阅读说明：本技术 用于将遮蔽材料施加至基材的系统 (System for applying masking material to a substrate ) 是由 艾伦·赫德 阿尔贝特·科奇斯 古斯塔夫·弗洛里安 于 2018-02-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于将遮蔽材料(110)施加至基材(104)的系统(100),该系统包括：原料供给装置(108),其用于将一定量的遮蔽材料输送到基材；废物存放装置(112),其用于接收从基材去除的遮蔽材料；喷涂喷嘴(106),其能够相对于基材移动；以及控制器(116),其用于控制喷嘴(106)相对于基材(104)的移动以及从原料供给装置(108)输送的遮蔽材料(110)的输送速度,其中,喷涂喷嘴(106)相对于基材(104)的移动速度基本上等于从原料供给装置(108)输送的遮蔽材料(110)的输送速度。(The invention provides a system (100) for applying a masking material (110) to a substrate (104), the system comprising: a raw material supply device (108) for delivering a certain amount of masking material to the base material; a waste storage device (112) for receiving the masking material removed from the substrate; a spray nozzle (106) movable relative to the substrate; and a controller (116) for controlling the movement of the nozzle (106) relative to the base material (104) and the delivery rate of the masking material (110) delivered from the raw material supply device (108), wherein the movement rate of the spray nozzle (106) relative to the base material (104) is substantially equal to the delivery rate of the masking material (110) delivered from the raw material supply device (108).)

用于将遮蔽材料施加至基材的系统

技术领域

本发明涉及用于将遮蔽材料施加至基材的系统，特别地但非排他地用于基于喷漆或印刷的应用。

背景技术

许多日常物品，例如汽车车身板、家用电器和儿童玩具，都是通过基于喷涂的系统进行喷漆或印刷的。典型的基于喷涂的系统包括喷嘴，该喷嘴可与包含涂料介质的贮存器配合。泵用于将涂料介质从贮存器沿着导管驱动到喷嘴，涂料在该喷嘴处被施加至基材。在大多数现代喷涂印刷系统中，喷嘴的位置由基于计算机的控制系统精确地控制。喷嘴的位置可以通过x、y、z坐标进行调节，并且通常精确到非常严格的公差范围内。

贮存器中的涂料介质根据应用来构造。在需要平滑边缘的应用中，涂料介质的空间构造使得饰面是均匀的。这在大多数应用中是有利的，但是在需要清晰(sharp)的边缘饰面的情况下，饰面质量可能会有所降低。为产生这种清晰的边缘饰面，通常将遮蔽胶带施加至基材。然后将基材与遮蔽胶带一起喷漆。当去除遮蔽胶带时，在基材上留下清晰的边缘饰面。这种简单的方法已经使用了很多年，但是有一些缺点，包括：涂料的过量使用，涂料对遮蔽胶带的污染，环境问题，去除遮蔽胶带时对涂料饰面的潜在损害，以及供应遮蔽胶带的成本及施加遮蔽胶带和喷漆后去除遮蔽胶带所需的劳动力。特别是，由于用过的遮蔽胶带已被涂料污染，因此无法重复使用，并且由于涂料污染而不得不将其丢弃到一般的垃圾填埋场中。用过的遮蔽胶带无法进行循环利用。

本发明寻求解决前述问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于将遮蔽材料施加至基材的系统，该系统包括：原料供给装置，其用于将一定量的遮蔽材料输送到基材；废物存放装置，其用于接收从基材去除的遮蔽材料；喷涂喷嘴，其能够相对于基材移动；以及控制器，其用于控制喷涂喷嘴相对于基材的移动以及从原料供给装置输送的遮蔽材料的输送速度，其中，喷涂喷嘴相对于基材的移动速度基本上等于从原料供给装置输送的遮蔽材料的输送速度。

所描述的系统消除了在喷漆之前人工准备基材的需要，从而节省了大量时间和费用。此外，由于在喷漆处理期间将遮蔽材料直接送至废物存放装置并随后在印刷操作结束时将其丢弃，因此减少了局部环境污染。由于在印刷操作期间在涂料干燥之前从基材去除了遮蔽材料，因此涂料的损害也最小化。一旦一卷遮蔽材料被安装到原料供给装置中，遮蔽操作就会自动进行，直到这卷遮蔽材料耗尽为止。此时，用户仅需将遮蔽材料丢弃到废物存放装置中并安装新的一卷遮蔽材料卷即可。这种构造使得遮蔽系统能够在安装新的遮蔽材料卷之间进行多次印刷操作。

原料供给装置、废物存放装置和喷嘴可以限定可作为单个单元移动的喷涂单元。

有利地，作为单个单元的原料供给装置、废物存放装置和辊的移动使得在喷漆操作中易于将遮蔽材料与喷嘴对准。

原料供给装置可以呈辊的形式。废物存放装置可以呈辊的形式。

为原料供给装置和废物存放装置使用辊确保了遮蔽材料离开原料供给装置时的速度等于遮蔽材料到达废物存放装置时的速度。由于机械构造简单，因此原料供给装置或废物存放装置发生机械故障的风险被最小化。

该系统还可以包括用于在原料供给装置和废物存放装置之间引导遮蔽材料的引导装置。

使用引导装置确保了遮蔽材料以期望的方式施加至基材，而不会扭曲或起皱。

引导装置可以呈成对的辊的形式，遮蔽材料从该成对的辊之间穿过。

遮蔽材料可以是基于纸或塑料的材料。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于将遮蔽材料施加至基材的系统，该系统包括：原料供给装置，其用于将连续环形的遮蔽材料输送到基材；喷涂喷嘴，其能够相对于基材移动并且用于将涂料介质施加至基材；以及清洁装置，其布置成从遮蔽材料清洁多余的涂料介质。

穿过清洁装置的连续环形的遮蔽材料的使用通过消除使用被涂料污染的不可循环利用的基于纸的遮蔽材料的需要，对环境具有重大的积极影响。使连续环形的遮蔽材料穿过清洁装置使得涂料介质能够从遮蔽材料去除，从而遮蔽材料适于长期使用而无需更换。

喷嘴相对于基材的移动速度可以等于遮蔽材料向基材的输送速度。

系统还可以包括用于帮助遮蔽材料到基材的输送的引导装置。

提供引导装置有利地确保了遮蔽材料以期望的方式被施加至基材而不会扭曲或起皱。

引导装置可以包括间隔开以与遮蔽材料的两侧接触的成对的辊。

该成对的辊可以由马达驱动。

使用马达来驱动辊使得系统能够促使遮蔽材料抵靠基材，从而使遮蔽材料变形并且更加高效地遮蔽表面并防止涂料介质进入遮蔽材料的下方。与遮蔽材料的类似弹簧的特性相结合，马达提供了如下效果：通过由马达促使遮蔽材料抵靠基材，可以消除几何误差。

系统还可以包括用于改变原料供给装置相对于基材的角度的角度调节装置。

使用角度调节装置提供了如下效果：遮蔽材料可以相对于喷嘴的路径沿任何取向被施加至基材。

角度调节装置可以被构造为调节遮蔽材料的角度，以使得遮蔽材料总是沿着喷嘴的行进方向被施加至基材。

为了在喷漆期间沿弯曲方向遮蔽基材，角度调节装置可以被构造为使得遮蔽材料总是沿喷嘴的行进方向被施加至基材。这还提供了进一步的好处，即，在基材的喷嘴遵循弯曲路径的区域中可以获得较高质量的涂料饰面。

角度调节装置可以包括马达。

使用马达使得角度调节装置能够快速地做出响应并与喷嘴行进方向的变化配合。

连续环形的遮蔽材料可以由塑料或金属材料形成。

使用塑料或金属材料使得遮蔽材料能够被清洁而不会有损坏遮蔽材料的显著风险。弹性材料很重要，因此适于长时间使用而无需更换。

清洁装置可以包括贮存器和一个或多个刮擦片。

提供贮存器使得收集的涂料介质能够被存储起以处置或以后再次使用，或者收集的涂料介质可以在当前的印刷操作期间再次使用。使用刮擦片能够高效地从遮蔽材料去除湿的涂料介质，并且使去除的涂料介质积聚到贮存器中。

排放口可以包括用于从贮存器去除涂料介质的排放口。

提供排放口使得贮存器内的涂料能够容易地从贮存器被去除并且被丢弃或被供给回到主印刷介质源中。

排放口可以包括阀，该阀具有涂料材料不能离开贮存器的关闭位置和涂料材料能够通过排放口离开贮存器的打开位置。

提供阀使得用户能够手动地选择应该何时将贮存器内的涂料介质从贮存器去除。

贮存器可以包括用于检测贮存器内的涂料介质的液位的液位传感器，并且阀可以由控制器控制，以使得当液位传感器检测到贮存器内的涂料介质的液位已达到预定水平时，阀被移动到打开位置以允许贮存器内的涂料介质从贮存器排放。

系统还可以包括高度调节装置，其用于在y维度上调节连续环形的遮蔽材料相对于基材的位置。

在一些应用中，遮蔽材料与待喷漆的基材间隔开可能是有利的，即遮蔽材料限定非接触式遮蔽。当完成的边缘不需要清晰时，例如当给图案的内表面喷漆时，尤其如此。

系统可以包括两个环形的连续遮蔽材料，其中，两个环分别被定位在喷嘴的相反两侧的对应侧。

布置两个环形的遮蔽材料使得喷漆系统能够将涂料以直线或其它窄特征的方式精确且高效地喷涂到基材上。

两个环形的连续遮蔽材料可以由共同的原料供给装置输送。

每个环形的连续遮蔽材料可以由各自的原料供给装置输送。

附图说明

现在将通过参考以下附图来描述本发明。

图1示出给基材喷涂涂料的现有技术的方法；

图2示出根据本发明的第一方面的用于将遮蔽材料施加至基材的系统；

图3示出根据本发明的第二实施例的用于将遮蔽材料施加至基材的系统；

图4示出图3的系统的变型，该变型的系统包括角度设定马达，以使得系统能够用于弯曲表面；

图5示出图3的系统的另一变型，该变型的系统使遮蔽材料与基材不接触；

图6示出图3的系统的另一变型，该变型的系统布置在喷嘴的两侧。

具体实施方式

在图1中示出了现有技术的涂料喷涂系统10。喷嘴12被布置成使得它与待喷漆的基材14间隔开。遮蔽材料16被施加至基材14，使得当施加涂料时，可以形成清晰的边缘饰面。喷漆处理完成后，将遮蔽材料16从基材去除。遮蔽材料16由于被涂料污染而被丢弃到一般的垃圾填埋场中，因此妨碍了循环利用。

在图2中示出了本发明的第一方面100。喷涂单元102被布置成使得它与待喷漆的基材104间隔开。喷涂单元包括喷嘴106、用于分配遮蔽材料110的原料供给装置108、用于接收用过的遮蔽材料110的废物存放装置112、以及用于在原料供给装置与废物存放装置112之间引导遮蔽材料110的引导装置114。

在图2所示的实施例中，原料供给装置108和废物存放装置112被示出为辊。遮蔽材料110从原料供给装置108被供给，并且在即将喷漆之前被施加至基材。喷漆后，遮蔽材料110从基材104去除，并且存储在废物处置装置112中或上。原料供给装置108的辊和废物存放装置112的辊中的一个或两者由马达驱动。

喷涂单元102由控制器116控制，该控制器116能操作成控制喷涂单元102的直线移动以及遮蔽材料110从原料供给装置108到废物存放装置112的传送。为了帮助喷涂单元102的有效操作，控制器116被构造为使得遮蔽材料110从原料供给装置108到废物存放装置112的传送速度V₁等于喷涂单元102相对于基材104的移动速度V₂。因为原料供给装置108的辊和废物存放装置112的辊中的一个或两者可由马达控制，所以可以适当地控制马达的速度。

在图3中示出了本发明的第二方面200。喷涂单元202包括喷嘴203和辊204，连续环形的遮蔽材料206围绕辊204定位。遮蔽材料206被一个或多个引导装置208张紧。清洁盒210以与遮蔽材料206接触的方式设置。清洁盒210包括刮擦器212，该刮擦器212用于从遮蔽材料206上擦掉涂料介质。涂料介质被收集在贮存器214中，该贮存器214是清洁盒210的一部分，或者在清洁盒210的外部。贮存器216包括排放口220，以使得贮存器214内的涂料介质能够被排放。排放口220包括阀222，该阀222具有涂料材料不能从贮存器214中排放去除的打开位置和涂料材料能够通过排放口220从贮存器214排放的打开位置。

为了张紧连续环形的遮蔽材料，可以与第一辊204共线地(in-line with)设置有第二辊(未示出)。第一辊204和第二辊(如果存在的话)均相对于喷嘴206偏移。

喷涂单元202由控制器216控制，该控制器216能操作成控制喷涂单元202相对于基材218的移动以及连续环形的遮蔽材料206围绕环形路径的移动。为了帮助喷涂单元202的有效操作，控制器被构造为使得遮蔽材料206围绕路径的移动速度V₁等于喷涂单元202的直线移动(速度)V₂。

在使用中，连续环形的遮蔽材料206抵靠或靠近待喷漆的基材218被定位。当喷涂单元202相对于基材218移动时，遮蔽材料206围绕预定路径移动。遮蔽材料阻止涂料介质被施加至基材218的特定区域。

图4示出喷涂单元202，该喷涂单元202还包括角度设定马达224。角度设定马达224使得能够实现围绕y轴的轴向旋转，从而可以调节第一辊204的角度。在一个实施例中，第一辊204的角度由控制器216控制，以使得角度设定马达224被指示根据喷嘴203的行进方向的改变来调节第一辊204的角度。

图5示出喷涂单元202，该喷涂单元202被构造为使得在使用期间遮蔽材料206与基材218不接触。在该实例中，遮蔽材料206相对于基材218偏移距离x。第一辊204是可调的，从而第一辊204相对于基材218的距离在高度上是可调的。

图6示出喷涂单元202，该喷涂单元202使得两个连续环形的遮蔽材料206能够抵靠或靠近基材218被施加。这可以通过能够容纳两个环形遮蔽材料206的辊设计来实现，或者可以通过提供两组辊且每组辊容纳各自的环形遮蔽材料206来实现。每个连续环形的遮蔽材料206被输送至基材218，使得喷嘴203被定位在(分别)位于喷嘴203的相反两侧的两个连续环形的遮蔽材料206之间。

前述描述旨在描述本发明的实施例并且仅作为实例给出。