一种承印物免喷底漆的水转印方法与流程

本发明涉及薄膜水转印，具体涉及一种承印物免喷底漆的水转印方法。

背景技术：

1、目前，随着人们对产品包装和装饰装潢的要求的提高，水转印的用途越来越广泛，已被广泛应用于汽车用品、电子产品、居室用品、日用精品、室内建筑等领域。

2、水转印是一种著名的工业技术，用于将薄膜上的彩色油墨转移到物体的表面，可以实现物体表面的着色和物体表面的图案化。其主要是利用水压将带彩色图案的转印纸/塑料膜进行高分子水解，然后粘附在物体上实现图案化。物体总是存在各式各样的形状，有的地方凸出，有的地方凹陷，有的地方镂空，有的地方褶皱等，这种奇怪造型对于喷涂上色或喷涂图案技术来说是难以完全喷涂，因为存在一些喷涂上的死角，会使得喷涂物体显得不那么美观和实用。如果采用水转印技术，由于水具有灵活的流动性，油墨会在水的作用下可以浸润到物体上的奇怪造型处，实现整体的图案化和美观性。

3、传统的水转印是一种众所周知的将彩色图像转印到三维物体表面的技术。首先使用传统的喷墨打印机在聚乙烯醇(pva)薄膜上打印油墨图像，然后将这种携带油墨图像的pva彩膜放在水面上，在pva薄膜上喷洒化学激活剂进行软化彩色pva薄膜，使其易于拉伸，并激活彩色pva薄膜，将待图案化的物体慢慢浸入水中，漂浮的薄膜在接触到物体后，薄膜会被拉伸，包裹在物体表面并附着在物体表面上，而目前的水转印是采用可重复性的彩色纹理图案，这样就不需要精确定位等。在这个过程中，pva薄膜上的彩色墨水会随着薄膜的移动而移动，对于精细复杂的图案很难对准待图案化的物体表面，就会出现水转印的偏差、扭曲彩色油墨转印或者图案撕裂等；还有就是因为存在缺陷，很难实现定制化的水转印；此外，为了确保水转印物体表面的附着力增强，需要对物体表面进行喷涂底漆，这种底漆价格昂贵，成本较高，还会增加生产工序和污染环境等。

4、因此，对于上述问题，现有的水转印技术有待进一步改进。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有的水转印技术的不足：不能实现定制化、水转印效率低下、水转印工艺复杂和成本较高等问题，提供一种承印物免喷底漆的水转印方法，能够解决现有水转印技术中的工艺繁琐、定位不准、难以定制化、成本较高、污染环境和效率低下等问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种承印物免喷底漆的水转印方法，所述水转印方法包括以下步骤：

4、步骤一：系统搭建

5、a.操作设备搭建：

6、选取装置支架，在所述装置支架上安装有滑动机构，在所述滑动机构上安装有机械手，所述滑动机构用于带动所述机械手滑行，所述机械手用于抓取待承印物和移动待承印物，在所述装置支架下方设有水箱，所述水箱用于盛装水及转印膜，在所述水箱的四周安装有工业相机组件，所述工业相机组件上设有相机支架和工业相机，所述相机支架选取三维移动和转动的支架，所述相机支架用于转动和移动所述工业相机；

7、b.操作系统搭建：

8、选取控制器、计算机和水转印操作软件，所述计算机上安装有所述水转印操作软件，所述水转印操作软件用于对承印物进行水转印操作，所述计算机外接所述控制器，所述控制器分别电连接所述滑动机构的接电端、机械手的接电端和工业相机组件的接电端；

9、步骤二：系统校准

10、基于步骤一的系统，将标准承印物移至水箱的待转印区域，并缓慢匀速下降标准承印物至水箱的水面处，所述工业相机会时时采集标准承运物的移动轨迹和移动状态，并将采集到的图像信息反馈给计算机，形成初步运行路径；

11、步骤三：3d体建模

12、选取待承印物，采用3d建模软件进行3d体的待承印物的建模，计算好建模的3d体的待承印物与实际待承印物的比例；

13、步骤四：3d体图案构建

14、基于步骤三的建模，采用3d建模软件进行3d体图案的建模，绘制出3d体图案，将3d体图案与3d体的待承印物进行装配；

15、步骤五：3d实体采样

16、基于步骤二的校准系统，选取机械手抓取待承印物，并缓慢匀速下降待承印物至水箱的水面处，工业相机时时采集图像，并将采集到的图像信息反馈给计算机，形成加工运行路径；

17、步骤六：3d实体与3d体建模比对

18、基于步骤五的3d实体采样，工业相机对3d实体进行成像扫描，将采集图像传给计算机，并进行采集图像与3d体建模的3d体的待承印物对照，形成图像采集路径；

19、步骤七：水转印膜图案模拟

20、基于步骤四的3d体图案，采用平面映射方式进行3d体图案表面的平面化映射，并采用单元化像素点的分解，进行一一平面化映射，且单元化像素点可以进行叠加和重叠，计算出每个单元化像素点的重叠次数和重叠区域；

21、步骤八：水转印膜打印制作

22、基于步骤七的水转印膜图案，并选用步骤三的比例通过油墨打印机进行在聚乙烯醇树脂上色彩油墨打印，并将重叠区域和重叠次数进行相应的油墨添加，待水转印膜打印完后，待油墨晾干后，在油墨一层涂布一层溶剂型胶粘剂；

23、步骤九：水转印

24、基于步骤八的水转印膜，将其放置在水箱的水面上，固定好水转印膜，在水转印膜上喷涂一层活化剂，基于步骤五的加工运行路径，将待承印物与水转印膜逐渐接触并粘附在待承印物上；

25、步骤十：成膜固化

26、基于步骤九的水转印的承印物，对其进行干燥处理，选取65-75℃的适温环境下进行水转印的承印物的干燥固化。

27、优选地，在步骤九中的所述活化剂选取溶解在挥发性溶剂中的增塑剂；在该增塑剂的作用下，pva树脂和油墨迅速变得柔软并具有粘性，在水面上形成一个薄而粘稠的薄片，当待承印物被放入水中并接触到粘稠的薄片时，油墨和pva树脂膜粘附在待承印物上，但这种粘性并不是很强的粘性。

28、优选地，在步骤八中的所述溶剂型胶粘剂选取聚氨酯树脂或丙烯酸树脂。

29、优选地，所述溶剂型胶粘剂的干基厚度为10～60um。

30、优选地，所述溶剂型胶粘剂的干基厚度为30～40um。

31、优选地，所述水转印方法包括以下步骤：

32、步骤一：系统搭建

33、a.操作设备搭建：

34、选取装置支架，所述装置支架选取金属质的方型装置支架，在所述装置支架上安装有滑动机构，所述滑动机构水平横向安装在所述装置支架上，在所述滑动机构上设置有滑件、滑轨和驱动电机，所述驱动电机驱动所述滑件在所述滑轨上进行往复滑动，可以随时定位随时走位，所述滑件上安装有机械手，所述机械手通过其上的机械手电机和移动支架进行升降和转动动作，所述机械手上设置有抓取吸盘和抓取手，所述抓取吸盘和抓取手用于抓取承印物；在所述装置支架下方设有水箱，所述水箱用于盛装水及转印膜等，在所述水箱的四周安装有工业相机组件，所述工业相机组件上设有相机支架和工业相机，所述相机支架选取三维移动和转动的支架，所述相机支架用于转动和移动所述工业相机，所述工业相机可以竖直升降移动和转动等，所述工业相机用于采集承印物的三维图像、承印物的移动轨迹和移动图像、承印物与转印膜的作用图像等；

35、b.操作系统搭建：

36、选取控制器、计算机和水转印操作软件，所述计算机上安装有所述水转印操作软件，所述水转印操作软件用于对承印物进行水转印操作，所述计算机外接所述控制器，所述控制器的电机控制输出端分别连接所述驱动电机的控制电源输入端和所述机械手电机的控制电源输入端，所述工业相机采集信号端电连接所述控制器的采集信号端，所述计算机用于操作控制器、处理采集到的图像信息、图像模拟仿真等；

37、步骤二：系统校准

38、基于步骤一的系统，选取标准承印物进行软件、硬件和设备的校准，计算机上的水转印操作软件进行操作控制器的控制，对机械手电机进行控制，进而控制机械手抓取标准承印物，再通过控制器控制驱动电机进行滑件的滑动，将标准承印物移至水箱的待转印区域(优选水箱的中心位置)，然后通过移动支架进行缓慢匀速下降标准承印物至水箱的水面处，工业相机会时时采集标准承运物的移动轨迹和移动状态，并将采集到的图像信息反馈给计算机进行分析、判断和选取最佳的运行路径和运行速度等，待选取最佳的运行条件后，计算机进行锁定初步运行路径；

39、步骤三：3d体建模

40、选取待承印物，采用3d建模软件进行3d体的待承印物的建模，绘制出3d体的待承印物，通过3d建模软件选取3d体的待承印物的水转印区的中心，作为待承印物的标心，计算好建模的3d体的待承印物与实际待承印物的比例；

41、步骤四：3d体图案构建

42、基于步骤三的建模，采用3d建模软件进行3d体图案的建模，绘制出3d体图案，作为水转印膜的制作基础，通过3d建模软件选取3d体图案的中心，作为3d体图案的图心，将3d体图案与3d体的待承印物进行装配，并将标心和图心进行重合设定，检查、分析和判断3d体图案与3d体的待承印物匹配情况，选取最佳的匹配情况；

43、步骤五：3d实体采样

44、基于步骤二的校准系统，选取机械手抓取待承印物，通过滑动机构移至待转印区，再通过移动支架进行缓慢匀速下降待承印物至水箱的水面处，工业相机会时时采集待承运物的移动轨迹和移动状态，并将采集到的图像信息反馈给计算机进行与初步运行路径比对、分析、判断和选取最佳的运行路径和运行速度等，待选取最佳的运行条件后，计算机进行锁定加工运行路径；

45、步骤六：3d实体与3d体建模比对

46、基于步骤五的3d实体采样，工业相机对3d实体进行三维立体成像扫描并会对采集信号传给计算机，选取工业相机反馈给计算机的采集图像，进行采集图像与3d体建模的3d体的待承印物比对、分析、判断和选取最佳的图像采集模式，计算机进行锁定图像采集路径；

47、步骤七：水转印膜图案模拟

48、基于步骤四的3d体图案，采用平面映射方式进行3d体图案表面的平面化映射，选取3d体图案进行像素点的分解，并划定像素点分块区域，进行一一平面化映射，构建映射关系，根据这种映射关系计算出3d体图案和水转印膜图案之间的像素映射图像，并且像素点可以进行叠加和重叠，计算出每个像素点的重叠次数和重叠区域，用以作为色彩油墨打印的基础，并通过计算机上的模拟软件(该软件属于水转印操作软件)进行水转印膜图案的色彩分析和失真情况判断，用于预测水转印膜图案的是否失真等；

49、步骤八：水转印膜打印制作

50、基于步骤七的水转印膜图案，并选用步骤三的比例通过油墨打印机进行在pva树脂(聚乙烯醇树脂)上色彩油墨打印，并将重叠区域和重叠次数进行相应的油墨添加，待水转印膜打印完后，进行水转印膜的晾干，具有油墨一层称为图文层，在图文层上涂布一层溶剂型胶粘剂，溶剂型胶粘剂的干基厚度为10～60um；

51、步骤九：水转印

52、基于步骤八的水转印膜，将其放置在水箱的水面上(最好放置在水箱的中心位置)，固定好水转印膜，在水转印膜上喷涂一层活化剂，基于步骤五的加工运行路径，进行待承印物的缓慢匀速运行，滑行至水转印膜的中心上方，并缓慢匀速下降待承印物，待承印物与水转印膜逐渐接触并粘附在待承印物上，制成承印物，待转印完成后，进行缓慢提拉承印物，此过程需要工业时时采集图像，并检查、分析转印效果等，进行修正，选取最佳水转印路径；

53、步骤十：成膜固化

54、基于步骤九的水转印的承印物，对其进行干燥处理，选取65-75℃的适温环境下进行水转印的承印物的干燥固化；

55、步骤十一：批量生产

56、基于步骤十的水转印的承印物，对其进行成膜检验，对稳定成膜的工艺条件进行量产。

57、如此设置，所述单元化像素点是以每一个像素点都是相同尺寸的像素点，通过立体下的单元化像素点进行平面叠加，就会出现叠加和重叠的像素点，这个是以待承印物的标心为切点的切平面做基准面，其余像素点进行映射到该平面上。

58、有益效果

59、本发明采用该承印物免喷底漆的水转印方法，通过模拟仿真成3d体承印物和3d体图案，以及一一映射平面和像素点叠加/重合，仿真模拟出水转印膜，经过仿真软件的修整，解决水转印膜的失真情况，通过设备系统及工业相机，实现待承印物的均匀移动和轨迹的时时采集，便于分析、比对行进路径，选取最佳的路径量产和最佳的匀速速度量产等，通过软件仿真和硬件设备的搭配，能够解决现有水转印技术中的工艺繁琐、定位不准、难以定制化、成本较高、污染环境和效率低下等问题；还有采用溶剂型胶粘剂，增强水转印的油墨在承印物上的附着力，也减少承印物先喷涂底漆的成本和环境的污染等，该系统方法可以广泛应用于水转印生产中。

60、附图说明

61、图1为本发明一种承印物免喷底漆的水转印方法的设备系统结构示意图。

62、图2为本发明一种承印物免喷底漆的水转印方法的流程结构示意图。

63、图3为本发明一种承印物免喷底漆的水转印方法的仿真模拟示意图。

64、图4为本发明一种承印物免喷底漆的水转印方法的水转印承印物示意图。

65、图5为本发明一种承印物免喷底漆的水转印方法的像素点采集结构示意图。

66、图6为本发明一种承印物免喷底漆的水转印方法的水转印膜的移位流程图。