薄膜压印设备的制造方法_2

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小时降低压印力。对此的一个例子是工件要压印的边缘, 所述边缘的宽度是局部变化的。
[0041] 就是说,工件表面的压印条件并且由此还有压印力应保持恒定的部分特别是具有 统一的表面特性,例如粗糙度或材料或辐射吸收能力。此外,压印面沿这个部分优选是恒定 的。
[0042] 此外有利的是,控制单元这样操控工业机器人,使得在压印期间以这样的力将工 件压向压印头或反之亦然,所述力与工件的要压印的面或工件相应要压印的部分的表面特 性和/或尺寸相关。
[0043] 特别是用以将工件压向压印头或相反的力恒定的工件部分优选是指工件表面的 一个部分区域,其中,表面的表面特性在一个或多个参数方面是恒定的,特别是在表面粗糙 度、表面的材料特性和/或表面的光学特性(例如吸收能力、颜色)方面是恒定的。
[0044] 对于控制技术的通信可以采用总线系统,所述总线系统使得可以在各个控制部件 之间进行持续的通信,包括理论-实际比较。由此可以进行实施控制。
【附图说明】
[0045] 现在根据实施例来详细说明本发,其中:
[0046] 图1示出根据本发明的薄膜压印设备的第一实施例的透视图;
[0047] 图2示出图1中的薄膜压印设备沿图1中的观察方向II的正视图;
[0048] 图3示出图1中的工件容纳部的正视图;
[0049] 图4示出图3中的工件容纳部的透视图
[0050] 图5示出图4中的工件容纳部连同所容纳的工件的透视图;
[0051] 图6示出图1中的薄膜压印设备沿图1中的观察方向VI的正视图;
[0052] 图7示出根据本发明的薄膜压印设备的第二实施例的示意图;
[0053] 图8示出图1的薄膜压印设备的控制单元的第一实施例的框图;
[0054] 图9示出图1的薄膜压印设备的控制单元的第二实施例的框图;
[0055] 图10示出图1的薄膜压印设备的控制单元的第三实施例的框图;
[0056] 图11示出带有拉伸机构而没有摇摆机构的薄膜压印设备的第一示意图;
[0057] 图12示出带有拉伸机构和带有摇摆机构的薄膜压印设备的第二示意图。
【具体实施方式】
[0058] 图1和2示出薄膜压印设备1,所述薄膜压印设备1包括热压印装置2和工业机器 人3,所述工业机器人将未压印的工件4从存放装置6输送到热压印装置2并将已压印的工 件4从热压印装置2导出。
[0059] 在薄膜压印设备1中,通过加热的压印头至少局部地将热压印薄膜5的转移层 51 (见图6)转移到工件4上。转移层51例如可以是装饰层,所述装饰层例如可以具有木 材饰板的效果。转移层51设置在载体薄膜52上。此外可以在载体薄膜52和转移层51之 间设置分离层,所述分离层使得转移层51从载体薄膜52上的剥离变得容易。转移层51可 以特别是具有多个装饰层,例如不透明或半透明或透明的彩色层和/或金属化的层和/或 外观可变的层。附加地,可以设置用于提高转移层51对外部影响的耐抗性的保护层和/或 用于改善其他各层之间的粘附的增附层。转移层51可以附加地或备选地具有功能层,特别 是光学和/或电和/或电子上的功能层,例如由金属、半导体或不导电的层构成的功能层。 所述功能层例如可以电的或电子的器件、天线元件、电极、光敏层、发光层、辐射极化层、荧 光层、磷光层或类似的层。装饰或功能层可以例如由热塑性或辐射硬化的聚合物构成。载 体薄膜52例如可以是聚对苯二酸乙二醇酯(聚对苯二酸乙二醇酯=PET)薄膜,但也可以 是透明或部分透明的其他塑料薄膜,例如由聚烯烃,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙稀 (PVC)、聚苯乙烯(PS),聚酯(PE)和/或聚碳酸酯(PC)制成的薄膜或者例如由PMMA、聚酰 胺或聚酰亚胺制成的薄膜。
[0060] 工业机器人3具有机械手31,所述机械手在所示实施例中在五个自由度上能运 动。所述机械手31也可以具有多于或少于五个自由度。在机械手31的端部段上设置工件 容纳部32。工件容纳部32构造成梁,在所述梁上设置真空吸头32s、夹紧缸32k和工件顶 出器32a。图3和4示出工件容纳部32处于这样的位置,在该位置中,工件容纳部能够放 置到工件4上,以便抓持工件。图5示出带有所容纳的工件4的工件容纳部32,这里工件 容纳部设置在构造成空心成型件的工件4中。工件4通过真空吸头32s抽吸并通过夹紧缸 32k夹紧在工件容纳部32上。工件顶出器32a使已压印的工件4重新从工件容纳部32上 松开。
[0061] 在图1至6所示的实施例中,热压印装置2构造成滚轮压印装置,在所述滚轮压印 装置中,压印头构造成压印轮21。但可以设想具有板状压印头的热压印装置。板状的压印 头也可以是具有活动元件的压印头。
[0062] 工业机器人3在压印面的所有部分中这样定位要压印的可能具有三维压印面的 工件4,使得压印面至少局部地平行于热压印薄膜5并且至少局部地平行于压印轮31的圆 周定向。
[0063] 工业机器人3将工件4压到压印轮21上并且在此时施加压印力或者在压印面中 产生压印压力。压印轮21在所示实施例中例如作为刚性支座起作用。但压印轮21也可以 是弹性地支承的,并且由此在必要时能略微回缩。在另一个实施形式中,压印轮21可以在 其位置和方位上液压地、气动地、电动地和/或机械,自动和/或手动地调整,以便同样与过 程以及与构件几何结构相适配。机械手31优选可以构造成具有力或压力传感器并且通过 指向压印面的进给运动产生压印力。这里,所产生的压印力优选在确定的时间段上或在工 件表面的确定部分上是恒定的,以便与其余压印参数:温度和工件的进给速度一起实现恒 定的总体条件。在另一个、特别是相邻的部分中或者在另一个确定的时间段中可以重新设 定另外的恒定的条件,这也能包括设置为不同的、恒定的压印力。
[0064] 接着,工业机器人3引导工件4在压印轮21上经过,就是说,工业机器人执行工件 4的进给。
[0065] 压印参数:压印温度、压印压力或压印力、压印时间或进给速度和冷却时间对热压 印的质量有重要影响。
[0066] 所述三个特征性工艺参数的以下的数值范围已经得到验证:
[0067] 压印温度:160°C至 220°C,优选 190°C至 210°C;
[0068] 压印力:6〇ON至l6〇ON,优选 9〇ON至l2〇ON;
[0069] 进给速度:1. 2m/min至 6m/min,优选 3m/min至 3. 5m/min。
[0070] 在压印热压印薄膜5之后,要求通过冷却路段a(见图6)。在通过冷却路段a时, 热压印薄膜5转移到工件4上的转移层51被冷却,使得转移层51不再能从工件4上分离。 此后,可以将载体薄膜52从所施加的转移层51上揭下,而不会造成所施加的转移层51的 质量损失。
[0071] 图6具体示出热压印装置2的结构。
[0072] 热压印薄膜5设置在存储卷筒22上并且通过第一松紧调节器(TSnzer) 23。松 紧调节器23是这样的装置,该装置保持薄膜拉力恒定。松紧调节器23具有固定在底架上 的转向滚轮和弹簧加载的转向滚轮,所述转向滚轮由热压印薄膜5S形地包绕。在松紧调节 器23的下游设置第一薄膜引导杆24。该薄膜引导杆24在其一个端部段上能摆动地支承并 在其另一个端部段上具有一个或多个导向滚轮24r,通过所述导向滚轮,热压印薄膜5可选 地根据具体要求被引导。薄膜引导杆24在其长度上是可调的,如图6中通过直线的方向箭 头示出的那样。
[0073] 薄膜引导杆24在压印轮21之前就已经使热压印薄膜5贴靠在工件4上。薄膜引 导杆24可以构造成弹簧加载的、气动可调的、电动可调的和/或液压可调的杆或者通过能 电子控制的调节装置摆动和/或沿其纵轴线缩回和伸长。在曲线移动时,薄膜引导杆24确 保,热压印薄膜5可以以相应的先行段和跟随段绕工件4的整个角部范围贴靠并压印。
[0074] 在薄膜引导杆24的下游设置压印轮21。经加热的压印轮21使在压印轮21和工 件4之间通过的热压印薄膜5升温,从而施加在转移层51上的热塑性粘结剂被激活以及必 要时使得载体薄膜52和转移层51之间可选的分离层被激活并将转移层51固定在工件4 上。如果采用无凸凹型廓的压印轮21,则可以将整个转移层51转移到工件4上,以便例如 装饰板材的棱边。但例如如果工件4上的棱边略窄于热压印薄膜5时,这里转移层51也可 以仅部分地转移到工件4上,这对于在将热压印薄膜5供应给压印轮21时补偿误差可能是 有利的。但也可以设置有凸凹型廓的压印轮21,所述压印轮仅将转移层51的一些区域转移 到工件4上。被转移的区域例如可以构成一个图案。
[0075] 压印轮21的圆周速度在数值上等于热压印薄膜5和工件4的进给速度,就是说, 所述两个部分之间的相对速度等于零。
[0076] 在压印轮21的下游设置第二薄膜引导杆25,。在第二薄膜引导杆25的引导滚轮 25r上将载体薄膜52从转移到工件4上的转移层51上剥离,同时不会使转移层51的已转 移的区域被剥离。在载体薄膜52和所施加的转移层51之间构成剥离角a,所
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