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CN1332808C - 用于制造印模或印版的方法和装置 - Google Patents

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CN1332808C CNB038174227A CN03817422A CN1332808C CN 1332808 C CN1332808 C CN 1332808C CN B038174227 A CNB038174227 A CN B038174227A CN 03817422 A CN03817422 A CN 03817422A CN 1332808 C CN1332808 C CN 1332808C
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Abstract

本发明涉及用于制造印模(1)或印版的方法和装置，该印模(1)等具有一包括印刷图样(2)的表面(3)，其通过一基体上层叠地涂覆一液态的和可硬化的材料(8)制成。为了提供一种这样的制造方法，借其即使在小生产批量情况下也可以简单而价廉地制造印模，本发明提出一印刷装置(4)，其包括至少一个可重复在表面(3)上方运动的印刷头(5)，印刷头(5)具有至少一个喷嘴(6)，用于由一液态的和可硬化的材料(8)例如聚合物层叠地印刷表面(3)。

Description

用于制造印模或印版的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于制造印模或印版的方法和装置，所述印模、印版等具有一包括印刷图样的表面，该表面通过在一基体上层叠地涂覆一液态的和可硬化的材料制成。
背景技术
本发明涉及印模和印版等装置，其用于将一印刷图样转移到一物体上。
通常，由多种不同的材料通过去除材料例如雕刻、铣削等制造印模或印版。在现代的设备中，也借助于激光去除材料，激光经由一塑料部件引导。通常由计算机为加工工具或激光提供用以得到要求的凸版所需要的控制数据。
用于制造印模或印版的去除材料的方法一般需要较高的费用，用以清除去掉的材料。此外在印模上残留的材料微粒可能导致不精确的和不符合要求的印刷结果。此外，利用去除材料的制造方法的污染负担是比较高的，因此必须将这些设备安装于一单独的空间内或至少用一外罩包围。
US 5731 033 A介绍了一种用以制造印模的装置和方法，其中用手工将液态的可硬化的材料涂覆到包括印刷图样的表面上。这样的印模的手工制造只针对家用并且很好地适于儿童。但对于印模的快速而简单的制造以及很精致的具有高分辨率的印版的制造是不可能的。
此外还已知用于制造印模的方法，其中通过粉末状材料的烧结制造印模体。例如DE 39 21 623 A1描述了一种这样的方法。这种烧结方法如同铸造方法一样，其缺点是，所要求的包括相应印刷图样的形状的制造较费事和昂贵。因此这样的制造方法适用于印模等等的小的底层。
最后，已知用于制造印模的方法，其中通过对准的光辐射使液态材料硬化并且例如应用超声波清除多余的材料。一种这样的方法例如描述于DE 197 47 877 A1中。但对液态的印模表面坯料进行处理的耗费是很大的，因为其不可以遭受意外的光辐射。
激光法或光聚合法在形成的残留物方面虽然具有优点，但比较费事和昂贵。在已知的制造方法中，另一缺点在于，由于构成印模等的塑料的燃烧而产生不符合要求的废气，因此需要常常排除产生的废气。
对于在特别小的底层中快速制造印版，已知系统的制造速度也常常无法满足要求。
DE 199 31 112 A介绍了一种利用基于喷墨法操作的印刷头来制造三维的微结构元件的装置和方法。此装置和方法用来尽可能经济地制造原型(样模)，该原型(样模)的尺寸也可能很小。这样，就不再需要制造原本必需的、昂贵的注模。所述微结构元件的材料是塑料、金属和/或玻璃。对于某些待制造的三维微结构元件的结构，可能还要施加一种稳定材料，为得到想要的微结构元件，事后要将该材料去除。DE 199 31 112 A没有披露即使对于小批量也特别快速、经济和简单的印刷图样制造。
EP 426 363 A也介绍了一种用于制造具有复杂结构的三维原型(样模)的装置和方法。这个“快速成型方法(rapid-prototypingmethod)”也与本申请的立足点(领域)不同。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种上述的用以制造印模或印版的方法和装置，其即使在小生产批量的情况下也能够特别价廉、快速和简单地制造印刷图样。
为此，本发明提出一种用于制造印模或印版的方法，所述印模或印版具有一包括印刷图样的表面，该表面通过在一基体上层叠地涂覆一液态的和可硬化的材料制成，上述目的在方法方面这样来达到，即，在印刷过程(印刷法)中实施液态的和可硬化的材料的层叠涂覆。由于印模或印版的制造在印刷过程中类似于注射法，不需要去掉材料，因此不需要用来清除材料残留物和用来排除产生的蒸气等的装置。此外不需要用来保护环境防止污染的装置。在印刷过程中，按照液态的和可硬化的材料和相应的印刷头的选择可达到较高的分辨率，从而可以简单而快速地制造很精细的印版。为了得到构成印模或印版的浮雕式结构，相叠设置多层液态的和可硬化的材料。为此，使至少一个具有至少一个喷嘴的印刷头在一基体上方运动并且一滴一滴地排出液体的和可硬化的材料。该排出经由一相应的阀按照一计算机的数据来控制。另一优点在于，利用该方法也可较价廉地制造特别大的印模或印版。其中涂覆了包括印刷图样的表面的基体在印刷过程以后可以去除或保留。
在涂覆构成表面的材料以前，在必要时可以在基体上涂覆一粘附介质层。这用于产生在印刷过程中制造的凸版与基体之间的连接。用于粘附介质的材料必须适合于基体的材料和用于制造印刷图样所采用的材料。
构成表面的材料在印刷过程以前可以混合以添加剂。其可以例如用于加速硬化过程或用于形成自动上色的印模即所谓的自上墨印章(Self-Ink-Stempel)的毛孔。按这种方式，可以就在印刷过程以前混合液态的和可硬化的材料的两种或多种组分。
为了提高构成表面的材料的粘度，可以在印刷过程以前和/或印刷过程中将其预热。
为了能特别快速地制造印模或印版，可以在层叠涂覆之间加速构成表面的材料的硬化。这可以例如通过冷却或通过喷洒硬化剂或其他的化学物质来实现。
按照本发明的另一特征，规定，可对涂覆的材料量进行计量。因此，通过材料的计量可以在印模的凸版或印版中制造特别精细的细节。
在可计量的涂覆材料量的情况下，可以使其逐层减小，以便得到横截面逐渐减小的接条并从而能够得到更精细的印模图案，而不存在接条的凸版中的断裂危险。
优选采用聚合物或液态橡胶作为构成表面的材料。
为了得到自动上色的所谓自上墨印章，可以采用多孔材料作为构成表面的材料。通过形成的毛孔在印刷应用时使墨汁扩散的印模或印版的表面上。
作为基体，可以采用玻璃板，其在制造过程结束后与印刷图样保持连结，或在安装在印模或印版上之前从其上去除印刷图样。
同时还有可能采用塑料支承薄膜作为基体，其优选在制造过程结束后保留在印模或印版上。
本发明的目的还通过一种用于制造包括一有印刷图样的表面的印模或印版的装置来达到，其中设有一包括至少一个可在表面上方重复运动的印刷头的印刷装置，印刷头具有至少一个喷嘴，用于由液体的和可硬化的材料层叠地印刷表面，还设有一计量装置，用以计量排出的材料量。通过一印刷装置，特别是类似于注射法的装置，本发明在制造印模或印版中的应用，即使在小生产批量情况下也可以实现印模或印版的特别价廉的和快速的制造。其中印刷头相对于印模和印版的表面的运动不仅可以通过印刷头的运动而且可以通过基体的运动、或者该两元件的运动来达到，其中在基体上应该构成印刷图样。通常使印刷头相对于基体可以沿水平和垂直的方向移动。
当印刷头包括一加热装置时，可以在喷出之前加热构成表面的材料并提高其粘度，从而可以排出更细小的材料小滴。
当设置一用于混合构成表面的材料的混合装置时，可以一方面采用一双组分或多组分的材料，其例如在混合后特别快速地硬化，或也可以将其他的添加剂混合于该材料。
为了加速硬化过程，可以设置一冷却装置，其优选可跟踪印刷头。
该冷却装置可以例如由一吹风机等构成，其加速材料的硬化过程。
为了用于制造印模或印版的印刷装置的控制，其优选具有一用以连接于计算装置的接口。
附图说明
以下借助示出本发明的一个实施例的附图更详细地说明本发明。其中：
图1本发明用于制造印模的装置的透视图；
图2为说明印刷头的一可能的运动过程的透视图；
图3按照本发明制成的印模表面的一部分的剖面图；
图4印模表面的一部分的剖面图的一个方案；
图5在印刷过程中制成的印模表面的一部分的透视图；
图6至8在印刷过程中制成的印模的不同的实施形式的剖面图。
具体实施方式
本发明用于制造具有一包括印刷图样2的表面3的印模1、印版等的装置包括一印刷装置4，其具有至少一个包括至少一个喷嘴6的印刷头5。印刷头5设置成在表面3上方可沿X、Y和Z方向移动。也有可能将印刷头5固定而使印模1或基体相应地运动。在容器7中包含构成印模1或印版的表面3的材料8或材料8的至少一个组分。经由相应的输入管道9，液态的材料8可以流向印刷头5。必要时在另一容器10中储存一组分11或一添加剂，其经由输入管道12输送给印刷头5。在一应有的混合装置13中，在从印刷头5喷出以前使材料8与添加剂11混合。为了提高材料8的粘度，可以将其在印刷头5之中或之前的加热装置14中加热。为控制向印刷头5的材料排出所需要的数据通过由一计算装置15提供，其经由一接口16连接于印刷装置4。
印刷头5涂敷印模1的表面，例如以曲折形式，如图2中所示。在按照相当于计算装置15的数据的印刷图样2应在印模1的表面3上产生一浮雕的所有地点，经由至少一个印刷头5的喷嘴6一滴一滴地排出液态的和可硬化的材料8。
如在按图3的剖面图中所示，通过液态的可硬化的材料8的一滴一滴的排出，相应地在印模1的表面3构成一层材料8。该过程重复多次，从而相叠设置多层材料8并由此构成印模1的印刷图样2。为了在涂覆在印模1的表面3以后加速液态材料8的硬化，可以在涂覆后例如对每一层材料8进行冷却。此外，如图3中所示，将印刷头5逐层位错一小距离，其大致相当于半个小滴宽度，以便达到最好的层构造。
按照图4，可以逐层减小涂覆的材料8的宽度，借此可以构成更精细的印模结构，此外可以提高印刷图样2的相应的接条的稳定性。
图5示出按照本发明制成的印模1的透视图，其中由液态的和可硬化的材料8在印刷过程中在表面3上构成印刷图样2。
图6示出一印模1的剖面图，其中将构成印刷图样2的材料8印刷在玻璃板17形式的基体上。
按照图7，由材料8构成的印刷图样2与基体一起涂覆在一支承板18形式的基体上。在这种情况下支承板18保留在印模1或印版上。
在按图8的方案中，材料8印刷在一工作板19上，其可以例如由一软的聚合物构成。将工作板19连结于支承薄膜20，后者用于减小印刷图样的变形。
为了在一个工序中制造多个具有同一印刷图样2的印模1，可以相互连接多个印刷头5并由一个计算装置15加以控制。利用本发明的用于制造印模1或印版的方法，即使在小生产批量的情况下也能够以简单的、快速而价廉的方式制造印模1或印版。此外，在本发明的方法中不附带产生任何污染，因为不同于已知的制造方法，本发明并不去除任何材料。其不需要任何的处理，例如清除所去掉的材料或事后净化印模表面。在特殊材料用于印刷印模表面时也可以制造具有整体组合式印模垫的印模，即所谓的自上墨印章。在这样的印模中，墨汁通过印模材料的毛孔向其表面扩散。

Claims (24)

1.用于制造印模或印版的方法，所述印模或印版具有一包括印刷图样的表面，该表面通过在一基体上层叠地涂覆一液态的和可硬化的材料制成，其特征在于，在印刷过程中实施液态的和可硬化的材料的层叠涂覆。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在涂覆构成表面的材料以前在基体上涂敷一粘附介质层。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，构成表面的材料在印刷过程以前混合以添加剂。
4.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，构成表面的材料在印刷过程以前混合以添加剂。
5.按照权利要求1至4之一项所述的方法，其特征在于，可对涂覆的材料量进行计量。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，逐层减小涂覆的材料量。
7.按照权利要求1至4之一项所述的方法，其特征在于，采用一种聚合物作为构成表面的材料。
8.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，采用一种聚合物作为构成表面的材料。
9.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，采用一种聚合物作为构成表面的材料。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在印刷过程以前和/或在印刷过程中预热构成表面的材料。
11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在层叠涂覆之间加速构成表面的材料的硬化。
12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，通过冷却加速硬化。
13.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，通过喷洒硬化剂实现硬化。
14.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，采用液态橡胶作为构成表面的材料。
15.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，采用一种多孔材料作为构成表面的材料。
16.按照权利要求1所述的方法，采用玻璃板作为基体。
17.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，采用一种塑料支承薄膜作为基体。
18.用于制造包括一有印刷图样(2)的表面(3)的印模(1)或印版的装置，其特征在于，设有一包括至少一个可在表面(3)上方重复运动的印刷头(5)的印刷装置(4)，印刷头(5)具有至少一个喷嘴(6)，用于由一种液态的和可硬化的材料(8)层叠地印刷表面(3)；设有一计量装置，用以计量排出的材料量。
19.按照权利要求18所述的装置，其特征在于，印刷头(5)包括一加热装置(14)。
20.按照权利要求18所述的装置，其特征在于，设有一混合装置(13)，用以混合构成表面(3)的材料(8)。
21.按照权利要求19所述的装置，其特征在于，设有一混合装置(13)，用以混合构成表面(3)的材料(8)。
22.按照权利要求18所述的装置，其特征在于，设有一冷却装置，其可跟踪印刷头(5)。
23.按照权利要求22所述的装置，其特征在于，冷却装置由一吹风机构成。
24.按照权利要求18所述的装置，其特征在于，印刷装置(4)具有一用以连接于一计算装置(15)的接口。
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