一種熱轉印裝置及方法
【專利摘要】一種熱轉印裝置及方法，該轉印裝置包括：轉印系統、仿形系統和控制系統，利用仿形裝置，對產品表面的輪廓進行測量，依據測量結果控制壓輥對產品表面提供恒定的壓力，實現規程或非規則表面的產品轉印工藝。
【專利說明】一種熱轉印裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及表面加工【技術領域】，特別是一種在非規則塑料件表面進行熱轉印的裝置及熱轉印方法。
【背景技術】
[0002]隨著塑料在電子產品中的大量使用，個性化和新穎的外觀設計越來越得到浪費者的喜愛和優先選購的決定要素，因此各大企業為迎合消費需求，在產品外觀裝飾設計上選用大量新穎和超強視覺體驗的工藝技術。在此發展形式下，金屬拉絲的外觀設計能為產品提供很強視覺沖擊體驗，現有工藝多在金屬表面做拉絲貼模技術，但金屬本身的特性使得其設計本身沒有塑料產品靈活多樣，如結構設計和產品重量方面都無法達到塑料本身的特性。現有在塑料制品注塑時將模具表面做拉絲處理后再做電鍍也可以實現該工藝，但因模具表面鋼材特性在其表面做拉絲紋路工藝較為復雜，且模具制作費用較高。
[0003]另外一種在塑料件表面制作金屬拉絲效果的工藝為熱轉印工藝(HeatTransfer-Printing)。其原理是預先把金屬拉絲效果的圖案印在耐熱基材薄膜上(比如PET、PVC等)，通過離型處理，形成轉印膜。再配合專用的轉印設備，以燙印的方法轉印到產品的表面。
[0004]因該工藝主要由普通塑料制品和PET金屬拉絲薄膜完成，所以產品不良損耗較小，對環境無污染，制品成本低廉，適合大范圍領域使用。隨著近年來PET金屬拉絲薄膜在國內投產，成本和時效性有很大改觀。也使得該工藝可以在競爭最激烈的家電領域得以應用。
[0005]然而現有的熱轉印工藝，由于使用的轉印膜普遍采用圖案層+離型層的構造，這種轉印膜在壓印時，要么采取整片面接觸式的壓印方式，要么使用卷料滾動的線接觸式壓印方式，無論哪一種方式，都只能適用于轉印面積小，表面呈規則分布的待加工產品上。對于表面積大且表面呈非規則分布的產品，面接觸式的轉印方式需要提供專門的壓印墨頭，不具實用性。而線接觸式的由于無法在轉印全程中都提供恒定的接觸壓力，因此也無法在非規則表面進行轉印。
[0006]因此有必要對現有的熱轉印工藝提出改進，以其能夠適應大面積非規則的連續轉印。
【發明內容】
[0007]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種用于熱轉印工藝的裝置和方法，該熱轉印裝置能夠對表面輪廓為非規則圖形的產品進行加工，使產品表面形成諸如金屬拉絲等轉印圖形的效果。
[0008]根據本發明的目的提出的一種熱轉印裝置，包括:
[0009]轉印系統:包括出料輥、收料輥、壓輥、第一治具和若干輔棍，所述出料輥、收料輥和若干輔輥組成轉印膜的傳輸系統，所述第一治具上放置待加工產品，所述壓輥與所述第一治具相對設置，并且該第一治具和壓輥設置在所述傳輸系統的傳輸路徑中；
[0010]仿形系統:包括仿形輥和第二治具，所述第二治具與第一治具同軸設置，該第二治具具有與待加工產品相同的表面輪廓和尺寸，所述仿形輥緊壓在所述第二治具表面，并根據第二治具的表面輪廓在豎直方向上下移動；
[0011]控制系統，連接并驅動所述仿形輥和壓輥，該控制系統根據該仿形輥的上下移動位置，驅動壓輥做上下移動。
[0012]優選的，所述收料輥連接在一進紙電機上，所述出料輥連接在一張力電機上，通過所述進紙電機和所述張力電機的協調轉動，使該傳輸路勁上的轉印膜保持繃緊。
[0013]優選的，所述控制系統進一步包括被動升降伺服電機和主動仿形升降伺服電機，所述仿形輥設置于該被動升降伺服電機上，所述壓輥設置于所述主動仿形升降伺服電機上，該仿形輥和壓輥在所述被動升降伺服電機和主動仿形升降伺服電機的驅動下做上下移動。
[0014]優選的，所述第一治具和第二治具設置于一仿形電機上，并在該仿形電機的驅動下做同步同軸轉動。
[0015]優選的，進一步包括加熱裝置，該加熱裝置設置于壓輥內部或外部，對所述壓輥進行加熱。
[0016]優選的，所述熱轉印裝置進一步包括主架、設置于主架上的操作臺、設置于主架外圍的主箱體以及設置于主架底部的支撐腳，所述轉印系統、仿形系統以及部分控制系統設置于該操作臺上，并位于該主箱體圍成的腔體中。
[0017]優選的，所述控制系統進一步包括人機交互界面和報警裝置，設置于所述主箱體上。
[0018]根據本發明的目的提出的一種熱轉印方法，包括步驟:
[0019]提供如上所述的熱轉印裝置；
[0020]設計用于放置待加工產品的第一治具和與待加工產品具有相同表面輪廓和尺寸的第二治具，使該第一治具和第二治具能夠同軸同步轉動；
[0021]將待加工產品放置于第一治具上，使壓輥能夠與待加工產品的表面接觸；
[0022]將設置于出料輥上的轉印膜通過若干輔輥回收至收料輥上，并形成傳輸路勁，使該傳輸路勁上的轉移膜形成在壓輥和待加工產品之間；
[0023]控制裝置驅動仿形輥和壓輥分別抵持住第二治具和待加工產品表面之后，實施熱轉印工序，仿形輥依據該第二治具表面在數值方向上下移動，同時控制裝置根據仿形輥的上下位置控制壓輥做上下移動并對壓輥加熱，使壓輥始終對待加工物件的表面和轉印膜加壓加熱，壓輥施加的壓力和溫度滿足轉印膜上的圖案層從離型層上分離并轉印到待加工產品表面。
[0024]本發明的熱轉印裝置和方法，與現有技術相比，具有如下的技術優勢:
[0025]第一:通過設計同步轉動的第二治具和仿形輥，能夠在進行熱轉印的過程中同步得到待加工產品的表面輪廓的具體信息，從而使得壓輥在熱轉印過程中始終對待加工產品提供恒定的壓力，保證了熱轉印的品質。
[0026]第二:以連續的滾輪壓印的方式，可以在待加工產品的表面實現大面積連續壓印，提高了熱轉印的加工速率，且轉印膜在加工產品表面的結合線只需一次，有效保證產品美觀。
[0027]第三:自動化程度高，只需在上、下料階段進行人工操作，其余全部由熱轉印裝置自動化完成。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1是本發明的熱轉印裝置的主體結構示意圖；
[0030]圖2是本發明的熱轉印系統的結構示意圖；
[0031]圖3是本發明的熱轉印裝置的整體外觀示意圖；
[0032]圖4所示是一種待加工產品的表面輪廓示意圖。
【具體實施方式】
[0033]正如【背景技術】中所述，現有的熱轉印工藝，由于使用的轉印膜普遍采用圖案層+離型層的構造，這種轉印膜在壓印時，要么采取整片面接觸式的壓印方式，要么使用卷料滾動的線接觸式壓印方式，無論哪一種方式，都只能適用于轉印面積小，表面呈規則分布的待加工產品上。對于表面積大且表面呈非規則分布的產品，面接觸式的轉印方式需要提供專門的壓印墨頭，不具實用性。而線接觸式的由于無法在轉印全程中都提供恒定的接觸壓力，因此也無法在非規則表面進行轉印。
[0034]因此本發明針對現有技術中的問題，提出了一種適用各種表面輪廓形狀的產品的熱轉印裝置和熱轉印方法。該熱轉印裝置中制作有能夠自動仿形的控制裝置，利用仿形裝置，對產品表面的輪廓進行測量，依據測量結果控制壓輥對產品表面提供恒定的壓力，實現規程或非規則表面的產品轉印工藝。
[0035]下面將對本發明的技術方案做詳細說明。
[0036]請參見圖1，圖1是本發明的熱轉印裝置的主體結構示意圖。如圖所示，該熱轉印裝置主要由轉印系統、仿形系統和控制系統幾個模塊組成。
[0037]其中，轉印系統如圖2所示，用來將轉印膜上的圖案轉印到待加工產品表面，完成產品表面的轉印工作。在本發明中，轉印工作具體采用卷料式的壓印方式，轉印膜卷料采用PET金屬拉絲模，其至少包括一層圖案層和一層離型層以及適當的粘合層等膜結構。圖案層中優選采用具有金屬拉絲效果的圖案。該轉印系統具體包括出料輥1、收料輥2、壓輥3、第一治具4和若干輔棍5。轉印膜卷料安裝在出料輥I上，途徑若干個輔輥5的導引，最終回收到收料輥2中。該出料輥1、收料輥2和若干輔輥5組成轉印膜的傳輸系統，使轉印膜形成一個傳輸路勁。
[0038]第一治具4用來放置待加工產品，在一種應用中，第一治具4的形狀可以按照產品的具體結構設計，保證產品安裝在該第一治具4的匹配性。在另一種實施方式中，該第一治具4也可以是具有標準安裝固定結構的治具，無論待加工產品的具體型號尺寸，都能安裝到該第一治具4上，這種實施方式可以不用為專門的產品進行治具開模和制造，適應性較強且成本較低，但是需要在產品端上設計匹配的安裝固定結構，并形成標準。通常該第一治具可以是金屬鑄造而成，也可以是硬質塑料件注塑而成。
[0039]壓輥3與第一治具4相對設置，并且該第一治具4和壓輥3設置在所述傳輸系統的傳輸路徑中。壓輥3可以采用硅橡膠制作而成，不僅與轉印膜接觸時能夠產生較大的摩擦力避免滑輪，而且同時具有良好的耐熱和導熱的能力。
[0040]進一步地，收料輥I連接在一進紙電機上6，所述出料輥2連接在一張力電機7上，通過所述進紙電機6和所述張力電機7的協調轉動，使該傳輸路勁上的轉印膜保持繃緊。
[0041]進一步地，轉印系統中還包括加熱裝置(圖中未示出)，在一種實施方式中，該加熱裝置比如是電熱絲，設置于壓輥3內部，通過電熱絲的熱量傳導至壓輥3表面，完成對壓輥3的加熱，使壓輥3的表面具有足夠高的溫度。在另一種實施方式中，該加熱裝置比如是熱風機或熱輻射燈，設置在壓輥3的外部，通過吹出的熱風或熱輻射光線對所述壓輥3的表面進行加熱。
[0042]仿形系統用來測量待加工產品表面的輪廓，該仿形系統的測量手段為間接式測量方法，具體地該仿形系統包括仿形輥8和第二治具9。該第二治具9與第一治具4同軸設置，該第二治具9具有與待加工產品相同的表面輪廓和尺寸，所述仿形輥8緊壓在所述第二治具9表面，并根據第二治具9的表面輪廓在豎直方向上下移動。
[0043]該第一治具4和第二治具9設置于一仿形電機12上，并在該仿形電機12的驅動下做同步轉動。操作時，將產品固定在第一治具4上，形成與第二治具9的平行同軸轉動，此時使用仿形輥8按壓第二治具9的表面，當仿形電機12啟動后，第二治具9進行轉動，仿形輥8隨著第二治具9的表面輪廓的起伏而上下移動，從而得到實時的表面輪廓信息。在利用該信息控制壓輥3的上下移動，從而使壓輥3與產品表面始終處于恒定壓力的接觸中。
[0044]控制系統起到協調控制整個熱轉印裝置的機械運動、電力輸出、溫度調節等操作的作用。對于熱轉印工作而言，該控制系統主要用于連接并驅動所述仿形輥8和壓輥3，并根據該仿形輥8的上下移動位置，驅動壓輥3做上下移動。
[0045]具體地，控制系統進包括被動升降伺服電機10和主動仿形升降伺服電機11，所述仿形輥8設置于該被動升降伺服電機10上，所述壓輥3設置于所述主動仿形升降伺服電機上11，該仿形輥8和壓輥3在所述被動升降伺服電機10和主動仿形升降伺服電機11的驅動下做上下移動。
[0046]請結合圖1參見圖3，除了上述的主要部件之外，該熱轉印裝置還包括主架13、設置于主架13上的操作臺14、設置于主架13外圍的主箱體15以及設置于主架13底部的支撐腳16。轉印系統、仿形系統以及部分控制系統設置于該操作臺14上，并位于該主箱體15圍成的腔體中。
[0047]此外，控制系統進一步包括人機交互界面17和報警裝置18，分別設置于所述主箱體的一個側面和一個頂角上。人機交互界面17主要起到參數輸入，狀態顯示等作用，操作人員可以根據產品規格和相關的轉印過程中的壓力、溫度、轉速、時間等參數的要求，輸入具體的數值。而報警裝置18比如是報警燈或報警笛等裝置，通過發出聲音或燈光顏色，實現提醒人員的效果，在一些違規操作或卷料耗盡時的情況下，起到報警和保護整個轉印裝置的效果。
[0048]下面再以一個【具體實施方式】對使用本發明的熱轉印裝置進行熱轉印工藝加工的方法做詳細說明。請參見圖4，圖4所示是一種待加工產品的表面輪廓示意圖。該待加工產品的表面輪廓是一種主體呈矩形，在4個折角處呈現弧線彎折的形狀。
[0049]加工該產品時，首先設計用于放置待加工產品的第一治具和與待加工產品具有相同表面輪廓和尺寸的第二治具，將第一治具和第二治具安裝到仿形電機的轉動軸上，使該第一治具和第二治具能夠同軸同步轉動；
[0050]將待加工產品放置于第一治具上，使壓輥能夠與待加工產品的表面接觸；
[0051]將設置于出料輥上的轉印膜通過若干輔輥回收至收料輥上，并形成傳輸路勁，使該傳輸路勁上的轉移膜形成在壓輥和待加工產品之間；
[0052]控制裝置驅動仿形輥和壓輥分別抵持住第二治具和待加工產品表面之后，實施熱轉印工序，仿形輥依據該第二治具表面在數值方向上下移動，同時控制裝置根據仿形輥的上下位置控制壓輥做上下移動并對壓輥加熱，使壓輥始終對待加工物件的表面和轉印膜加壓加熱，壓輥施加的壓力和溫度滿足轉印膜上的圖案層從離型層上分離并轉印到待加工產品表面。
[0053]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種熱轉印裝置，其特征在于，包括: 轉印系統:包括出料輥、收料輥、壓輥、第一治具和若干輔棍，所述出料輥、收料輥和若干輔輥組成轉印膜的傳輸系統，所述第一治具上放置待加工產品，所述壓輥與所述第一治具相對設置，并且該第一治具和壓輥設置在所述傳輸系統的傳輸路徑中； 仿形系統:包括仿形輥和第二治具，所述第二治具與第一治具同軸設置該第二治具具有與待加工產品相同的表面輪廓和尺寸，所述仿形輥緊壓在所述第二治具表面，并根據第二治具的表面輪廓在豎直方向上下移動； 控制系統，連接并驅動所述仿形輥和壓輥，該控制系統根據該仿形輥的上下移動位置，驅動壓輥做上下移動。
2.如權利要求1所述的熱轉印裝置，其特征在于:所述收料輥連接在一進紙電機上，所述出料輥連接在一張力電機上，通過所述進紙電機和所述張力電機的協調轉動，使該傳輸路勁上的轉印膜保持繃緊。
3.如權利要求1所述的熱轉印裝置，其特征在于:所述控制系統進一步包括被動升降伺服電機和主動仿形升降伺服電機，所述仿形輥設置于該被動動升降伺服電機上，所述壓輥設置于所述主動仿形升降伺服電機上，該仿形輥和壓輥在所述被動升降伺服電機和主動仿形升降伺服電機的驅動下做上下移動。
4.如權利要求1所述的熱轉印裝置，其特征在于:所述第一治具和第二治具設置于一仿形電機上，并在該仿形電機的驅動下做同步轉動。
5.如權利要求1所述的熱轉印裝置，其特征在于:進一步包括加熱裝置該加熱裝置設置于壓輥內部或外部，對所述壓輥進行加熱。
6.如權利要求1所述的熱轉印裝置，其特征在于:所述熱轉印裝置進一步包括主架、設置于主架上的操作臺、設置于主架外圍的主箱體以及設置于主架底部的支撐腳，所述轉印系統、仿形系統以及部分控制系統設置于該操作臺上，并位于該主箱體圍成的腔體中。
7.如權利要求6所述的熱轉印裝置，其特征在于:所述控制系統進一步包括人機交互界面和報警裝置，設置于所述主箱體上。
8.一種熱轉印方法，其特征在于，包括步驟: 提供如權利要求1-7所述的熱轉印裝置； 設計用于放置待加工產品的第一治具和與待加工產品具有相同表面輪廓和尺寸的第二治具，使該第一治具和第二治具能夠同軸同步轉動； 將待加工產品放置于第一治具上，使壓輥能夠與待加工產品的表面接觸； 將設置于出料輥上的轉印膜通過若干輔輥回收至收料輥上，并形成傳輸路勁，使該傳輸路勁上的轉移膜形成在壓輥和待加工產品之間； 控制裝置驅動仿形輥和壓輥分別抵持住第二治具和待加工產品表面之后，實施熱轉印工序，仿形輥依據該第二治具表面在數值方向上下移動，同時控制裝置根據仿形輥的上下位置控制壓輥做上下移動并對壓輥加熱，使壓輥始終對待加工物件的表面和轉印膜加壓加熱，壓輥施加的壓力和溫度滿足轉印膜上的圖案層從離型層上分離并轉印到待加工產品表面。
【文檔編號】B41F16/00GK103481649SQ201310360858
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2013年8月16日
【發明者】何濤 申請人:上海磐云實業有限公司, 何濤