阅读说明：本技术 用于印刷装置的丝网单元和印刷系统 (Screen unit for a printing unit and printing system ) 是由 S·瓦西奇 M·恩格尔 F·普拉琪 H·赖尼施 于 2018-11-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于印刷装置(2)的丝网单元(19),该印刷装置用于特别是在基板、电路板、晶片、太阳能电池、载体基底、印刷台、载体板、烧结板等上印刷三维成形的结构,其中,丝网单元(19)具有承载至少一个印刷丝网(11)的框架(18)并且被构造用于,布置在印刷装置(2)的丝网收纳件(10)中、用印刷物质填充、和用刮板(21)加载以执行印刷过程。丝网单元(19)在框架(18)中或框架(18)处具有至少一个保持装置(20),该保持装置用于被构造为可更换刮板的刮板(21)。(The invention relates to a screen unit (19) for a printing device (2) for printing three-dimensionally shaped structures, in particular on substrates, circuit boards, wafers, solar cells, carrier substrates, printing tables, carrier plates, sinter plates, etc., wherein the screen unit (19) has a frame (18) which carries at least one printing screen (11) and is designed to be arranged in a screen receptacle (10) of the printing device (2), filled with a printing substance, and loaded with a squeegee (21) for carrying out a printing process. The screen unit (19) has at least one holding device (20) in or on the frame (18) for a scraper (21) designed as a replaceable scraper.)

用于印刷装置的丝网单元和印刷系统

技术领域

本发明涉及一种用于印刷装置、特别是3D丝网印刷装置的丝网单元，该印刷装置用于特别是在基板、特别是电路板、晶片、太阳能电池、载体基底、印刷台、载体板、烧结板等上印刷三维成形结构，其中，丝网单元具有承载至少一个印刷丝网的框架并且被设计用于，布置在印刷装置的丝网收纳件中、用印刷物质填充、和用刮板加载以进行印刷过程。

此外，本发明还涉及一种印刷系统，其具有至少一个印刷装置，用于特别是在基板、特别是印刷电路板、晶片、太阳能电池、载体基底、印刷台、载体板、烧结板等上印刷三维成形结构，其中，印刷装置具有以刮板工作的印刷头和配属于该印刷头的丝网收纳件，该丝网收纳件用于收纳至少一个丝网单元。

背景技术

由现有技术已知前述类型的丝网单元和印刷系统。为了借助于丝网印刷装置来进行印刷过程，在具有与待印刷结构相对应的丝网掩模的印刷丝网上施加印刷物质，该印刷物质借助于印刷头的刮板穿过丝网例如被压到载体基底上。这种类型的印刷系统例如用于在电路板基板等上制造导体电路。原则上，这种印刷装置可以用不同的材料工作并且在印刷丝网和/或材料方面不受限制。然而，当应以不同的材料相继地进行多个印刷过程时，这会导致如下问题：必须费时费力地清洁印刷装置和印刷丝网，以避免材料在后续的印刷过程中混合。

因此，本发明的目的在于提供一种丝网单元，其提供一下可能性：避免费时费力的清洁，并因此快速地重新装备该印刷装置以用于以另一种材料进行印刷。

本发明的目的通过一种具有权利要求1所述特征的丝网单元来实现。其优点是，该丝网单元使得在印刷装置中的材料更换变得特别简单，因为不仅丝网单元是可更换的，而且印刷装置的对于印刷过程而言关键的、同样与材料进行接触的元件也随同移动，使得通过印刷装置的丝网单元不仅可以供应印刷丝网，而且可以供应工具以进行印刷过程。为此，根据本发明在丝网单元的框架中或框架上布置有至少一个保持装置，该保持装置用于被构造为可更换刮板的刮板。即，本发明提出，用于印刷过程的刮板在丝网单元处是可随同移动的或者被随同移动。通过保持装置，刮板被可靠地保持在丝网单元处并且可随同丝网单元移动，使得由印刷丝网和刮板组成的单元总是可以一起操作。其前提条件是，刮板被构造为可更换刮板并且因此在印刷头处或印刷头的刮板装置处可以简单地更换。优选地，刮板构成丝网单元的组成部分。

此外优选地，保持装置具有刮板接纳件，刮板可以布置在该刮板接纳件中。通过刮板接纳件，刮板可以可靠地在印刷丝网处随同移动并且特别是还可以定向，从而确保通过印刷装置简单地抓取刮板。

此外优选地，刮板具有保持段和刮板段，其中，保持装置被构造用于仅在保持段上保持刮板。由此使得将刮板保持在框架上的机构与刮板段本身脱离，从而可靠地避免了该机构被印刷物质污染。

此外优选地，保持装置具有留空部，刮板段特别是可以无接触地布置在该留空部中。通过刮板段的特别是无接触的布置，该刮板段可以无负载地布置在印刷丝网处并且可以与该印刷丝网共同移动。此外，由此还避免了残留在刮板上的印刷物质与丝网单元和/或保持装置的框架接触且对其长期污染并且特别是长期影响保持装置的功能。此外优选地，该留空部在框架中被构造为凹部或者断开部。由此确保了特别成本低廉地提供该留空部以及刮板在框架上的简单的保持。

替代地或附加地，保持装置具有至少一个永磁体，该永磁体布置在框架中或框架上并且被构造用于，与刮板、特别是与刮板的保持段磁性地共同作用。由此保证了刮板通过磁力在框架上的锁定。其优点是，在框架上无需进行材料弱化和/或变形，即可将刮板支承在框架上。由于永磁性的保持装置对于使用者来说不一定是可见的，因此在这种情况下框架优选地具有一个或多个标记，该标记可以在视觉上被标示出可以在哪个位置将刮板磁性地锁定到框架上。适合的是，为此将所述标记配属于一个或多个永磁体。

此外优选地，刮板具有用于印刷装置的可更换接口。特别是在刮板的保持段上构造或布置有可更换接口，以便在印刷装置处特别是自动进行简单的刮板更换。

可更换接口为此例如具有至少一个锁定机构，该锁定机构用于将刮板锁定在印刷装置的印刷头处。可更换接口例如可以被构造为卡扣连接、螺钉连接、插接连接或者卡锁连接。

具有权利要求9所述特征的根据本发明的印刷系统的特征在于本发明的丝网单元，其中，印刷头具有用于丝网单元的刮板的可更换接口。由此确保，印刷装置可以接纳与印刷丝网共同移动的刮板并将其用于印刷过程。特别是在了解保持装置在丝网单元处的位置的情况下，对于印刷装置而言可以容易地自动驶向刮板的位置并使刮板从保持装置松脱，以便执行印刷过程。印刷头的可更换接口特别是被构造用于，与刮板的可更换接口共同作用，如先前已经描述的。

此外优选地，印刷头具有用于将刮板从保持装置中取出和存放到保持装置中并用于进行印刷过程的装置。该装置为此例如具有一个或多个抓持器，该抓持器气动地、磁性地、液压地或电动地在保持段或可更换接口处抓取和移动刮板。

优选地，印刷系统具有多个根据本发明的丝网单元。特别是对于相应的印刷图案或相应的印刷结构以及为此有待使用的材料而言存在自身的丝网单元，以便能够实现快速的丝网更换并因此实现印刷装置的快速操作，以便进行多层的、三维的印刷过程。

此外优选地，印刷系统具有丝网仓，该丝网仓具有用于接收相应的丝网单元的多个丝网支承件，并且丝网单元被存放或可存放在丝网仓中。在此，丝网仓有助于维持印刷丝网的排序并且特别是例如根据材料结构和/或印刷结构对其进行分类。

此外优选地，丝网仓具有用于调节或维持丝网仓中的气候的调节装置，通过该气候防止留在丝网单元上的印刷物质干燥。通过该调节实现了确保同样长时间处于丝网仓中并且仍具有印刷物质残留物的印刷丝网可以被重复使用，而不必首先将其清洁并且完全用印刷物质重新填充。由此既减少了材料消耗，又缩短了加工时间。

此外，优选地，印刷系统具有输送装置，该输送装置被构造用于，将所选的丝网单元从丝网仓中取出并且布置在印刷装置的丝网收纳件中以及反过来。由此确保了自动的丝网更换，这使得特别是以不同材料印刷三维结构得到进一步加速和简化。

附图说明

下面参照附图更详细地阐述本发明。其中：

图1以简化侧视图示出了一种优选的印刷系统，以及

图2A和图2B以简化的透视图示出了用于印刷系统的一种优选的丝网单元的实施例。

具体实施方式

图1以简化侧视图示出了印刷系统1，其具有印刷装置2、丝网仓3以及输送装置4。

印刷装置2具有印刷台5，该印刷台5可以通过升降装置6调节高度，如双箭头7所示。印刷台5配属有印刷头8，该印刷头具有刮板装置9。除了此处未详细示出的刮板以外，刮板装置9还具有丝网收纳件10，印刷丝网11可以布置在该丝网收纳件中。为此，丝网收纳件10例如被构造为插接式收纳件，印刷丝网11可以特别是侧向地或水平地***到该插接式收纳件中，如图1所示。替代地，丝网收纳件10被设计为，使得印刷丝网11能够***其中。可选地，丝网收纳件10具有可操控的夹紧元件12，借助于该夹紧元件可以将印刷丝网11夹紧在丝网收纳件10中，使得在刮板装置9的刮板在印刷丝网11上运动的印刷过程中，印刷丝网11的取向和位置不变。

丝网仓3具有壳体13，并且在本发明中是与印刷装置2间隔开地布置。多个丝网支承件14在壳体13中彼此叠置或者彼此堆叠。丝网支承件14例如像丝网收纳件10一样构成，并且可选地同样具有夹紧元件12。在每个丝网支承件14中可以布置印刷丝网11。壳体13基本上是封闭的，然而在特别是面向印刷装置2的一侧具有取出开口15，通过该取出开口可以将印刷丝网11***壳体13中或从中取出。

输送装置4被设计用于移动印刷丝网11。根据本实施例，该输送装置具有多关节的输送臂16，该输送臂在其自由端处承载有抓持器17。抓持器17被设计为例如气动地或机械地工作，以便抓取单个印刷丝网11。输送装置4被布置在印刷装置2与丝网仓3之间，使得输送臂16既可以到达对应于取出开口15的印刷丝网11，又可以到达铺设在丝网收纳件10中的印刷丝网11。根据本实施例，取出开口15几乎在丝网仓3的整个高度上延伸，在此，输送臂16被设计为，其能够到达每个丝网支承件14或位于各个丝网支承件中的印刷丝网。为此，输送装置4可选地配备有自己的升降装置18，以便增加抓持器17的运动自由度。输送装置4与丝网仓3一起形成用于印刷装置2的丝网供应系统。

优选的印刷系统1的功能设计如下。为了印刷三维成形的结构，首先操控输送装置4，以从丝网仓3中取出特定的印刷丝网11，并将其供应给丝网收纳件10。印刷丝网11通过夹紧元件12被锁定在丝网收纳件10中。随后，将由所选择的材料制成的印刷物质、特别是印刷浆料施加于印刷丝网11，并使刮板装置9的刮板在印刷丝网11上移动，从而使印刷物质穿过印刷丝网11被印刷在印刷台上。在此可以考虑，将印刷物质直接施加在印刷台5上，或者施加在布置于印刷台5上的基板19上，该基板例如可以被设计为载体基底，或者还可以设计为电路板、晶片等。印刷丝网11为此具有局部的丝网开口，该丝网开口对应于待印刷结构的期望的第一层。在此，可以将许多这样的结构加工到印刷丝网11中，从而也可以在一次印刷操作在同时在基板19和/或印刷台5上并排产生多个部件或结构元件/结构。

在产生第一印刷层之后，印刷台7例如通过升降装置6向下移动，并执行另一印刷过程，在该另一印刷过程中使用相同的印刷丝网11，以产生另一印刷层，该另一印刷层具有与第一印刷层相同的结构。可选地，使用其它的印刷丝网11之一来代替该相同的印刷丝网11。为此，输送臂16将位于丝网收纳件10中的印刷丝网11带入到丝网仓3中，即带入到那里的自由的丝网支承件14中。随后，输送臂16从另一丝网支承件14中取出另一丝网11，并将其供应给印刷装置2的丝网收纳件10。在随后的印刷过程中，例如产生造型与之前的印刷层不同的印刷层。利用这一原理，可以相叠地制造多个彼此不同的印刷层，由此也可以制造复杂的三维结构。在每个成功的印刷过程之后，将印刷台5降低一点，或者替代地使印刷头9升高一点。

每个印刷丝网11被一丝网框架18围住，该丝网框架确保印刷丝网11被张紧并且可输送。

图2A以简化透视图示出了印刷系统的丝网单元19，该丝网单元具有矩形的丝网框架18、由该丝网框架18保持的印刷丝网11以及用于印刷装置2的刮板装置9的刮板21。此外，在丝网框架18上还布置有用于保持刮板21的保持装置20。如图2A所示，保持装置20例如分别在框架18的一侧具有永磁体22，该永磁体与刮板21的保持段23磁性地共同作用，以便通过磁力将刮板21紧固或锁定在丝网框架18上。为此，刮板21的保持段23适宜地由与永磁体22磁性共同作用的材料制成。保持段23在此侧向延伸超过印刷丝网11，使得保持段23位于丝网框架18上并且可以磁性地保持在其上，如图2A所示。

图2B示出了丝网单元19的另一实施例，该实施例与前述实施例的不同之处在于，保持装置20不是通过或者不是仅通过磁力来提供的，而是还提供了对刮板21的形状配合的保持。为此，根据图2B中的实施例，丝网框架18具有刮板接纳件24，刮板21的保持段23可以被接纳在该刮板接纳件中。刮板接纳件24在此可以通过丝网框架18中的留空部25或凹部来直接提供，或者通过两个彼此间隔开地布置的突起25’提供在丝网框架18的面向刮板21的上侧，如在图2B中由虚线作为另外的选项所示出的。

在每种情况下，除了保持段23之外，刮板21还具有刮板段26，通过该刮板段，印刷丝网11在印刷过程中被扫过(überstrichen)或加载，以便将印刷浆料穿过印刷丝网11压到基板29上。

此外，刮板21还具有可更换接口27，该可更换接口与印刷装置2或刮板装置9的可更换接口28共同作用，以便将刮板21可松脱地紧固在刮板装置9上。在此，刮板装置9具有用于抓取和移动刮板21的装置30，该装置具有可更换接口28，如图1所示。可更换接口27例如是可以实现可松脱连接的卡扣连接、卡锁等。由于保持装置20的位置是基本上已知的，并且特别是在印刷系统1的现有的丝网单元19的每个丝网框架18处是相同的，因此印刷装置2可以被简单地编程为，在印刷过程开始时，刮板装置9首先与可更换接口28一起行进到刮板21的位置，通过将可更换接口27、28相互连接而抓取刮刀21，并且随后执行印刷过程。在印刷过程结束时，刮板装置9相应地将刮板21存放在保持装置20的已知位置处，并且可以将丝网单元19(即印刷丝网11)与刮板21一起从印刷装置2中取出并且例如送回到丝网仓3。

由于存在多个丝网单元19，这些丝网单元特别是具有不同的印刷丝网11并且以不同的材料预先填充或者可以被填充，因此成本低廉且节省资源地确保了三维成形结构的快速印刷。为此，印刷系统1的印刷丝网11适宜地分别构造为丝网单元19，如前面已经描述的，使得分别具有自身的刮板的丝网单元19由输送装置4输送或者自动供应给印刷装置2并且分别与所属的刮板21一起存放在丝网仓3中，如参照印刷丝网11所描述的。