에 커플링되는 코팅될 표면 상에 이를 피착시키는 것을 가능하게 한다. 이러한 정전 시스템은 각각의 노즐(12)에 대해, 노즐의 그룹에 대해, 예를 들어, 노즐의 행별로, 열별로 또는 노즐의 매트릭스에 대해, 또는 도포기(10)의 모든 노즐에 대해 제공되는 단일 정전 시스템의 형태로 개별적으로 제공될 수 있다.

상술되고 도면에 나타난 언급된 노즐(12)의 수는 단지 정보를 위한 것이다. 변형 예에서 이는 다를 수 있다. 바람직하게는, 본 방법의 제1 단계 동안 사용되도록, 몸체(14)의 제1 면, 예를 들어, 면(142) 상에 몇몇 인쇄 노즐(12)이 제공된다. 이들 노즐은 바람직하게는 행과 열로 위치된다. 하나 또는 몇몇 노즐이 제2 단계에 대해 다른 면, 예를 들어, 면(146 또는 147) 상에 제공된다. 몸체(14)의 제1 면 상에 제공된 노즐의 수는 다른 면 상에 제공된 노즐의 수와는 상이하며, 실제로 더 많다.

변형 예에서, 도포기(10)의 몸체(14)는 다축 로봇 이외의 다른 디바이스에 의해, 이러한 디바이스가 본 발명의 방법의 양 단계를 수행할 수 있게 하는 한, 지지될 수 있다. 예를 들어, 평행육면체 물체의 도포를 위해 크로스드(crossed) 테이블이 사용될 수 있다.

변형 예에서, 설비(I)는 몇몇 도포기(10)를 포함한다.

변형 예에서, 몸체(14)는 평행육면체 이외의 다른 형상을 가질 수 있다.

다른 변형 예에 따르면, 몸체(14)는 견고하게 조립된, 즉, 서로에 대한 상대 이동의 가능성이 없는 몇몇 부분으로 구성될 수 있다.

인쇄 노즐(12)이 조립된 몸체(14)의 면이 평면이 아닌 경우, 주면(π142, π146 및 π147)은 평면(π127, π'127 및 π"127)과 같이 공간의 평균 평면으로 정의된다. 이것은 특히 도포기가 동시에 페인팅될 수 있는 레이(ray)에 의해 커플링된 몇몇 측면을 갖는 섹션을 가질 수 있는 프레임 또는 도어 윤곽에 페인트 또는 바니시를 도포하는 데 사용되는 경우이다.

본 발명은 스트립의 생성을 위한 구현 동안 상술되었다. 그러나, 이는 코팅될 임의의 물체에 다른 패턴을 생성하기 위해 적용 가능하다.

위에서 고려된 실시예 및 대안은 본 발명의 새로운 실시예를 생성하기 위해 조합될 수 있다.

Claims (14)

1. 코팅 제품 도포기(10)로서,
   코팅 제품 토출 오리피스(127)에 의해 하류 방향으로 나타나는 출구 채널(126)을 각각 포함하는 인쇄 노즐들(12)을 포함하고,
   상기 인쇄 노즐들(12)은 상기 도포기(10)의 몸체(14)의 적어도 2개의 면(142, 146, 147) 상에 분포되고, 이러한 노즐들의 상기 토출 오리피스들(127)은 적어도 2개의 평행하지 않은 면(π127, π'127, π"127)을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는, 도포기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 2개의 면(π127, π'127, π"127)은 이들 사이에서 그리고 상기 도포기(10)의 상기 몸체(14)의 측면 상에서, 30° 내지 150°, 바람직하게는 60° 내지 120°, 바람직하게는 60°, 90° 또는 120°와 동등한 각도(α)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 도포기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 2개의 면(π127, π'127, π"127) 사이의 상기 각도(α)는 60° 내지 120°인 것을 특징으로 하는, 도포기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 2개의 면(π127, π'127, π"127) 사이의 상기 각도(α)는 60°, 90° 또는 120°과 동등한 것을 특징으로 하는, 도포기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 도포기는, 상기 토출 오리피스들(127)이 상기 몸체(14)의 제1 면(142) 상에 분포되는 몇 개의 제1 인쇄 노즐들(12), 및 상기 출구 오리피스(127)가 상기 몸체의 제2 면(146, 147) 상에 있는 적어도 하나의 제2 인쇄 노즐(12)을 포함하고, 상기 제1 노즐들의 수는 상기 제2 노즐(들)의 수와 상이한 것을 특징으로 하는, 도포기.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 몸체의 양면(142, 146, 147) 상에 분포된 상기 인쇄 노즐들(12)은 동일한 유형이고 동일한 치수들(d127)을 갖는 토출 오리피스들을 갖는 것을 특징으로 하는, 도포기.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 몸체의 양면(142, 146, 147) 상에 분포된 상기 인쇄 노즐들(12)은 동일한 유형이고, 각각의 면 상에 동일한 치수들(d127)을 갖는 토출 오리피스들(127)을 갖고, 2개의 면 사이에서 상이한 치수들(d127, d'127)을 갖는 토출 오리피스들을 갖는 것을 특징으로 하는, 도포기.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 인쇄 노즐들(12)이 분포된 상기 몸체(14)의 상기 2개의 면(142-146, 142-147)은 인접한 것을 특징으로 하는, 도포기.
9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 몸체(14)의 2개의 별개의 면 상에 분포된 상기 인쇄 노즐들(12)은 상기 도포기(10)가 동작할 때 서로 독립적으로 활성화되는 것을 특징으로 하는, 도포기.
10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포기는, 이중- 또는 다중-성분 코팅 제품의 도포를 목적으로, 상기 인쇄 노즐들(12)로부터의 상류(upstream)에, 상기 도포기의 상기 몸체(14)에 통합된 믹서를 포함하는 것을 특징으로 하는, 도포기.
11. 코팅될 물체들(0) 상에 코팅 제품을 도포하기 위한 설비(I)로서,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 도포기(10)를 포함하는, 설비(I).
12. 제11항에 있어서,
    상기 도포기(10)는 상기 코팅될 물체들에 대해 상기 도포기(10)를 이동시키도록 제공된 다축 로봇(20)의 아암(22) 상에 장착되는 것을 특징으로 하는, 설비.
13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 도포기(10)를 사용하여 코팅될 물체(O) 상에 코팅 제품을 도포하기 위한 방법으로서,
    a) 상기 도포기의 상기 몸체(14)의 제1 면(142) 상에 분포된 제1 인쇄 노즐들(12)이 활성인 동안, 상기 도포기(10)를 제1 이동 축(F4, F4')을 따라 이동시킴으로써, 상기 코팅 제품으로 패턴(B)을 생성하는 단계; 및
    b) 상기 몸체의 제2 면(146, 147) 상에 분포된 제2 인쇄 노즐들이 활성인 동안, 상기 제1 축에 수직인 제2 축(F5, F5')을 따라 상기 도포기를 이동시킴으로써, 상기 패턴의 적어도 하나의 횡방향 경계를 만드는 단계로 이루어지는 단계들을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 단계 a) 및/또는 상기 단계 b) 동안, 상기 활성 인쇄 노즐들(12)의 토출 오리피스들(127)과 코팅되고 있는 프로세스에 있는 물체(O)의 표면 사이의 도포 거리는 5 mm 내지 50 mm인, 방법.

Images