相關申請的交叉引用

本申請根據(jù)35u.s.c.§119要求2014年8月1日提交的臨時申請序列號62/032156、2014年8月1日提交的美國臨時申請序列號62/032138以及2014年8月1日提交的美國臨時申請序列號62/032125的優(yōu)先權的權益，所述申請的內容被當做依據(jù)并通過引用以其全文結合在此。

本公開總體上涉及用于在平坦襯底三維襯底上印刷圖案的方法和裝置，并且更具體地涉及絲網印刷方法和用于在具有平坦表面的襯底上印刷的裝置，或者一個或多個彎曲表面以及當印刷在具有一個或多個彎曲表面的3d襯底上時用于計算和調節(jié)2d圖案的潛在失真的方法。

背景技術：

三維(3d)絲網印刷在各種行業(yè)中被廣泛使用，例如，用于在圓形容器(如，瓶子和罐子)上印刷。到目前為止，3d絲網印刷通常局限于具有較小曲率半徑(例如，小于約500mm)和/或單個曲率軸的襯底。對于大部分而言，3d印刷還局限于在半圓形或拋物線形襯底的外部或凸表面上以及具有圓形或橢圓形橫截面的圓柱形襯底上印刷。這些襯底通?？梢园úＡ?例如，瓶子、杯子、眼鏡等)、塑料(例如，容器等)和/或金屬(例如，罐子、鑄件等)。

在較大型、較大半徑和/或多半徑三維襯底上進行絲網印刷的能力與各種行業(yè)(如，汽車行業(yè))日益相關。雖然襯底仍是平坦的，但通?？梢杂∷⑤^大型的3d襯底，接著使所述襯底成形以獲得3d形狀，例如，通過在升高溫度下軟化玻璃或塑料襯底等。然而，由于印刷介質與使襯底在印刷后成形的必要條件是熱不兼容的，因此對在較大型的3d襯底的彎曲表面上進行印刷的需求日益增長。在玻璃襯底情況中尤其如此，在成形工藝過程中，所述玻璃襯底可以被加熱到相對較高的形成或軟化溫度。

目前用于裝飾3d襯底的表面的方法包括對表面的一部分進行掩模，并且對所述襯底進行噴涂以產生圖像，然而，這種方法可能是昂貴的和/或耗時的，并且通常不提供合適的圖像分辨率。已經試圖在較大型的彎曲表面上進行絲網印刷和噴墨印刷，但是具有各種缺點、困難和/或限制。

例如，出于維持“非接觸”距離或襯底與絲網網格之間的間隙的目的，3d印刷設備與二維(2d)印刷設備相比通常包括一個或多個額外的移動部分。2d平坦絲網印刷工藝總體上維持恒定的非接觸距離，所述非接觸距離取決于印刷應用在從約1mm至約10mm的范圍內。3d印刷設備常規(guī)地通過將襯底鉸接在絲網下方或者將絲網鉸接在固定襯底之上或其周圍來補償非接觸可變性。在一些實例中，這種設備與2d印刷工藝相比可以獲得附加移動部分。

還可以使用具有撓性側面的絲網框架，從而使得框架和網格在印刷過程中可以在某種程度上符合彎曲襯底的輪廓。還可以使用預成形以便匹配給定襯底的曲率的絲網框架。還可以將用于對絲網網格施加張力和釋放張力的設備附接到絲網框架，以允許網格在印刷工藝過程中符合或彎曲。然而，絲網框架和/或印刷機器的這些附加部件和/或特征可能會增添3d印刷工藝的復雜性和/或費用，因為印刷機器和/或它們的各個部件經常必須定制設計以便實現(xiàn)各自期望的特征。此外，這種3d絲網印刷方法可以僅用于凸面或凹面印刷(而非二者)，并且僅用于具有單個曲率半徑的襯底。

相應地，提供用于絲網印刷3d襯底的方法和裝置將是有利的，其可以利用更少的移動部分、以更低的成本和/或利用更低的復雜性來進行操作。此外，提供用于在多種襯底形狀(如，凹襯底和/或凸襯底，和/或具有復曲率(例如，多個半徑的曲率)的襯底)上進行印刷的方法和裝置也將是有利的。此外，為了減少制造成本和/或定制印刷設備和/或其部件的需要，提供可以至少部分地結合現(xiàn)有部件起作用以印刷傳統(tǒng)的(例如，2d)襯底的裝置可能是有利的。

此外，2d或3d絲網印刷設備可以采用一個或多個刮板以向絲網施加壓力，由此迫使印刷介質的至少一部分穿過絲網到達襯底上。然而，定制加工經常用于獲取所期望的刮板刀片輪廓，尤其在3d襯底的情況下，其可能增加處理成本和復雜性。相應地，提供用于在2d和3d表面二者上進行印刷的刮板裝置也將是有利的，其可以簡單地生產而無需特殊加工。

此外，用于2d和3d絲網印刷的刮板經常是不足以可互換的，例如，3d刮板無法用于在平坦表面上充分地印刷，而2d刮板無法用于在彎曲表面上充分地印刷。例如，用于在3d彎曲表面上印刷的刮板可以具有被成形為特別地適應彎曲表面的刀片，并且因此無法可互換地用于在平坦表面上印刷。此外，在印刷操作過程中，可能在絲網底面上積累少量印刷介質。期望利用刮板通過絲網的清潔印刷功能除去此油墨，將其壓在擱置于平坦(2d)表面上的紙張上以除去絲網底面上的任何印刷介質。因此，期望提供一種可以在2d和3d表面上可互換地印刷的刮板，例如，在同一印刷操作內既可以在彎曲的3d襯底表面上印刷又可以執(zhí)行2d清潔印刷功能。

因此，將期望利用2d工藝和設備(比如，基本上為平面的2d加框絲網)來印刷3d襯底。然而，如印刷在2d平坦表面上的期望圖像可以基本上不同于如印刷在3d表面上的圖像。由于3d表面的曲率，所述圖像的位置和/或大小可能會失真。因此，目前使用2d加框絲網來印刷3d襯底的方法可以采用軟件，所述軟件用于從展示3d彎曲表面上的圖像的圖中“展開”2d圖像。一旦展開，所述2d圖像就用于制作2d加框絲網。然而，軟件程序和算法的差異可能產生不同的結果而且并不總是能成功，因此在一些情況下，在產生正確的無失真3d圖像之前需要多次迭代。

此外，如以上所討論的，由于在仍是平坦的情況下經常印刷較大型的3d襯底，因此可以將展開的2d圖像印刷在平坦表面上，所述平坦表面在此后被成形以獲得所期望的曲率。到目前為止，將2d圖像印刷在彎曲表面上仍不能令人滿意，因為基于投影圖而簡單地提取2d圖像對于在彎曲襯底上印刷而言通常是不可行的。當在3d襯底上印刷時，不是通過對圖像的簡單展開而得到的各種處理參數(shù)可以影響圖像失真。例如，襯底曲率和/或大小、絲網與襯底之間的非接觸距離、絲網的網格數(shù)、絲網張力、印刷壓力和/或角度、涂敷器的類型和/或尺寸、和/或印刷介質的流變性都可以影響如印刷在3d襯底上的最終圖像。換句話說，絲網本身、所使用的材料以及印刷參數(shù)可以使圖像失真超出針對2d到3d轉換所預測的失真。

目前用于處理圖像失真的方法因此包括若干步驟，包括投射3d圖像、展開部件以產生2d圖像、將2d圖像印刷在2d襯底上以及隨后使2d襯底成形為3d襯底。這些方法可能復雜且耗時，并且就準確性和速度而言還可能無法令人滿意?？赡苓€需要使用這些方法進行若干次迭代直到獲得準確印刷的3d襯底。相應地，提供處理和校正印刷失真的方法將是有利的，所述方法更快和/或更準確，并且在印刷過程中處理可能進一步使圖像失真的處理參數(shù)。因此，將期望使用2d工藝和設備(比如，基本上為平面的2d加框絲網)來印刷3d襯底。然而，如印刷在2d平坦表面上的期望圖像可以基本上不同于如印刷在3d表面上的圖像。由于3d表面的曲率，所述圖像的位置和/或大小可能會失真。因此，目前使用2d加框絲網來印刷3d襯底的方法可以采用軟件，所述軟件用于從展示3d彎曲表面上的圖像的圖中“展開”2d圖像。一旦展開，所述2d圖像就用于制作2d加框絲網。然而，軟件程序和算法的差異可能產生不同的結果而且并不總是能成功，因此在一些情況下，在產生正確的無失真3d圖像之前需要多次迭代。

此外，如以上所討論的，由于在仍是平坦的情況下經常印刷較大型的3d襯底，因此可以將展開的2d圖像印刷在平坦表面上，所述平坦表面此后被成形以獲得所期望的曲率。到目前為止，將2d圖像印刷在彎曲表面上仍不能令人滿意，因為基于投影圖而簡單地提取2d圖像對于在彎曲襯底上印刷而言通常是不可行的。當在3d襯底上印刷時，不是通過對圖像的簡單展開而得到的各種處理參數(shù)可以影響圖像失真。例如，襯底曲率和/或大小、絲網與襯底之間的非接觸距離、絲網的網格數(shù)、絲網張力、印刷壓力和/或角度、涂敷器的類型和/或尺寸、和/或印刷介質的流變性都可以影響如印刷在3d襯底上的最終圖像。換句話說，絲網本身、所使用的材料以及印刷參數(shù)可以使圖像失真超出針對2d到3d轉換所預測的失真。

目前用于處理圖像失真的方法因此包括若干步驟，包括投射3d圖像、展開部件以產生2d圖像、將2d圖像印刷在2d襯底上以及隨后使2d襯底成形為3d襯底。這些方法可能復雜且耗時，并且就準確性和速度而言還可能無法令人滿意?？赡苓€需要使用這些方法進行若干次迭代直到獲得準確印刷的3d襯底。相應地，提供處理和校正印刷失真的方法將是有利的，所述方法更快和/或更準確，并且在印刷過程中處理可能進一步使圖像失真的處理參數(shù)。

技術實現(xiàn)要素：

本公開的一個方面涉及刮板裝置的各實施例，所述刮板裝置包括：刮板刀片；多個保持器，所述多個保持器沿所述刮板刀片的長度間隔開，并且耦合到所述刮板刀片；至少一個支撐條，所述至少一個支撐條耦合到所述多個保持器，并且沿所述刮板刀片的所述長度延伸；以及致動機構，所述致動機構用于在與印刷行程方向基本上垂直的方向上向所述刮板刀片施加力。根據(jù)各個實施例，所述至少一個支撐條包括兩個相對的端表面以及兩個相對的支撐表面，所述相對的支撐表面基本上垂直于所述力方向。本文還公開了用于在襯底的表面上進行絲網印刷的系統(tǒng)，所述襯底包括所述刮板裝置和加框絲網。

本公開進一步涉及用于在襯底的表面上進行絲網印刷的方法，所述方法包括：將所述襯底定位在加框絲網裝置附近，所述加框絲網裝置包括：具有周邊的框架，所述框架在所述周邊內界定了具有給定表面區(qū)域的區(qū)域；以及絲網，所述絲網附接到所述框架并且延伸跨過所述表面區(qū)域的至少一部分；將液體印刷介質涂敷到所述絲網上；以及使用本文所公開的刮板裝置向所述絲網施加壓力以迫使所述液體印刷介質穿過所述絲網的至少一部分。

本公開的另一方面還涉及用于預測印刷在三維襯底上的圖像的失真的方法，所述方法包括：產生二維測試加框絲網，所述二維測試加框絲網包括具有至少一個可測量特征的重復測試圖案；預測所述多個可測量特征在三維測試襯底的表面上的位置；印刷具有所述重復測試圖案的所述三維測試襯底的所述表面；測量如印刷在所述表面上的所述多個可測量特征的位置；以及通過將如印刷在所述表面上的所述多個可測量特征的位置與其預測位置進行比較來計算位移值。

根據(jù)各個實施例，所述二維測試加框絲網與所述二維加框絲網在形狀和大小上基本上相同。在其他實施例中，第一框架和第二框架以及第一絲網和第二絲網分別由基本上相同的材料構造。根據(jù)進一步的實施例，使用基本上相同的印刷工藝來印刷重復測試圖案和經修改的生產圖案。在又進一步的實施例中，三維測試襯底與三維襯底在形狀、大小和曲率上基本上相同。

本公開的附加特征和優(yōu)點將在以下詳細描述中予以闡明，并且將部分地將從所述描述中對本領域技術人員而言變得容易明顯或通過實踐本文所描述的方法而被認知，包括以下詳細描述、權利要求書以及附圖。

應理解的是，前面的總體描述和以下的詳細描述都呈現(xiàn)了各個實施例，并且都旨在提供用于理解權利要求書的本質和特性的概述或框架。附圖被包括在內，以提供對本公開的進一步的理解并且被結合在本說明書中且構成本說明書的一部分。附圖展示了本發(fā)明的各個實施例，并且與說明書一起用于解釋本公開的原理和操作。

附圖說明

當結合以下附圖閱讀以下詳細描述時，可以進行更好地理解，其中，類似結構由類似的參考標號指示，并且在附圖中：

圖1展示了根據(jù)本公開的一個實施例的示例性絲網印刷裝置的頂視圖；

圖2展示了根據(jù)本公開的另一個實施例的示例性絲網印刷裝置的頂視圖；

圖3展示了根據(jù)本公開的一個實施例的示例性絲網印刷系統(tǒng)的側視圖；

圖4展示了根據(jù)本公開的方面的示例性刮板裝置的側視圖；

圖5展示了根據(jù)本公開的方面的示例性保持器的橫截面視圖；

圖6展示了根據(jù)本公開的方面的示例性保持器和支撐條堆疊的橫截面視圖；

圖7展示了根據(jù)本公開的方面的刮板裝置的部分側視圖；

圖8展示了根據(jù)本公開的方面的固定部件的透視圖；

圖9展示了根據(jù)本公開的一個實施例的示例性測試加框絲網的頂視圖。

具體實施方式

裝置

本文公開了用于在三維襯底的表面上進行絲網印刷的裝置，所述裝置包括：基本剛性、基本平面的具有周邊的框架，所述框架在所述周邊內界定具有給定表面區(qū)域的區(qū)域；以及絲網，所述絲網附接到所述框架并且延伸跨過所述表面區(qū)域的至少一部分上；所述絲網包括：第一部分，通過所述第一部分液體印刷介質可以傳遞到鄰近的三維襯底上；以及第二部分，所述第二部分涂覆有基本上防止液體印刷介質穿過所述絲網的第二部分的乳劑，其中，所述絲網具有小于約20n/cm的固定張力。

如本文所使用的，術語“三維襯底”及其變體旨在指示具有至少一個非平面和/或非水平表面的襯底，例如，具有任何給定曲率的表面，所述襯底可以在大小、形狀和/或取向上改變。通過對比，二維襯底包括平坦的、平面的、水平的表面，如，平坦片或塊。

所述襯底可以包括玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、聚合物、金屬和/或塑料材料。示例性襯底可以包括但不局限于玻璃片、模制塑料件、金屬件、陶瓷體、玻璃-玻璃層壓板以及玻璃-聚合物層壓板。

三維襯底可以具有任何形狀或厚度，例如，從約0.1mm變化至約100mm或更大的厚度，這取決于例如印刷設備的大小和/或取向。例如，三維襯底可以具有的厚度范圍從約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或者從約1.5mm至約2.5mm，包括其間的所有范圍和子范圍。三維襯底可以具有單個曲率半徑或多個半徑，如兩個、四個、五個或更多個半徑。在一些實施例中，曲率半徑可以大于約500mm，如，大于約600mm、大于約700mm、大于約800mm、大于約900mm或者大于約1000mm，包括其間的所有范圍和子范圍。

參照圖1，展示了根據(jù)本公開的示例性絲網印刷裝置100的一個實施例，所述絲網印刷裝置包括框架110和絲網120。絲網120被部分地涂覆有乳劑130以形成圖案或圖像。在所展示的實施例中，所述圖案可以對應于車輛頂部或車頂，盡管設想了各種其他形狀和應用。

如本文所使用的，術語“框架”旨在指示形成圍繞絲網的基本上剛性周邊的部件。術語“絲網”、“網格絲網”及其變體旨在指示延伸跨過所述框架并且至少部分地覆蓋由所述框架界定的表面區(qū)域的材料。如本文所使用的，術語“裝置”、“加框絲網裝置”、“加框絲網”及其變體旨在指示結合的框架和絲網部件，例如，固定到框架的絲網，可選地添加了乳劑。

框架110可以具有適合于支撐用于特定應用的絲網印刷絲網的任何形狀和大小。例如，所述框架可以界定周邊，所述周邊具有從正方形、矩形、菱形、圓形、卵形、橢圓形、三角形、五邊形、六邊形以及其他多邊形中所選的形狀，僅舉幾例。根據(jù)各個實施例，所述框架是四邊的，例如，界定正方形、矩形或菱形周邊。所述框架可以是平面的或基本上平面的，并且基本上是剛性的或不可撓性的。換句話說，所述框架并非在印刷前被成形以符合三維襯底的曲率(基本上是平面的)，并且并非在印刷過程中被配置成用于符合三維襯底的曲率(基本上是剛性的)。

框架110取決于幾何形狀的尺寸(例如，長度、寬度、直徑或高度)可以是適于充分拉伸所述絲網以提供可接受印刷分辨率的任何大小。所述框架的大小可以例如基于絲網材料、網格數(shù)、網格類型、所期望的絲網張力和/或三維襯底的大小而改變。在某些實施例中，所述框架可以具有近似等于或大于三維襯底的最大尺寸的至少一個尺寸，例如，是所述襯底的最大尺寸的至少約1.5倍，或者是所述襯底的最大尺寸的至少約2倍。

通過非限制性示例，示例性四邊框架的橫截面尺寸的范圍可以從約25mm×25mm至約200mm×200mm或者更大，這取決于例如印刷設備的大小。例如，示例性四邊框架可以具有從約35mm×35mm至約150mm×150mm范圍內的尺寸，如，從約50mm×50mm至約100mm×100mm，或者從約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二者的變體。根據(jù)至少一個非限制性實施例，所述框架可以是具有寬度近似等于框架的高度的兩倍的矩形。例如，所述框架可以是具有寬度×高度尺寸約為50mm×25mm、60mm×30mm、76mm×38mm、100mm×50mm、150mm×75mm或200mm×100mm的矩形。在一些實施例中，所述框架可以具有超過1米(比如，若干米或更多，如兩米或三米或更大)的至少一個尺寸。

框架110可以由基本上剛性的材料來構造，所述材料可以從網格絲網可以附接到的任何適合的材料中選擇。示例性材料包括但不限于木材和金屬，如，鋁、擠制鋁或中空鋁、不銹鋼、中空不銹鋼等。根據(jù)一個非限制性實施例，所述框架可以由鋁(如，擠制鋁、中空鋁或彎曲鋁件)來構造。所述框架的厚度可以根據(jù)特定應用所期望的結構完整性而改變。在各個實施例中，所述框架可以具有從約2mm至約5mm范圍(如從約3mm至約4mm)內的厚度，包括其間的所有范圍和子范圍。

絲網120可以包括適于絲網印刷應用的一種或多種多孔撓性網格材料，例如，聚酯、尼龍、pet、聚酰胺、聚酯核/鞘組合、復合聚酯材料以及涂覆聚酯，僅舉幾例。根據(jù)某些實施例，所述絲網是從非金屬網格材料中選擇的。所述絲網材料可以可選地從單絲材料中選擇。所述絲網可以包括具有任何合適編織的網格材料，所述合適編織包括但不限于平織、斜織、雙斜織、壓織以及扁平編織圖案。

所述絲網的網格數(shù)可以根據(jù)例如框架大小、網格類型、線程直徑和/或期望的絲網張力而改變。通過非限制性示例，網格數(shù)可以在從約120線程/英寸至約380線程/英寸的范圍(如，從約230線程/英寸到約305線程/英寸)內，包括其間的所有范圍和子范圍。在各個實施例中，網格數(shù)跨絲網是可變的。例如，網格數(shù)可以取決于三維襯底的曲率、待印刷的期望特征、它們在襯底上的位置和/或所期望的分辨率而跨絲網變化。根據(jù)示例性實施例，更細的網格數(shù)可以沿三維襯底的曲率半徑用在絲網與待印刷的目標特征對準的部分上。

只要絲網120維持足夠的撓性和印刷分辨率，所述絲網就可以包括針對任意網格數(shù)可獲得的具有任何適合線程直徑的材料。在各個非限制性實施例中，所述絲網的線程直徑可以在從約30微米至約80微米的范圍(如，從約40微米至約70微米，或者從約50微米至約60微米)內，包括其間的所有范圍和子范圍。

應理解的是，如本領域技術人員所期望的，可以單獨地或組合地選擇絲網和框架的前述特性，以獲得具有用于特定應用的所期望的屬性的加框絲網裝置。例如，可以選擇這些特性以獲得合適的絲網撓性或張力，如本文中更詳細討論的。這些選擇在本領域技術人員的能力之內并且旨在落入本公開的范圍內。

絲網120可以使用絲網印刷領域中已知的任何方式附接到框架110，例如，所述絲網可以使用粘合劑粘合到所述框架。根據(jù)各個實施例，所述絲網在被附接到所述框架之前可以或可以不被偏置到所述框架。粘合劑可以包括例如，乙烯乙酸乙烯酯(eva)、熱塑性聚氨酯(tpu)、聚酯(pet)、丙烯酸(例如，丙烯系壓敏粘合帶)、聚乙烯醇縮丁醛(pvb)、離子聚合物(如，離子聚合物)、壓敏粘合劑、雙面膠帶或任何其他合適的粘合劑材料。可替代地，所述絲網可以使用其他方法(如，摩擦力，例如使用夾子、夾具等)附接到所述框架上。

如本文所公開的絲網120可以是撓性網格，其可以表示所述絲網在附接到框架110之前和/或之后具有固定的低張力。根據(jù)各個實施例，所述絲網在附接到所述框架之后可以具有小于約20n/cm的固定張力。例如，網格可以具有跨網格在編織的經紗和緯紗兩個方向上均勻分布的小于約20n/cm(如，小于約18n/cm、小于約15n/cm、小于約10n/cm或小于約5n/cm)的固定張力，包括其間的所有范圍和子范圍。根據(jù)各個實施例，網格可以具有固定均勻張力，所述固定均勻張力的范圍從約10n/cm至約20n/cm，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或者從約14n/cm至約16n/cm，包括其間的所有范圍和子范圍。在其他實施例中，可以在編織的經紗和緯紗兩個方向上施加的固定低張力的范圍可以小于約20n/cm，如，小于約18n/cm、小于約15n/cm或小于約10n/cm。根據(jù)進一步的實施例，網格可以具有固定可變張力，所述固定可變張力的范圍從約10n/cm至約20n/cm，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或者從約14n/cm至約16n/cm，包括其間的所有范圍和子范圍。

如本文所使用的，術語“固定”張力旨在指示所述絲網跨網格區(qū)域具有給定張力(無論均勻或者可變)，所述給定張力不會例如由在印刷工藝過程中用于對絲網網格施加張力和釋放張力的設備改變。在不希望受到理論約束的情況下，應當認為，絲網材料的相對較低張力(例如，2d加框絲網利用具有如大于20n/cm(如，達到約40n/cm)的制造張力的絲網)由于絲網的拉伸可以在印刷過程中允許高張力，這可以造成較高分辨率印刷能力，同時還允許絲網根據(jù)需要進行拉伸以與三維襯底的各個部分接觸。

在某些實施例中，絲網120可以包括多于一種多孔網格材料，或者與另一種可拉伸材料組合的一種或多種多孔網格材料。將非限制性地參照圖2來討論這些實施例，圖2展示了包括由兩種不同材料構造的絲網的示例性加框絲網裝置100。由第一絲網材料構造的外部絲網區(qū)域120a可以附接到框架110，并且可以延伸跨過由所述框架界定的表面區(qū)域的第一部分。第一絲網材料可以附接到第二絲網材料，所述第二絲網材料界定延伸跨過表面區(qū)域的第二部分的內部絲網區(qū)域120b。

例如，第一絲網材料可以具有給定撓性(或拉伸能力)，并且第二絲網材料可以具有比第一材料的撓性高的撓性。通過非限制性示例，外部區(qū)域120a可以由例如多孔聚酯網格形成，而內部區(qū)域120b可以由較高拉伸多孔網格材料(如，尼龍)形成。可替代地，第一絲網材料可以是具有給定撓性的多孔網格，而第二絲網材料可以是具有比第一材料的撓性低的撓性的多孔網格，如由尼龍形成的外部區(qū)域120a和由聚酯形成的內部區(qū)域120b。

在進一步的實施例中，形成外部區(qū)域120a的第一材料可以是非多孔撓性材料或通常不用于絲網印刷的多孔可拉伸材料，而內部區(qū)域120b可以由如本文所描述的撓性多孔網格材料(如，聚酯或尼龍，僅舉幾例)形成，或反之亦然。非多孔材料可以是適于高分辨率印刷的任何合適厚度的任何撓性材料，包括但不限于硅膠膜。通常不用于絲網印刷的多孔可拉伸材料可以包括例如斯潘德克斯(spandex)和萊卡(lycra)。

根據(jù)各個實施例，外部和內部區(qū)域120a和120b可以交匯于接合點140，在印刷過程中在所述接合點處，所述區(qū)域以適于維持兩種材料之間的完整性的任何方式粘合到或以其他方式附接到彼此(例如，從而使得所述兩種材料在結合點處不分離)。在某些實施例中，接合點140具有不干擾或基本上不干擾印刷工藝的最小厚度。例如，可以使用液體粘合劑將所述兩種材料結合在一起，所述液體粘合劑可以是例如熱型粘合劑或uv型粘合劑、雙面膠帶或在任一面上和/或在所述兩種材料之間的二者的組合。在進一步的實施例中，接合點140可以被定位在待印刷三維襯底的邊緣附近，從而使得接合點不干擾所述表面的絲網印刷。例如，可以選擇接合點140的位置，從而使得在印刷工藝過程中其不干擾印刷介質涂敷器(例如，刮板)的覆墨行程或印刷行程。

盡管圖2展示了包括兩種絲網材料的加框絲網裝置的一個示例性實施例，應理解的是，可以根據(jù)本公開的其他方面對這一實施例進行若干改變。例如，可以使用多于兩種類型的絲網材料和/或可以改變框架和/或絲網的形狀和/或大小。此外，盡管在圖2中的絲網120上未描繪乳劑，應理解的是，這種乳劑可以以任何合適的圖案存在(參見例如圖1)。

還應當注意，在圖2中，絲網120不完全覆蓋由框架110界定的整個表面區(qū)域，留下所述裝置的角中的空隙150。在各個實施例中，絲網120可以覆蓋更多或更少的表面區(qū)域，并且可以具有任何期望的形狀，包括任何數(shù)量和/或位置的如所描繪的一個或多個空隙。通過消除某些區(qū)域中的網格，可能減少多孔或非多孔材料拉伸的阻力。

進一步地，盡管圖2展示了覆蓋框架周邊的所有邊的外部區(qū)域120a，設想第一絲網材料可以用于僅覆蓋框架周邊的一部分，例如，僅覆蓋所展示框架的一條、兩條或三條邊，或者僅覆蓋一條或多條邊的一部分，這取決于待印刷三維襯底的形狀和/或一個半徑或多個半徑。這些區(qū)域(包括任何空隙)的大小、形狀和/或數(shù)量的變化可以根據(jù)框架和/或襯底而變化。

本文所描述的絲網120可以包括一種或多種“多孔”材料，所述“多孔”材料可以指示液體印刷介質可以基于涂敷穿過絲網的至少一部分。例如，印刷介質涂敷器(如，刮板)可以用于向絲網施加壓力，從而使得印刷介質穿過絲網的至少一部分并且到達待印刷襯底上。

如以上所指出的，絲網120的至少一部分可以涂覆有乳劑130，以在絲網上形成圖案或圖像。在一些實施例中，所述乳劑可以阻擋或基本上阻擋液體介質穿過絲網的涂覆部分。相應地，在一些實施例中，通過乳劑在絲網上形成的圖案可以是印刷在襯底上的圖案的反向圖案。與多孔網格絲網材料(包括網格數(shù)和線程直徑規(guī)格)兼容的任何乳劑以及待使用的液體印刷介質可以被設想在本公開的范圍內。所述乳劑可以是例如液體，并且可以具有任何密度和/或毛細膜屬性。所述乳劑可以以適于絲網印刷應用的任何厚度涂覆到絲網上。例如，所述乳劑當被附接到框架時可以以達到絲網厚度的約50％(如，達到絲網的拉伸厚度的約40％、約30％、約20％或約10％)的厚度涂覆到絲網上，包括其間的所有范圍和子范圍。

乳劑130可以被涂覆到絲網120的任一面或兩面。此外，所述乳劑可以涂覆如所期望的絲網的任何預定部分以在三維襯底上形成合適的圖案或圖像。在一些實施例中，可以在“印刷”或“模板”區(qū)域方面來界定所述絲網，其中，所述乳劑被有目的地去除以允許液體印刷介質穿過絲網并到達襯底上。在各個實施例中，絲網的剩余部分可以涂覆有所述乳劑。在其他實施例中，可以通過將乳劑從除了模板區(qū)域的絲網區(qū)域上去除來潛在地增強絲網的撓性。例如，可以將乳劑從僅在框架周邊以內的絲網區(qū)域上去除到非常接近模板區(qū)域的距離。存在于絲網上的乳劑的量可以根據(jù)所期望的圖像和/或所期望的絲網撓性的量而改變。根據(jù)各個實施例，在框架周邊的約5-10％以內的絲網區(qū)域可以沒有或基本上沒有乳劑。例如，參照圖2，可以看到，靠近框架周邊的絲網區(qū)域的部分未被涂覆有乳劑。

在某些實施例中，可以通過用乳劑涂覆整個絲網、用正像膜覆蓋乳劑的所選部分以及將乳劑暴露于uv輻射中來在絲網上形成圖案。uv曝光可以使曝露的乳劑硬化，而由膜覆蓋的乳劑由于所述膜阻擋uv輻射而可以保持柔軟。在硬化之后，由膜覆蓋的乳劑可以利用水或用于溶解乳劑的任何其他合適的溶劑而被清洗掉。因此可以根據(jù)本公開的各個實施例在絲網上形成圖像。

在各個實施例中，本文所公開的裝置可以具有一個或多個優(yōu)點，如，節(jié)約成本、提高圖像分辨率和/或降低機械復雜性。例如，可以將所公開的裝置用在標準2d印刷設備中，使用2d處理參數(shù)和技術(例如，固定的絲網和襯底位置和/或基本上平坦/平面的框架)來印刷三維襯底，包括凸表面和凹表面、單軸曲率、雙軸曲率以及用于較大型(例如，大于約500mm)襯底的復合曲率。此外，由于所述裝置可以用在標準印刷設備中，因此可以消除對定制工具和加工以及與此相關聯(lián)的費用的需要。此外，由于襯底和框架的位置可以相對于彼此固定，因此可以消除對附加可移動部分(例如，用于平移襯底或框架中的任一者或兩者)的需要，由此減少印刷工藝的成本和復雜性。

此外，加框絲網裝置還可以是“通用的”，因為一種絲網設計可以用于以上所指出的各曲率中的任何曲率。由于所述裝置包括附接到剛性框架的高度撓性絲網，因此所述裝置可以用在各種大小的襯底上。換句話說，如果三維襯底的尺寸增大，則可以不必同樣增大加框絲網裝置的大小以容納更大的表面。這一屬性可能是有利的，因為其可以避免對更大或更昂貴的印刷機器的需要，否則需要容納更大的加框絲網。應該理解的是，根據(jù)本公開的所述裝置可以不展現(xiàn)以上優(yōu)點中一個或多個，但仍然旨在落入本公開的范圍內。

刮板裝置

本文所公開的是刮板裝置，所述刮板裝置包括：刮板刀片；多個保持器，所述多個保持器沿所述刮板刀片的長度間隔開，并且耦合到所述刮板刀片；至少一個支撐條，所述至少一個支撐條耦合到所述多個保持器，并且沿所述刮板刀片的所述長度延伸；以及致動機構，所述致動機構用于在與印刷行程方向基本上垂直的方向上向所述刮板裝置施加力。根據(jù)各個實施例，所述至少一個支撐條可以包括兩個相對的端表面以及兩個相對的支撐表面，所述相對的支撐表面基本上垂直于所述力方向。

圖4展示了根據(jù)本公開的示例性刮板裝置的一個實施例。所述裝置可以包括刮板刀片210，所述刮板刀片耦合到沿所述刮板刀片的長度間隔開的多個保持器220。至少一個支撐條230可以耦合到所述多個保持器220，并且可以沿所述刮板刀片的長度延伸。保持器220可以耦合到致動機構240以向所述刮板刀片施加力，如，液壓或氣動機構，例如，可以選擇性耦合到印刷梁250的多個致動器。致動機構240可以向刮板刀片210施加力(例如，向下的力)，所述力可以沿刮板刀片210的長度通過間隔開的保持器220和至少一個支撐條230基本上均勻地分布。

如本文所使用的術語“耦合到”及其變體旨在指示兩個部件進行物理接觸但不一定是物理地附接，盡管在某些方面設想了物理附接。例如，刮板刀片可以由所述多個保持器夾持并耦合到所述多個保持器。所述至少一個支撐條可以通過摩擦力耦合到所述多個保持器，例如，可以延伸穿過保持器中的腔和/或可以以其他方式保持以便自由地浮動(例如，能夠獨立于所述多個保持器進行移動)。

如圖7中所示，所述多個保持器220可以通過保持器220與致動機構240之間的機械聯(lián)動裝置290耦合到致動機構240。如圖7中所示，所述機械聯(lián)動裝置包括具有頭部293的桿292，所述頭部插入并可滑動地固定在滑動樞軸點295的開口294內。在所示出的實施例中，開口294和頭部293的形狀允許致動機構240與保持器220之間的滑動樞轉移動?；瑒訕休S點295可以具有不同的形式，如，一個或多個彎曲部、軸承、滑尺、(多個)四桿聯(lián)動裝置等。由滑動樞軸點295允許的兩個自由度運動還可以表現(xiàn)為不同的形式，如，滑尺對、軸承對、機械聯(lián)動裝置、彎曲部、其他耦合機制或其組合，以允許兩個自由度從而促進更好地符合絲網。

滑動樞軸點295可以通過固定部件296附接到保持器240，所述固定部件可以將滑動樞軸點295剛性地固定到保持器240。在一些實施例中，固定部件296還可以相對于保持器240是可移動的，如圖8中更清楚示出的。具體地，開口297提供固定部件296與保持器220之間的樞轉移動。固定部件附接裝置298a提供固定部件296與滑動樞軸點295之間的耦合(通過具體地時隙部件附接裝置298b)，并且螺栓附接裝置299提供固定部件296與滑動樞軸點295之間的耦合。固定部件296與滑動樞軸點295允許保持器相對于致動機構240橫向滑動。固定部件296可以由任何合適的剛性材料形成，如，金屬或者更具體地鋁。

在一個或多個實施例中，機械聯(lián)動裝置290將保持器240保持在樞軸點，由此允許更大的旋轉度。機械聯(lián)動裝置可以由任何合適的剛性材料形成，但優(yōu)選的是低摩擦高密度的塑料或聚合物。

刮板刀片210可以是適于絲網印刷的任何刀片，例如，撓性刮板刀片，所述刀片可以用于分配和/或迫使液體印刷介質穿過絲網并到達襯底上。刮板刀片通?？梢跃哂幸话憔匦涡螤?，盡管可以使用和設想其他形狀。刮板刀片可以包括保持刃和印刷刃，所述保持刃可以被適配成用于與多個保持器耦合，所述印刷刃可以被適配成用于接觸絲網和襯底。刮板刀片的印刷刃可以具有任何期望的輪廓，如，正方形刃、圓形刃、單斜面刃或雙斜面刃，如對于給定應用而言是合適的。根據(jù)各個實施例，刮板刀片可以是直刃刀片，例如，印刷刃是線性的。刮板刀片的印刷刃可以在寬角度范圍內接觸襯底，可以基于給定應用如所期望的對所述寬角度范圍進行調整。

刮板刀片可以由撓性材料構造，如，橡膠材料和聚氨酯，僅舉幾例。在某些實施例中，刮板刀片是非金屬撓性材料。根據(jù)各個實施例，刮板刀片可以是單片的，例如，未被分成單獨刀片或子片的單個刀片。根據(jù)所期望的應用可以改變并且可以選擇刮板刀片的厚度和長度。通過非限制性示例，刮板刀片的長度可以在從約20mm至約1m或更大的范圍內，如，從約50mm至約500cm、從約100mm至約250cm或者從約500mm至約100cm，包括其間的所有范圍和子范圍。在某些實施例中，刮板刀片的厚度可以在從約5mm至約10mm或更大的范圍內，如，從約6mm至約9mm或者從約7mm至約8mm，包括其間的所有范圍和子范圍。例如，刮板刀片的高度可以在從約10mm至約500cm或更大的范圍內，如，從約20mm至約250cm、從約50mm至約100cm或者從約100mm至約50cm，包括其間的所有范圍和子范圍。

多個保持器220可以具有適于耦合到刮板刀片210的任何配置。例如，所述多個保持器可以各自包括用于與刮板刀片的保持刃耦合的保持元件。通過非限制性示例，保持元件可以選自：用于夾持刮板刀片的保持刃的夾子或夾具；刮板刀片的保持刃可以可選擇地以互鎖方式在其中滑動的槽、凹槽或溝道；例如使用夾子、夾具、螺絲或任何其他適合的附接設備從刮板刀片可以附接到的保持器延伸的一個或多個表面；以及其組合。

保持器220可以由任何合適的材料構造，包括但不局限于木材、金屬、塑料以及聚合物材料。所述保持器可以是來源于更大整塊石料的分段材料或者可以被單獨地制造。所述保持器在一些實施例中可以具有相同的長度，或者在其他實施例中可以具有不同的長度。所述保持器可以被均勻地或以不同的距離間隔開。通過非限制性示例，所述保持器的長度可以在從約10mm至約150mm的范圍內，如，從約25mm至約100mm、從約50mm至約75mm，包括其間的所有范圍和子范圍。所述保持器可以被間隔開的距離例如在從約10mm至約50mm或更大的范圍內，如，從約15mm至約45mm、從約20mm至約40mm或者從約25mm至約30mm，包括其間的所有范圍和子范圍。

所述多個保持器可以包括兩個或更多個保持器，如，三個或更多個保持器、四個或更多個保持器、五個或更多個保持器等。可以根據(jù)給定應用、襯底大小或襯底曲率來選擇所述保持器的數(shù)量、間隔和/或長度。例如，在3d表面上進行絲網印刷的情況下，具有較長長度的保持器可以沿對應于襯底的更平坦區(qū)域的刮板刀片的長度放置，而較短的保持器可以沿對應于更高曲率的區(qū)域的刮板刀片的長度放置。根據(jù)某些實施例，對于凹面，較長的保持器可以被放置在刮板刀片的中心，而較短的保持器可以放置在更接近于刮板刀片的端部。

所述多個保持器220中的每個保持器可以進一步包括至少一個空腔，所述空腔可以位于保持元件附近(例如，上方)。圖5示出了具有空腔260和保持元件270的保持器220的橫截面視圖。在所展示的實施例中，保持元件270包括用于夾持刮板刀片(未示出)的螺絲270a和刮板刀片可以在其中滑動的溝道270b兩者。

圖6展示了保持器220的橫截面視圖，所述保持器包括支撐條230堆疊已經插入到其中的空腔260。如所展示的以及本文更詳細討論的，支撐條可以具有不同的厚度并且可以由各種不同的材料構造，這取決于針對刮板的所期望的撓曲屬性。盡管圖5和圖6展示了包括空腔的保持器，但是應理解的是，保持器中可以不存在空腔，在這種情況下，保持器可以配備有可利用其耦合到支撐條堆疊的可替換裝置，例如，所述堆疊可以相對于所述多個保持器物理地接觸并自由地浮動(自由移動)。

在圖6中，施加到刮板刀片的力的方向由箭頭f指示，而示例性印刷行程方向由箭頭p指示?？梢园才胖螚l230堆疊，從而使得其相對的支撐表面280垂直于力f的方向?？赡茉试S刮板刀片在力f的方向上的彎曲，同時還限制或基本上限制刮板刀片在印刷行程方向p上的彎曲。這一示例性配置可以是有利的，因為結合至少一個支撐條230的間隔開的保持器220可以跨刮板刀片的長度分布向下的力f，同時還保持印刷行程方向p上的結構完整性。因此，可能提供分離的未聯(lián)接的可以經受印刷行程的機械應變的保持器。由此，根據(jù)某些實施例，所述多個保持器并未例如通過鉚釘物理地附接彼此，和/或未與彼此重疊。由于缺少附加零件(如，鉚釘)，所述附加部件由于由印刷行程造成的機械應變可能隨時間而磨損，因此這一示例性配置可以進一步是有利的。

所述至少一個支撐條230可以包括一個或更多個支撐條，如，兩個或更多個支撐條、三個或更多個支撐條、四個或更多個支撐條等，在某些實施例中，這些支撐條可以被堆疊。術語“支撐條堆疊”、“支撐條”及其變體在本文中可以與“至少一個支撐條”互換使用并且旨在指示一個或多個這種支撐條。所述至少一個支撐條可以包括任何材料，所述材料包括但不限于木材、金屬、塑料、超高分子量(uhmw)塑料、聚合物材料、酚醛樹脂、聚丙烯材料及其組合物。每個支撐條可以具有相同或不同的組合物和/或厚度。堆疊中的支撐條的厚度、數(shù)量和/或順序可以改變并且可以取決于例如其耦合到保持器的方式和/或刮板裝置的期望撓性或張力。根據(jù)各個實施例，例如在堆疊中的一個或多個支撐條可以包括不同的材料和/或可以具有不同于堆疊中的其他條帶的尺寸(如，厚度)。此外，支撐條可以各自包括多于一種材料，如，插入到第二材料中的第一材料，例如，由另一種材料(如，塑料)圍繞的金屬材料，或三種或更多種鑲嵌材料等?？梢赃m當?shù)剡x擇這些材料及其組合以獲得所述至少一個支撐條的期望彎曲。

支撐條230可以具有任何適合的形狀和/或取向。在一個示例性實施例中，所述至少一個支撐條可以具有實心的或中空的橫截面，例如，一個或多個所述支撐條可以包括沿所述條的長度、寬度或厚度的至少一個空隙，如，孔或其他形狀。所述空隙可以部分地或全部地延伸穿過所述條。這種空隙可以如所期望的被例如加工或鉆到所述條中以獲得所述條的期望彎曲和/或以減少刮板裝置的重量。

如圖6中所展示的，在一些實施例中，所述至少一個支撐條230可以是支撐條堆疊，如，具有基本上矩形或正方形橫截面的條帶。根據(jù)各個實施例，支撐表面280可以是平面的或基本上平面的。相對的支撐表面可以被分開例如為支撐條的厚度。根據(jù)某些實施例，每個支撐條可以包括兩個相對的側表面，被分開為支撐條的寬度。在示例性實施例中，所述寬度可以大于支撐條的厚度。

一個支撐條的支撐表面280可以例如鄰接一個或多個支撐條的支撐表面，如，兩個相鄰的平面表面或互鎖的非平面表面。在某些實施例中，支撐表面280可以是非平面的。例如，所述至少一個支撐條230可以具有圓形或圓形橫截面，例如，卵形或圓形，僅舉幾例。在某些實施例中，所述至少一個支撐條230還可以包括至少一個中空體(如，氣壓或液壓囊)，可以通過例如改變所述囊中的壓力來改變其形狀和/或大小，以獲得支撐條的期望彎曲和/或如所期望的耦合到所述多個保持器。

在多個支撐條(如，支撐條堆疊)的情況下，可能包括用于將所述條固定或寬松地固定到彼此的保持機構。例如，支撐條可以各自包括所述條的一端或兩端處的空隙，所述空隙可以基本上是同心的，從而使得緊固裝置(例如，螺栓、螺母或任何其他合適的緊固裝置)可以將所述堆疊保持在一起。

在一些實施例中，如圖6中所展示的實施例，所述多個保持器可以包括空腔，并且支撐條堆疊可以被配置成用于配合在所述空腔內。在此非限制性實施例中，可以選擇所述至少一個支撐條(或支撐條堆疊)的厚度以基本上匹配保持器空腔的高度。同樣可以選擇所述至少一個支撐條(或支撐條堆疊)的寬度以基本上匹配保持器空腔的寬度?？梢赃x擇所述至少一個支撐條的任何其他尺寸以匹配保持器空腔的尺寸。所述至少一個支撐條因此可以緊密地配合(“壓配合”)在保持器空腔中以使得刮板刀片在所施加的力方向上彎曲，同時還禁止在印刷行程方向上彎曲。應當注意的是，所述條可以單獨地放置在保持器空腔中以形成堆疊，或者可以預形成堆疊并且然后放置在保持器空腔中。還應當注意的是，雖然支撐條230被展示為鄰近螺絲270a且在其上方，因為可以設想支撐條230可以被定位在螺絲270a下方和/或螺絲270a或其他合適的固定機構可以穿過一個或多個支撐條230，因此所附權利要求不應如此受限。

用于在三維襯底上進行絲網印刷的系統(tǒng)

本文公開了用于在三維襯底的表面上進行絲網印刷的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：加框絲網和用于將液體印刷介質涂敷到三維襯底的涂敷器，其中，所述加框絲網包括：基本剛性基本平面的具有周邊的框架，所述框架在所述周邊內界定具有給定表面區(qū)域的區(qū)域；以及絲網，所述絲網附接到所述框架并且延伸跨過所述表面區(qū)域的至少一部分，其中，所述絲網包括第一部分，通過所述第一部分液體印刷介質可以傳送到鄰近的三維襯底上；以及第二部分，所述第二部分涂覆有基本上防止液體印刷介質穿過所述絲網的第二部分的乳劑，其中，所述絲網具有小于約20n/cm的固定張力。

圖3展示了根據(jù)本公開的一個方面的絲網印刷系統(tǒng)的橫截面視圖，其中，涂敷器160與加框絲網裝置100接觸。絲網120附接到框架110并且至少部分地涂覆有乳劑130。在所展示的實施例中，乳劑130被涂覆在絲網120的下表面(還被稱為“印刷”表面)上，盡管設想所述乳劑還可以涂覆在絲網的上表面(還被稱為“涂敷器”表面)上，或者兩個表面上。液體印刷介質(未示出)可以涂敷到絲網上，并且使用涂敷器160向絲網施加壓力，如由箭頭170所表示的，所述液體印刷介質的至少一部分可以穿過絲網并且到達三維襯底上。涂敷器160可以是撓性的或剛性的，并且施加壓力可以是均勻的或可變的。

根據(jù)一個示例性實施例，撓性壓力控制涂敷器(如，刮板)可以用于在三維襯底上印刷，例如，用于具有圍繞多于一個半徑的復曲率的襯底。標準直刃刮板(如，用于2d平坦印刷的那些刮板)還可以用于在三維襯底上印刷，例如，用于具有單個曲率半徑的襯底。還設想不同形狀和大小的其他涂敷器(如，刷子、刮刀等)并且這些在本公開的范圍內。可以沿絲網拉伸刮板或任何其他涂敷器，迫使印刷介質的至少一部分通過絲網的至少一部分到達三維襯底上。涂敷器的保持角、壓力、拉伸速度、大小和硬度可以根據(jù)例如所期望的圖像分辨率而變化。

根據(jù)各個實施例，所述涂敷器可以是刮板，其可以包括任何材料，如，橡膠材料、聚氨酯等。所述涂敷器可以是單個單元(如，單個刮板)或者可以包括分段單元(如，兩個或更多個相鄰的或非相鄰的刮板)。在一些實施例中，所述涂敷器可以包括單片，所述單片在各個實施例中可以是矩形或者可以包括多片。所述涂敷器(例如，刮板)可以包括工作刃和固定刃，所述工作刃可選擇地以某個角度接觸絲網，所述固定刃可以與工作刃相反并且可以使用任何合適的裝置附接到印刷設備。在非限制示例性實施例中，所述涂敷器可以是刮板，如，本文所公開的那些刮板。

所述印刷介質可以是包括一種或多種著色劑(如，顏料、染料等)的介質。所述印刷介質可以是液體或基本上是液體形式，并且可以包括至少一種溶劑(如，水)或任何其他合適的溶劑。如本文所使用的，術語“液體”旨在指代具有適于絲網印刷的任何粘度的任何自由流動的介質。在某些實施例中，所述液體印刷介質可以選自具有各種顏色和色調的油墨。在其他實施例中，所述液體印刷介質可以選自非著色介質，如，清漆或保護涂層，僅舉幾例。所述液體印刷介質可以選自有色的、不透明的、半透明的或透明的介質，并且可以用于功能性和/或裝飾性目的。

本文所公開的所述系統(tǒng)可以進一步包括各種附加部件。例如，可以包括印刷介質遞送部件，所述印刷介質遞送部件被配置成用于將預定量的印刷介質遞送到絲網上?？梢赃x擇性地采用分配器(如，覆墨條)以便例如以基本上均勻的方式跨絲網分配印刷介質。進一步地，可以包括用于夾持和/或平移涂敷器的裝置以及通常存在于絲網印刷設備中的各種其他部件。

用于在三維襯底的表面上進行絲網印刷的方法

本文進一步公開了用于絲網印刷三維襯底的表面的方法，所述方法包括：將三維襯底定位在加框絲網附近，所述加框絲網包括：基本剛性基本平面的具有周邊的框架，所述框架在所述周邊內界定了具有給定表面區(qū)域的區(qū)域；以及絲網，所述絲網附接到所述框架并且延伸跨過所述表面區(qū)域的至少一部分，其中，所述絲網包括第一部分，通過所述第一部分液體印刷介質可以傳送到鄰近的三維襯底上；以及第二部分，所述第二部分涂覆有基本上防止液體印刷介質穿過所述絲網的第二部分的乳劑，其中，所述絲網具有小于約20n/cm的固定張力；并且向所述絲網施加壓力以迫使液體印刷介質的一部分通過絲網的所述第一部分到達三維襯底上，其中，所述框架與所述三維襯底之間的距離在施加步驟過程中保持為基本上恒定。

本文所公開的所述方法可以用于印刷或裝飾三維襯底。如本文所公開的裝飾或印刷可以用于描述將具有任何合適粘度的任何液體材料涂層涂敷到三維襯底上，其可以是功能性的和/或美觀的。三維襯底可以選自如本文所描述的具有不同成分、大小和形狀的襯底。

根據(jù)本文所公開的方法，可以使用本文所描述的任何手段來將液體印刷介質涂敷到絲網上并且可選擇地跨絲網蔓延。然后涂敷器可以用于向絲網施加壓力以迫使液體印刷介質中的一部分通過絲網的至少一部分到達三維襯底上。根據(jù)各個實施例，所述涂敷器可以在單個通路中接觸絲網，這足以將液體印刷介質傳送到三維襯底上，或者所述涂敷器可以完成若干個通路。本文所描述的任何涂敷器都可以用于執(zhí)行所公開的方法。

如本文所使用的，術語“非接觸”距離旨在指代基本上剛性的平面框架與襯底表面之間的距離。非接觸還指代在即將印刷之前和即將印刷之后使絲網保持在遠離襯底處的距離。換句話說，非接觸距離是絲網必須經過以接觸襯底的距離。根據(jù)本文所公開的方法，在施加液體印刷介質和施加壓力的過程中，框架與三維襯底之間的距離保持為基本上恒定。所述框架和所述襯底可以保持在相對于彼此固定的位置。當例如使用涂敷器向絲網施加壓力時，絲網可以移動以接觸襯底，但可以將框架保持在基本上相同的位置。所述非接觸距離可以大于用于2d印刷的非接觸距離(例如，約1mm至10mm)，并且使用本文所公開的方法在理論上可以不受限制。通過非限制性示例，所述非接觸距離可以大于約100mm、大于約75mm、大于約50mm、大于約25mm或者大于約10mm，包括其間的所有范圍和子范圍。

在印刷介質涂敷到三維襯底上之后，可以執(zhí)行各種附加步驟，如例如，干燥所印刷的介質以去除一種或多種溶劑、凝固所印刷的介質、將襯底從印刷機器上去除、將襯底放置在真空中和/或清洗襯底，僅舉幾例。根據(jù)各個實施例，可以使用本文所公開的方法來校正和/或調整圖案。

用于在平坦的或三維襯底的表面上進行絲網印刷的方法

本文進一步公開了用于在襯底的表面上進行絲網印刷的方法，所述方法包括：將所述襯底定位在加框絲網裝置附近，所述加框絲網裝置包括：具有周邊的框架，所述框架在所述周邊內界定具有給定表面區(qū)域的區(qū)域；以及絲網，所述絲網附接到所述框架并且延伸跨過所述表面區(qū)域的至少一部分；將液體印刷介質涂敷到所述絲網上；以及使用本文所公開的刮板裝置向所述絲網施加壓力以迫使所述液體印刷介質穿過所述絲網的至少一部分。

本文所公開的方法可以用于印刷或裝飾二維或三維襯底。如本文所公開的裝飾或印刷可以用于描述將具有任何合適粘度的任何液體材料涂層涂敷到襯底上，其可以是功能性的和/或美觀的。所述襯底可以選自如本文所描述的具有不同成分、大小和形狀的襯底。在一些實施例中，所述襯底可以是二維的(即，平坦的)或三維的。

根據(jù)本文所公開的方法，可以使用本文所描述的任何手段來將液體印刷介質涂敷到絲網上并且可選擇地跨絲網蔓延。然后刮板涂敷器可以用于向絲網施加壓力以迫使液體印刷介質的至少一部分通過絲網的至少一部分到達襯底上。根據(jù)各個實施例，所述刮板涂敷器可以在單個通路中接觸絲網，這足以將液體印刷介質傳送到襯底上，或者所述刮板涂敷器可以完成若干個通路。

如本文所使用的，術語“非接觸”距離旨在指代框架與襯底表面之間的距離。非接觸還指代在即將印刷之前和即將印刷之后使絲網保持在遠離襯底處的距離。換句話說，非接觸距離是絲網必須經過以接觸襯底的距離。所述非接觸距離可以類似于用于2d印刷的距離(例如，約1-10mm)或可以使用更大的距離。通過非限制性示例，所述非接觸距離可以大于約100mm、大于約75mm、大于約50mm、大于約25mm或者大于約10mm，包括其間的所有范圍和子范圍。在某些實施例中，所述非接觸距離可以在從約5mm至約100mm的范圍內，如，從約10mm至約75mm或者從約25mm至約50mm，包括其間的所有范圍和子范圍。

在印刷介質涂敷到襯底上之后，可以執(zhí)行各種附加步驟，如例如，干燥所印刷的介質以去除一種或多種溶劑、凝固所印刷的介質、將襯底從印刷機器上去除、將襯底放置在真空中和/或清洗襯底，僅舉幾例。根據(jù)各個實施例，可以使用本文所公開的方法來校正和/或調整圖案。

用于校正或調整圖案的實施例包括：產生二維測試加框絲網，所述二維測試加框絲網包括第一框架和第一絲網，所述第一絲網帶有具有多個可測量特征的重復測試圖案；預測所述多個可測量特征在三維測試襯底的表面上的位置；印刷具有所述重復測試圖案的所述三維測試襯底的所述表面；測量如印刷在所述表面上的所述多個可測量特征的位置；通過將如印刷在所述表面上的所述多個可測量特征的位置與其預測位置進行比較來計算位移值；使用所計算的位移值來修改有待印刷在所述三維襯底的所述表面上的生產圖案；產生二維加框絲網，所述二維加框絲網包括第二框架和第二絲網，所述第二絲網具有所述經修改的生產圖案；以及印刷具有所述經修改的生產圖案的所述三維襯底的所述表面。

用于預測印刷在三維襯底上的圖像的失真的方法的一個或多個實施例包括：產生二維測試加框絲網，所述二維測試加框絲網包括具有多個可測量特征的重復測試圖案；預測所述多個可測量特征在三維測試襯底的表面上的位置；印刷具有所述重復測試圖案的所述三維測試襯底的所述表面；測量如印刷在所述表面上的所述多個可測量特征的位置；以及通過將如印刷在所述表面上的所述多個可測量特征的位置與其預測位置進行比較來計算位移值。

本文所公開的方法可以用于印刷或裝飾三維襯底。如本文所公開的裝飾或印刷可以用于描述將具有任何合適粘度的任何液體材料涂層涂敷到三維襯底上，其可以是功能性的和/或美觀的。三維襯底可以選自如本文所描述的具有不同成分、大小和形狀的襯底。

根據(jù)本文所公開的方法，可以利用例如本文所公開的框架和絲網材料來產生二維測試加框絲網。可以例如通過將乳劑添加到如本文所描述的絲網的部分來產生重復測試圖案。所述重復測試圖案可以包括多個特征，所述多個特征可以以至少一種方式(例如，以大小和/或位置)被測量。所述重復測試圖案不限于任何幾何形狀、大小或間隔。測試圖案的非限制示例性實施例包括跨橫軸和縱軸二者均勻間隔開的點陣列(參見例如圖8，下文更詳細討論的)。

例如，所述點可以具有的尺寸范圍從約0.25mm至約10mm、如從約0.5mm至約9mm、從約1mm至約8mm、從約2mm至約7mm、從約3mm至約6mm或者從約4mm至約5mm，包括其間的所有范圍和子范圍。所述特征(例如，點)可以間隔開的距離范圍從小于約1mm至約100mm或更大，如從約1mm至約80mm、從約5mm至約70mm、從約10mm至約60mm、從約20mm至約50mm或者從約30mm約40mm，包括其間的所有范圍和子范圍。通過非限制性實施例，合適的測試圖案可以包括3mm直徑的點陣列，所述點從其中心測量彼此間隔30mm，在豎直和水平兩個方向上延伸，所述測試圖案的中心具有一個3mm直徑的點。

設想具有不同形狀、大小和/或間隔的其他特征可以用在重復測試圖案中。例如，可以使用正方形、矩形、卵形、線、三角形、環(huán)形及其組合的陣列。所述特征可以全部是相同的大小和/或形狀或者不同的大小和/或形狀。一旦創(chuàng)建了所述測試加框絲網，其就可以用于在三維測試襯底上進行印刷。

可以在測量所印刷的測試圖案的失真之前產生零失真參考點。例如，如果將使用夾具來保持所述測試襯底，則可以預測量所述夾具以確定所述零失真參考點?？梢圆捎萌魏魏线m的測量系統(tǒng)，例如，可以使用光學測量系統(tǒng)。在示例性攝影測量過程中，可以利用高分辨率相機捕獲一系列數(shù)字圖像。參考目標可以被放置在夾具(例如，真空夾具)上，并且可以在圖像中被捕獲。通過非限制性示例，atos系統(tǒng)可以用于捕獲夾具和參考點的數(shù)字照片，所述數(shù)字照片可以被下載到軟件中并拼接在一起以獲得3d測量參考點。

為了加強光學測量，三維測試襯底可以涂上與測試圖案待印刷的顏色形成對比的顏色。例如，如果測試圖案有待印刷成白色，則測試襯底可以涂上黑色，或反之亦然。當然，可以使用其他顏色和組合。然后可以將三維測試襯底放置在夾具之中或之上，并且由任何裝置保持在位。

可以使用本文所公開的任何方法和/或裝置以及適于在三維襯底上印刷的任何其他可用方法和/或裝置來印刷測試襯底。然后可以評估測試襯底的印刷表面以確定所印刷的測試圖案的實際位置與測試圖案的預測位置之間的任何失真?？梢岳缈蛇x地例如通過使用用于定義零失真參考點的測量系統(tǒng)來測量所述多個特征的實際位置?？梢岳缤ㄟ^在測試襯底表面上準備所印刷的圖案的2d投影來獲得所述多個特征的預測位置?？梢詫⑺龆鄠€特征的位置的2d投影與所印刷的特征的實際位置進行比較以確定位置偏移。

使用所計算的位移值，可以補償和修改有待使用基本上相同的方法和材料印刷在基本上相同的襯底上的生產圖案以調節(jié)由圖像的2d至3d變換造成的失真以及由印刷工藝本身和/或任何相關聯(lián)的部件造成的任何失真。所修改的生產圖案可以包括各種變化，例如，如與原始生產圖案相比，有待印刷的特征的位置和/或大小的變化。如所修改的生產圖案然后可以用于基本上相同的三維襯底的表面的絲網印刷以便生產。

根據(jù)各個實施例，二維測試加框絲網與二維加框絲網可以在形狀和大小上基本相同。在其他實施例中，第一和第二框架以及第一和第二絲網可以分別由基本上相同的材料構造。根據(jù)進一步的實施例，使用基本上相同的印刷工藝可以印刷重復測試圖案和所修改的生產圖案。在又進一步的實施例中，三維測試襯底與三維襯底可以在形狀、大小和曲率上基本上相同。根據(jù)又進一步的實施例，用于在三維測試襯底上生產測試圖案的所有處理參數(shù)和材料可以與用于在三維襯底上生產生產圖案的那些處理參數(shù)和材料相同或者基本上相同。當然，應理解的是，材料、商業(yè)產品以及設備的自然改變是可能的并且設想為落在術語“基本上相同”的范圍內。

在各個實施例中，本文所公開的方法可以具有一個或多個優(yōu)點，如，提高的成本效率、準確性和/或速度和/或標識影響印刷圖案的質量的失真所需的減少的迭代次數(shù)。例如，所公開的方法可以用于預測不僅由2d至3d的圖像轉換所造成的失真，還可以預測由處理參數(shù)和材料(如，非接觸距離、加框絲網屬性以及涂敷器屬性，僅舉幾例)所造成的失真。此外，如與可能需要若干迭代以準確地預測印刷在3d襯底上的圖像并相應地調節(jié)2d圖案的先前方法相比，本文所公開的方法可以以單次迭代做出這種預測和/或校正。

此外，用于預測圖像失真的先前方法在加工材料和襯底的過程中經歷變化，并且因此預測將從部分到部分地變化，并且不同的處理參數(shù)將產生不同的結果。由于根據(jù)本文所公開的方法，所述處理參數(shù)在測試運行與生產運行之間基本上不會變化，因此可以獲得更可靠、更準確以及更快速的標準模型。進一步地，本文所公開的方法可以用于在小型和大型(例如，大于500mm的曲率半徑)襯底、凹襯底和凸襯底以及具有復曲率的襯底上進行絲網印刷。應該理解的是，根據(jù)本公開的所述方法可以不展現(xiàn)以上優(yōu)點中一個或多個優(yōu)點，但仍然旨在落入本公開的范圍內。

本文所描述的實施例和功能性操作可以實現(xiàn)在數(shù)字電子電路中，或者在計算機軟件、固件或硬件中，包括在本說明書中公開的結構以及其結構等同物，或者在以上一個或多個的組合中。本文所描述的實施例可以被實現(xiàn)為一個或多個計算機程序產品，即編碼在有形程序載體上的計算機程序指令的一個或多個模塊，所述指令由數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行或者控制數(shù)據(jù)處理裝置的操作。有形程序載體可以是計算機可讀介質。所述計算機可讀介質可以是機器可讀存儲設備、機器可讀存儲基板、存儲器設備或者它們中的一個或多個的組合。

術語“處理器”或“控制器”可以包括用于處理數(shù)據(jù)的所有裝置、設備以及機器，包括例如可編程處理器、計算機或多處理器或計算機。除硬件以外，所述處理器可以包括為所討論的計算機程序創(chuàng)造運行環(huán)境的代碼，例如構成處理器固件、協(xié)議棧、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)或它們中的一個或多個的組合的代碼。

計算機程序(亦稱程序、軟件、軟件應用、腳本或者代碼)可以被寫為任何形式的編程語言(包括編譯或者解釋語言或者說明或者過程語言)，并且該計算機程序可以任何形式被使用，這些形式包括作為獨立程序或者作為模塊、部件、子程序或者適用于計算環(huán)境的其他單元。計算機程序沒必要對應于文件系統(tǒng)中的文件?？梢詫⒊绦虼鎯υ诒３制渌绦蚧驍?shù)據(jù)的文件(例如，存儲在標記語言文檔中的一個或多個腳本)的一部分中、專用于所討論的程序的單個文件中或者多個協(xié)調文件(例如，存儲一個或多個模塊、子程序或部分代碼的文件)中。計算機程序可以被部署成在一個計算機上或者在位于一個站點或分布在多個站點并且通過通信網絡互連的多個計算機上執(zhí)行。

可以通過一個或多個可編程處理器執(zhí)行本文所描述的處理，其中處理器是通過操作輸入數(shù)據(jù)并產生輸出來執(zhí)行一個或多個計算機程序從而實現(xiàn)功能的。處理流程和邏輯流程還可以通過專用邏輯電路來執(zhí)行，并且裝置還可以作為專用邏輯電路的形式被實現(xiàn)，其中專用邏輯電路例如是fpga(現(xiàn)場可編程邏輯門陣列)或asic(專用集成電路)，僅舉幾例。

適合于執(zhí)行計算機程序的處理器舉例來講包括通用微處理器和專用微處理器兩者、以及任何種類的數(shù)字計算機的任何一個或多個處理器。通常來說，處理器將從只讀存儲器或隨機存取存儲器或二者中接收指令和數(shù)據(jù)。計算機的必要元件是用于執(zhí)行指令的處理器以及用于存儲指令和數(shù)據(jù)的一個或多個存儲器設備。通常，計算機還將包括用于存儲數(shù)據(jù)的一個或多個大容量存儲設備(例如，磁盤、磁光盤或者光盤)，或者被可操作地耦合以從大容量存儲設備中接收數(shù)據(jù)或者向大容量存儲設備傳送數(shù)據(jù)，或者兩者。然而，計算機無需具有這樣的裝置。此外，計算機可以被嵌入在另一個設備中，例如移動電話、個人數(shù)字助理(pda)，僅舉幾例。

適于存儲計算機程序指令和數(shù)據(jù)的計算機可讀介質包括所有形式的數(shù)據(jù)存儲器，所述數(shù)據(jù)存儲器包括非易失性存儲器、介質和存儲器設備，舉例來說包括：半導體存儲器設備，例如，eprom、eeprom以及閃存設備；磁盤，例如，內部硬盤或可移動盤；磁光盤；以及cdrom和dvd-rom盤。處理器和存儲器可以由專用邏輯電路補充或合并在其中。

為了提供與用戶的交互，本文所描述的實施例可以在具有用于向用戶顯示信息的顯示器設備(例如，crt(陰極射線管)或lcd(液晶顯示器)監(jiān)視器等)以及通過其用戶可以向計算機提供輸入的鍵盤和定點設備(例如鼠標或軌跡球)或觸摸屏的計算機上實現(xiàn)。其他種類的設備可以用于提供與用戶的交互；例如，可以接收來自用戶的任何形式的輸入，包括聲學輸入、語音輸入或觸覺輸入。

本文所描述的實施例可以實現(xiàn)在計算系統(tǒng)中，所述計算系統(tǒng)包括后端部件(例如，作為數(shù)據(jù)服務器)或包括中間件部件(例如，應用服務器)、或包括前端部件(例如，具有圖形用戶接口或web瀏覽器的客戶端計算機，用戶可以通過其與本文所描述的主題的實現(xiàn)方式交互)、或一個或多個這種后端部件、中間部件、或前端部件的任何組合。系統(tǒng)的部件可以通過數(shù)字數(shù)據(jù)通信(例如，通信網絡)的任何形式或介質來進行互連。通信網絡的示例包括局域網(“l(fā)an”)和廣域網(“wan”)，例如，互聯(lián)網。

計算系統(tǒng)可以包括客戶端與服務器?？蛻舳撕头掌魍ǔ＿h離彼此并且通常通過通信網絡交互。客戶端與服務器的關系借助于在各自的計算機上運行并且彼此具有客戶端-服務器關系的計算機程序產生。

示例性加框絲網

圖9展示了示例性測試加框絲網裝置，并且將用于為用于執(zhí)行根據(jù)本公開的某些方面的方法的各個部件提供背景。測試加框絲網400包括框架410和絲網420。絲網420部分地涂覆有乳劑430以形成測試圖案或圖像。在所展示的實施例中，盡管設想了其他形狀和圖案，但根據(jù)本文所描述的各個方面，所述圖案可以對應于包括重復點的測試圖案?？蚣芎徒z網可以是根據(jù)在本文中所描述的實施例。

印刷系統(tǒng)部件

以上描述的加框絲網裝置可以結合在本領域已知的任何印刷設備中。例如，加框絲網可以是絲網印刷系統(tǒng)的一部分，所述絲網印刷系統(tǒng)進一步包括用于將液體印刷介質涂敷到三維襯底上的涂敷器。在一些實施例中，液體印刷介質可以涂敷到絲網上，并且使用涂敷器向絲網施加壓力，所述液體印刷介質的至少一部分可以穿過絲網并且到達三維襯底上。涂敷器可以是撓性的或剛性的，并且施加壓力可以是均勻的或可變的。

根據(jù)一個示例性實施例，撓性壓力控制涂敷器(如，刮板)可以用于在三維襯底上印刷，例如，用于具有圍繞多于一個半徑的復曲率的襯底。標準直刃刮板(如，用于2d平坦印刷的那些刮板)還可以用于在三維襯底上印刷，例如，用于具有單個曲率半徑的襯底。還設想不同形狀和大小的其他涂敷器(如，刷子、刮刀等)并且這些在本公開的范圍內?？梢匝亟z網拉伸刮板或任何其他涂敷器，迫使印刷介質的至少一部分通過絲網的至少一部分到達三維襯底上。涂敷器的保持角、壓力、拉伸速度、大小和硬度可以根據(jù)例如所期望的圖像分辨率而變化。在一些實施例中，涂敷器可以是根據(jù)在本文中描述的刮板的實施例。

將理解的是，各個公開的實施例可以包括結合具體實施例所描述的具體特征、元件或步驟。還將理解的是，盡管關于一個具體實施例進行了描述，但具體特征、元件或步驟可以以各種未展示的組合或排列互換或與替代實施例相組合。

還應理解的是，除非明確指出是相對的，否則如本文所使用的術語“所述(the)”、“一個(a)”或“一個(an)”是指“至少一個(atleastone)”，并且不應限于“僅一個(onlyone)”。因此，例如，對“乳劑”的引用包括具有兩個或更多個這種乳劑的示例，除非上下文另有明確指示。同樣地，“多個(plurality)”旨在表示“多于一個(morethanone)”。

范圍在此可以被表達為從“約(about)”一個具體值和/或到“約(about)”另一個具體值。當表達這樣的范圍時，示例包括從一個特定值和/或到另一個特定值。類似地，當通過使用先行詞“約(about)”將值表示為近似值時，應當理解的是所述特定值形成了另一方面。還應當理解，每個范圍的端點相對于另一個端點以及獨立于另一個端點都是有效的。

如本文所使用的術語“基本(substantial)”，“基本上(substantially)”及其變型旨在注意所描述的特征等于或近似等于值或描述。例如，“基本上平面的”表面旨在指示平面的或近似平面的對象。此外，如本文所定義的，“基本上類似”旨在指示兩個值或對象相等或近似相等。

除非另有明確說明，否則不打算將本文所闡述的任何方法解釋為要求以特定順序執(zhí)行其步驟。相應地，在方法權利要求實際上不敘述其步驟遵循的順序或者在權利要求書或描述中沒有另外具體地說明步驟被限制為特定順序的情況下，不打算推斷任何特定的順序。

盡管可以使用過渡短語“包括(comprising)”來公開特定實施例的各種特征、元件或步驟，但是應當理解，隱含那些包括可能使用過渡短語“由...組成(consisting)”或“基本上由...組成(consistingessentiallyof)”描述的替代實施例。因此，例如，包括a+b+c的系統(tǒng)的暗示的替代實施例包括其中系統(tǒng)由a+b+c組成的實施例以及其中系統(tǒng)基本上由a+b+c組成的實施例。

對于本領域技術人員顯而易見的是，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可以對本公開進行各種修改和變化。由于本領域技術人員可以想到包括本公開的精神和實質的所公開的實施例的修改組合、子組合和變型，本公開應當被解釋為包括所附權利要求及其等同物的范圍內的一切。