WO2015118196A1 - Dispositivo método y máquina de deposición de sólidos pulverulentos o granulados sobre una superficie - Google Patents

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WO2015118196A1
WO2015118196A1 PCT/ES2015/070038 ES2015070038W WO2015118196A1 WO 2015118196 A1 WO2015118196 A1 WO 2015118196A1 ES 2015070038 W ES2015070038 W ES 2015070038W WO 2015118196 A1 WO2015118196 A1 WO 2015118196A1
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José Vicente TOMÁS CLARAMONTE
Rafael VICENT ABELLÁ
Antonio Manuel Querol Villalba
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Kerajet, S.A.
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    • C04B2111/545—Artificial marble

Definitions

  • the present invention relates to a method, device and machine for the reproduction of designs or decorative motifs on a surface, especially object surfaces, by projection, ejection or deposition of solids, these solids being granulated, powdery and / or particulate compounds. and aims to solve the problems that currently have the decoration of objects, especially ceramic products such as tiles or tiles, problems that are also transferable to other fields of application of solid materials according to a certain pattern, design or motif, such as the manufacture of artificial marbles made with resins and inorganic solids.
  • the ES2113283 patent presents a variation of the foregoing, by the simultaneous use of two or more colors, composed of at least a pair of short conveyor belts of the enamels fed by respective upper hoppers.
  • the patent ES2066724 presents a machine for applying powder or liquid product on parts transported by bands, whose purpose is to facilitate said function in an automated manner, without limitation of the object or product to be treated that must be dusted or receive an atomized liquid, with a great regularity that allows to cover by Like all surfaces seen from the aforementioned product, it allowed a certain degree of randomness in the application of powder or enamel, but is unable to reproduce geometric patterns or complex designs beyond random veining.
  • EP0768121 and EP0927687 ( Figure 1a) present various solutions for the application of materials according to a defined pattern engraved on a distributor drum, but they require the use of consumables (bands or rollers with a bas-relief inserted), which need to be replaced and allow to produce a limited series of variations in the motifs reproduced on the deposition surfaces, additionally produce spills of solids outside the deposition surface that require their recovery and recycling.
  • Patent ES2 82672 (figure 1 c) refers to a machine similar to the previous ones that is intended to transfer a bulk product, such as (sand, granule or similar), on the surface of a ceramic piece, producing in this a relief that will form the decorative motif intended by transfer of bulk product on the ceramic piece made from the bas-reliefs (2) made for this purpose on the lateral surface of a rotating cylinder (1), although said technology is limited by the need to use consumables and produce a limited variety of non-repetitive motives.
  • a bulk product such as (sand, granule or similar)
  • ES2350533 (figure 1 d), refers to a device for dry decoration of ceramic bases or bases made of other materials by means of dosing or deposition through a screen printing screen.
  • EP0985503, EP0995583 and EP 3348 1 refer to decoration in the press, claiming that there is no need for an enamelling line after the forming and pressing phase.
  • EP133481 1 ( Figure 1 e).
  • Figure 1 e Refers to a process and apparatus for decorating ceramic tiles, comprising the application of a first layer of powders (3) in a mobile transport plane (1) and by means of inkjet systems, of the coloring liquids that react, during cooking, so that the decoration is obtained by means of InkJet technology projecting dispersions of dyes, without being able to create structures, textures or reliefs, with the limitations that the InkJet technology currently has as regards the requirements of particle size, usually less than a mill, density, viscosity and surface tension to which the formulations of the inks susceptible to be used are subjected.
  • EP0414363, GB2376918 (US2004 / 0094260), WO2006 / 051238 and US4267209, are inventions directly related to this procedure and thus, especially GB2376918 (Figure 1f) claims a process for the transfer of signs on a ceramic or glass substrate, using a Computer-controlled printer for printing an adherent image area on which to deposit colored powder on the paper so that the powder adheres to the paper in the areas corresponding to the adherent image area and the removal of any non-adhered color powder on the substrate
  • EP0444730, EP1043134, EP1256427, EP1266733, EP1879728, EP2050886, EP2069120, ES2087959, ES2143949, ES2173148, ES2180888, ES2212212, ES2212215, ES2227963, and ES2282566 describe e! state of the art in the processes of decoration of double load, so that they are related to devices and methods to produce tiles in which its exposed face is made to simulate the veins of natural stones, being a disadvantage of the described apparatus, which streaks that are possible to obtain are substantially wide and quite repetitive. Therefore, it is significantly difficult to obtain ceramic tiles in which the exposed face effectively reproduces the variety of shapes and dimensions of natural stone veins using an apparatus of known type.
  • EP2069120 (ES2401465, Figure 2) can be considered as the closest in the state of the art to the present invention and which refers to an apparatus and a method for producing a ceramic product, specifically, a tile, which has decorations that they imitate the veins of natural stones and which claims means, apparatus and method of production of ceramic products (40), which comprises supplying a plurality of fluid ceramic materials (8) to dispensing means (7) and filling said means (7) of dispensing only partially through fixed distribution means, however, this technology is capable of reproducing motifs with structures, textures or reliefs.
  • the present invention describes a Method, Device and Machine, for the deposition of powdered or granulated solids, so that it is possible to reproduce a certain pattern or design. , without the need for the use of consumables, such as masks, roller and other transfer elements, which can be digitally controlled and whose deposition is carried out in a controlled manner on the deposition surface without the need to remove excess material, or on the deposition surface, or there are no spills outside said surface that need to be discarded or recycled.
  • consumables such as masks, roller and other transfer elements
  • An objective of the present invention is to obtain a method of applying solids in an equivalent manner to the application of dispersions of solids in liquids by means of Inkjet technology of projection of dispersions in liquids, widely known and object of several inventions by the applicant such as ES1076580, ES2399478 , ES2354667, ES2343830, ES2392951, ES2302634, ES2219068, ES2152167 among others, so as to avoid the problems that said solid dispersion deposition technology entails, such as, the restrictions that the requirements of particle size, usually less than a mere , density, viscosity and surface tension subject the formulations of the inks that can be used.
  • said technology currently uses printheads whose capacity of deposition volume is clearly inferior to the needs of a digital enamelling or the creation of three-dimensional reliefs and textures, without merely using said heads to project binders or adhesives according to the methods described in the state of the art.
  • said printheads are completely incapable of handling and even less depositing dry or powdery materials, since their basic principle of operation is to create a variation of volume in the injector chamber so that compression is performed on the liquid, which is finally projected.
  • Figures 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f and 1g show various embodiments described in the state of the art.
  • Figure 2 depicts a sectional view in the XZ plane of an injector as described as shown.
  • Figures 3 a , 3b and 3c show a sequence of the movement of the injector shown in Fig. 2.
  • Figures 4a, 4b, 4c and 4d show various voltage vs. time diagrams.
  • Figure 5 represents an embodiment of the device that describes the invention.
  • Figure 6 represents an industrial application form of the present invention. Detailed description of the invention.
  • Solids, particulate solids, powder solids, granulated solids, particles and dust refer indistinctly to solids of different morphology and composition with a particle size of less than 1 mm that may contain a certain degree of humidity sufficiently low for transport by mechanical or pneumatic means without caking.
  • Actuator, Transducer Regardless, they refer to elements that transform a certain form of energy into mechanical energy, experiencing a movement or deformation
  • the present invention describes a method for the deposition of powdered or granulated solids (solids) on a surface (deposition surface), by associating at least one nozzle or injector (injector), which contains at least one ejection hole (nozzle ), associated with at least one transducer, so that the activation of said transducer (actuator), in contact with any of the surfaces of the injector, produces on it, oscillating or vibratory movements of the surface that contains the ejection hole (piate ) and in such a way that a solid, powdery or granulated material, located inside it is projected by the bottom of said nozzle or injector through the nozzle orifice and in a direction (z) perpendicular to the plane in which said hole is placed, so that said material is deposited on a surface located under the injector (deposition surface).
  • Said nozzle or injector is constituted, in a non-limiting manner, by a substantially rectangular surface that contains at least one hole that crosses it, located in the horizontal plane (XY) and in the perimeter of it, of vertical surfaces located at along the ejection axis (z) and above this horizontal plane (XY) in the upward direction of said lower surface, respectively constitute the lower and lateral walls of a rectangular-shaped receptacle that form the at least one of said nozzles or injectors, and allow a controlled amount of powdery, particulate or granulated solids to be contained inside.
  • the plane coinciding with the surface containing said at least one hole of the nozzle or injector will be a substantially horizontal plane and the projection axis will be perpendicular to this and therefore, substantially vertical and descending.
  • the present invention describes a method of projection of solids on a surface, by using at least one nozzle or injector, provided with at least one discharge orifice on its lower surface, a container or buffer of solids on the inside of said injector, and at least one associated transducer so that, by activating and deactivating said transducer, by applying a voltage variation, a vibration movement of its lower surface occurs in said injector, in the direction perpendicular to it so that said jet-shaped solids are projected, from the outside of said injector and through the discharge holes ga, on a surface located under said injector.
  • a deactivation of the activation pulse may be necessary.
  • said injector by means of the application of a variable voltage, with a certain degree of offset (d) with respect to that of activation, for its deactivation.
  • the present invention also provides, without limitation, a Device and Apparatus using said method and the possible applications of said method, device and apparatus.
  • Figure 2 represents a sectional view in the XZ plane of an injector as described, in which a transducer actuator (8) is associated, in contact with the surface containing the ejection hole (2), so that, by applying a variable voltage on said actuator, an oscillating or vibratory movement is induced on said surface, and said movement causes the ejection of the solid deposited inside the said nozzle or injector, as shown in the sequence of Figure 3a , bycy shows a sequence of rest and movement of the lower surface of the injector that is a function of the applied waveform, as shown in figure 4a.
  • Figures 4 a, b, c and d exemplify, in a non-limiting manner, the various forms of voltage variations (waveform) that can be followed by the activation process deactivating said injector, so that the injector projects a stream of solid material , whose volume will be predefined, among other factors, by the diameter of the hole, the maximum and minimum voltage applied, the oscillation frequency and the duration of the activation-deactivation process.
  • the method of projection of solids (11) on a surface (12), which describes the invention, consists in the use of at least one nozzle or injector (10), provided with at least one discharge orifice (6) on its surface bottom (2), a container or buffer of solids (4) inside said injector, and at least one transducer or actuator (8) associated said injector, so that, by activating and deactivating said transducer, by the application of a voltage variation, a vibration movement of its lower surface occurs in said injector, in the direction (z) perpendicular to it so that said jet-shaped solids are projected, on the outside of said injector and through the discharge holes (6), on a surface located under said injector.
  • a solid deposition device (1) consisting of a rectangular surface (2) provided with grooves (5) and discharge holes (6) is used and at the minus an actuator (8), on which a discharge buffer (4) is provided that allows temporary storage of a discrete amount of solids (11).
  • Said buffer (4) consists essentially of four vertical walls that close a rectangular floor space, so that they constitute a hollow box-shaped structure to contain the solids (1 1), and whose bottom surface, which constitutes its closure, it is the previously described "p ⁇ ate” or surface that contains the discharge orifice (2), being the amount of solids contained in the discharge buffer, controlled and kept constant by means of sensors and feeding means (23).
  • the at least one actuator (8) is provided with connection means (21) to a control electronics (22), which in turn is connected in some way to control and communication means (24) of the device with external devices (25).
  • the "p ⁇ ate" (2) is constructed in such a way that it has at least three separating slits (5) distributed on a regular basis, so that the separation distance (r) between two adjacent slits is constant, and they define a deformable section ( s), within which there is at least one discharge orifice (6), located centrally and equidistant between each of said two adjacent grooves (5), so that the separation distance between two groups of at least one orifice of discharge, is constant (r).
  • the aforementioned at least one actuator (8) is in contact with the upper layer of the "p ⁇ ate" (2) and is capable of transmitting movement or vibration, said transmission being able to exert each transmission individually to each deformable section (s), which contains the minus a discharge hole (6).
  • connection means (21) allow the control of the at least one actuator (8), so that said control allows an individual control of each deformable section (s), by means of a control electronics (22), through The control and communication means (24) of the device.
  • the actuator (8) can be constructed based on an electroacoustic, electromagnetic, electromechanical, electrostatic, magnetorestrictive or piezoelectric transducer, especially those that make use of the inverse piezoelectric effect.
  • this invention relates to a "Method of deposition of pulverulent solids or granules on surfaces", consisting of the deposition of pulverulent or granulated materials on a surface, according to a particular design or pattern, by using a buffer of discharge (4) equipped with a "p ⁇ ate” (2) that has discharge holes (6) individually controlled by the connection (21) and control means (24), so that said "p ⁇ ate” (2), contains a sheet provided with grooves (5) that are uniformly distributed along it, the portion of said sheet between two of said grooves constituting a deformable section (s), containing at least one discharge orifice (6) and that by the individual activation of an actuator (8) associated with each of said sections (s), by the controlled action of the control means (21 and 24), and according to a specific pattern or design, it can be induced to vibrates r, so that said movement allows the discharge of the powder or granulated material (1 1) through said individually controlled hole (6), on a surface (12) located under said
  • Said linear displacement means (30) consist of a transport band (31) associated with a surface position detector that moves on said band, an encoder (33) that transmits information to the control means (27). of speed / displacement and is equipped with means of communication and control (28).
  • said linear displacement means (30) consist of a mobile plane (32) that moves in at least one direction of said plane containing said surface (12) and that is displaced by the action of the control means (27) according to a speed and distance defined by the communication and control means (28).
  • said linear displacement means (30) consist of a movement system of said injector or nozzle (10) that moves in at least one direction parallel to the plane containing said surface (12) and that moves by means of the action of the linear transport means (32) in a controlled manner by the control means (27) according to a speed and distance defined by the communication and control means (24).
  • the surface on which the deposition of powdered or granulated solids (12) is performed is the surface of an object, the surface of a press mold or the surface of a casting or setting mold.

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Abstract

Método para la deposición de sólidos sobre una superficie, mediante la asociación de al menos una boquilla o inyector, que contiene al menos un orificio de eyección, asociado con al menos un transductor, de forma que la activación de dicho transductor, en contacto con alguna de las superficies del inyector, produzca sobre este, movimientos oscilantes o vibratorios de la superficie que contiene el orificio de eyección y de tal forma que un material sólido, pulverulento o granulado, situado en su interior sea proyectado por la parte inferior de dicha boquilla o inyector a través del orificio del inyector y en una dirección (z) perpendicular al plano en que se sitúa dicho orificio, de forma que dicho material se deposita sobre una superficie situada bajo el inyector.

Description

DESCRIPCIÓN
Título de la invención:
Dispositivo Método y Máquina de deposición de sólidos pulverulentos o granulados sobre una superficie
Sector de la técnica:
La presente invención se refiere a un Método, dispositivo y máquina para la reproducción de diseños o motivos decorativos sobre una superficie, especialmente superficies de objetos, mediante la proyección, eyección o deposición de sólidos, siendo estos sólidos compuestos granulados, pulverulentos y/o particulados y tiene como objetivo la resolución de los problemas que actualmente tiene la decoración de objetos, especialmente productos cerámicos como baldosas o azulejos, problemas que son asimismo trasladables a otros campos de aplicación de materiales sólidos según un determinado patrón, diseño o motivo, como pueden ser la fabricación de mármoles artificiales fabricados con resinas y sólidos inorgánicos.
Estado de la técnica:
Existen el estado del arte, múltiples documentos y patentes referidas a procedimientos o dispositivos para la aplicación de materiales sólidos, pulverulentos y granulados, sin que su objeto sea el transferir por si mismas un diseño a una superficie, y así, se conocen máquinas esmaltadoras en seco, que permite ser instalada en cualquier línea de esmaltado, siendo su manejo extremadamente sencillo y de fácil limpieza, trabajando en forma totalmente automática, depositando una capa uniforme de esmalte en polvo o esmalte de granulometría variable sobre la baldosa o azulejo, así por ejemplo, las patentes ES2003531 , ES2004638, hacen referencia a este tipo de máquinas incapaces de transferir, por si solas, ningún diseño a la superficie de deposición y son usadas para cubrir toda la superficie.
La patente ES2113283 (figura 1 b) presenta una variación de las anteriores, por el empleo simultáneo de dos o más colores, compuesta por lo menos por un par de cortas cintas transportadoras de los esmaltes alimentadas por respectivas tolvas superiores. La patente ES2066724, presenta una máquina para aplicar producto en polvo o líquido sobre piezas transportadas por bandas, cuya finalidad consiste en facilitar dicha función de manera automatizada, sin limitación del objeto o producto a tratar que deba ser espolvoreado o recibir un líquido atomizado, con una gran regularidad que permita cubrir por igual todas las superficies vistas del aludido producto, permitía un cierto grado de aleatoriedad en la aplicación de polvo o esmalte, pero es incapaz de reproducir patrones geométricos o diseños complejos más allá de veteados aleatorios.
EP0768121 y EP0927687 (figura 1a) presentan diversas soluciones para la aplicación de materiales según un patrón definido gravado en un tambor distribuidor, pero precisan la utilización de consumibles (bandas o rodillos con un bajorrelieve insertado), que precisan ser reemplazados y permiten producir una limitada serie de variaciones en ios motivos reproducidos sobre las superficies de deposición, adicionalmente producen vertidos de sólidos fuera de la superficie de deposición que precisan su recuperación y reciclado. La patente ES2 82672 (figura 1 c) hace referencia a una máquina similar a las anteriores que está prevista para transferir un producto a granel, como puede ser (arena, granilla o similar), sobre la superficie de una pieza cerámica, produciendo en esta un relieve que formará el motivo decorativo pretendido por transferencia de producto a granel sobre la pieza cerámica realizado desde los bajorrelieves (2) realizados al efecto en la superficie lateral de un cilindro giratorio (1), aunque dicha tecnología está limitada por la necesidad de usar consumibles y producen una limitada variedad de motivos no repetitivos.
ES2350533 (figura 1 d), se refiere a un dispositivo para decoración en seco de bases cerámicas o bases realizadas de otros materiales mediante la dosificación o deposición a través de una pantalla serigráfica. EP0985503, EP0995583 y EP 3348 1 se refieren a decoración en prensa, pretendiéndose la no necesidad de una línea de esmaltado posterior a la fase de conformado y prensado.
Especialmente, EP133481 1 (figura 1 e) .se refiere a un proceso y aparato para decorar baldosas o azulejos de cerámica, que comprende la aplicación de una primera capa de polvos (3) en un plano móvil de transporte (1) y por medio de sistemas de chorro de tinta, de los líquidos colorantes que reaccionan, durante la cocción, con lo que la decoración se obtiene mediante tecnología InkJet proyectando dispersiones de colorantes, sin que sea capaz de crear estructuras, texturas o relieves, con las limitaciones que la tecnología InkJet tiene actualmente en cuanto a los requerimientos de tamaño de partícula, usualmente inferior a una miera, densidad, viscosidad y tensión superficial a las que están sometidas las formulaciones de las tintas susceptibles de ser usadas.
Existen múltiples patentes en el estado del arte como la ES2147233 (EP 0703863) de Benoíl Brault, y fecha de prioridad 03.06.1993 (FR 9306652) que reivindica un procedimiento de realización de un motivo de alta resolución sobre un objeto, que comprende proyección sobre un objeto (1) mediante chorro de tinta, de gotas de un pegamento repartidas según un motivo determinado (4) y la pulverización o espolvoreamiento de una composición pulverulenta (6), y la eliminación de la composición depositada sobre zonas desprovistas de pegamento. EP0414363, GB2376918 (US2004/0094260), WO2006/051238 y US4267209, son invenciones directamente relacionadas con este procedimiento y así, especialmente GB2376918 (figura 1f) reclama un proceso para la transferencia de signos sobre un sustrato de cerámica o de vidrio, utilizando una impresora controlada por ordenador para imprimir un área de imagen adherente sobre el que depositar polvo de color sobre el papel de manera que el polvo se adhiere al papel en las áreas correspondientes al área de imagen adherente y la eliminación de cualquier polvo de color no adherida sobre el sustrato.
También existen patentes específicas, como la ES211 1430, sobre máquinas específicas para recoger dicho material sobrante.
Adicionalmente EP0444730, EP1043134, EP1256427, EP1266733, EP1879728, EP2050886, EP2069120, ES2087959, ES2143949, ES2173148, ES2180888, ES2212212, ES2212215, ES2227963, y ES2282566 describen e! estado del arte en los procesos de decoración de doble carga, de forma que están relacionados a aparatos y métodos para producir baldosas en las que su cara expuesta se realiza para simular las vetas de piedras naturales, siendo un inconveniente del aparato descritos, el que las vetas que es posible obtener son sustancialmente anchas y bastante repetitivas. Por lo tanto, resulta significativamente difícil obtener baldosas cerámicas en las que la cara expuesta reproduzca eficazmente la variedad de formas y dimensiones de las vetas de piedras naturales usando un aparato de tipo conocido. De forma específica, no es posible reproducir las vetas delgadas, debidas a los procesos de estratificación, visibles en piedras naturales. Especialmente EP2069120 (ES2401465, figura 2) puede considerarse como el más próximo en el estado del arte a la presente invención y que se refiere a un aparato y a un método para producir un producto cerámico, de forma específica, una baldosa, que tiene decoraciones que imitan las vetas de piedras naturales y que reivindica medios, aparato y método de producción de productos cerámicos (40), que comprende suministrar a medios (7) de dispensación una pluralidad de materiales (8) cerámicos fluidos y llenar dichos medios (7) de dispensación solamente parcialmente a través de medios de distribución fijos, no obstante, esta tecnología es capaz de reproducir motivos con estructuras, texturas o relieves. Así pues, no parece existir en ei estado del arte una solución al problema técnico de proyectar o depositar una material pulverulento o granulado, de forma que sea posible reproducir múltiples motivos sobre la superficie en la que se realiza la deposición, sin que conlleve una complicada mezcla en complejas máquinas de doble carga, una aplicación de un adhesivo mediante tecnología InkJet y una posterior aspiración, la utilización de rodillos con bajorrelieves o huecograbados o que dicho motivo pueda ser fácil y digitalmente variado y/o modificado.
Especialmente, no parece existir en el mercado un método de deposición o proyección de materiales pulverulentos o granulados según un patrón o diseño que consistan en formas geométricas definidas y que se ajusten a ¡a totalidad de la superficie sobre la cual se realiza la proyección o deposición, sin que conlleve una aplicación y una posterior aspiración, o que dicho motivo, diseño o patrón pueda ser fácil y digitalmente variado y/o modificado.
Así pues, para soslayar los problemas técnicos que el estado del arte no es capaz de solucionar, la presente invención describe un Método, Dispositivo y Máquina, para la deposición de sólidos pulverulentos o granulados, de forma que sea posible reproducir un patrón o diseño determinado, sin la necesidad de la utilización de consumible, tales como máscaras, rodillo y otros elementos de transferencia, que pueda ser digitalmente controlado y cuya deposición se realiza de forma controlada sobre la superficie de deposición sin que exista la necesidad de retirar material sobrante, ni sobre la superficie de deposición, ni existan vertidos fuera de dicha superficie que precisen ser desechados o reciclados.
Un objetivo de la presente invención es obtener un método de aplicar sólidos de forma equivalente a la aplicación de dispersiones de sólidos en líquidos mediante tecnología Inkjet de proyección de dispersiones en líquidos, ampliamente conocida y objeto de varias invenciones por parte del solicitante como ES1076580, ES2399478, ES2354667, ES2343830, ES2392951 , ES2302634, ES2219068, ES2152167 entre otras, de forma que se eviten los problemas que dicha tecnología de deposición de dispersiones solidas conlleva, como son, las restricciones que los requerimientos de tamaño de partícula, usualmente inferior a una miera, densidad, viscosidad y tensión superficial someten las formulaciones de las tintas susceptibles de ser usadas. Por otra parte, dicha tecnología usa actualmente cabezales de impresión (printheads) cuya capacidad de volumen de deposición es claramente inferior a las necesidades de un esmaltado digital o la creación de relieves y texturas tridimensionales, sin meramente el uso de dichos cabezales para proyectar aglutinantes o adhesivos según los métodos descritos en el estado de arte. Por otra parte, dichos cabezales de impresión son completamente incapaces de manejar y menos aún depositar materiales secos o pulverulentos, puesto que su principio básico de funcionamiento consiste en crear una variación de volumen en la cámara del inyector de forma que se realiza una compresión sobre el líquido, que finalmente es proyectado.
Descripción de los dibujos:
Leyenda
(1) Dispositivo de deposición de sólidos pulverulentos o granulados
(2) "píate" / superficie que contiene el orificio de descarga
(3) paredes laterales del inyector
(4) buffer de descarga
(5) hendiduras separadoras
(6) "nozzle" // orificio de descarga
(7)
(8) transductor / actuador
(9) sensor / detector de superficies // detector de piezas
(10) boquilla / inyector
(1 1) material pulverulento o granulado
(12) superficie sobre la que realiza la deposición de sólidos
(21) medios de conexión
(22) electrónica de control
(23) medios de alimentación / medios de suministro de sólidos
(24) medios de control y comunicación
(25) medios de control y comunicación con dispositivos externos
(26) medios de alimentación y recirculación
(27) medios de control de movimentación / desplazamiento
(28) medios de control electrónico
(30) medios de transporte lineal
(31) cinta transportadora
(32) plano móvil
(33) encoder
(r) distancia de separación entre dos hendiduras contiguas (d) desfase de desactivación
(s) sección deformable
Las figuras 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f y 1g, muestran diversas realizaciones descritas en el estado del arte.
La figura 2 representa una vista de sección en el plano XZ de un inyector como el descrito como se muestra Las figura 3a, 3b y 3c muestra una secuencia del movimiento del inyector mostrado en la Fig. 2.
Las figuras 4a, 4b, 4c y 4d muestran diversos diagramas voltaje vs tiempo. La figura 5 representa una forma de realización del dispositivo que d.escribe la invención. La figura 6 representa una forma de aplicación industrial de la presente invención. Descripción detallada de la invención.
Es conocido el hecho de que existen diversos tipos de transductores que convierten un determinado tipo de energía en movimiento, esfuerzo mecánico o deformación, de forma que son conocidos transductores o actuadores electroacústicos, electromagnéticos, electromecánicos, electrostáticos, magnetorestrictivos y piezoeléctricos (especialmente los que hacen uso del efecto piezoeléctrico inverso), según conviertan energía electica en sonido, deformación o compresión en energía eléctrica, etc.
En la terminología usada en el estado del arte existen diferentes términos que pueden designar conceptos diferentes, por lo que en la descripción y reivindicaciones se adopta la equivalencia entre los siguientes términos como sinónimos:
Sólidos, sólidos particulados, sólidos pulverulentos, sólidos granulados, partículas y polvo. hacen referencia de forma indistinta a sólidos de diferente morfología y composición con un tamaño de partícula inferior a 1 mm que pueden contener un cierto grado de humedad suficientemente bajo para su transporte por medios mecánicos o neumáticos sin apelmazamiento.
Proyección, eyección, inyección y deposición,
Definidos como la acción de emitir una cantidad determinada de material sólido (según anterior definición) a través de un orificio, hacia una superficie receptora o superficie de deposición
Actuador, Transductor Independientemente, hacen referencia a elementos que transforman una forma determinada forma de energía en energía mecánica, experimentando un movimiento o deformación
La presente invención describe un Método para la deposición de sólidos pulverulentos o granulados (sólidos) sobre una superficie (superficie de deposición), mediante la asociación de al menos una boquilla o inyector (inyector), que contiene al menos un orificio de eyección (nozzle), asociado con al menos un transductor, de forma que la activación de dicho transductor (actuador), en contacto con alguna de las superficies del inyector, produzca sobre este, movimientos oscilantes o vibratorios de la superficie que contiene el orificio de eyección (píate) y de tal forma que un material sólido, pulverulento o granulado, situado en su interior sea proyectado por la parte inferior de dicha boquilla o inyector a través del orificio del inyector (nozzle) y en una dirección (z) perpendicular al plano en que se sitúa dicho orificio, de forma que dicho material se deposita sobre una superficie situada bajo el inyector (superficie de deposición).
Dicha boquilla o inyector está constituido, de forma no limitativa, por una superficie sustancialmente rectangular que contiene al menos un orificio que lo atraviesa, situada en el plano horizontal (XY) y en el perímetro de está, de unas superficies verticales que situadas a lo largo del eje de eyección (z) y por encima de este plano horizontal (XY) en dirección ascendente de dicha superficie inferior , constituyen respectivamente las paredes inferior y laterales de un receptáculo, de base rectangular que forman la al menos una de dichas boquillas o inyectores, y permiten contener en su interior una cantidad controlada de sólidos pulverulentos, particulados o granulados.
Preferiblemente, el plano coincidente con la superficie que contiene dicho al menos un orificio de la boquilla o inyector, será un plano sustancialmente horizontal y el eje de proyección será perpendicular a este y por tanto, sustancialmente vertical y descendente.Así pues, la presente invención describe un Método de proyección de sólidos sobre una superficie, mediante la utilización de al menos una boquilla o inyector, dotado de al menos un orificio de descarga en su superficie inferior, un contenedor o buffer de sólidos en la parte interior de dicho inyector, y al menos un transductor asociado de forma que, mediante la activación y desactivación de dicho transductor, por la aplicación de una variación de voltaje, se produce en dicho inyector un movimiento de vibración de su superficie inferior, en la dirección perpendicular a ella de forma que se proyectan dichos sólidos en forma de chorro, por la parte exterior de dicho inyector y a través de los orificios de descarga, sobre una superficie situada bajo dicho inyector. Para que los movimientos del inyector sucedan de forma controlada, esto es, para que la eyección se produzca según un patrón determinado de activación-desactivación, y la boquilla detenga su vibración, una vez cese el impulso de activación, puede ser precisa una desactivación de dicho inyector mediante la aplicación de un voltaje variable, con un cierto grado de desfase (d) con respecto al de activación, para su desactivación.
La presente invención provee también, de forma no limitativa, un Dispositivo y Aparato que utilicen dicho método y las posibles aplicaciones de dicho método, dispositivo y aparato.
Exposición de un modo de realización de la invención. La figura 2 representa una vista de sección en el plano XZ de un inyector como el descrito, en el que se asocia un actuador transductor (8), en contacto con la superficie que contiene el orificio de eyección (2), de forma que, aplicándose sobre dicho actuador un voltaje variable, se induce en dicha superficie un movimiento oscilante o vibratorio, y dicho movimiento produce la eyección del sólido depositado en la parte interior de dicha boquilla o inyector, tal y como se muestra en la secuencia de la figura 3a, b y c y muestra una secuencia reposo y movimiento de la superficie inferior del inyector que es función de la forma de onda aplicada, como muestra figura 4a.
Las figuras 4 a, b, c y d ejemplarizan, de forma no limitativa, las diversas formas de variaciones de voltaje (forma de onda) que puede seguir el proceso de activación desactivación de dicho inyector, de forma que el inyector proyecte un chorro de material sólido, cuyo volumen estará predefinido, entre otros factores, por el diámetro del orificio, el voltaje máximo y mínimo aplicado, la frecuencia de oscilación y la duración del proceso de activación-desactivación.
El Método de proyección de sólidos (11 ) sobre una superficie (12), que describe la invención, consiste en la utilización de al menos una boquilla o inyector (10), dotado de al menos un orificio de descarga (6) en su superficie inferior (2), un contenedor o buffer de sólidos (4) en la parte interior de dicho inyector, y al menos un transductor o actuador (8) asociado dicho inyector, de forma que, mediante la activación y desactivación de dicho transductor, por la aplicación de una variación de voltaje, se produce en dicho inyector un movimiento de vibración de su superficie inferior, en la dirección (z) perpendicular a ella de forma que se proyectan dichos sólidos en forma de chorro, por la parte exterior de dicho inyector y a través de los orificios de descarga (6), sobre una superficie situada bajo dicho inyector. Exposición detallada de diversos modos de realización de la invención.
En un modo de realización preferida del Método de proyección de sólidos sobre una superficie, se utiliza un dispositivo de deposición de sólidos (1) consistente en una superficie rectangular (2) dotada de hendiduras (5) y orificios de descarga (6) y al menos un actuador (8), sobre la que se dispone un buffer de descarga (4) que permite el almacenamiento temporal de una cantidad discreta de sólidos (11).
Dicho buffer (4) consiste esencialmente en cuatro paredes verticales que cierran un espacio de planta rectangular, de forma que constituyen una estructura en forma de caja hueca para contener los sólidos (1 1), y cuya superficie inferior, la cual constituye su cierre, es el anteriormente descrito "píate" o superficie que contiene el orificio de descarga (2), siendo la cantidad de sólidos contendida en el buffer de descarga, controlada y mantenida constante mediante sensores y unos medios de alimentación (23).
El al menos un actuador (8) está dotado de medios de conexión (21) a una electrónica de control (22), que a su vez esta está conectado de alguna forma a medios de control y comunicación (24) del dispositivo con dispositivos externos (25).
El "píate" (2) está construido de forma que dispone de al menos tres hendiduras separadoras (5) distribuidas de forma regular, de forma que la distancia de separación (r) entre dos hendiduras contiguas es constante, y definen una sección deformable (s), en cuyo interior existe al menos un orificio de descarga (6), situado de forma centrada y equidistante entre cada dos de dichas hendiduras (5) contiguas, de forma que la distancia de separación entre dos grupos de al menos un orificio de descarga, es constante (r).
El referido al menos un actuador (8) está en contacto con la capa superior del "píate" (2) y es capaz de trasmitirle movimiento o vibración, pudiendo ejercer dicha transmisión de forma individualizada a cada sección deformable (s), que contiene al menos un orificio de descarga (6).
Los medios de conexión (21) permiten el control del al menos un actuador (8), de forma que dicho control permite un control individualizado de cada sección deformable (s), por medio de una electrónica de control (22), a través de los medios de control y comunicación (24) del dispositivo, El actuador (8) puede estar construido en base a un transductor electroacústico, electromagnético, electromecánico, electrostático, magnetorestrictivo o piezoeléctrico, especialmente los que hacen uso del efecto piezoeléctrico inverso. De esta forma, esta invención se refiere a un "Método de deposición de sólidos pulverulentos o granulados sobre superficies", consistente en la deposición de materiales pulverulentos o granulados sobre una superficie, según un diseño o patrón determinado, mediante la utilización de una buffer de descarga (4) dotada de un "píate" (2) que dispone de orificios de descarga (6) individualmente controlados por los medios conexión (21) y de control (24), de forma que dicho "píate" (2), contiene una lámina dotada de hendiduras (5) que están distribuidas de forma uniforme a lo largo de ella, constituyendo la porción de dicha lamina situada entre dos de dichas hendiduras una sección deformable (s), que contienen al menos un orificio de descarga (6) y que por la activación individualizada de un actuador (8) asociado a cada una de dichas secciones (s), por la acción controlada de los medios de control (21 y 24), y según un patrón o diseño especifico, puede ser inducido a vibrar, de forma que dicho movimiento permita la descarga del material pulverulento o granulado (1 1) a través de dicho orificio (6) individualmente controlado, sobre una superficie (12) situado bajo dicho dispositivo, que por medio del movimiento relativo, mediante el uso de medios de desplazamiento controlado (30) es capaz de cubrir al menos toda la superficie sobre la que realiza la deposición de sólidos pulverulentos o granulados (1 1)
Los dichos medios de desplazamiento lineal (30) consisten una banda de transporte (31) asociada a un detector de posición de la superficie que se desplaza sobre dicha banda, un encoder (33) que trasmite a los medios de control (27) la información de velocidad / desplazamiento y está dotado de medios de comunicación y control (28).
En otra forma de realización de la presente invención, dichos medios de desplazamiento lineal (30) consisten un plano móvil (32) que se mueve en al menos un dirección de dicho plano que contiene dicha superficie (12) y que se desplaza mediante la acción de los medios de control (27) según un velocidad y distancia definida por los medios de comunicación y control (28).
Y en otra forma de realización, dichos medios de desplazamiento lineal (30) consisten un sistema de movimentación del citado inyector o boquilla (10) que se mueve en al menos un dirección paralela al plano que contiene dicha superficie (12) y que se desplaza mediante la acción de los medios de transporte lineal (32) de forma controlada por los medios de control (27) según un velocidad y distancia definida por los medios de comunicación y control (24). En la presente invención, la superficie sobre la que realiza la deposición de sólidos pulverulentos o granulados (12) es la superficie de un objeto, la superficie de un molde de prensa o la superficie de un molde de colado o fraguado.

Claims

REIVINDICACIONES:
1. Método de proyección de sólidos sobre una superficie, consistente en proyectar dichos sólidos (1 1) en forma de chorro, mediante la utilización de al menos un inyector (10), dotado de al menos un orificio de descarga (6) en su superficie inferior (2), asociado a al menos un transductor (8), de forma que, mediante el adecuado suministro de sólidos (4) en la parte interior de dicho inyector (10) y mediante la activación y desactivación de dicho transductor (8), se produce en dicho inyector un movimiento o vibración de su superficie inferior (2) en la dirección (z), perpendicular al plano que contiene dicha superficie inferior (2), de forma que proyecta las partículas sólidas (1 1) por la parte exterior de dicho inyector (10) sobre una superficie
(12) situada bajo dicho inyector.
2. Método de proyección de sólidos sobre una superficie, según la reivindicación 1 , caracterizado porque la activación de dicho transductor (8), se produce aplicándole una tensión oscilante periódica, con lo que el dicho al menos un transductor (8) trasmite un movimiento oscilante adecuado a lo largo del eje (z) de dicha boquilla o inyector.
3. Método de proyección de sólidos sobre una superficie, según la reivindicación 1 , caracterizado porque la desactivación de dicho transductor (8, se produce por la aplicación de una tensión oscilante periódica en contrafase (d) con respecto a la de activación, de tal forma, que la vibración o movimiento inducido en la activación queda anulada en dicho inyector.
4. Método de proyección de sólidos sobre una superficie, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la al menos una boquilla o inyector (10) consiste en una conjunto de inyectores dispuestos unos a continuación de otros, alineados en una dirección (Y), de forma que permiten ser individualmente actuables e imprimir al menos una línea recta sobre un superficie (12), por medio de un transductor (8), asociado independientemente a dicho al menos un inyector (10), mediante medios de conexión (21) y una electrónica de control (22).
5. Método de proyección de sólidos sobre una superficie, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho método incluye disponer de un medio de transporte lineal (30) y sus medios de control asociado (27), de forma que la superficie sobre la que se realiza la proyección (12), pase bajo dichos inyectores o boquillas (10), y los medios de control de estas (22) activen y desactiven los transductores (8) de los inyectores (10) de forma individualiza y de forma sincronizada con la señal recibida de un sensor (9) que detecta la presencia de dicha superficie (12) bajo los inyectores (10), proyectando material sólido (11) sobre la superficie de deposición (12) según un diseño o patrón determinado.
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