相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)根據(jù)35u.s.c.§119要求2014年8月1日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)62/032156的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容構(gòu)成本發(fā)明的依據(jù)且以引用方式并入本文。

本公開(kāi)大體上涉及用于在三維基底上印刷圖案的方法和設(shè)備，并且更具體地涉及用于在具有一個(gè)或多個(gè)彎曲表面的基底上進(jìn)行印刷的絲網(wǎng)印刷方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

三維(3d)絲網(wǎng)印刷被廣泛地用于各個(gè)行業(yè)，例如，用于印刷在諸如瓶子和罐的倒圓容器上。3d絲網(wǎng)印刷到目前為止一般局限于具有較小曲率半徑(例如，小于約500mm)和/或單個(gè)彎曲軸線的基底。在極大程度上，3d印刷也局限于印刷在半圓形或拋物線形基底和具有圓形或橢圓形橫截面的圓柱形基底的外部或凸形表面上。這些基底通常可包含玻璃(例如，瓶子、大杯、眼鏡等)、塑料(例如，容器等)和/或金屬(例如，罐、鑄件等)。

在較大幅面、較大半徑和/或多半徑三維基底上絲網(wǎng)印刷的能力越來(lái)越多地與各個(gè)行業(yè)(例如，汽車工業(yè))相關(guān)聯(lián)。較大幅面的3d基底常規(guī)地可在基底仍然平坦時(shí)印刷，然后使基底成型以獲得3d形狀，例如，通過(guò)使玻璃或塑料基底在高溫下軟化等方式。然而，由于印刷介質(zhì)可能與使基底在印刷后成型所需的條件熱不相容，對(duì)在大幅面3d基底的彎曲表面上印刷的需求不斷增加。對(duì)于玻璃基底來(lái)說(shuō)尤其如此，玻璃基底在成型過(guò)程期間可被加熱至相對(duì)較高的成形或軟化溫度。

用于裝飾3d基底的表面的現(xiàn)有方法包括掩蓋表面的一部分并對(duì)基底進(jìn)行噴涂以形成圖像；然而，此類方法可能是昂貴和/或耗時(shí)的，并且一般得不到合適的圖像分辨率。已經(jīng)嘗試在大幅面的彎曲表面上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷和噴墨印刷，但存在各種缺點(diǎn)、并發(fā)后果和/或缺陷。例如，相比2d印刷裝置，3d印刷裝置通常包括一個(gè)或多個(gè)額外的移動(dòng)部件，目的是在基底和絲網(wǎng)之間保持“不接觸”距離或間隙。2d平面絲網(wǎng)印刷工藝通常保持在從約1mm至約10mm的范圍內(nèi)的恒定的不接觸距離，具體取決于印刷應(yīng)用。3d印刷裝置傳統(tǒng)上通過(guò)鉸接絲網(wǎng)下方的基底或鉸接固定的基底上方或周圍的絲網(wǎng)來(lái)補(bǔ)償不接觸波動(dòng)。

也可使用具有柔性側(cè)邊的絲網(wǎng)框架，使得框架和網(wǎng)片在印刷期間可一定程度上適形于彎曲基底的輪廓。也可使用預(yù)成型為與給定基底的曲線匹配的絲網(wǎng)框架。用來(lái)張緊和放松絲網(wǎng)網(wǎng)片的裝置也可附接到絲網(wǎng)框架，以允許網(wǎng)片在印刷過(guò)程期間適形或撓曲。然而，絲網(wǎng)框架和/或印刷機(jī)的這些附加部件和/或特征會(huì)增加3d印刷過(guò)程的復(fù)雜性和/或費(fèi)用，因?yàn)橛∷C(jī)和/或其各個(gè)部件常常必須定制以獲得每個(gè)所需的特征。此外，此類3d絲網(wǎng)印刷方法僅可用于凸形或凹形表面印刷，而不是兩者，并且僅用于具有單一曲率半徑的基底。

因此，有利的是提供用于絲網(wǎng)印刷3d基底的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備可以更少的移動(dòng)部件、以更低的成本操作和/或具有更低的復(fù)雜性。另外有利的是，提供用于在多種基底形狀(例如，凹形和/或凸形基底)和/或具有復(fù)雜曲線(例如，圍繞多個(gè)半徑的曲線)的基底上印刷的方法和設(shè)備。此外，為了減少制造成本和/或?qū)Χㄖ朴∷⒀b置和/或其部件的需求，可能有利的是提供一種設(shè)備，該設(shè)備能至少部分地結(jié)合用于印刷傳統(tǒng)(例如，2d)基底的現(xiàn)有部件起作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在各種實(shí)施例中，本公開(kāi)涉及用于在三維基底的表面上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的設(shè)備，該設(shè)備包括：基本上剛性的、基本上平面的框架，該框架具有周邊，該周邊限定具有給定表面區(qū)域的在該周邊內(nèi)的區(qū)域；以及絲網(wǎng)，其附接到框架并且延伸橫跨表面區(qū)域的至少一部分，該絲網(wǎng)包括第一部分和第二部分，液體印刷介質(zhì)可通過(guò)第一部分傳遞到附近的三維基底上，第二部分涂有乳狀液，該乳狀液基本上防止液體印刷介質(zhì)穿過(guò)絲網(wǎng)的第二部分，其中，絲網(wǎng)具有小于約20n/cm的固定張力。本公開(kāi)還涉及用于在三維基底的表面上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：本文所公開(kāi)的帶框架的絲網(wǎng)設(shè)備；和用于將液體印刷介質(zhì)施加到三維基底的施用器。

本公開(kāi)還涉及用于在三維基底的表面上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的方法，該方法包括：將三維基底靠近本文所公開(kāi)的帶框架的絲網(wǎng)設(shè)備定位；將液體印刷介質(zhì)施加到絲網(wǎng)；以及將壓力施加到絲網(wǎng)以迫使液體印刷介質(zhì)通過(guò)絲網(wǎng)的至少一部分，其中，在框架和三維基底之間的距離在施加步驟期間保持基本上恒定。

本公開(kāi)的附加的特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的詳細(xì)描述中闡述，并且部分地將根據(jù)該描述而對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)踐本文所述方法而被了解，其中包括隨后的詳細(xì)描述、權(quán)利要求以及附圖。

應(yīng)當(dāng)理解，前述總體描述及以下詳細(xì)描述兩者提供本公開(kāi)的各種實(shí)施例，并且旨在提供用于理解權(quán)利要求的本質(zhì)及特性的綜述或框架。附圖是為了提供對(duì)本公開(kāi)的進(jìn)一步了解而包含的，并且被納入本說(shuō)明書中且構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分。附圖示出了本公開(kāi)的各種實(shí)施例，并且與描述一起用來(lái)解釋本公開(kāi)的原理和操作。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合以下附圖閱讀時(shí)，可以最好地理解以下詳細(xì)描述，其中類似的結(jié)構(gòu)用類似的附圖標(biāo)記表示，并且在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的示例性絲網(wǎng)印刷設(shè)備的俯視圖；

圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例的示例性絲網(wǎng)印刷設(shè)備的俯視圖；以及

圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的示例性絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

設(shè)備

本文公開(kāi)了用于在三維基底的表面上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的設(shè)備，該設(shè)備包括：基本上剛性的、基本上平面的框架，該框架具有周邊，該周邊限定具有給定表面區(qū)域的在該周邊內(nèi)的區(qū)域；以及絲網(wǎng)，其附接到框架并且延伸橫跨表面區(qū)域的至少一部分，該絲網(wǎng)包括：第一部分，液體印刷介質(zhì)可通過(guò)第一部分傳遞到附近的三維基底上；和第二部分，其涂有乳狀液，該乳狀液基本上防止液體印刷介質(zhì)穿過(guò)絲網(wǎng)的第二部分，其中，絲網(wǎng)具有小于約20n/cm的固定張力。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“三維基底”及其變型旨在表示具有至少一個(gè)非平面和/或非水平表面的基底，例如，具有任何給定曲線的表面，該曲線可以在大小、形狀和/或取向上變化。相比之下，二維基底包括平坦的、平面的、水平表面，例如平片或塊體。

參照?qǐng)D1，示出了根據(jù)本公開(kāi)的示例性絲網(wǎng)印刷設(shè)備100的一個(gè)實(shí)施例，其包括框架110和絲網(wǎng)120。絲網(wǎng)120部分地涂有乳狀液130以形成圖案或圖像。在圖示實(shí)施例中，圖案可以對(duì)應(yīng)于車輛頂部或天窗，但可以設(shè)想到各種其它形狀和應(yīng)用。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“框架”旨在表示形成圍繞絲網(wǎng)的基本上剛性的周邊的部件。術(shù)語(yǔ)“絲網(wǎng)”、“目絲網(wǎng)”及其變型旨在表示延伸橫跨框架且至少部分地覆蓋由框架限定的表面區(qū)域的材料。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“設(shè)備”、“帶框架的絲網(wǎng)設(shè)備”、“帶框架的絲網(wǎng)”及其變型旨在表示組合的框架和絲網(wǎng)部件，例如，固定到框架的絲網(wǎng)，任選地外加乳狀液。

框架110可具有適合支撐用于特定應(yīng)用的絲網(wǎng)印刷絲網(wǎng)的任何形狀和大小。例如，框架可以限定具有選自下列的形狀的周邊：正方形、矩形、菱形、圓形、卵圓形、橢圓形、三角形、五邊形、六邊形和其它多邊形等。根據(jù)各種實(shí)施例，框架為四邊形，例如，限定正方形、矩形或長(zhǎng)菱形周邊?？蚣芸梢詾槠矫娴幕蚧旧掀矫娴?，以及基本上剛性的或非柔性的。換句話講，框架未被成型為在印刷之前適形于三維基底的曲線(基本上平面的)，并且不被構(gòu)造成在印刷期間適形于三維基底的曲線(基本上剛性的)。

框架110的尺寸(例如，長(zhǎng)度、寬度、直徑或高度，具體取決于幾何形狀)可具有適合充分地拉伸絲網(wǎng)的任何大小，以提供可接受的印刷分辨率?？蚣艿拇笮】衫绺鶕?jù)絲網(wǎng)材料、網(wǎng)目數(shù)、網(wǎng)類型、所需的絲網(wǎng)張力、和/或三維基底的大小而變化。在某些實(shí)施例中，框架可具有大約等于或大于三維基底的最大尺寸的至少一個(gè)尺寸，例如，為基底的最大尺寸的至少約1.5倍或基底的最大尺寸的至少約2倍。

作為非限制性示例，根據(jù)例如印刷裝置的大小，示例性的四邊形框架的橫截面尺寸可在從約25mm×25mm直至約200mm×200mm或以上的范圍內(nèi)。例如，示例性的四邊形框架可具有在從約35mm×35mm直至約150mm×150mm的范圍內(nèi)的尺寸，例如，從約50mm×50mm直至約100mm×100mm，或從約60mm×60mm至約80mm×80mm，包括其間的所有范圍和子范圍，并且包括正方形和矩形變型兩者。根據(jù)至少一個(gè)非限制性實(shí)施例，框架可以為矩形，其寬度約等于框架的高度的兩倍。例如，框架可為具有大約50mm×25mm、60mm×30mm、76mm×38mm、100mm×50mm、150mm×75mm或200mm×100mm的寬度×高度尺寸的矩形。在一些實(shí)施例中，框架可具有至少一個(gè)尺寸超過(guò)1米，例如，幾米或以上，例如兩米或三米或以上。

框架110可由基本上剛性的材料構(gòu)造成，該材料可選自目絲網(wǎng)可附接到的任何合適的材料。示例性材料包括但不限于木材和金屬，例如，鋁、擠出的或中空的鋁、不銹鋼、中空不銹鋼等。根據(jù)一個(gè)非限制性實(shí)施例，框架可由鋁構(gòu)造成，例如，擠出的鋁、中空的鋁、或彎曲的鋁件。根據(jù)特定應(yīng)用所需的結(jié)構(gòu)完整性，框架厚度可變化。在各種實(shí)施例中，框架可具有在從約2mm至約5mm、例如從約3mm至約4mm的范圍內(nèi)的厚度，包括其間的所有范圍和子范圍。

絲網(wǎng)120可包括適用于絲網(wǎng)印刷應(yīng)用的一種或多種多孔的柔性網(wǎng)狀材料，例如，聚酯、尼龍、pet、聚酰胺、聚酯皮芯組合、復(fù)合聚酯材料、以及帶涂層的聚酯等。根據(jù)某些實(shí)施例，絲網(wǎng)選自非金屬網(wǎng)狀材料。絲網(wǎng)材料可任選地選自單絲材料。絲網(wǎng)可包括具有任何合適織紋的網(wǎng)狀材料，所述織紋包括但不限于平紋、斜紋、雙面斜紋、碎紋(crushed)和變平的織紋圖案。

絲網(wǎng)的網(wǎng)目數(shù)可以根據(jù)例如框架大小、網(wǎng)類型、線徑和/或所需的絲網(wǎng)張力而變化。作為非限制性示例，網(wǎng)目數(shù)可在從約120根/英寸至約380根/英寸、例如從約230根/英寸至約305根/英寸的范圍內(nèi)，包括其間的所有范圍和子范圍。在各種實(shí)施例中，網(wǎng)目數(shù)可以是橫跨絲網(wǎng)變化的。例如，根據(jù)三維基底的曲線、待印刷的所需特征、其在基底上的位置和/或所需分辨率，網(wǎng)目數(shù)可橫跨絲網(wǎng)變化。根據(jù)示例性實(shí)施例，較細(xì)的網(wǎng)目數(shù)可沿著三維基底的曲率半徑在與待印刷的目標(biāo)特征對(duì)齊的絲網(wǎng)的部分上使用。

絲網(wǎng)120可包括具有可用于任何網(wǎng)目數(shù)的任何合適的線徑的材料，只要絲網(wǎng)保持足夠的柔韌性和印刷分辨率。在各種非限制性實(shí)施例中，絲網(wǎng)的線徑可在從約30微米至約80微米、例如從約40微米至約70微米或從約50微米至約60微米的范圍內(nèi)，包括其間的所有范圍和子范圍。

應(yīng)當(dāng)理解，絲網(wǎng)和框架的上述性質(zhì)可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要單獨(dú)地或組合地選擇，以獲得具有針對(duì)特定應(yīng)用的所需屬性的帶框架的絲網(wǎng)設(shè)備。例如，這些性質(zhì)可被選擇以獲得合適的絲網(wǎng)柔韌性或張力，如本文更詳細(xì)討論的。這樣的選擇在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力內(nèi)，并且旨在落入本公開(kāi)的范圍內(nèi)。

絲網(wǎng)120可利用絲網(wǎng)印刷領(lǐng)域已知的任何手段附接到框架110，例如，絲網(wǎng)可利用粘合劑粘附到框架。根據(jù)各種實(shí)施例，在附接到框架之前，絲網(wǎng)可以或可以不偏置到框架。粘合劑可包括例如乙烯-醋酸乙烯(eva)、熱塑性聚氨酯(tpu)、聚酯(pet)、丙烯酸類樹脂(例如，丙烯酸類壓敏粘合帶)、聚乙烯醇縮丁醛(pvb)、諸如離聚物的離聚物、壓敏粘合劑、雙面膠帶、或任何其它合適的粘合劑材料。備選地，絲網(wǎng)可以利用諸如摩擦力的其它方法附接到框架，例如，利用夾片、夾具等。

本文所公開(kāi)的絲網(wǎng)120可以是柔性網(wǎng)片，其可表示在附接到框架110之前和/或之后絲網(wǎng)具有固定的低張力。根據(jù)各種實(shí)施例，在附接到框架之后，絲網(wǎng)可具有小于約20n/cm的固定張力。例如，網(wǎng)片可具有在織物的經(jīng)紗和緯紗方向兩者上橫跨網(wǎng)片均勻分布的固定張力，該張力小于約20n/cm，例如，小于約18n/cm、小于約15n/cm、小于約10n/cm或小于約5n/cm，包括其間的所有范圍和子范圍。根據(jù)各種實(shí)施例，網(wǎng)片可具有固定的均勻張力，該張力在從約10n/cm至約20n/cm的范圍內(nèi)，例如，從約11n/cm至約19n/cm、從約12n/cm至約18n/cm、從約13n/cm至約17n/cm或從約14n/cm至約16n/cm，包括其間的所有范圍和子范圍。在其它實(shí)施例中，一定范圍的固定低張力可施加在織物的經(jīng)紗和緯紗方向兩者上，該張力可小于約20n/cm，例如，小于約18n/cm、小于約15n/cm或小于約10n/cm。根據(jù)另外的實(shí)施例，網(wǎng)片可具有固定的可變張力，該張力在從約10n/cm至約20n/cm的范圍內(nèi)，例如，從約11n/cm至約19n/cm、從約12n/cm至約18n/cm、從約13n/cm至約17n/cm或從約14n/cm至約16n/cm，包括其間的所有范圍和子范圍。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“固定的”張力旨在表示絲網(wǎng)具有橫跨絲網(wǎng)區(qū)域的給定的張力，而不論是均勻的或可變的，該張力不是例如用來(lái)在印刷過(guò)程期間張緊和放松絲網(wǎng)網(wǎng)片的裝置所改變的。不受理論的束縛，可以相信，絲網(wǎng)材料的相對(duì)低的張力(例如，2d帶框架絲網(wǎng)使用具有大于20n/cm、例如至多約40n/cm的制造后張力的絲網(wǎng))可在印刷期間由于絲網(wǎng)的拉伸而賦予高張力，這可導(dǎo)致較高分辨率印刷的能力，同時(shí)也允許絲網(wǎng)在必要時(shí)拉伸以與三維基底的各個(gè)部分進(jìn)行接觸。

在某些實(shí)施例中，絲網(wǎng)120可包括多于一個(gè)多孔的網(wǎng)狀材料，或與另一種可拉伸材料結(jié)合的一個(gè)或多個(gè)多孔的網(wǎng)狀材料。這些實(shí)施例將通過(guò)非限制性參照?qǐng)D2進(jìn)行討論，圖2示出了示例性的帶框架絲網(wǎng)設(shè)備100，其包括由兩種不同材料構(gòu)造成的絲網(wǎng)。由第一絲網(wǎng)材料構(gòu)造成的外部絲網(wǎng)區(qū)域120a可附接到框架110，并可延伸橫跨由框架限定的表面區(qū)域的第一部分。第一絲網(wǎng)材料可附接到第二絲網(wǎng)材料，第二絲網(wǎng)材料限定延伸橫跨表面區(qū)域的第二部分的內(nèi)部絲網(wǎng)區(qū)域120b。

例如，第一絲網(wǎng)材料可具有給定的柔韌性(或拉伸能力)，并且第二絲網(wǎng)材料可具有高于第一材料的柔韌性。作為非限制性示例，外部區(qū)域120a可由例如多孔的聚酯網(wǎng)片形成，而內(nèi)部區(qū)域120b可由諸如尼龍的較高拉伸度的多孔網(wǎng)狀材料形成。備選地，第一絲網(wǎng)材料可以為具有給定柔韌性的多孔網(wǎng)片，并且第二絲網(wǎng)材料可以為具有低于第一材料的柔韌性的多孔網(wǎng)片，例如，外部區(qū)域120a由尼龍形成，并且內(nèi)部區(qū)域120b由聚酯形成。

在另一個(gè)實(shí)施例中，形成外部區(qū)域120a的第一材料可以為無(wú)孔的柔性材料或通常不用于絲網(wǎng)印刷的多孔的可拉伸材料，并且內(nèi)部區(qū)域120b可由本文所述柔性的多孔網(wǎng)狀材料形成，例如，聚酯或尼龍等，反之亦然。無(wú)孔材料可以是任何柔性材料，其具有適合高分辨率印刷的任何合適的厚度，包括但不限于硅樹脂膜。通常不用于絲網(wǎng)印刷的多孔的可拉伸材料可包括例如氨綸和合成彈力纖維。

根據(jù)各種實(shí)施例，外部區(qū)域120a和內(nèi)部區(qū)域120b可在接合部140處會(huì)合，在該點(diǎn)處，它們?nèi)魏畏绞秸掣交蛘哒f(shuō)是附接到彼此，所述方式適合在印刷期間保持兩種材料之間的完整性(例如，使得這兩種材料在接頭處不分離)。在某些實(shí)施例中，接合部140具有最小厚度，該厚度不妨礙或基本上不妨礙印刷過(guò)程。例如，這兩種材料可以利用液體粘合劑接合在一起，該粘合劑可以為例如熱固性或uv固化的粘合劑、雙面膠帶、或在這兩種材料的任一側(cè)上和/或在兩者間的兩者的組合。在另外的實(shí)施例中，接合部140可被定位成靠近待印刷的三維基底的邊緣，使得接頭不妨礙表面的絲網(wǎng)印刷。例如，接合部140的位置可被選擇，使得它在印刷過(guò)程期間不妨礙印刷介質(zhì)施用器(例如，刮刀)的覆墨沖程或印刷沖程。

雖然圖2示出了包括兩種絲網(wǎng)材料的帶框架絲網(wǎng)設(shè)備的一個(gè)示例性實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，可根據(jù)本公開(kāi)的其它方面對(duì)該實(shí)施例做出若干變型。例如，可使用多于兩種類型的絲網(wǎng)材料，和/或框架和/或絲網(wǎng)的形狀和/或大小可變化。此外，雖然乳狀液在圖2中描繪為不在絲網(wǎng)120上，但應(yīng)當(dāng)理解，這樣的乳狀液可以任何合適的圖案存在(參見(jiàn)例如圖1)。

在圖2中還可注意到，絲網(wǎng)120不完全覆蓋由框架110限定的整個(gè)表面區(qū)域，而在設(shè)備的角落中留下空隙150。在各種實(shí)施例中，絲網(wǎng)120可覆蓋更多或更少的表面區(qū)域，并且可具有任何數(shù)量和/或位置的任何所需的形狀，包括所描繪的一個(gè)或多個(gè)空隙。通過(guò)取消某些區(qū)域中的網(wǎng)孔，有可能減小多孔或無(wú)孔材料對(duì)拉伸的阻力。

此外，雖然圖2顯示外部區(qū)域120a覆蓋框架周邊的所有側(cè)邊，但可以設(shè)想，第一絲網(wǎng)材料可用來(lái)覆蓋框架周邊的僅一部分，例如，所示框架的僅一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)側(cè)邊，或一個(gè)或多個(gè)側(cè)邊的僅部分，具體取決于待印刷的三維基底的形狀和/或一個(gè)或多個(gè)半徑。這樣的區(qū)域(包括任何空隙)的大小、形狀和/或數(shù)量的變型可根據(jù)框架和/或基底而變化。

本文所述絲網(wǎng)120可包括一個(gè)或多個(gè)“多孔”材料，該材料可表示在施加時(shí)可穿過(guò)絲網(wǎng)的至少一部分的液體印刷介質(zhì)。例如，諸如刮刀的印刷介質(zhì)施用器可用來(lái)將壓力施加到絲網(wǎng)，使得印刷介質(zhì)穿過(guò)絲網(wǎng)的至少一部分且傳遞到待印刷的基底上。

如上文所指出的，絲網(wǎng)120的至少一部分可涂有乳狀液130以在絲網(wǎng)上形成圖案或圖像。在一些實(shí)施例中，乳狀液可阻擋或基本上阻擋液體介質(zhì)通過(guò)絲網(wǎng)的帶涂層部分。相應(yīng)地，在一些實(shí)施例中，由乳狀液在絲網(wǎng)上形成的圖案可以是印刷在基底上的圖案的逆圖案。在本公開(kāi)的范圍內(nèi)，可以構(gòu)思到與多孔目絲網(wǎng)材料(包括網(wǎng)目數(shù)和線徑規(guī)格)和待使用的液體印刷介質(zhì)相容的任何乳狀液。乳狀液可以例如為液體，并且可具有任何密度和/或毛細(xì)膜性質(zhì)。乳狀液可以在絲網(wǎng)上涂布成適合絲網(wǎng)印刷應(yīng)用的任何厚度。例如，乳狀液可以以一定厚度涂布在絲網(wǎng)上，該厚度為當(dāng)附接到框架時(shí)的絲網(wǎng)厚度的至多約50％，例如，絲網(wǎng)的拉伸后厚度的至多約40％、至多約30％、至多約20％或至多約10％，包括其間的所有范圍和子范圍。

乳狀液130可以涂布在絲網(wǎng)120的任一側(cè)或兩側(cè)上。此外，乳狀液可根據(jù)需要涂布絲網(wǎng)的任何預(yù)定部分，以在三維基底上形成合適的圖案或圖像。在一些實(shí)施例中，絲網(wǎng)可在“印?！被颉奥┯“濉眳^(qū)域方面被限定，在該區(qū)域中乳狀液被有意地移除，以允許液體印刷介質(zhì)穿過(guò)絲網(wǎng)并傳遞到基底上。在各種實(shí)施例中，絲網(wǎng)的剩余部分可涂有乳狀液。在其它實(shí)施例中，通過(guò)從除了漏印板區(qū)域之外的絲網(wǎng)的區(qū)域移除乳狀液，可潛在地增強(qiáng)絲網(wǎng)的柔韌性。例如，可將乳狀液從剛好在框架周邊內(nèi)部的絲網(wǎng)區(qū)域到緊鄰漏印板區(qū)域一距離處移除。存在于絲網(wǎng)上的乳狀液的量可根據(jù)所需圖像和/或所需的絲網(wǎng)柔韌性的量而變化。根據(jù)各種實(shí)施例，在框架周邊的約5-10％內(nèi)的絲網(wǎng)區(qū)域可不含或基本上不含乳狀液。例如，參看圖2，可以看到，在框架周邊附近的絲網(wǎng)區(qū)域的一部分未涂布乳狀液。

在某些實(shí)施例中，通過(guò)用乳狀液涂布整個(gè)絲網(wǎng)、用正圖像膜覆蓋乳狀液的所選部分并且將乳狀液暴露于紫外線輻射，可在絲網(wǎng)上形成圖案。uv照射可使暴露的乳狀液硬化，而由膜覆蓋的乳狀液由于膜阻擋了紫外線輻射可保持較軟。在硬化之后，可用水或用于溶解乳狀液的任何其它合適的溶劑沖洗掉被膜覆蓋的乳狀液。由此可在根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施例的絲網(wǎng)上形成圖像。

在各種實(shí)施例中，本文所公開(kāi)的設(shè)備可以具有一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如，節(jié)約成本、提高圖像分辨率、和/或降低機(jī)械復(fù)雜性。例如，所公開(kāi)的設(shè)備可在采用2d過(guò)程參數(shù)和技術(shù)(例如，固定的絲網(wǎng)和基底位置和/或基本上平坦/平面的框架)的標(biāo)準(zhǔn)2d印刷裝置中使用以對(duì)三維基底進(jìn)行印刷，所述基底包括凸表面和凹表面、單軸線曲線、用于大幅面基底(例如，大于約500mm)的雙軸線曲線和復(fù)合曲線。另外，由于該設(shè)備可在標(biāo)準(zhǔn)印刷裝置中使用，可消除對(duì)定制工具和加工及與之相關(guān)聯(lián)的費(fèi)用的需求。此外，由于基底和框架位置可相對(duì)于彼此固定，可消除對(duì)附加的可移動(dòng)部件(例如，用于平移基底或框架或兩者)的需求，從而降低印刷過(guò)程的成本和復(fù)雜性。

而且，帶框架的絲網(wǎng)設(shè)備也可為“通用的”，因?yàn)橐环N絲網(wǎng)設(shè)計(jì)可用于上述多種曲線中的任一種。由于該設(shè)備包括附接到剛性框架的高度柔性絲網(wǎng)，該設(shè)備可在具有各種大小的基底上使用。換句話講，如果三維基底的大小增加，可能不需要同樣增加帶框架絲網(wǎng)設(shè)備的大小以適應(yīng)更大的表面。該屬性可能是有利的，因?yàn)樗杀苊鈱?duì)適應(yīng)更大的帶框架絲網(wǎng)本來(lái)所需的更大且更昂貴的印刷機(jī)的需求。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備可能不具有上述優(yōu)點(diǎn)中的一者或多者，但仍旨在落入本公開(kāi)的范圍內(nèi)。

系統(tǒng)

本文公開(kāi)了用于在三維基底的表面上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：帶框架的絲網(wǎng)和用于將液體印刷介質(zhì)施加到三維基底的施用器，其中，帶框架的絲網(wǎng)包括：基本上剛性的、基本上平面的框架，該框架具有周邊，該周邊限定具有給定表面區(qū)域的在該周邊內(nèi)的區(qū)域；以及絲網(wǎng)，其附接到框架并且延伸橫跨表面區(qū)域的至少一部分，其中，該絲網(wǎng)包括：第一部分，液體印刷介質(zhì)可通過(guò)第一部分傳遞到附近的三維基底上；和第二部分，其涂有乳狀液，該乳狀液基本上防止液體印刷介質(zhì)穿過(guò)絲網(wǎng)的第二部分，其中，絲網(wǎng)具有小于約20n/cm的固定張力。

圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的絲網(wǎng)印刷系統(tǒng)的橫截面?zhèn)纫晥D，其中施用器160與帶框架絲網(wǎng)設(shè)備100形成接觸。絲網(wǎng)120附接到框架110并且至少部分地涂有乳狀液130。在圖示實(shí)施例中，乳狀液130涂布在絲網(wǎng)120的下表面(也稱為“印刷”表面)上，但可以構(gòu)思到，乳狀液也可涂布在絲網(wǎng)的上表面(也稱為“施用器”表面)上，或下表面和上表面上。液體印刷介質(zhì)(未示出)可被施加到絲網(wǎng)，并且利用將壓力施加到絲網(wǎng)的施用器160，如由箭頭170所示，液體印刷介質(zhì)的至少一部分可穿過(guò)絲網(wǎng)并傳遞到三維基底上。施用器160可以是柔性的或剛性的，并且施加壓力可以是均勻的或可變的。

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，諸如刮刀的柔性壓力可控施用器可以用來(lái)在三維基底(例如，用于具有多于一個(gè)半徑的復(fù)雜曲線的基底)上進(jìn)行印刷。標(biāo)準(zhǔn)的直邊緣刮刀(例如，用于2d平面印刷的刮刀)也可以用來(lái)在三維基底上進(jìn)行印刷，例如，用于具有單一曲率半徑的基底。具有可變的形狀和大小的諸如刷子、刮刀等的其它施用器也可被構(gòu)思到，并且在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。刮刀或任何其它施用器可沿著絲網(wǎng)拖曳，迫使印刷介質(zhì)中的至少一些穿過(guò)絲網(wǎng)的至少一部分到三維基底上。施用器的保持角度、壓力、拖曳速度、大小和硬度可根據(jù)例如所需的圖像分辨率變化。

根據(jù)各種實(shí)施例，施用器可為刮刀，其可包括任何材料，例如，橡膠材料、聚氨酯等。施用器可為單個(gè)單元，例如單個(gè)刮刀，或者可包括分段單元，例如兩個(gè)或更多個(gè)相鄰的或不相鄰的刮刀。在一些實(shí)施例中，施用器可包括單件，其在各種實(shí)施例中可以為矩形形狀的，或者可包括多件。施用器(例如，刮刀)可包括：工作邊緣，其任選地成一角度接觸絲網(wǎng)；和固定邊緣，其可以與工作邊緣相對(duì)并且可利用任何合適的手段附接到印刷裝置。在非限制性的示例性實(shí)施例中，施用器可為刮刀，諸如在例如由申請(qǐng)人于2014年8月1日提交的名稱為“squeegeeforprintingflatandcurvedsubstrates”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/032138號(hào)中所公開(kāi)的那些，該申請(qǐng)以引用方式全文并入本文中。

印刷介質(zhì)可為包括諸如顏料、染料等的一種或多種染色劑的介質(zhì)。印刷介質(zhì)可為液體或基本上液體的形式，并且可包括至少一種溶劑，例如水或任何其它合適的溶劑。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“液體”旨在表示具有適合絲網(wǎng)印刷的任何粘度的任何自由流動(dòng)介質(zhì)。在某些實(shí)施例中，液體印刷介質(zhì)可選自具有各種顏色和色調(diào)的墨。在其它實(shí)施例中，液體印刷介質(zhì)可選自未著色的介質(zhì)，例如清漆或保護(hù)性涂層等。液體印刷介質(zhì)可選自著色的、不透明的、半透明的、或透明的介質(zhì)，并且可以起到功能性和/或裝飾性目的。

本文所公開(kāi)的系統(tǒng)還可包括各種附加部件。例如，可以包括印刷介質(zhì)遞送部件，其可被構(gòu)造成將預(yù)定量的印刷介質(zhì)遞送至絲網(wǎng)上。諸如覆墨刀的分配器可以任選地用來(lái)將印刷介質(zhì)例如以基本上均勻的方式分布在整個(gè)絲網(wǎng)上。此外，可包括用于夾持和/或平移施用器的裝置以及在絲網(wǎng)印刷裝置中通常存在的各種其它部件。

方法

本文還公開(kāi)了用于在三維基底的表面上進(jìn)行絲網(wǎng)印刷的方法，該方法包括：將三維基底定位在帶框架的絲網(wǎng)附近，帶框架的絲網(wǎng)包括：基本上剛性的、基本上平面的框架，該框架具有周邊，該周邊限定具有給定表面區(qū)域的在該周邊內(nèi)的區(qū)域；以及絲網(wǎng)，其附接到框架并且延伸橫跨表面區(qū)域的至少一部分，其中，該絲網(wǎng)包括：第一部分，液體印刷介質(zhì)可通過(guò)第一部分傳遞到附近的三維基底上；和第二部分，其涂有乳狀液，該乳狀液基本上防止液體印刷介質(zhì)穿過(guò)絲網(wǎng)的第二部分，其中，絲網(wǎng)具有小于約20n/cm的固定張力；以及將壓力施加到絲網(wǎng)以迫使液體印刷介質(zhì)的一部分穿過(guò)絲網(wǎng)的第一部分到三維基底上，其中，在框架和三維基底之間的距離在施加步驟期間保持基本上恒定。

本文所公開(kāi)的方法可用來(lái)印刷或裝飾三維基底。本文所公開(kāi)的裝飾或印刷可用來(lái)描述將具有任何液體材料的涂層施加到三維基底上，該涂層可以是功能性的和/或美觀性的，所述材料具有任何合適的粘度。三維基底可選自具有變化的組成、大小和形狀的基底。例如，基底可包括玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷、聚合物、金屬和/或塑料材料。示例性基底可包括但不限于玻璃片、模制塑料部件、金屬部件、陶瓷主體、玻璃-玻璃層合物、以及玻璃-聚合物層合物。

三維基底可具有任何形狀或厚度，例如，在從約0.1mm至約100mm或以上的范圍內(nèi)的厚度，具體取決于例如印刷裝置的大小和/或取向。例如，三維基底可具有在從約0.3mm至約20mm、從約0.5mm至約10mm、從約0.7mm至約5mm、從約1mm至約3mm、或從約1.5mm至約2.5mm的范圍內(nèi)的厚度，包括其間的所有范圍和子范圍。三維基底可具有單一曲率半徑或多個(gè)半徑，例如，兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或更多個(gè)半徑。在一些實(shí)施例中，曲率半徑可以大于約500mm，例如，大于約600mm、大于約700mm、大于約800mm、大于約900mm或大于約1,000mm，包括其間的所有范圍和子范圍。

根據(jù)本文所公開(kāi)的方法，液體印刷介質(zhì)可利用本文所述任何手段施加到并且任選地散布在整個(gè)絲網(wǎng)上。然后，施用器可以用來(lái)將壓力施加到絲網(wǎng)，以迫使液體印刷介質(zhì)的一部分穿過(guò)絲網(wǎng)的至少一部分到三維基底上。根據(jù)各種實(shí)施例，施用器可在單個(gè)道次中接觸絲網(wǎng)，這可以將液體印刷介質(zhì)充分地轉(zhuǎn)移到三維基底，或者施用器可進(jìn)行若干道次的接觸。本文所述任何施用器都可用來(lái)進(jìn)行所公開(kāi)的方法。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“不接觸”距離旨在表示在基本上剛性的、平面的框架和基底表面之間的距離。不接觸也指在印刷之前不久和在印刷之后不久兩種情況下絲網(wǎng)與基底保持遠(yuǎn)離的距離。換句話講，不接觸距離是絲網(wǎng)為接觸基底必須經(jīng)過(guò)的距離。根據(jù)本文所公開(kāi)的方法，在施加液體印刷介質(zhì)和施加壓力期間，在框架和三維基底之間的距離保持基本上恒定?？蚣芎突卓上鄬?duì)于彼此保持在固定位置。當(dāng)例如使用施用器將壓力施加到絲網(wǎng)時(shí)，絲網(wǎng)可移動(dòng)以接觸基底，但框架可保持在基本上相同的位置。不接觸距離可大于用于2d印刷的不接觸距離(例如，約1-10mm)，并且利用本文所公開(kāi)的方法在理論上可以是無(wú)限的。作為非限制性示例，不接觸距離可大于約100mm、大于約75mm、大于約50mm、大于約25mm或大于約10mm，包括其間的所有范圍和子范圍。

在印刷介質(zhì)被施加到三維基底之后，可執(zhí)行各種附加步驟，例如，使印刷過(guò)的介質(zhì)干燥以移除一種或多種溶劑，使使印刷過(guò)的介質(zhì)固化，將基底從印刷機(jī)移除，將基底置于真空下，和/或清潔基底，等等。根據(jù)各種實(shí)施例，可使用例如在名稱為“methodsforscreenprintingthree-dimensionalsubstratesandpredictingimagedistortion”且由申請(qǐng)人提交于2014年8月1日的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第62/032125號(hào)中所公開(kāi)的方法校正和/或調(diào)整圖案，該申請(qǐng)全文以引用方式并入本文中。

應(yīng)當(dāng)理解，各種公開(kāi)的實(shí)施例可能涉及結(jié)合該特定實(shí)施例描述的特定的特征、元件或步驟。還應(yīng)當(dāng)理解，特定的特征、元件或步驟盡管結(jié)合一個(gè)特定實(shí)施例進(jìn)行描述，但可以與備選實(shí)施例以各種未圖示的組合或排列互換或結(jié)合。

還應(yīng)當(dāng)理解，如本文所用，術(shù)語(yǔ)“該”、“一個(gè)”或“一種”表示“至少一個(gè)”，并且不應(yīng)局限于“僅一個(gè)”，除非明確地指示相反情況。因此，例如，對(duì)“乳狀液”的引用包括具有兩種或更多種此類乳狀液的示例，除非上下文明顯指示不是這樣。同樣，“多個(gè)”旨在表示“多于一個(gè)”。

范圍在本文中可以表示為從“約”一個(gè)特定值和/或至“約”另一個(gè)特定值。當(dāng)表示這樣的范圍時(shí)，示例包括從一個(gè)特定值和/或至另一個(gè)特定值。類似地，當(dāng)通過(guò)使用先行詞“約”將值表示為近似值時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解該特定值形成另一個(gè)方面。還應(yīng)當(dāng)理解，每一個(gè)范圍的端值重要的是既相關(guān)于其它端值，又獨(dú)立于其它端值。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“基本”、“基本上”及其變型旨在指出所描述的特征等于或約等于一值或描述。例如，“基本上平面的”表面旨在表示平面或大致平面的物體。此外，如本文所限定的，“基本上類似”旨在表示兩個(gè)值或物體相等或大約相等。

除非明確地另外表述，本文闡述的任何方法絕不應(yīng)理解為需要以具體順序執(zhí)行其步驟。相應(yīng)地，在方法權(quán)利要求實(shí)際上未敘述將由該方法的步驟遵循的順序或者在權(quán)利要求書或說(shuō)明書中未另行具體地闡述各步驟將局限于一具體順序的情況下，絕不旨在推斷任何特定的順序。

雖然特定實(shí)施例的各種特征、元件或步驟可能使用連接詞“包括”公開(kāi)，但應(yīng)當(dāng)理解，備選實(shí)施例被隱含，包括可能使用連接詞“由...組成”或“基本上由...組成”描述的那些實(shí)施例。因此，例如，包括a+b+c的系統(tǒng)的隱含的備選實(shí)施例包括其中系統(tǒng)由a+b+c組成的實(shí)施例和其中系統(tǒng)基本上由a+b+c組成的實(shí)施例。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不脫離本公開(kāi)的精神和范圍的前提下，可以對(duì)本公開(kāi)進(jìn)行各種修改和變型。由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員可能想到并入本公開(kāi)的精神和實(shí)質(zhì)的所公開(kāi)的實(shí)施例的修改組合、子組合和變型，本公開(kāi)應(yīng)被理解為包括在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的所有內(nèi)容。