用于在材料上施加层的方法与流程

文档序号:15573712发布日期:2018-09-29 05:04阅读:203来源:国知局

本申请要求于2016年2月5日提交的第62/291,867号美国临时专利申请的权益,该美国临时专利申请通过引用以其整体并入本文。

背景

实施方案总体上涉及在基底上印刷uv可固化层,该基底是诸如用于制造诸如衬衫、短裤、裤子、夹克、有边帽(hats)或无边帽(caps)的服装物品的织物,或者用于制造用于诸如跑步鞋、训练鞋、慢跑鞋、徒步旅行鞋、步行鞋、排球鞋、手球鞋、网球鞋、长曲棍球鞋、篮球鞋的鞋类物品和其他类似鞋类物品的鞋面的织物,以及用于制造诸如背包或帐篷的其他物品的织物。

服装物品可以由编织或非编织织物或由网状材料制成,或者可以由皮革、合成皮革或由塑料材料制成。服装物品可以在袖子、躯干、裤腿或服装物品的其他部分上具有诸如标志或微标的制品。服装物品还可以在例如肘部、肩部和/或膝盖处具有耐磨层、防水层或保护层。

鞋类物品大致上可描述为具有两个主要元件:用于包围穿用者的足部的鞋面和附接到鞋面的鞋底结构。鞋面大致在足部的趾部和脚背区域的上方、沿着足部的内侧面和外侧面且围绕脚跟的后部延伸。鞋面可由编织或非编织织物、针织织物、网状织物、天然皮革、合成皮革、橡胶和/或由一种或更多种聚合物或泡沫或由其他材料制成。鞋类物品也可以携带诸如标志或微标的制品,或者在鞋面的各个区域中具有耐磨层、防水层或保护层。

附图简述

参考以下附图和描述可更好地理解实施方案。附图中的部件不一定按比例绘制,而是将重点放在图示实施方案的原理上。此外,在附图中,同样的参考标记在全部的不同视图中指代对应的部分。

图1是示例性印刷系统的示意图;

图2是示例性印刷机的示意图;

图3是图示用于在基底上沉积多个层的工艺的实施方案的示例性流程图;

图4是图示了在图3的流程图中所示出的步骤中的一个的实施方案的示例性流程图;

图5是图示了在图3的流程图中所示出的步骤中的另一个的实施方案的示例性流程图;

图6是图示了在图3至图5的流程图中阐述的步骤中的一个的操作的示意图;

图7是图示了在图3至图5的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图8是图示了在图3至图5的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图9是图示了在图3至图5的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图10是图示了在图3至图5的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图11是图示了在图3至图5的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图12是图示了在图3至图5的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图13是根据在图3至图5的流程图中阐述的步骤产生的多层结构的横截面的示意图;

图14是图示了用于在基底上印刷多个层的工艺的实施方案的示例性流程图;

图15是图示了在图14的流程图中所示出的步骤中的一个的实施方案的示例性流程图;

图16是图示了在图14的流程图中所示出的步骤中的另一个的实施方案的示例性流程图;

图17是鞋面的平面视图的示意图;

图18是在图17中所示出的鞋面的横截面视图的示意图;

图19是图示了在图14至图16的流程图中阐述的步骤中的一个的操作的示意图;

图20是图示了在图14至图16的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图21是图示了在图14至图16的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图22是图示了在图14至图16的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图23是图示了在图14至图16的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图24是图示了在图14至图16的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图25是图示了在图14至图16的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图26是图示了在图14至图16的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图27是图示了在图14至图16的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图28是图示了在图14至图16的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图29是图示了在图14至图16的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图30是图示了在图14至图16的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图31是根据在图14至图16的流程图中概述的工艺产生的承载多个完全固化的印刷上的材料层的基底的横截面的示意图;

图32是材料的第一层被印刷在其上的织物的横截面视图的示意图;

图33是材料的两个层被印刷在其上的织物的横截面视图的示意图;

图34是材料的三个层被印刷在其上的织物的横截面视图的示意图;

图35是材料的四个层被印刷在其上的织物的横截面视图的示意图;

图36是材料的五个层被印刷在其上的织物的横截面视图的示意图;

图37是材料的六个层被印刷在其上的织物的横截面视图的示意图;

图38是材料的七个层被印刷在其上的织物的横截面视图的示意图;

图39是材料的八个层被印刷在其上的织物的横截面视图的示意图;

图40是材料的九个层被印刷在其上的织物的横截面视图的示意图;

图41是材料的10个层被印刷在其上的织物的横截面视图的示意图;

图42是材料的11个层被印刷在其上的织物的横截面视图的示意图;

图43是材料的12个层被印刷并完全固化在其上的织物的横截面视图的示意图;

图44是图示了用于在织物上沉积多个层的工艺的实施方案的示例性流程图;

图45是图示了在图44的流程图中所示出的步骤中的一个的实施方案的示例性流程图;

图46是图示了在图44的流程图中所示出的步骤中的另一个的实施方案的示例性流程图;

图47是图示了在图44至图46的流程图中阐述的步骤中的一个的操作的示意图;

图48是图示了在图44至图46的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图49是图示了在图44至图46的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图50是图示了在图44至图46的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图51是图示了在图44至图46的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图52是图示了在图44至图46的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图53是图示了在图44至图46的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图54是图示了在图44至图46的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图55是图示了在图44至图46的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图56是图示了在图44至图46的流程图中阐述的步骤中的另一个的操作的示意图;

图57是在所有层已被完全固化之后承载如在图47至图56中所示出的所印刷的五个层的基底的横截面的示意图;

图58是鞋类物品的示意图,该鞋类物品在其鞋面上承载示例性施加层。

详细描述

为了清楚起见,本文中的详细描述描述了某些示例性实施方案,但本申请中的公开内容可以应用于用于制造包括本文中描述的和在权利要求中叙述的特征中的某些的任何物品的任何方法。特别地,尽管下面的详细描述描述了某些示例性实施方案,但是应当理解,其他实施方案可以用于其他鞋类物品或服装物品的制造。而且,本描述不旨在用于确定所要求保护的实施方案的范围。本专利的适当范围可以仅从下面阐述的、鉴于本说明书理解的权利要求中确定。

尽管本文中的附图和文本描述仅描述了在它们可以用在某些鞋类物品或某些服装物品上时的实施方案,但是本文中的描述也可以应用于其他鞋类物品和/或其他服装物品,包括诸如跑步鞋、训练鞋、慢跑鞋、徒步旅行鞋、步行鞋、排球鞋、手球鞋、网球鞋、长曲棍球鞋、篮球鞋及其他类似的鞋类物品的鞋类物品,或者诸如短裤、衬衫、运动衫、夹克、裤子、手套、腕带、头带、臂带、有边帽或无边帽的服装物品,以及可应用于诸如背包或帐篷的其他物品。

本申请中公开的实施方案可以使用印刷机或绘图仪制造,印刷机或绘图仪可以被编程为在织物或其他物品上沉积丙烯酸树脂印剂、聚氨酯印剂、tpu印剂或硅酮印剂或其他印剂。这种印刷机或绘图仪可以被编程为覆盖织物的二维部分,例如,通过在第一方向上沿着轨道移动印刷头并且在第二方向上移动轨道,该第二方向与第一方向是正交的。其他印刷机或绘图仪可以在第一方向上移动印刷头,同时在与第一方向正交的第二方向上移动印刷台,或者可以在保持印刷头静止的同时在两个方向上移动平台。

如本文所使用的,术语“印刷机”、“绘图仪”、“3d印刷机”、“三维印刷系统”或“3d印刷系统”可以指可以将多个层印刷到织物、鞋类物品、服装物品或其他物品上的任何类型的系统,包括例如标记和图形印刷机。印刷机可以使用任何合适类型的uv可固化印剂,包括丙烯酸树脂印剂、聚氨酯印剂、tpu印剂或硅酮印剂或任何其他合适的印剂。

本文公开的实施方案包括用于使用印刷机和uv可固化材料或印剂将覆盖物施加到诸如织物的基底上的工艺。在这些实施方案中,该工艺通过将基底定位在印刷机上并将材料的第一层印刷到基底上而开始。然后通过使第一层经受由第一辐射所表征的第一预定辐射事件,第一层被部分固化。第一预定辐射事件仅部分固化第一层。该工艺通过在第一层上印刷材料的第二层、以及通过使第一层和第二层经受由第二辐射所表征的第二预定辐射事件来完全固化第二层和完全固化第一层来继续。因为第二层对第二辐射是部分透明的,故第一层通过这种暴露而固化。

其他实施方案包括用于在具有不平整的顶部表面的基底上印刷的工艺。在这些实施方案中,该工艺通过将基底定位在印刷机上并在基底的不平整的顶部表面上印刷材料的第一层而开始,然后通过将第一层暴露于第一辐射事件来部分固化第一层。第一层被允许聚结(coalesce),使得第一层的顶部表面比基底的不平整的顶部表面更平坦并且具有更小的粗糙度。材料的第二层被印刷在第一层上。然后,通过使第二层经受第二预定辐射事件,第二层被部分固化并且第一层被完全固化。

其他实施方案包括用于在基底上印刷的工艺,该工艺允许印刷材料在固化工艺期间的膨胀。这些实施方案通过将基底定位在印刷机上并且以在第一层中具有开口图案的图案在基底上印刷材料的第一层而开始。然后通过使第一层经受第一辐射事件,第一层被部分固化。通过在第一层上印刷材料的具有开口的第二层,然后通过使第二层经受第二辐射事件来部分固化第二层并且进一步固化第一层来继续该工艺。在固化期间,材料的第一层在其被固化时膨胀到开口中,以至少部分填充在开口中。

图1是可用于实施本文所描述的实施方案中的某些的印刷系统的示意图。如在图1中示意性示出的,材料130(诸如用于鞋面131的织物或用于服装物品132的织物或其它织物或材料)可以被放置在下面参考图2所描述的印刷机200中。为方便起见,在本说明书中,用于鞋面的材料或用于服装物品的材料或其他材料在本文中可被简称为“织物”。

印刷机200是印刷系统的一部分,该印刷系统包括向印刷机200发送印刷指令的计算机或cad系统104。印刷指令可以通过有线或无线网络106从计算机系统104发送到印刷机200,或者计算机系统可以通过缆线或其他连接件直接连接到印刷机。用于鞋面131或用于服装物品132的织物可定位到印刷机200中的平台201上。印刷指令包括用于将印剂的多个层印刷到织物130上的逐层指令。印剂可以是uv可固化印剂,诸如丙烯酸树脂印剂、聚氨酯印剂、tpu印剂或硅酮印剂。

对于所印刷的印剂或其他材料的连续层中的每一个,施加足够的印剂或其他材料使得印剂或其他材料可以在印刷期间和/或紧接在印刷之后从织物中的高点流动离开并向下汇集到低点中,使得新的顶部表面比先前的顶部表面更平坦。这确保了每个连续层的顶部表面比先前层的顶部表面更平坦,直到获得可以用作用于后续操作的参考层的平坦表面。然后,该参考层允许制造任何精细的二维或三维形状,其独立于下面的基底的不平整的性质。

此外,当下面的织物是粗糙的纺织品时,纺织品可以吸收印剂或其他材料。当这种印剂或其他材料被固化时,纺织品可能是饱和的,使得该纺织品不能吸收任何更多的印剂或其他材料。然后印剂或其他材料的后续层可以被印刷在饱和纺织品上,产生如上所述的具有连续平坦的顶部表面的层。

图2是可用于实施本文所描述的实施方案的印刷机200的示意图。如在图2中示意性示出的,印刷机200的主要部件是由控制模块220控制的平台201、印刷头204、uv光控制器221和印剂供应模块203,织物130(被示出在图1中)可以定位在平台201上。在一些实施方案中,印刷头204在例如数控步进电机(未示出)的控制下沿着轨道206行进,该数控步进电机可以在容纳在控制模块220中的印刷头x位置控制器223的控制下精确地定位印刷头204。来自印剂供应模块203的印剂在印剂供应控制器222的控制下被提供给印刷头204,印剂供应控制器222也容纳在控制模块220中。印刷机200还可以包括uv固化灯205。

为方便起见,正交的x、y和z方向通过图2中的坐标系207来限定。在图2中示意性示出的实施方案中,在操作中,印刷头204可以在印刷头x位置控制器223的控制下沿着轨道206在例如x方向上行进。轨道206本身可以在轨道y位置控制器224的控制下在y方向上行进。因此,在x方向上行进的印刷头204和在y方向上行进的轨道206的组合允许印刷头204覆盖诸如定位在平台201上的织物的基底。在其他实施方案中,印刷头可以在相对于轨道或其他支撑结构的一个或更多个不同方向上被致动。

在其他实施方案中,平台本身可以在y方向上移动,同时轨道保持静止,或者将被印刷上的材料可以放置在在y方向上移动的传送带上。在还有的其它实施方案中,印刷头可以是静止的,而平台在x方向和y方向两者上行进。

在一些实施方案中,印刷机200还包括距离传感器210,该距离传感器210测量从传感器到织物130的顶部表面的距离,包括可沉积在织物130上的任何层,使得当印剂层被印刷在织物130的顶部上时,距离传感器210测量到织物130上的一个或更多个印剂层的顶部表面的距离。距离传感器210与z方向平台位置控制器225通信,该z方向平台位置控制器225控制平台201在z方向上的位置。在一些实施方案中,z方向平台位置控制器225控制从印刷头204到织物130的顶部及其印剂层(如果有的话)的距离。在那些实施方案中,z方向平台位置控制器225可以控制距织物130的顶部表面及其层的距离,使得在每次经过印刷头开始时该距离是恒定的。例如,如果0.1mm厚的印剂层被印刷在织物130的顶部上,则z方向平台位置控制器225在开始下一次经过之前将平台201降低0.1mm,使得从印刷头204到织物130上的顶层的顶部表面的距离在每次经过开始时是相同的。

一些实施方案可以使用不同种类的印刷设备和系统。在一些情况下,可以使用于2016年10月6日提交的题为“printinglayerinresponsetosubstratecontour”的美国专利申请第15/287,010号中公开的一个或更多个特征,该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

如上所述,从印刷头喷射的材料可以是uv可固化印剂,例如丙烯酸树脂印剂、聚氨酯印剂、tpu印剂或硅酮印剂。在其他实施方案中,从印刷头喷射的材料也可以是能够从印刷头喷射并且能够通过辐射或热量固化的另一种材料。从印刷头喷射的印剂或其他可印刷材料可以具有足够的流动性,使得该印剂或其他可印刷材料可以在印刷期间和/或紧接在印刷之后从正在被印刷的表面上的高点向下流动到该表面上的低点,使得该连续的顶部表面逐渐变得平坦,如下面所解释的。

沉积在服装物品上或鞋类物品上的层可以执行几种功能中的任何一种。例如,该层可以是防水的、耐磨的或保护性的,或者可以承载颜色或颜色图案。在一些情况下,该层可具有增强服装物品或衣服物品的视觉外观的固有光学性质。例如,该层可以在织物上形成微透镜阵列。在其他实施方案中,该层可以是随着层的温度改变而改变颜色的热致变色层,或者是根据所施加的电压(例如,来自压电源的电压)而改变颜色的电致变色层。

图3图示了示例性流程图300,其图示了用于将多个印剂层沉积到诸如织物或其他材料的基底上的工艺的实施方案。在这个实施方案中,在步骤310中,在印刷机处接收将被印刷在基底上的一系列层。例如,一系列层可能已在cad系统上被设计并且通过网络或经由从cad系统到印刷机的控制模块的直接连接而被发送到印刷机。在步骤320中,诸如用于鞋类物品的鞋面或用于服装物品的织物或其他材料的基底被定位在印刷机平台上。基底也可以是一些其他物品,诸如保护性装备或运动或休闲产品,诸如网球拍、曲棍球棒或健身包。步骤310和步骤320可以以任何顺序执行,或者可以同时执行。基底可以承载例如彩色或黑白图案。在步骤330中,印刷机被指示印刷该一系列层。在步骤340中,印刷机遵循图4的流程图中所示的步骤来印刷第一层。在步骤350中,印刷机遵循图350的流程图中所示的步骤来印刷第一层。

图4和图5中所示出的流程图示了可分别用于实施图3的流程图的步骤340和步骤350的示例性步骤。因此,如图4中概述的图3的步骤340可以从将从印刷头到平台的高度调整到预定高度的步骤341开始。在印刷机将材料的第一层印刷到织物上之前调整平台的高度的步骤341和下面参考图5所描述的在每个连续层被印刷之前执行的类似步骤351是可用于改善印刷层的层与层一致性的可选步骤。

接下来,在步骤342中,印刷机可以在织物上印刷第一层。第一层可以以例如0.1mm厚的量级被印刷,尽管在一些情况下,第一层可以被印刷成从0.05mm厚至0.2mm厚(包含0.05mm厚和0.2mm厚)的任何厚度。印刷层可以是例如uv可固化丙烯酸树脂印剂、uv可固化聚氨酯印剂、uv可固化tpu印剂或uv可固化硅酮印剂,或者它可以是一些其他可印刷材料。如上所述,印剂或其他可印刷材料可以在印刷期间和/或紧接在印刷之后从下面的织物的高点向下汇集到低点,从而与下面织物的顶部表面相比,导致较少不平整的和更平坦的顶部表面。在步骤343中,第一层然后经受第一预定辐射事件,诸如暴露于处于第一强度的uv辐射源持续第一持续时间。该第一预定辐射事件的持续时间和强度参数被选择以仅部分固化第一层。

第一预定辐射事件可以通过选择例如uv辐射作为辐射,并选择uv辐射的暴露时间和强度水平,使得第一层仅部分固化。第一辐射事件可以是对uv辐射以预定的入射强度持续预定的持续时间的第一预定暴露。例如,如果第一层将在1000流明的uv辐射强度下用0.1秒暴露时间完全固化,则这个预定辐射事件可以是在1000流明的uv辐射强度下0.05秒的暴露时间,或者其可以是在500流明的uv辐射强度下0.1秒的暴露时间。因为第一层仅部分固化,所以其变成粘性或凝胶状流体,使得其变得平坦或在一定程度上减少下面的基底的任何不规则或缺陷。

如上所述,图5是图示可用于实施图3的示例性流程图300的步骤350的示例性步骤的流程图。在步骤351中,平台的高度可以可选地被调整,使得从印刷头到第一层的距离等于步骤341中的从印刷头到织物的距离。换句话说,在印刷第二层之前,从印刷头到第一层的顶部表面的距离等于在步骤341中指定的预定高度。在步骤352中,材料的第二层可以印刷在第一部分固化的层上。第二层可以是0.1mm厚,或者它可以具有在0.05mm至0.2mm范围内的另一厚度。用于印刷第二层(和任何另外的后续层)的印剂或其他材料可以在印刷期间和/或紧接在印刷之后从第一层(或先前层)的高点向下汇集到第一层(或先前层)的低点,以产生具有比第一层(或先前层的)的顶部表面更平坦的顶部表面的第二层。第二层的厚度和构成被选择使得第二层对于可用于固化印刷层的辐射(诸如uv辐射)是部分透明的。例如,用于第二层的材料可以是uv可固化印剂,诸如上面列出的uv可固化印剂。

在步骤353中,第二层然后被暴露于第二辐射事件,该第二辐射事件可被选择以完全固化第二层。例如,第二辐射事件可以是暴露于uv辐射进行第二预定暴露,该第二预定暴露在持续时间和/或强度上大于第一预定暴露。例如,第二预定暴露可以是在1000流明的强度下暴露于uv辐射0.1秒的持续时间。在这些实施方案中,因为第二层对uv辐射是部分透明的,所以uv辐射穿透第二层进入第一层中。因此,步骤353完成了第一层的固化,该第一层在步骤343中仅被部分固化。

在步骤354中,印刷机确定其是否已被编程为印刷另外的层。如果没有另外的层需要被印刷,则在步骤355中印刷机停止印刷层并且移除基底。如果需要印刷另外的层,则印刷机返回到步骤351。然后,印刷机可以执行步骤351、步骤352、步骤353和步骤354,直到序列中的所有层被印刷,并且印刷机在步骤355中停止,以允许移除具有在其上印刷的且完全固化的层的基底。如上所述,在每个印刷步骤期间和/或在每个印刷步骤之后,印剂或其他可印刷材料可以从下面的表面中的任何高点向下流动到该表面中的任何低点。

每个连续的辐射事件在持续时间和强度上可以等于或类似于第二预定辐射事件,或者它们可以具有不同的持续时间和/或强度。在任何情况下,连续的辐射事件中的每一个可以被选择,以在它们被印刷之后完全固化连续层中的每一个。

在一些实施方案中,印刷层和固化该层的步骤可以同时发生,使得该层在其正在被印刷时经受辐射事件(诸如暴露于uv辐射)。

例如,图3、图4和图5的流程图中描述的工艺可用于印刷14个层,每层0.1mm厚,以在基底上产生1.4mm厚的覆盖物。通常,均在0.05mm至0.2mm厚范围内的10个至20个层可以印刷在基底上,以产生可以是1.0mm至2.0mm厚的覆盖物并且可以起到保护覆盖物、防水覆盖物和/或耐磨覆盖物的作用。覆盖物还可以或可替换地具有其他性质,诸如颜色或弹性,和/或可以吸收冲击和/或可以具有光学功能。作为示例,覆盖物可以包括微透镜阵列,或者可以包括热致变色或电致变色部件。

在图6至图13中图示了图3、图4和图5的流程图中阐述的顺序。在图6至图13中所图示的实施方案中,辐射事件是暴露于uv辐射。在这些图中每一个中,放大图提供了层的特写视图。图6图示了在图4的流程图中所列出的步骤342。在图6中,可选地,在平台相对于印刷头的高度10被调整之后,材料的液滴401从印刷头402朝向平台420上的基底430喷射。基底可以是例如以彩色的形式,或者以黑和白的形式,或者以颜色的另一组合的形式承载图案或图像的织物。在图6中所示的构型中,uv辐射源403关闭(即,不发射任何uv辐射)。图7图示了图4的流程图中的步骤343的执行,部分固化第一层。在图7中,第一层431已经被印刷到基底430上。紧接在印刷之后,第一层431基本上是基底430的顶部上的液体层,如通过在图7中图示第一层431的液体状态的虚线所示。在这种液体状态中,可印刷材料可以从下面的表面中的任何高点向下流动到该表面中的任何低点。在图7中,uv辐射源403现在朝向第一层431发射uv射线405进行第一预定暴露,该第一预定暴露是达到一定时间段和强度足以仅部分固化第一层431的暴露。

在图中,如图7、图20、图22、图24、图26、图48、图50、图52和图54中所示,通过仅示出从uv源发出的三条射线405来图示层的部分固化。如图9、图12、图28、图30和图56中所示,通过示出从uv源发出的六条射线405来图示完全固化。

在步骤343完成之后,第一层431变成粘性流体,而不是液体,因为它已经部分固化。这种粘性状态由图8(其在下面描述)中的第一层431中的虚线和斜条纹的组合来图示,以表明该层是处于液体和固体之间的中间状态。在这种粘性状态中,第一层431可以沉降到基底中的任何小的不规则部分中和任何小的不规则部分之上,使得第一层431的顶部表面441更平坦、较不粗糙和更平滑,并且不再现或反映那些不规则部分。在一些实施方案中,形成第一层431的材料穿透到基底430中,从而将第一层431机械地附接和/或化学地结合到基底430。

图8和图9图示了图5的流程图中所列出的步骤352和步骤353。在这些步骤中,可选地,在平台相对于印刷头的高度10已经被调整之后,如图8中示意性示出的,第二层432被印刷在第一层431上,并且如图9中示意性示出的,第二层432被完全固化。第二层的厚度可以大于第一层的厚度、与第一层的厚度相同或小于第一层的厚度。例如,两个层可以是0.1mm厚,或者第一层可以是大于0.1mm厚(例如,0.12mm厚),并且第二层可以是小于0.1mm厚(例如,0.09mm厚),或者反之亦然。因为粘性的第一层431的顶部表面441是平坦的和平滑的,所以当第二层432印刷在第一层431上时,第二层432容易沉降在第一层431上,使得第二层432具有平坦的顶部表面442,如图9中示意性所示。第二层432对uv是部分透明的,使得入射到第二层432上的uv辐射可以穿透到第一层431,以完成第一层431的固化。

图9图示了在图5的流程图中所列出的步骤353。在这个步骤中,uv辐射源403现在朝向第二层432发射uv射线405。因为第二层432对uv辐射是部分透明的,所以uv射线在它们固化第二层432时固化第一层431。在步骤353中,第一层431和第二层432暴露于uv辐射源403进行第二预定辐射事件。例如,第二预定辐射事件是uv辐射达到一定时间段和以强度足以完全固化第一层431和第二层432两者的第二预定暴露。例如,第二预定暴露可以在1000流明的uv辐射强度下具有0.1秒的暴露时间,或者它可以在500流明的uv辐射强度下具有0.2秒的暴露时间,或者它可以暴露完全固化第一层431和第二层432两者的持续时间和强度的任意组合。

在步骤353完成后,第一层431和第二层432两者都被完全固化,如在图10中示意性示出的。图10中的放大图是在两个层已经完全固化之后的基底430、第一层431和第二层432的特写图示,如通过指示第一层431和第二层432两者已经完全固化的交叉阴影线所示。另外,如图10中所示,完全固化的第二层432的顶部表面442是平坦的。

任意数量的另外的层可以被印刷在第二层432上,该第二层432具有平坦的顶部表面442,该平坦的顶部表面442可以用作用于随后印刷另外的层的参考平面。图11至图13图示了第三另外的层的印刷和固化。第四层、第五层和/或更多的层也可以遵循在图5的流程图中阐述的步骤而被印刷和固化。图11图示了图5的步骤352的第二次执行,在第二层432上印刷第三层433(在其被沉积之后,在图12中示出),可选地在平台相对于印刷头的高度10被调整之后。图12图示了图5的步骤353,通过将第三层433暴露于辐射事件,诸如将第三层433暴露于uv辐射源403进行第三预定暴露来完全固化第三层433(其具有平坦的顶部表面443)。

图13是示出由基底430上的第一层431、第二层432和第三层433组成的三层覆盖物的最终结构的横截面的示意图。图13中的放大图是这个最终结构的特写。三层覆盖物的顶部表面443是平坦的,使得它可以用作用于印刷一个或更多个另外的层的参考层。如果将要印刷另外的层,则那些层被连续印刷并连续经受辐射事件,如在图5的流程图中所示。

在图6、图8和图11中,如图中所指示的,印刷头在将在其上印刷的表面上方的高度由数字“10”表示。在某些实施方案中,在每个印刷步骤开始时,这个高度被重置到其初始高度(从印刷头到裸基底(baresubstrate)的高度)。可选地,在每个印刷步骤开始时,平台位置被调整,使得在每个印刷步骤开始时从印刷头到层顶部的高度是相同的。然而,如上所述,该高度调整步骤(其在图4中被标识为步骤341以及在图5中被标识为步骤351)是可选的,并且图3中的流程图300中概述的工艺可以在不对一个或更多个印刷步骤或对所有印刷步骤使用该高度调整的情况下实施。

通常,可以使用图1中所图示的系统印刷具有变化的或相同厚度的任意数量的层。通常,具有从0.05mm至2.0mm范围内的厚度的10个至20个层可以被印刷。例如,每层近似0.1mm厚的总共14层可以被印刷在基底上,以在基底上产生1.4mm的覆盖物。该层可以都是透亮(clear)的,或者它们可以带有一些色素沉积,使得一个或更多个层可以被着色。

在其他实施方案中,第二层可以仅暴露于例如第一预定暴露,这将仅部分固化第二层。在这种情况下,当第二层部分固化时,第一层(其通过先前暴露部分固化)可以变成完全固化。类似地,几个连续的层可以在其初始暴露期间仅部分固化,并且然后在下一层部分或完全固化时变成完全固化。后续层可以在它们初始暴露于诸如uv辐射的辐射事件时完全固化。在许多实施方案中,最终层将在最后的辐射事件中完全固化,然而在一些实施方案中,例如,最终层可以通过加热而被固化。

图14是图示用于将印剂或材料的多个层沉积到基底上的工艺的另一实施方案的示例性流程图500。在这个实施方案中,基底具有不平整的表面,并且使用图14的示例性流程图500中概述的工艺的目的中的一个是产生具有平坦表面的物品。这种基底的示例在图17和图18中示意性地示出。图17是用于鞋类物品的鞋面630的平面图,并且图18是用于鞋类物品的鞋面630的横截面图(在图17中的箭头18-18处截取)。鞋面630具有不平整的顶部表面,因为它在其表面640上承载部件650。部件650可以是例如控制鞋面630的弹性或为鞋面630提供额外增强的结构部件。部件650也可以或者可替代地是热致变色部件,该热致变色部件随着温度的作用,例如随着穿用者的足部变暖而改变颜色。部件650也可以或者可替代地是电致变色部件,该电致变色部件随着所施加的电压的作用而改变颜色。在这样的实施方案中,所施加的电压可以由压电设备提供,该压电设备在受到应力时提供电压。

将参考图19至图31来描述在图14的示例性流程图500、图15的流程图540和图16的流程图550中所示出的工艺。在图14中的流程图500中所示出的实施方案中,在步骤510中,要印刷在具有不平整的顶部表面的织物上的一系列层被设计并被发送到印刷机,诸如图2中所图示的印刷机200。在步骤520中,层将被印刷在其上的基底630被定位在印刷机的平台620上(参见图19)。步骤510和步骤520可以以任何顺序执行,或者可以同时执行。在步骤530中,印刷机被指示印刷在步骤510中接收的一系列层。在步骤540中,印刷机印刷层的第一组,该第一组中的层在紧接在它们被印刷之后最初仅被部分固化,如下面参考图15所解释的。在图15中示出了图示用于印刷层的该第一组的步骤的示例性流程图。在步骤550中,印刷机印刷层的第二组,该第二组中的层在它们已被印刷之后在下一步骤中被完全固化,如下面参考图16所解释的。

图15是图示可用于实施图14中所示的步骤540的步骤的示例性流程图。这些步骤可用于印刷在印刷后施加的第一固化步骤中仅部分固化的层。这允许该层保持在粘性状态中,使得它们可以在基底的不平整表面上流动并且可能穿透到基底中,例如当基底是织物时。因为该层在它们被部分固化后可以流动,所以每个连续层的顶部表面比先前层的顶部表面较少不平整和更平坦。该层最终被完全固化,因为用于固化后续层的辐射(诸如uv辐射)部分透射通过一个或更多个层以完成下面的层的固化。

在步骤541(其是可选的)中,平台相对于印刷头的高度被调整,使得印刷头602在基底上方的高度10(参见图19)被设置为预定高度。在步骤542的第一次执行中,通过将从印刷头602喷射的材料的液滴601沉积到基底630上,在基底上印刷第一层631,如图19和图20中示意性所示。在印刷期间以及紧接在已印刷该第一层之后,印剂或其他可印刷材料从下面的表面中的任何高点向下流动以向下汇集在低点处。在步骤543中,层631被部分固化。在图20中示意性示出的实施方案中,通过将第一层631暴露于uv射线605进行第一预定辐射事件,诸如暴露于来自uv辐射源603的uv射线605,第一层631被部分固化,如图20中示意性示出的。例如,第一层631可以暴露于处于1000流明的uv辐射下0.05秒。

在步骤544中,印刷机确定它已被指示印刷最初将被部分固化的另外的层。然后,工艺返回到步骤541(其可以是可选的),并且平台的高度被调整,使得印刷头在第一层631的顶部表面上方的高度是处于预定高度10。在步骤542中,第二层632印刷在第一层631上,如在图21和图22中示意性示出的。在步骤542的该第二次执行中,材料的液滴601从印刷头602喷射并沉积在第一层631上,如图21中示意性示出的。在印刷期间和紧接在该层已被印刷之后,印剂或其他可印刷材料从下面的表面中的任何高点向下流动以向下汇集在低点处。

第二层632对uv是部分透明的,使得uv射线605中的一些透射通过第二层632以完全固化第一层631。在一些实施方案中,第二预定暴露被选择以便完全固化第一层631和第二层632两者。在那些实施方案中,尽管第一层631的顶部表面661可能不是完全平坦的(它可以在部件650上方具有一些隆起,诸如在图20中示意性示出的顶部表面661中的隆起651),该表面是足够平滑的,使得用于印刷第二层632的印剂或其他可印刷材料可以向下流动到第一层631中的轻微凹陷中,以产生可以具有平坦的顶部表面的层。在那些实施方案中,顶部表面可用作后续工艺步骤的参考平面。

在其它实施方案中,在平坦的顶部表面被实现之前,可能需要印刷最初仅部分固化的另外的层。在每个印刷步骤,印剂或其他材料具有足够的流动性,使得它可以向下流动并汇集在下面的表面中的较低的点中。因此,如在图22和图23中示意性示出的,第二层632的顶部表面662(在主要的图中标识)在部件650上具有隆起652(在放大图中标识)。那些实施方案中的另外的层通过执行流程图540中的步骤541至544来执行,并且被图示在图23至图26中。因此,在步骤541的第三次执行(其是可选的)中,平台高度被调整以将印刷头在第二层632的顶部表面上方的高度10保持到其预定高度。如在图23和图24中示意性示出的,材料的第三层633然后可以被印刷在第二层632上。在步骤543的第三次执行中,然后通过将第三层633暴露于来自uv辐射源603的uv射线605进行第三预定辐射事件,第三层633被部分固化,该第三预定辐射事件可能仅足以部分固化第三层633。第三预定辐射事件可以与第一预定辐射事件或第二预定辐射事件是相同的或是不同的。

在步骤541的第四次执行(其是可选的)中,平台高度被调整以保持印刷头在第三层633的顶部表面上方的高度10。然后,材料的第四层634可以印刷在第三层633上,如图25和图26中示意性示出的。如图24和图25中示意性示出的,第三层633的顶部表面663在部件650上具有隆起653。在步骤543的第四次执行中,通过将第四层634暴露于来自uv辐射源603的uv射线605进行第四预定辐射事件,然后第四层634被部分固化,该第四预定辐射事件可能仅足以部分固化第四层634。第四预定辐射事件可以与第一预定辐射事件、第二预定辐射事件或第三预定辐射事件是相同的或是不同的。

在这个示例中,在第四层634已经部分固化之后,印刷机在步骤544中确定它没有被指示印刷任何另外的部分固化的层。如在图26和图27中示意性示出的,在其粘性状态中的第四层634的顶部表面664具有几乎不可察觉的隆起654。印刷机然后继续执行在流程图550中示意性示出的步骤,在图16中示意性示出了流程图550,其中,在下一步骤中,在每层沉积在先前层上之后,每层被完全固化。在图27至图30中图示了流程图550的步骤。

因此,图27和图28示出了沉积在第四层634上的第五层635。在图27中,第四层634处于粘性状态,并且其顶部表面664仍然具有几乎不可察觉的隆起654。在图28中,第五层635经受第五预定辐射事件。在这个实施方案中,第五辐射事件是暴露于处于预定强度的来自uv辐射源603的uv射线605达到预定持续时间,其足以完全固化第五层635(其具有平坦的顶部表面665,如图28和图31中所示)并完成第四层634的固化。因为在这个步骤中,uv射线是足够强烈的和/或发射足够长的时间以完全固化第五层635,所以图28示出了从uv辐射源603发出的六条射线,而不是例如在图26中示意性示出的三条射线。到印刷第五层635的步骤完成的时候,图27中示意性示出的几乎不可察觉的隆起已经消失,使得第四层634的顶部表面是平坦的,从而它可以用作用于后续工艺的参考层。因此,如图28中示意性示出的,随着其被沉积,第五层635也具有平坦的顶部表面。

图29和图30图示了流程图500的步骤552中的第六层636的沉积和固化,该第六层636在流程图500的步骤553中被完全固化。图31示出了由图14至图16的流程图中描述的工艺的实施方案产生的最终结构。如在图31中的放大图中最佳示出的,第三层633的顶部表面663处的隆起653小于第二层632的顶部表面662中的隆起652,隆起652继而小于第一层631的顶部表面661中的隆起651。第四层634、第五层635和第六层636具有平坦的顶部表面。

通过应用示例性流程图500、流程图540和流程图550中概述的工艺而获得的顶层的平坦度可以以几种方式指定。例如,如果在施加诸如在图17和图18中示意性示出的部件650的结构之前的基底最初是平坦的,则在沉积所有层之后顶层的顶部表面,诸如图31中示意性示出的第六层636的表面666,可以被指定为至少与施加任何部件之前的基底的顶部表面一样平坦。在其他情况下,将层施加到基底上的目的中的一个可以是改善最终产品的平坦度或平滑度。在那种情况下,期望的平坦度可以被指定为具有例如小于20nm或小于10nm的最大偏差。期望的平坦度也可以以其他方式来指定,例如,通过限定“最佳配合(bestfit)”平面并且要求所有表面点必须位于平行于这个平面的两个平面之间,并且在最佳配合平面的任一侧上在10nm内。

顶部表面的平坦度可以通过几种已知方法中的任何一种来测量,诸如刻度盘千分尺、触针轮廓仪、高度仪或接触轮廓仪,它们适合于层的尺寸和表面特性。光学技术也可以与具有合适的光学特性的顶层一起使用。例如,可以使用的技术包括使用坐标测量机(cmm)、使用光学轮廓仪、使用具有单色光源的光学平板以及测量干涉图案。其他技术也可以使用。

图32至图43图示了将与图14至图16的流程图中所示出的工艺大致相似的工艺施加于编织织物730。在用于制造在图32至图43中示意性示出的结构的实施方案中,该层可以使用uv辐射源固化并将该层暴露于处于预定强度的uv辐射达到预定持续时间。织物730具有沿第一方向定向的线701和沿与第一方向垂直的第二方向定向的线702,使得线彼此交织以形成编织织物。图32示出了在图15的步骤542已第一次执行以在织物730上印刷第一层703之后的织物和第一层703的横截面。此时,第一层703是液体,如在图32中虚线阴影图所示。因为第一层703是液体,所以它可以从下面的织物中的任何高点向下流动到该织物中的低点,导致第一层703的顶部表面比下面的织物的表面更平坦。在一些情况下,用于形成第一层703的印剂或其他可印刷材料可以在一定程度上被吸收到线703和线704中。图33示出了在第一层703已经部分固化并且第二层704刚刚印刷在第一层703上之后的织物和前两层的横截面。因为第一层703已经部分固化,所以其用斜条纹和虚线两者示出,表明其处于液体(仅虚线)和固体(仅斜条纹)之间的中间阶段。因为第一层703仅经受一次uv辐射,使得其仅轻微固化,所以图33中的交叉阴影线与斜条纹的数量相比具有水平虚线的优势,表明其仅轻微固化。

例如,图35可用于建立在这些图中所使用的阴影图规则。因此,刚刚印刷并且仍然是液体的第四层706具有虚线水平线以图示其液体状态。仅轻微固化的第三层705具有虚线和斜条纹的组合,其中虚线占优势。更严重固化的第二层704具有虚线和斜条纹的组合,其中斜条纹占优势。如通过在第一层703中独占地使用斜条纹所示,第一层703完全固化。

图34示出了在图15的步骤542已被第三次执行以在第二层704上印刷第三层705之后,织物730、第一层703、第二层704和第三层705的横截面。因为第三层705尚没有固化,所以在图34中其被示出为液体层。第二层704被示出为具有仅轻微固化,因为其仅被被部分固化一次。因为第一层703已经暴露于uv辐射两次,所以其比第二层704更严重固化。这通过与第二层704相比,第一层703中的斜条纹的更大密度来示出。

图35示出了在图15的步骤542已被第四次执行以在第三层705上印刷第四层706之后,织物730、第一层703、第二层704、第三层705和第四层706的横截面。在图35中,第四层706是液体,如通过虚线所示,因为其还没有暴露于uv辐射。第三层705轻微固化,因为其暴露于uv辐射仅一次。第二层704被更严重地固化,因为其暴露于uv辐射两次,一次直接在其最初被印刷之后,并且然后第二次通过暴露于透射通过第三层705的uv辐射,同时第三层705被固化。如在图35中通过第一层703中斜条纹的更大密度和通过第一层703中不存在任何水平虚线所指示的,第一层703现在完全固化。

图36示出了在图15的步骤542已被第五次执行以在第四层706上印刷第五层707之后,织物730、第一层703、第二层704、第三层705、第四层706和第五层707的横截面。在这个横截面中,第一层703和第二层704已经暴露于uv辐射三次或更多次并且完全固化,如通过在第一层703和第二层704中独占地使用条纹斜线所指示的。第三层705通过两次暴露于uv辐射而被严重固化,而且第四层706通过单次暴露于uv辐射而被轻微固化。第五层707是液体,因为其尚没有固化。

图37示出了在图15的步骤542已被第六次执行以在第五层707上印刷第六层708之后,织物730、第一层703、第二层704、第三层705、第四层706、第五层707和第六层708的横截面。在这个横截面中,第一层703、第二层704和第三层705已经暴露于uv辐射三次或更多次,并且完全固化,如在第一层703、第二层704和第三层705中通过独占地使用条纹斜线所指示的。第四层706通过两次暴露于uv辐射而被严重固化,并且第五层707通过单次暴露于uv辐射而被轻微固化。第六层708是液体,因为其尚没有固化。

图38示出了在图15的步骤542已被第七次执行以在第六层708上印刷第七层709之后,织物730、第一层703、第二层704、第三层705、第四层706、第五层707、第六层708和第七层709的横截面。在这个横截面中,第一层703、第二层704、第三层705和第四层706已经暴露于uv辐射三次或更多次,并且完全固化,如在第一层703、第二层704、第三层705和第四层706中通过独占地使用条纹斜线所指示的。第五层707通过两次暴露于uv辐射而被严重固化,并且第六层708通过单次暴露于uv辐射而被轻微固化。第七层709是液体,因为其尚没有固化。

不同于第一层703的起伏的顶部表面743、第二层704的起伏的顶部表面744、第三层705的起伏的顶部表面745、第四层706的起伏的顶部表面746、第五层707的起伏的顶部表面747或第六层708的起伏的顶部表面748,第七层709的顶部表面749是平坦的(如图36至图43中所示)。起伏的幅度在第一层:第一层703中是最大的。随着另外的层被印刷并且随着每层在其液体和部分固化状态期间稳定下来,幅度连续地变得更小。因此,如在图38至图43中示意性示出的,每层在一定程度上平滑了在其上印刷的层的起伏,直到第七层709的顶部表面是平坦的并且没有起伏。因此,第七层709的顶部表面749可以用作用于后续层印刷的参考平面。

表面的平滑度或粗糙度可以使用诸如触针轮廓仪或光学表面轮廓仪的仪器来测量。粗糙度基本上与平滑度相反,使得当表面的粗糙度最小化时,表面的平滑度提高。粗糙度平均值ra被限定为由轮廓仪从平均线测量的每个点的垂直距离的绝对值的算术平均值。因此,如果轮廓仪测量n个数据点,则ra可以如下计算

其中yi是从第i点到表面的平均线的垂直距离。

在这些实施方案中,表面的平滑度可以被评估为表面的粗糙度的倒数。例如,表面ra的粗糙度可以使用可商购的触针轮廓仪测量,并且为了评估本文所描述的表面的平滑度,表面的平滑度sa可以计算为表面的粗糙度的倒数:

图39示出了在图16的步骤552已被第一次执行以在第七层709上印刷第八层710之后,织物730、第一层703、第二层704、第三层705、第四层706、第五层707、第六层708和第七层709的横截面。因为第七层709是平坦的,不再有对仅部分固化另外的层的任何需要——这些层现在可以完全固化。出于该原因,第八层710的顶部表面750是平坦的并且在其被印刷之后完全固化。如在图40(下面描述)中示意性示出的,这个步骤还完成了第七层709和第六层708的固化。

图40示出了在图16的步骤553已被执行以完全固化第八层710、第七层709和第六层708之后以及在图16的步骤552已被第二次执行以在第八层710上印刷第九层711之后,织物730、第一层703、第二层704、第三层705、第四层706、第五层707、第六层708、第七层709、第八层710和第九层711的横截面。如在图40中示意性示出的,在这个阶段,第一层703、第二层704、第三层705、第四层706、第五层707、第六层708、第七层709和第八层710全部完全固化,并且第九层711是液体。如在图40中示意性示出的,第七层709的顶部表面749、第八层710的顶部表面750和第九层711的顶部表面751全部是平坦的。

图41示出了在图16的步骤553已被第二次执行以完全固化第九层711之后以及在图16的步骤552已被第三次执行以在第九层711上印刷第十层712之后,织物730、第一层703、第二层704、第三层705、第四层706、第五层707、第六层708、第七层709、第八层710、第九层711和第十层712的横截面。如在图41中示意性示出的,在这个阶段,第一层703、第二层704、第三层705、第四层706、第五层707、第六层708、第七层709、第八层710和第九层711全部完全固化,并且第十层712是液体且具有平坦的顶部表面752。

图42示出了图16的步骤552已被第四次执行以在第十层712上印刷第十一层713之后,织物、第一层703、第二层704、第三层705、第四层706、第五层707、第六层708、第七层709、第八层710、第九层711、第十层712和第十一层713的横截面。如在图42中示意性示出的,在这个阶段,第一层703、第二层704、第三层705、第四层706、第五层707、第六层708、第七层709、第八层710、第九层711和第十层712全部完全固化,并且第十一层713是液体且具有平坦的顶部表面753。

图43示出了最终产品的横截面,其示出了在所有层通过使该层经受诸如暴露于uv辐射的辐射事件而完全固化之后的织物730及其所有的层:第一层703、第二层704、第三层705、第四层706、第五层707、第六层708、第七层709、第八层710、第九层711、第十层712、第十一层713和第十二层714。图43用尺寸符号标注,示出了与每层的平坦度的最大偏差。因此,双箭头763表示第一层703的顶部表面与平坦度的最大偏差;双箭头764表示第二层704的顶部表面与平坦度的最大偏差;双箭头765表示第三层705的顶部表面与平坦度的最大偏差;双箭头766表示第四层706的顶部表面与平坦度的最大偏差;双箭头767表示第五层707的顶部表面与平坦度的最大偏差;并且双箭头768表示第六层708的顶部表面与平坦度的最大偏差。

如在图43中示意性示出的,通过第一层703的双箭头763所示出的与平坦度的最大偏差大于通过第二层704的双箭头764所示出的与平坦度的最大偏差,通过第二层704的双箭头764所示出的与平坦度的最大偏差大于通过第三层705的双箭头765所示出的与平坦度的最大偏差,通过第三层705的双箭头765所示出的与平坦度的最大偏差大于通过第四层706的双箭头766所示出的与平坦度的最大偏差,通过第四层706的双箭头766所示出的与平坦度的最大偏差大于通过第五层707的双箭头767所示出的与平坦度的最大偏差,通过第五层707的双箭头767所示出的与平坦度的最大偏差大于通过第六层708的双箭头768所示出的与第六层的平坦度的最大偏差。

总之,当第一层703、第二层704、第三层705、第四层706、第五层707、第六层708和第七层709中的每一个被印刷并且然后部分固化时,印刷和部分固化步骤的持续允许印刷材料从高点向下流动到低点、汇集并聚结。如在图43中示意性图示的,这降低了每个连续层中的起伏的幅度。例如,如在图43中示意性示出的,第一层703不具有均匀的厚度,因为来自第一层703的印刷材料向下流动到线702向下弯曲并越过线701的凹陷中。后续层也可以具有不均匀的厚度,但是不均匀的程度随着每个后续层而降低。

在一些情况下,第一层和第一层被印刷在其上的基底之间的差分横向热膨胀(differentiallateralthermalexpansion)可能导致被印刷上的覆盖物与其下面的基底分离或分层。在一些实施方案中,可以通过印刷具有开口的层来防止这种分层,该开口允许第一层和后续层在它们被印刷和固化之后横向膨胀。在下面参考图44至图57描述的一个实施方案中,开口是沿着或跨过层在一个或更多个方向上延伸的凹槽。可以使用用于在层中开口的布局的其他图案。例如,开口可以是以下的一种或几种的组合:圆形开口、椭圆形开口、蛇形开口、菱形开口、方形开口、矩形开口,或者该开口可以具有其他形状。

图44是流程图800的图示,其概述了用于首先在基底上印刷具有凹槽的一组层,并且然后在凹槽层上印刷最终层的工艺的示例性实施方案。

图45是列出可用于实施流程图800的步骤840的示例性步骤的流程图。

图46是列出可用于实施流程图800的步骤850的示例性步骤的流程图。图47至图57图示了连续层到织物上的印刷和固化。在图47、图49、图51、图53和图55中,印刷头902在顶层的顶部表面上方的高度由数字“10”指示。

在图44中的流程图800的第一步骤810中,一系列层被印刷系统接收,在该一系列层中,层的第一组将被印刷具有凹槽。在步骤820中,基底被定位在印刷机平台上。在步骤830中,印刷机被指示印刷其在步骤810中接收的一系列层。在步骤840中,印刷机在基底上印刷第一组凹槽层。用于实施步骤840的步骤被列出在下面描述的图45中示意性示出的流程图中。在步骤850中,印刷机印刷最终层,该最终层不具有任何凹槽。用于实施步骤850的步骤被列出在下面描述的图46中示意性示出的流程图中。

图45列出了用于实施图44的在基底上印刷具有凹槽的层的步骤840的步骤。流程图840中的步骤841、步骤842、步骤843和步骤844可以执行一次或可以执行多次。在图47至图57中所图示的实施方案中,流程图800的步骤840被执行四次,如下面参考图47至图57所描述的。

在步骤841(其是可选的)中,通过调整印刷机平台的位置将印刷头在基板上方的高度设置为预定高度。在步骤842的第一次执行中,印刷机在基底上印刷层。在图47中图示了该步骤的第一次执行,其示出了液滴901从印刷头902喷射到被定位在平台920(在图47至图57中示出)上的基底930上以形成层931(在图48中示意性示出)。层931在步骤843中部分固化。在这个实施方案中,如在图48中所图示的,层931被来自uv源903的uv辐射905部分固化。在其他实施方案中,层931可以通过另一类型的辐射事件和/或通过加热而部分固化。随着层931被固化,其膨胀到凹槽941中,部分填充该凹槽。在步骤844中,印刷机确定另外的凹槽层是否必须被印刷。如果答案为是,则工艺返回以重复步骤841、步骤842和步骤843。

在图49和图50中图示了步骤842的第二次执行。图49示出了液滴901从印刷头902喷射到层931的顶部表面上以形成层932(在图50中示意性示出)。在这个步骤842的第二次执行开始时,层931被部分固化,如在图49和图50中通过层931的阴影图示意性示出的。如在图49和图50中示意性示出的,层931中的凹槽941比图48中的凹槽941大体上更窄,因为层931的材料已经膨胀以减小凹槽941的宽度。层932包含凹槽942,该凹槽942在该图示中具有类似于图48中的凹槽941的宽度的宽度。然而,在其他实施方案中,凹槽942可以具有不同的宽度。在步骤843的第二次执行中,层932被来自uv源903的uv射线部分固化,这也完成了层931的固化。随着层931被固化,其膨胀以填充凹槽941,使得当层931完全固化时,层931不再包含任何凹槽,如在图51中示意性示出的。

图51示出了液滴901从印刷头902喷射到层932的顶部表面上以形成层933(示意性示出在图52中)。在这个步骤842的第三次执行开始时,层931被完全固化,如在图51和图52中通过层931的阴影图所示。层931不再包含任何凹槽。层932包含比图50中的凹槽更窄的凹槽942,因为层932的材料已经膨胀以减小凹槽942的宽度。层933包含凹槽943,该凹槽943在该图示中具有类似于图48中的凹槽941的宽度的宽度。然而,在其他实施方案中,凹槽943可以具有不同的宽度。在步骤843的第三次执行中,层933被来自uv源903的uv射线部分固化,这也完成了层932的固化。随着层932固化,其膨胀以填充凹槽942,使得当层932完全固化时,层932不再包含任何凹槽,如图53中所示。

图53示出了液滴901从印刷头902喷射到层933的顶部表面上以形成层934(示出在图54中)。层931和层932在步骤842的第四次执行开始时被完全固化,如在图51和图52中通过层931和层932的阴影图所示。层932不再包含任何凹槽。因为层933的材料已经膨胀以减小凹槽943的宽度,故层933包含比图52中的凹槽更窄的凹槽943。层934包含凹槽944,该凹槽944在该图示中具有类似于图48中的凹槽941的宽度的宽度。然而,在其他实施方案中,凹槽944可以具有不同的宽度。在步骤843的第四次执行中,层934被来自uv源903的uv射线部分固化,这也完成了层933的固化。随着层933固化,其膨胀以填充凹槽943,使得当层933完全固化时,层933不再包含任何凹槽,如在图53中所示。因为对印刷机的指令要求凹槽材料的四个层被沉积在基底930上,故此时图45中图示的工艺已几乎完成。工艺因此进入步骤845,其指示系统继续进行流程图800的步骤850。

图55和图56图示了实施流程图850的步骤852和853的实施方案。在步骤851中可选地调整平台高度之后,工艺进行到步骤852。图55示出了步骤852,随着液滴901从印刷头902喷射到层934的顶部表面上以在层934上印刷最终层935(如图56中示意性示出的)。层931、层932和层933在步骤852的此次执行开始时被完全固化,如在图51和图52中通过层931、层932和层933的阴影图所示。层933不再包含任何凹槽。层934包含比图54中的凹槽更窄的凹槽944,因为层934的材料已经膨胀以减小凹槽944的宽度。作为最终层的层935不包含任何凹槽944。然而,在其他实施方案中,层935可以包含在宽度上类似于图55中所示出的凹槽944的凹槽。用于印刷层935的材料可以与用于印刷层931、层932、层933或层934的材料是相同的或者它可以与用于印刷层931、层932、层933或层934的材料是不同的。例如,层935可以是比先前的层更硬或更耐磨的层,或者它可以更具有弹性。在步骤853中,层935被从uv源903发出的uv射线完全固化。这个步骤还完全固化层934。随着层934固化,其膨胀以填充凹槽944,使得当层934完全固化时,层934不再包含任何凹槽,如图57中所示。

图57是图示通过图44至图46的流程图中概述的工艺产生的具有五个层的基底的最终结构的横截面的示意图。如在图57中示意性示出的,层931、层932、层933、层934和层935中的每一个被完全固化。层931可以化学地和/或机械地结合到基底930。此外,层931、层932、层933、层934和层935也可以彼此化学地和/或机械地结合。当所有层固化时,在步骤855中移除基底及其层。

这些层可用作诸如鞋类物品和服装物品的物品上的覆盖物,以提供例如防水、防尘、防沙或防磨损的保护。覆盖物可以具有装饰和/或光学功能。例如,覆盖物可以承载颜色或承载徽标。可替代的,如果下面的基底是承载彩色或黑白图案的织物,则覆盖物可以是微透镜阵列。

如上面参考多种实施方案所描述的,通过印刷多个层而产生的覆盖物可应用于服装物品,诸如t恤衫、运动衫、短裤或裤子以及制服(诸如橄榄球制服、篮球制服、足球制服、曲棍球制服)和其他运动或休闲服装。覆盖物可应用于保护装备,诸如头盔、肩垫、肘垫或膝垫。覆盖物也可应用于鞋类物品,诸如跑步鞋、训练鞋、步行鞋、棒球鞋、篮球鞋、足球鞋、橄榄球鞋、溜冰鞋、工作靴、登山靴或其他运动或休闲鞋类物品。

图58是应用通过在鞋类物品的鞋面上印刷多个层而产生的覆盖物的示例。鞋类物品1000具有附接到鞋底1050的鞋面1001。鞋面1000可以被表征为具有趾部区域1002、鞋前区域1003、鞋中区域1004和/或鞋跟区域1005。鞋面具有鞋带1011,该鞋带1011可以系带穿过孔眼1012。在这个示例中,鞋面具有从孔眼1012向下延伸到鞋类物品的咬合线的线1013,即向下延伸到鞋面1001的下周边,在该下周边处,鞋面1001联结到鞋底1050。当鞋带1011被拉紧并紧固时,这些线可以为鞋面的侧面提供抵靠穿用者的足部的结构支撑。

在这个示例中,鞋类物品1000在其鞋面1001上具有三个覆盖物。它在趾部区域1002和鞋前区域1003中具有覆盖物1022。覆盖物1022可以是例如使用丙烯酸树脂印剂、聚氨酯印剂、tpu印剂或硅酮印剂印刷的耐磨覆盖物。根据上面参考图3至图10描述的流程图300中概述的工艺,覆盖物1022可以印刷在鞋面上。

鞋面1001还在鞋中区域1004处具有覆盖物1024,覆盖物1024保护线1013。可以使用上面参考图11至图19描述的流程图500中概述的工艺来印刷覆盖物1024,该工艺是被设计用于在具有不平整的顶部表面的织物上印刷的工艺。覆盖物1024可以是例如由弹性和柔性保护材料制成的透明覆盖物。例如,覆盖物1024可以通过根据流程图500中概述的工艺印刷丙烯酸树脂印剂、聚氨酯印剂、tpu印剂或硅酮印剂的多个层来产生。

鞋面1001还在鞋面1001的鞋跟区域1005的后部中具有覆盖物1025。如参考图21至图27所描述的,可以使用在流程图800中概述的工艺将覆盖物1025印刷在鞋面1001上,该工艺是用于当层相对于织物的差分膨胀可能导致覆盖物与织物分离或分层时印刷多个层的工艺。覆盖物1025可以是例如相对刚性的材料,该相对刚性的材料将穿用者的脚跟的后部牢固地定位在鞋类物品1001中。覆盖物1025可以使用例如丙烯酸树脂印剂、聚氨酯印剂、tpu印剂或硅酮印剂来印刷。

尽管多种实施方案已经被描述,但该描述旨在是示例性的而不是限制性的,并且对本领域的普通技术人员来说将明显的是,在实施方案的范围内的许多更多的实施方式和实现方式是可能的。虽然在附图中显示并在本详细描述中讨论了特征的许多可能组合,但是所公开的特征的许多其它组合也是可能的。任何实施方案的任何特征可以组合地或取代任何其它实施方案中的任何其它特征或元件来使用,除非特别限制。因此,除了根据所附权利要求及其等同物之外,实施方案不受限制。而且,在所附的权利要求的范围内,各种修改和改变可以被做出。因此,除了根据所附权利要求和它们的等同物之外,本发明不受限制。

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