DE102009061258B3

DE102009061258B3 - Verfahren zum Bedrucken einer nicht-ebenen Oberfläche, sowie Blendenanordnung und Haushaltsgerät

Info

Publication number: DE102009061258B3
Application number: DE102009061258.0A
Authority: DE
Inventors: Achim Heinrich; Ralf Ehrlich; Dr. Seikel Michael
Original assignee: PAS Deutschland GmbH
Current assignee: PAS Deutschland GmbH
Priority date: 2009-05-19
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2018-10-18
Anticipated expiration: 2029-09-12
Also published as: DE202009018533U1; DE102009040959A1; DE102009040959B4

Abstract

Verfahren zum Bedrucken einer nicht-ebenen, insbesondere bombierten, Oberfläche (26) eines Werkstücks (24) aus Kunststoff mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens, mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen mindestens eines vertieften Bereichs (80) am Werkstück (24), in den hinein der Druckvorgang erfolgt,
- Bereitstellen (S10) einer Druckvorrichtung (32) mit mindestens einer Farbdüse (38), eines Werkstückträgers (34) mit einem Werkstückhalter (42) und einer Verfahreinrichtung (36),
- Fixieren (S14) des Werkstücks (24) im Werkstückhalter (42),
- Beginnen (S16) des Druckvorgangs,
- Betätigen (S18) der Druckvorrichtung, wobei eine Farbmenge, die aus der mindestens einen Farbdüse (38) ausgebracht wird, so bemessen ist, dass die Farbe bis an den Rand des vertieften Bereichs (80) läuft,
- relatives Verlagern (S20) der Druckvorrichtung (32) und des Werkstückhalters (42) zueinander entlang einer Vorschubrichtung (46),
- relatives Verlagern (S22) der Druckvorrichtung (32) und des Werkstückhalters (42) zueinander entlang einer Justierrichtung (44), die in einem Winkel zur Vorschubrichtung (46) steht, und
- Beenden (S24) des Druckvorgangs.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verfahren zum Bedrucken einer Oberfläche eines Werkstücks aus Kunststoff.
Ferner betrifft die Erfindung auch eine Blendenanordnung für ein Haushaltsgerät, wobei eine Bedruckung der Blendenanordnung im Tintenstrahl-Druckverfahren aufgebracht ist.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Haushaltsgerät mit einer zuvor genannten Blendenanordnung.
Die nachfolgenden Erläuterungen im Zusammenhang mit der Erfindung beziehen sich hauptsächlich auf das Gebiet der Haushaltsgeräte, der so genannten „weißen Ware“, da hier besonders große Vorteile gegenüber dem Stand der Technik gesehen werden. Dabei werden insbesondere Blendenanordnungen, Bedienblenden und Schalengriffe eines Haushaltsgeräts betrachtet. Es sei aber bereits an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass sich der Anwendungsbereich der Erfindung nicht auf diese Gebiete beschränkt, sondern auch in anderen Bereichen vorteilhaft eingesetzt werden kann.
Bei Haushaltsgeräten ist es üblich, dass sie an der Bedienseite eine Bedruckung aufweisen, die in aller Regel entweder an einer Blendenanordnung, die die Bedien-/Anzeigeelemente aufweist, und/oder an einem Schalengriff aufgebracht ist, der Teil einer Schublade, z.B. für die Waschmittelzugabe, ist.
Die Bedruckung erfolgt, um beispielsweise bei einem Drehregler Bedeutungen der verschiedenen Stellungen, wie z.B. „Energiesparen“, „Kurzprogramm“, „Trocknen“ etc. oder bei einem Schalter seine Funktion, z.B. „Start, „Stopp“, etc. anzugeben. Die Bedruckung kann aber auch z.B. einer Anzeige ihre Bedeutung zuordnen, wie z.B. „Verbleibende Zeit“. Schließlich können auch Modell- und Typenbezeichnungen oder einfache grafische Gestaltungen, wie z.B. Linien, aufgedruckt werden.
Gemäß dem Stand der Technik werden die genannten Blenden, Schalengriffe und andere Kunststoffteile mittels Tampondruck oder Siebdruck bedruckt. Wenngleich diese Druckverfahren weit verbreitet sind und bereits umfangreiche Erfahrungswerte vorhanden sind, hat die Anmelderin bei den bekannten Verfahren, gerade im Hinblick auf die Bedruckung von Bedienblenden oder Schalengriffen, verschiedene Nachteile erkannt.
DE 10 2007 021 765 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Bedrucken von mehreren Bauteilen im Tintenstrahldruckverfahren, wobei mehrere Seiten des Bauteils bedruckt werden können, indem das Bauteil vor jedem von mehreren Druckdurchläufen gedreht wird.
DE 10 2006 013 937 A1 zeigt eine Bedienblende, die bei einer bevorzugten Ausgestaltung mit einem digitalen Druckverfahren bedruckt wird, beispielsweise mit einem Tintenstrahldruckverfahren
JP 2001 146 096 A zeigt ein Film-laminiertes Material welches ein Basisfilmmaterial mit einer Bildaufnahmeschicht aufweist, wobei das Bild durch ein Tintenstrahldruckverfahren auf die Bildaufnahmeschicht gedruckt wird.
So sind bei den Druckverfahren in der Druckvorstufe besondere Materialien erforderlich, wie z.B. Belichter, Filme, Klischees und Siebe. Das Bedrucken von kleinen Losen ist aufgrund der verhältnismäßig langen Rüstzeiten unwirtschaftlich. Außerdem findet bei diesem Druckverfahren eine Berührung bzw. Kraftbeaufschlagung des Werkstücks statt, so dass spezielle Werkstückaufnahmen erforderlich sind, die die einwirkende Kraft kompensieren können. Schließlich lassen sich zufriedenstellende unifarbene Druckqualitäten bei nicht-ebenen, insbesondere bombierten, Oberflächen gar nicht oder nur mit Tampondruck erzielen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Bedrucken einer Oberfläche eines Werkstücks aus Kunststoff bereitzustellen. Es ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Blendenanordnung und ein verbessertes Haushaltsgerät aufzuzeigen. Eine Verbesserung soll insbesondere darin liegen, dass nicht-ebene, insbesondere bombierte, Oberflächen gut bedruckt werden können. Eine weitere Verbesserung soll insbesondere darin liegen, dass sich auch kleine Losgrößen wirtschaftlich bedrucken lassen.
Die beanspruchte Erfindung ist in den Patentansprüchen definiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Bedrucken einer nicht-ebenen, insbesondere bombierten, Oberfläche eines Werkstücks aus Kunststoff mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens, mit den folgenden Schritten:

- Bereitstellen einer Druckvorrichtung mit mindestens einer Farbdüse, eines Werkstückträgers mit einem Werkstückhalter und einer Verfahreinrichtung,
- Fixieren eines Werkstücks im Werkstückhalter,
- Beginnen des Druckvorgangs,
- Betätigen der Druckvorrichtung,
- relatives Verlagern der Druckvorrichtung und des Werkstückträgers zueinander entlang einer Vorschubrichtung,
- relatives Verlagern der Druckvorrichtung und des Werkstückhalters zueinander entlang einer Justierrichtung, die in einem Winkel zur Vorschubrichtung steht, und
- Beenden des Druckvorgangs.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch eine Blendenanordnung für ein Haushaltsgerät, wobei eine Bedruckung der Blendenanordnung im Tintenstrahl-Druckverfahren auf die Blendenanordnung aufgebracht ist. Eine weitere Lösung ergibt sich, wenn auf einen Schalengriff eine Bedruckung im Tintenstrahl-Druckverfahren aufgebracht ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Haushaltsgerät mit einer zuvor beschriebenen Blendenanordnung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Vorrichtung zum Bedrucken einer nicht-ebenen, insbesondere bombierten, Oberfläche eines Werkstücks aus Kunststoff mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens vorgeschlagen, die Vorrichtung mit einer Druckvorrichtung, einem Werkstückträger und einer Verfahreinrichtung, wobei die Druckvorrichtung mindestens eine Farbdüse aufweist, die dafür ausgebildet ist, eine Farbe gerichtet in eine Zielrichtung abzugeben, und der Werkstückträger einen Werkstückhalter aufweist, der dafür ausgebildet ist, das Werkstück relativ zum Werkstückhalter zu fixieren, und wobei der Werkstückhalter und die Farbdüse entlang einer Justier-richtung relativ zueinander verlagerbar angeordnet sind, der Werkstückhalter und die Verfahreinrichtung relativ zueinander verlagerbar angeordnet sind, und die Druckvorrichtung und der Werkstückträger mittels der Verfahreinrichtung entlang einer Vorschubrichtung relativ zueinander verlagerbar angeordnet sind.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird die Verwendung einer zuvor beschriebenen Vorrichtung vorgeschlagen, um eine nicht-ebene, insbesondere bombierte, Oberfläche eines Werkstücks aus Kunststoff mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens zu bedrucken, wobei das Werkstück insbesondere Bedienblende eines Haushaltsgeräts, ein Schalengriff eines Haushaltsgeräts, eine Bedienblende eines Haushaltsgeräts mit eingelegtem Schalengriff, ein Bestandteil einer Bedienblende eines Haushaltsgeräts oder ein Bestandteil eines Schalengriffs eines Haushaltsgeräts ist.
Um ein Werkstück zu bedrucken, wird vorgeschlagen, dass das Werkstück an einem Werkstückhalter fixiert wird, wobei der Werkstückhalter und die Farbdüse der Druckvorrichtung entlang einer Justierrichtung relativ zueinander verlagerbar angeordnet sind. Die Druckvorrichtung und der Werkstückträger sind mittels der Verfahreinrichtung entlang der Vorschubrichtung relativ zueinander verlagerbar angeordnet. Insbesondere ist der Werkstückhalter relativ zum Werkstückträger verlagerbar, bevorzugt verschwenkbar.
Mittels dieses Aufbaus ist es möglich, das Werkstück so an der mindestens einen Farbdüse entlang zu bewegen, dass ein Bedrucken des Werkstücks mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens durchgeführt werden kann. Insbesondere, wie noch anhand der Ausführungsbeispiele erläutert wird, können nun nicht-ebene, insbesondere bombierte, Oberflächen eines Werkstücks, welches insbesondere aus Kunststoff gefertigt ist, bedruckt werden.
Während der Stand der Technik den Druckmöglichkeiten eine Vielzahl von Beschränkungen auferlegt hat, können gemäß der Erfindung nun alle Farben in einem Arbeitsgang, einschließlich beliebiger Mischfarben, aufgebracht werden, wobei nun auf einfache Weise Schattierungen, Verläufe, komplexe Grafiken und Bilder dargestellt werden können. So lassen sich auch Display-Fenster mit unterschiedlicher Einfärbung und/oder Hell-Dunkel-Übergängen bedrucken. Es werden damit erstmals auch kleine Losgrößen wirtschaftlich realisierbar, sogar eine individuelle Bedruckung einzelner Elemente ist wirtschaftlich sinnvoll möglich.
Die Erfindung zeigt viele neue Aspekte auf, wobei insbesondere die beiden folgenden Aspekte noch einmal explizit erwähnt werden sollen:

- Die Erfindung zeigt ein Verfahren zum Bedrucken einer nicht-ebenen Oberfläche auf. Dies wird unter anderem durch die spezielle Anordnung und Ausführung der Druckvorrichtung, des Werkstückträgers und der Verfahreinrichtung erzielt.
- Die Erfindung zeigt auf, dass eine Blendenanordnung für ein Haushaltsgerät mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens bedruckt werden kann, wobei sowohl eine Bedruckung einer ebenen Oberfläche, aber insbesondere eine Bedruckung einer nicht-ebenen, insbesondere bombierten, Oberfläche ermöglicht wird.

Damit leistet die Erfindung einen erheblichen Beitrag zum Stand der Technik, bei dem Tintenstrahl-Druckverfahren zwar grundsätzlich bekannt waren, jedoch weder für nicht-ebene Oberflächen noch für eine Blendenanordnung, eine Bedienblende, einen Schalengriff oder sonstige Kunststoffbauteile eines Haushaltsgeräts. Damit wird eine wirtschaftliche Möglichkeit der Bedruckung aufgezeigt, die insbesondere auch kleine Losgrößen und auch eine hohe Flexibilität im Hinblick auf Druckvariantenwechsel ermöglicht. Außerdem eröffnen sich neue Gestaltungsmöglichkeiten bei den Werkstücken, da die vorgeschlagene Vorrichtung und das vorgeschlagene Verfahren in der Lage sind, nicht-ebene Oberflächen zu bedrucken.
Es sei dabei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass der Begriff der „nicht-ebenen“ Oberfläche bedeutet, dass es sich bei dem zu bedruckenden Bereich in der Gesamtbetrachtung nicht um einen rein ebenen Bereich handelt. Vielmehr weist die zu bedruckende Oberfläche mindestens zwei Abschnitte auf, die nicht in einer Ebene liegen. Insbesondere bedeutet dies, dass ein kontinuierlicher Druckbereich nicht in einer Ebene liegt, insbesondere bombiert ist.
Eine solche Möglichkeit der Bedruckung wird unter anderem dadurch erreicht, dass sich der Werkstückträger nicht nur relativ zu der Druckvorrichtung verlagert, sondern dass der Werkstückträger außerdem einen Werkstückhalter aufweist, der relativ zu der Verfahreinrichtung verlagerbar ist.
Die Vorschubrichtung liegt insbesondere zumindest ungefähr in der Horizontalen, bezogen auf das Schwerkraftfeld der Erde. Vorteilhafterweise sind mehrere Farbdüsen zu einem Druckmodul kombiniert, bei dem die Farbdüsen in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind. Je nach Ausführung des Druckmoduls können dabei auch zwei oder mehr Farbdüsen dieselbe Farbe abgeben.
Die Erfindung bietet eine hohe Flexibilität dahingehend, dass der Wechsel von einer Druckvariante zur nächsten ist im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren quasi per Knopfdruck möglich ist. Außerdem lassen sich nun insbesondere hochauflösende Grafiken mit Farbverläufen und Graustufendrucke realisieren, wie es mit herkömmlichen Druckverfahren, insbesondere Tampondruck und Siebdruck, bisher nicht möglich war.
Unter einer bombierten Oberfläche sollen dabei insbesondere Oberflächen verstanden werden, bei denen eine Linie auf der Oberfläche durch einen Kreisbogen mit einem Radius von weniger als 20m, bevorzugt von weniger als 10m und besonders bevorzugt von weniger als 4m beschrieben werden kann.
Damit ist die Aufgabe vollständig gelöst.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Werkstückträger mit der Verfahreinrichtung gekoppelt.
Um das Tintenstrahl-Druckverfahren durchführen zu können, ist eine relative Verlagerung von Druckvorrichtung und Werkstück zueinander erforderlich. Um die relative Verlagerung zu erzielen, kann das Werkstück ruhen und die Druckvorrichtung sich bewegen, oder es bewegen sich sowohl das Werkstück als auch die Druckvorrichtung.
Um ein möglichst präzises Druckergebnis und einen möglichst einfachen Aufbau des Gesamtsystems zu erzielen, wird es jedoch als vorteilhaft angesehen, wenn sich der Werkstückträger mit dem Werkstück relativ zur Druckvorrichtung bewegt, wobei die Druckvorrichtung in Vorschubrichtung ruht. Mit anderen Worten bewegt sich der Werkstückträger mit dem Werkstück an der Druckvorrichtung vorbei, insbesondere unter der Druckvorrichtung her.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Druckvorrichtung entlang der Zielrichtung verlagerbar angeordnet.
Um die Bedruckung der nicht-ebenen Oberfläche mittels des Tintenstrahl-Druckverfahrens vornehmen zu können, ist es erforderlich, dass ein möglichst konstanter Abstand zwischen der Oberfläche des Werkstücks und der Farbdüse eingehalten wird, während sich das Werkstück relativ zur Druckvorrichtung bewegt. Um den Abstand konstant zu halten, kann das Werkstück, insbesondere mittels des Werkstückhalters, auf die Farbdüse zu oder von ihr weg bewegt werden, wobei die Farbdüse bezogen auf die Ziel-richtung ruht. Außerdem ist es möglich, dass sich sowohl das Werkstück als auch die Farbdüse aufeinander zu bzw. von einander weg bewegen.
Es wird aber als besonders vorteilhaft angesehen, wenn sich die Druckvorrichtung und/oder die Farbdüse entlang der Zielrichtung verlagert und das Werkstück zumindest während des Druckvorgangs bezogen auf die Zielrichtung ruht. Dadurch lässt sich ein besonders gutes Druckergebnis und ein verhältnismäßig einfacher Aufbau erzielen. Unabhängig von dieser konkreten Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn die Justier-richtung und die Zielrichtung gleichgerichtet sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Druckvorrichtung mindestens zwei Farbdüsen für mindestens zwei verschiedene Farben auf, insbesondere vier Farbdüsen für mindestens vier verschiedene Farben.
Diese Ausgestaltung ermöglicht in besonders einfacher Weise die Verwendung mehrerer Farben, insbesondere die Erzeugung von Mischfarben. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz (Cyan, Magenta, Yellow, Key) verwendet werden, da sich so Farben gemäß dem CMYK-Schema erzeugen lassen. Dabei ist es außerdem vorteilhaft, wenn mittels einer Farbdüse, insbesondere einer zusätzlichen Farbdüse, auch Sonderfarben gedruckt werden können. Bei Sonderfarben handelt es sich um Farben, die mittels eines CMYK- oder RGB-Schemas nur schwer oder gar nicht darstellbar sind, insbesondere Weiß, Gold und Silber.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Farbdüsen unabhängig voneinander verlagerbar, insbesondere entlang der Zielrichtung.
Bei dieser Ausgestaltung kann besonders gut sichergestellt werden, dass jede einzelne Farbdüse immer möglichst genau den gewünschten Abstand zur Oberfläche des Werkstücks hat. Dadurch ergibt sich ein qualitativ hochwertiges und präzises Druckbild. Sollte ein technisch besonders einfacher Aufbau gewünscht sein, so ist es besonders vorteilhaft, wenn sich alle Farbdüsen gemeinsam verlagern.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Farbdüsen in Vorschubrichtung hintereinander angeordnet.
Diese Ausgestaltung ermöglicht es auf besonders einfache Weise, verschiedene Farben auf das Werkstück aufzubringen, während es sich relativ zur Druckvorrichtung bewegt. In Abhängigkeit von den technischen Rahmenbedingungen kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn die Farbdüsen quer zur Vorschubrichtung nebeneinander angeordnet sind. In diesem Fall ist die Vorrichtung dann außerdem quer zur Vorschubrichtung verlagerbar angeordnet, um ähnlich wie bei einem Tintenstrahldrucker den Druckvorgang durchzuführen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Druckvorrichtung mindestens drei Farbdüsen auf, von denen mindestens zwei Farbdüsen eine Gruppe bilden und gemeinsam verlagerbar sind, insbesondere ausschließlich gemeinsam verlagerbar sind.
Diese Ausgestaltung ermöglicht einen besonders vorteilhaften Kompromiss zwischen einer exakten Einstellung des Abstands zwischen den Farbdüsen und der Oberfläche des Werkstücks sowie dem konstruktiven Aufwand für die Verlagerbarkeit von einzelnen Farbdüsen. Wenn die Farbdüsen einer Gruppe gemeinsam verlagert werden, ist eine Einstellung des Abstands ausreichend, um den Abstand aller Düsen einzustellen. Dadurch erübrigen sich also eigene Einstellvorrichtungen für die anderen Düsen der Gruppe. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich die Farbdüsen einer Gruppe ausschließlich gemeinsam verlagern lassen, da die Farbdüsen dann wie ein gemeinsamer Block betrachtet werden können.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung stehen die Justier-vorrichtung und die Vorschubrichtung zueinander in einem Winkel zwischen 45° und 135°, bevorzugt zwischen 60° und 120°, besonders bevorzugt zwischen 75° und 105°, und insbesondere von zumindest ungefähr 90°.
Eine solche Ausgestaltung ermöglicht eine besonders genaue Positionierung des Werkstücks relativ zu der oder den Farbdüsen. Insbesondere wenn die Justierrichtung und die Vorschubrichtung zumindest im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehen, ist durch die Orthogonalität der beiden Richtungen eine besondere Präzision möglich.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Druckvorrichtung, insbesondere der zumindest einen Farbdüse, ein Abstandsmesser zugeordnet, der dazu ausgebildet ist, einen Abstand zwischen der Druckvorrichtung bzw. der Farbdüse und der Oberfläche des Werkstücks zu ermitteln.
Diese Ausgestaltung ermöglicht es auf einfache Weise, insbesondere ohne Vorkenntnis der Form des Werkstücks, den Abstand zwischen Farbdüse und der Oberfläche des Werkstücks, der für ein optimales Druckergebnis erforderlich ist, möglichst genau einzuhalten. Als Abstandsmesser kommen dabei vielfältige Sensorarten in Frage, und zwar sowohl Sensoren, die das Werkstück berühren, aber besonders bevorzugt berührungslose Sensoren, insbesondere Ultraschallsensoren und/oder optische Sensoren.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung einen Speicher auf, der Zuordnungsinformationen enthält, die eine Zuordnung einer Vorschubposition entlang der Vorschubrichtung und einer Justierposition entlang der Justierrichtung beschreiben.
Diese Ausgestaltung macht sich zunutze, dass die Form eines Werkstücks in aller Regel bekannt ist, sei es durch Computerdaten aus einem CAD-System oder sei es durch eine messtechnische Erfassung. Da die Geometrien des Gesamtsystems bekannt sind, ist damit auch zu jedem Zeitpunkt bekannt, an welcher Position sich das Werkstück befindet. Dadurch ist es möglich, jeder Vorschubposition eine bestimmte Justierposition (oder umgekehrt) zuzuordnen.
Konkret bedeutet dies, dass eine erste Justierposition angefahren wird, wenn sich das Werkstück an einer ersten Vorschubposition befindet. Bewegt sich das Werkstück dann zu einer zweiten Vorschubposition, so wird eine zweite Justierposition eingestellt, die in aller Regel - aber nicht zwangsläufig - unterschiedlich zur ersten Justierposition ist. Eine solche Verstellung kann in diskreten Schritten aber bevorzugt auch kontinuierlich erfolgen.
Damit kann man in Kenntnis der Oberfläche des Werkstücks einen im Wesentlichen konstanten Abstand zwischen der oder den Farbdüsen und der Oberfläche des Werkstücks erzielen, ohne während des Druckvorgangs Abstandsmessungen vorzunehmen. Im Sinne einer besonderen Qualitätssicherung und zum Schutz der Farbdüsen ist es aber von Vorteil, wenn zusätzlich eine Abstandsmessung zur Überprüfung vorgenommen wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird nach dem Beenden des Druckvorgangs der Werkstückhalter relativ zum Werkstückträger aus einer ersten Position in eine zweite Position verlagert, und es wird ein weiterer Druckvorgang begonnen.
Insbesondere bei Oberflächen, die nicht nur in Vorschubrichtung nicht-eben sind, insbesondere bombiert sind, sondern außerdem noch quer zur Vorschubrichtung nicht-eben, insbesondere bombiert, sind, ist es vorteilhaft, den Druckvorgang in mindestens zwei oder mehr, insbesondere drei oder mehr, Druckvorgängen durchzuführen. Dabei wird das Werkstück mittels einer Verlagerung des Werkstückhalters zunächst in eine erste Position gebracht, in der der erste Druckvorgang durchgeführt wird. Danach wird das Werkstück durch eine Verlagerung des Werkstückhalters in eine zweite Position gebracht, und der zweite Druckvorgang wird durchgeführt. Auf diese Weise kann die Druckqualität erhöht werden, insbesondere wenn das Werkstück eine besonders starke Krümmung aufweist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird am Werkstück mindestens ein vertiefter Bereich bereitgestellt, in den hinein der Druckvorgang erfolgt.
Der vertiefte Bereich hat den Vorteil, dass die im Tintenstrahl-Druckverfahren aufgebrachte Farbe an den Rand des vertieften Bereichs laufen kann und dort einen scharfkantigen Abschluss bildet. Auf diese Weise lassen sich Konturen besonders exakt drucken, wie es im Stand der Technik bisher nicht möglich war.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung näher dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Haushaltsgerät mit einer Blende;
2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Blendenanordnung für ein Haushaltsgerät;
3 ein Werkstück mit einer in zwei Richtungen bombierten Oberfläche zur Verdeutlichung der Dimensionen;
4 eine Darstellung gemäß 3, wobei die kartesischen Koordinaten und die Rotationsachsen dargestellt sind;
5 den prinzipiellen Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bedrucken einer nicht-ebenen Oberfläche;
6 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Druckvorrichtung;
7 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Druckvorrichtung;
8 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Druckvorrichtung;
9 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Druckvorrichtung;
10 ein Werkstück, dessen Oberfläche in drei Durchgängen bedruckt wird;
11 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Bedrucken einer nicht-ebenen Oberfläche;
12 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Blendenanordnung;
13 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Blendenanordnung; und
14 eine Lichtquelle mit einer Bedruckung, die mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens aufgebracht wurde.

1 zeigt ein Haushaltsgerät 10, hier eine Spülmaschine, mit einer Blendenanordnung 12.
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Blendenanordnung 12 mit verschiedenen Bedienelementen 14. Auf der Blendenanordnung 12 sind verschiedene Bedruckungen 16 mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens aufgebracht. Zu der Blendenanordnung 12 zählen hier eine Bedienblende 18, ein Schalengriff 20 und ein Fenster 22, die jeweils individuelle Bedruckungen 16 aufweisen.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Werkstücks 24, das insbesondere eine Blendenanordnung 12 oder einen Teil einer Blendenanordnung 12 darstellen kann, wobei die Darstellung zur Verdeutlichung der Geometrien stark abstrahiert wurde. Die hier gezeigte Oberfläche 26 des Werkstücks 24 unterscheidet sich von der Oberfläche der Blendenanordnung 12 gemäß 2 insbesondere dadurch, dass sie in zwei Richtungen bombiert ist.
In einer ersten Richtung weist das Werkstück 24 eine Wölbung mit einem ersten, größeren Radius RL und in einer zweiten Richtung eine Wölbung mit einem zweiten, kleineren Radius RW auf. Das Werkstück 24 hat eine Länge L, eine Breite W und an seinem höchsten Punkt über seiner Grundfläche 28 eine Höhe H.
4 stellt dar, wie im Rahmen der nachfolgenden Erläuterungen für eine bessere Orientierung die Richtungen eines kartesischen Koordinatensystems mit den Achsen X, Y und Z sowie die entsprechenden Rotationsachsen rotX, rotY und rotZ verstanden werden sollen. Es sei aber darauf hingewiesen, dass die Wahl der Koordinatenachsen X, Y und Z sowie der Rotationsachsen rotX, rotY und rotZ auch anders getroffen werden kann und im Hinblick auf den Schutzbereich der Erfindung keine Einschränkung darstellt.
5 zeigt eine Vorrichtung 30 zum Bedrucken einer nicht-ebenen, insbesondere bombierten, Oberfläche 26 eines Werkstücks 24 aus Kunststoff, wobei für das Bedrucken ein Tintenstrahl-Druckverfahren eingesetzt wird.
Die Vorrichtung 30 hat eine Druckvorrichtung 32, einen Werkstückträger 34 und eine Verfahreinrichtung 36. Die Druckvorrichtung 32 weist mindestens eine Farbdüse 38 auf, hier vier Farbdüsen für die Farben Cyan C, Magenta M, Gelb Y und Schwarz K. Die Farbdüsen 38 sind dazu ausgebildet, eine Farbe gerichtet in eine Zielrichtung 40 abzugeben, wobei die Zielrichtung 40 hier mit der Koordinatenachse Z zusammenfällt. Vorteilhafterweise ist jeder Farbdüse 38 für eine unterschiedliche Farbe ein unterschiedlicher Farbtank (nicht gezeigt) zugeordnet, der mit der Farbdüse 38 verbunden ist. Farbdüsen 38 mit derselben Farbe sind bevorzugt einem gemeinsamen Farbtank zugeordnet.
Der Werkstückträger 34 weist einen Werkstückhalter 42 auf, der dazu ausgebildet ist, das Werkstück 24 relativ zum bzw. am Werkstückhalter 42 zu fixieren. Der Werkstückhalter 42 und die Farbdüsen 38 sind entlang einer Justierrichtung 44 relativ zueinander verlagerbar angeordnet, wobei die Justierrichtung 44 hier mit der Zielrichtung 40 und mit der Koordinatenachse Z zusammenfällt. Außerdem sind der Werkstückhalter 42 und die Verfahreinrichtung 36 relativ zueinander verlagerbar angeordnet, was in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel bedeutet, dass sich der Werkstückhalter 42 zumindest entlang der Koordinatenachse X relativ zur Verfahreinrichtung 36 verlagern kann.
Bevorzugt kann sich der Werkstückhalter 42 außerdem noch entlang der Koordinaten-achse Z und/oder um die Rotationsachse rotX und/oder um die Rotationsachse rotY relativ zur Verfahreinrichtung 36 verlagern. Bei besonderen Anwendungsfällen kann es zusätzlich bevorzugt sein, dass sich der Werkstückhalter 42 außerdem entlang der Koordinatenachse Y und um die Rotationsachse rotZ relativ zur Verfahreinrichtung 36 verlagern kann.
Schließlich sind auch die Druckvorrichtung 32 und der Werkstückträger 34 mittels der Verfahreinrichtung 36 entlang einer Vorschubrichtung 46 relativ zueinander verlagerbar angeordnet, wobei die Vorschubrichtung 46 hier mit der Koordinatenachse X zusammenfällt. Bei der hier gezeigten Ausführungsform bewegt sich also der Werkstückträger 34, während die Druckvorrichtung 32 bezogen auf die Koordinatenachse X ruht. Es kann jedoch vorteilhaft sein, auch die Druckvorrichtung 32 in Vorschub-richtung 46 zu bewegen, oder nur die Druckvorrichtung 32 in Vorschubrichtung 46 zu bewegen, während der Werkstückträger 34 ruht. Für die hier gezeigte Anwendung ist es jedoch vorteilhaft, wenn der Werkstückträger 34 mit der Verfahreinrichtung 36 mechanisch gekoppelt ist.
Die hier gezeigte Vorrichtung 30 weist außerdem noch eine Vorbehandlungseinrichtung 48 und eine Nachbehandlungseinrichtung 49 auf. Die Vorbehandlungseinrichtung 48 ermöglicht es insbesondere, eine Plasma- oder Corona-Behandlung der Oberfläche 26 vor dem Druckvorgang durchzuführen. Die Nachbehandlungseinrichtung 49 ermöglicht es insbesondere, eine Nachbehandlung zur Fixierung der Druckfarben und/oder eine UV-Bestrahlung für eine Aushärtung durchzuführen.
Die Verfahreinrichtung 36 ist hier derart ausgebildet, dass das Werkstück 24 in Vorschubrichtung 46 vorwärts und dann in Vorschubrichtung 46 rückwärts unter der Druckvorrichtung 32 hindurch bewegt wird. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung, die hier jedoch nicht gezeigt ist, bewegt sich das Werkstück 24 lediglich in Vorwärtsrichtung 46 vorwärts unter der Druckvorrichtung 32 entlang.
Die Farbdüsen 38 sind in Vorschubrichtung 46 hintereinander angeordnet. Die Justierrichtung 44 und die Vorschubrichtung 46 stehen hier zumindest ungefähr in einem rechten Winkel zueinander.
6 zeigt eine Detaildarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Druckvorrichtung 32 gemäß 5. Es handelt sich hierbei um eine Druckvorrichtung 32, bei der alle Farbdüsen 38 gemeinsam bewegt werden, hier entlang der Koordinatenachse Z. Da die Farbdüsen 38 um einen Abstand p voneinander beabstandet sind, ist zu erkennen, dass der Abstand a nicht an jeder Stelle des Werkstücks 24 beliebig klein gewählt werden kann, da die Druckvorrichtung 32 sonst mit zumindest einer ihrer Farbdüsen 38 auf das Werkstück 24 aufsetzen könnte. Wird der erste Radius RL aber ausreichend groß gehalten, so dass selbst an der Stelle des größten Abstands a eine ausreichende Druckqualität erzielt wird, so bietet diese Ausgestaltung eine besonders kostengünstige und konstruktiv einfach zu realisierende Möglichkeit.
7 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Druckvorrichtung 32 gemäß 5, wobei prinzipiell der gleiche Aufbau wie in der 5 verwendet wird. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform sind hier aber nun alle Farbdüsen 38 unabhängig voneinander entlang der Koordinatenachse Z bzw. entlang der Zielrichtung 40 verlagerbar. Diese Ausgestaltung eröffnet die Möglichkeit, dass jede Farbdüse 38 stets in einem definierten Abstand a zur Oberfläche 26 des Werkstücks 24 gehalten werden kann.
Während sich das Werkstück 24 unter der Druckvorrichtung 32 hinweg bewegt, beschreibt die Farbdüse 38 mit der Farbe C die Bahnkurve 50, die Farbdüse 38' mit der Farbe M die Bahnkurve 50', die Farbdüse 38" mit der Farbe Y die Bahnkurve 50" und die Farbdüse 38"' mit der Farbe K die Bahnkurve 50"'. Diese zweite Ausführungsform bietet besonders gute Möglichkeiten, ein Werkstück 24 mit einem kleinen ersten Radius RL zu bedrucken.
Bei dieser Ausführungsform ist jeder Farbdüse 38 ein Abstandsmesser 52 zugeordnet, der dafür ausgebildet ist, den Abstand a zwischen der Druckvorrichtung 32, genauer zwischen der jeweiligen Farbdüse 38, und der Oberfläche 26 des Werkstücks 24 zu ermitteln.
8 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Druckvorrichtung 32 gemäß 5. Die Druckvorrichtung 32 ist dabei derart ausgestaltet, dass jeweils zwei Farbdüsen 38 eine Gruppe bilden, nämlich die Farbdüsen 38, 38' eine erste Gruppe 54 und die Farbdüsen 38", 38'" eine zweite Gruppe 54'. Die Farbdüsen 38 einer Gruppe 54, 54' werden hier stets gemeinsam verlagert. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass sich die Vorrichtung 30 durch das gemeinsame Führen jeweils zweier Farbdüsen 38 konstruktiv verhältnismäßig einfach realisieren lässt und dass dennoch eine gute Einstellung des Abstands a möglich ist. Es ist lediglich ein kleiner Unterschied zwischen dem Abstand a, hier zwischen der Farbdüse 38 und der Oberfläche 26 und dem Abstand h zwischen der Farbdüse 38' und der Oberfläche 26 zu beachten.
Bei dieser Ausführungsform wird der Abstand zwischen den Farbdüsen 38 und der Oberfläche 26 nicht durch Abstandsmesser 52 ermittelt. Vielmehr weist die Vorrichtung 30 einen Speicher 56 auf, der Zuordnungsinformationen enthält, die eine Zuordnung einer Vorschubposition x entlang der Vorschubrichtung 46 und einer Justierposition z entlang der Justierrichtung 44 beschreiben. Mit anderen Worten wird hier eine Kenntnis über die Oberfläche 26 des Werkstücks 24 verwendet, woraus sich ableiten lässt, an welcher Vorschubposition x die Druckvorrichtung 32 oder eine Gruppe 54, 54' oder eine Farbdüse 38, 38', 38", 38'" eine bestimmte Justierposition z haben muss.
9 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Druckvorrichtung 32 gemäß 5. Bei dieser Ausführungsform werden die Farbdüsen 38 entlang der Koordinatenachse Z so eingestellt, dass sich die Oberfläche 26 des Werkstücks 24 entlang einer gekrümmten Bahn 60 unter den Farbdüsen 38 hindurch bewegen kann. Um dies zu ermöglichen, verschwenkt der Werkstückhalters 42 mit dem Werkstück 24 um die Rotationsachse rotY während der Bewegung entlang der Koordinatenachse X. Je nach Wahl des Drehpunkts kann der Abstand a durch eine Verlagerung der Farbdüsen 38 und/oder durch eine Verlagerung des Werkstückhalters 42, insbesondere entlang der Koordinatenachse Z, erzielt werden.
10 zeigt eine Oberfläche 26 eines Werkstücks 24, die aufgrund eines kleinen zweiten Radius RW in drei Durchgängen bedruckt wird. Um die Bedruckung durchzuführen, wird das Werkstück 24 durch geeignete Rotationen um die Rotationsachse rotX so gedreht, dass der jeweilige Bereich 62, 62', 62" gut bedruckt werden kann.
11 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Bedrucken einer nicht-ebenen Oberfläche 26. Im Schritt S10 wird eine Druckvorrichtung 32 bereitgestellt. Außerdem wird an dem Werkstück 24 eine Vertiefung bereitgestellt (Schritt S12), wodurch besonders scharfe Konturen gedruckt werden können. Im Schritt S14 wird das Werkstück 24 im Werkstückhalter 42 fixiert, und der Druckvorgang kann beginnen (Schritt S16).
Während des Druckvorgangs wird die Druckvorrichtung 32 betätigt (Schritt S18), der Werkstückhalter 42 bezüglich der Vorschubrichtung 46 verlagert (Schritt S20) und die Druckvorrichtung 32 bzw. Farbdüsen 38 der Druckvorrichtung 32 bezüglich der Justierrichtung 44 verlagert (Schritt S22). Die Schritte S18, S20, S22 sind hier der Übersichtlichkeit halber sequentiell dargestellt. Es versteht sich aber, dass während des Druckvorgangs die Schritte auch in anderer Reihenfolge und/oder zwei oder drei dieser Schritte gleichzeitig durchgeführt werden können.
Im Schritt S24 endet dann der Druckvorgang, und es wird geprüft, ob die Bedruckung des Werkstücks 24 abgeschlossen ist (Schritt S26). Ist dies nicht der Fall, z.B. weil das Werkstück 24 für einen weiteren Druckvorgang gedreht werden soll, so wird über den Abzweig N mit dem Schritt S28 fortgefahren, bei dem der Werkstückhalter 42 verlagert wird. Danach wird der Druckvorgang im Schritt S16 erneut begonnen.
Ist das Werkstück 24 fertig bearbeitet, verzweigt das Verfahren über den Abzweig J zum Schritt S30, bei dem das Werkstück 24 freigegeben wird. Das Verfahren endet dann mit dem Schritt S32.
12 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Blendenanordnung 12, die mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens bedruckt wurde. So weist die Blendenanordnung 12 in einem Bereich 70 einen Hell-Dunkel-Übergang auf, der hier durch eine Variation der Rasterdichte - lediglich symbolisch dargestellt - erzeugt ist. Der Bereich 72 weist eine Eintrübung auf, die durch einen im Wesentlichen zufällig verteilten Farbauftrag realisiert ist. Der Bereich 74 weist eine Einfärbung auf, die hier lediglich symbolisch anhand der geschwungenen Linie dargestellt ist. Schließlich weist der Bereich 76 eine große Anzahl an Variationen von Grautönen auf, insbesondere um eine Metalloptik nachzubilden.
13 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Blendenanordnung 12 im Querschnitt. Diese Ausgestaltung kann besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit den Bereichen 72 oder 74 gemäß 12 verwendet werden. Die Blendenanordnung 12 weist zwei vertiefte Bereiche 80 auf, in die beim Bedrucken die Farbe bzw. Tinte gespritzt wird. Die Menge der Farbe ist so bemessen, dass die Farbe bis an den Rand des vertieften Bereichs 80 läuft und so eine besonders scharfkantige Kontur bildet.
14 zeigt schließlich eine Lichtquelle 82, die mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens bedruckt ist, um die Lichtverteilung der Lichtquelle 82 zu homogenisieren. Dabei ist hier lediglich beispielhaft gezeigt, dass mittels Linien (siehe unterer Bereich) oder Punkten (siehe oberer Bereich) eine unterschiedliche Dichteverteilung erzielt werden kann, um so die Lichtstärke der Lichtquelle 82 zu vergleichmäßigen, wenn deren Licht auf eine ebene Oberfläche trifft.
Insgesamt wird eine neue Möglichkeit aufgezeigt, Blendenanordnungen für ein Haushaltsgerät, insbesondere eine Bedienblende und/oder einen Schalengriff, mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens zu bedrucken. Ferner werden eine neue Vorrichtung und ein neues Verfahren aufgezeigt, die ein Bedrucken von nicht-ebenen, insbesondere bombierten, Oberflächen ermöglichen.

Claims

Verfahren zum Bedrucken einer nicht-ebenen, insbesondere bombierten, Oberfläche (26) eines Werkstücks (24) aus Kunststoff mittels eines Tintenstrahl-Druckverfahrens, mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen mindestens eines vertieften Bereichs (80) am Werkstück (24), in den hinein der Druckvorgang erfolgt, - Bereitstellen (S10) einer Druckvorrichtung (32) mit mindestens einer Farbdüse (38), eines Werkstückträgers (34) mit einem Werkstückhalter (42) und einer Verfahreinrichtung (36), - Fixieren (S14) des Werkstücks (24) im Werkstückhalter (42), - Beginnen (S16) des Druckvorgangs, - Betätigen (S18) der Druckvorrichtung, wobei eine Farbmenge, die aus der mindestens einen Farbdüse (38) ausgebracht wird, so bemessen ist, dass die Farbe bis an den Rand des vertieften Bereichs (80) läuft, - relatives Verlagern (S20) der Druckvorrichtung (32) und des Werkstückhalters (42) zueinander entlang einer Vorschubrichtung (46), - relatives Verlagern (S22) der Druckvorrichtung (32) und des Werkstückhalters (42) zueinander entlang einer Justierrichtung (44), die in einem Winkel zur Vorschubrichtung (46) steht, und - Beenden (S24) des Druckvorgangs.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach dem Schritt (S24) des Beendens des Druckvorgangs der Werkstückhalter (42) relativ zum Werkstückträger (34) aus einer ersten Position mindestens in eine zweite Position verlagert wird und das Verfahren mit dem Schritt (S16) des Beginnens des Druckvorgangs fortgesetzt wird.
Blendenanordnung (12) für ein Haushaltsgerät (10), wobei eine Bedruckung der Blendenanordnung (12) im Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 auf die Blendenanordnung (12) aufgebracht ist.
Haushaltsgerät (10) mit einer Blendenanordnung (12) nach Anspruch 3.