FR2666052A1 - Device and method for decorating ceramic materials - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF ET PROCEDE DE DECORATION
DE MATERIAUX CERAMIQUES.DECORATION DEVICE AND METHOD
OF CERAMIC MATERIALS.
La décoration de matériaux céramiques est restée malgré l'évolution des techniques très artisanale . Dans la plupart des cas, la décoration de tels matériaux se fait, pièce par pièce, par un artisan utilisant un pinceau. Par matériau céramique il faut entendre différents types de matériau, en particulier le grès, la faïence, la porcelaine, le verre, le cuivre, notamment pour la réalisation de bijoux en émaux sur cuivre ainsi que tous les matériaux similaires. The decoration of ceramic materials has remained despite the evolution of very artisanal techniques. In most cases, the decoration of such materials is done, piece by piece, by a craftsman using a brush. By ceramic material is meant different types of material, in particular sandstone, earthenware, porcelain, glass, copper, in particular for making enamel jewelry on copper as well as all similar materials.
On connaît certes des procédés semi-industriels basés sur la sérigraphie. Le procédé sérigraphique implique la confection de plusieurs cadres ou écrans de soie selon le nombre de couleurs voulues, ainsi que des clichés photographiques représentant la zone à reproduire. Le produit de décoration est, ensuite, déposé sur la surface du matériau céramique à travers les surfaces découpées du masque ainsi réalisé. Semi-industrial processes based on screen printing are certainly known. The screen printing process involves making several frames or silk screens according to the number of colors desired, as well as photographic images representing the area to be reproduced. The decoration product is then deposited on the surface of the ceramic material through the cut surfaces of the mask thus produced.
Le procédé sérigraphique est envisageable pour des productions de grandes séries. Toutefois, pour une production semi-artisanale, ce procédé n'est pas compétitif. The screen printing process is possible for mass production. However, for semi-artisanal production, this process is not competitive.
L'objet de la présente invention est de proposer un procédé de décoration de matériaux céramiques permettant d'automatiser le travail et restant compétitif même pour des très petites séries. L'objet de la présente invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. The object of the present invention is to provide a method of decorating ceramic materials which automates the work and remains competitive even for very small series. The object of the present invention also relates to a device for implementing this method.
La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif de décoration de matériaux en céramique constitués par un support muni d'un bras mobile, ledit bras comportant au moins une buse apte à délivrer le produit de décoration sur la surface du matériau céramique. La buse est reliée à au moins un réservoir de produit de décoration par l'intermédiaire d'un conduit. Une vanne permet de commander l'arrivée du produit. Le dispositif comporte, en outre, un calculateur contrôlant, d'une part, les mouvements du bras et, d'autre part, l'ouverture et la fermeture de ladite vanne. The present invention relates more particularly to a device for decorating ceramic materials consisting of a support provided with a movable arm, said arm comprising at least one nozzle capable of delivering the decoration product to the surface of the ceramic material. The nozzle is connected to at least one decoration product reservoir via a conduit. A valve controls the arrival of the product. The device further comprises a computer controlling, on the one hand, the movements of the arm and, on the other hand, the opening and closing of said valve.
Le dispositif selon l'invention permet d'automatiser la décoration de matériaux céramiques, en particulier de carreaux. En outre, il est parfaitement envisageable de relier le dispositif selon la présente invention à un système de dessin assisté par ordinateur. The device according to the invention makes it possible to automate the decoration of ceramic materials, in particular tiles. In addition, it is perfectly conceivable to connect the device according to the present invention to a computer-assisted drawing system.
Selon un mode de réalisation avantageux, la buse est raccordée non pas à un réservoir, mais à une pluralité de réservoirs. Chaque conduit reliant l'un des réservoirs à la buse comporte une vanne commandant l'arrivée du produit contenu dans le réservoir correspondant. According to an advantageous embodiment, the nozzle is not connected to a tank, but to a plurality of tanks. Each conduit connecting one of the reservoirs to the nozzle comprises a valve controlling the arrival of the product contained in the corresponding reservoir.
Le dispositif selon cette variante permet de réaliser des décorations de plusieurs couleurs. The device according to this variant makes it possible to carry out decorations of several colors.
Avantageusement, la buse est reliée, en outre, à un réservoir contenant un produit de purge. Advantageously, the nozzle is connected, in addition, to a reservoir containing a purge product.
I1 est ainsi possible d'expulser le restant de produit provenant de l'un des réservoirs avant de passer au produit suivant et éviter tout mélange inopportun. It is thus possible to expel the remaining product from one of the tanks before moving on to the next product and avoid any untimely mixing.
Avantageusement, le calculateur commande le déplacement de la buse vers une position de repos à chaque changement de produit.Advantageously, the computer controls the displacement of the nozzle towards a rest position at each change of product.
Ainsi, l'expulsion du produit subsistant se fait en dehors de la surface à décorer et, éventuellement, peut être récupéré.Thus, the expulsion of the remaining product takes place outside the surface to be decorated and, possibly, can be recovered.
De préférence, les calculateurs commandent, en outre, l'ouverture, pendant une durée prédéterminée, de la vanne disposée sur le conduit reliant le réservoir contenant le produit de purge. I1 est ainsi possible, en outre, de nettoyer la buse au-dessus d'une surface de repos avant de venir déposer un nouveau produit. Preferably, the computers also control the opening, for a predetermined period, of the valve arranged on the conduit connecting the reservoir containing the purge product. It is thus possible, moreover, to clean the nozzle above a rest surface before coming to deposit a new product.
Selon un mode de réalisation particulier, la buse est prolongée par un pinceau. I1 est ainsi possible d'améliorer la finition du travail réalisé. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux pour la réalisation de décoration constituée par une imitation d'un tableau. La buse ainsi réalisée permet de donner un aspect au matériau décoré très proche de celui de l'oeuvre imitée. According to a particular embodiment, the nozzle is extended by a brush. It is thus possible to improve the finish of the work carried out. This embodiment is particularly advantageous for the realization of decoration constituted by an imitation of a table. The nozzle thus produced makes it possible to give an appearance to the decorated material very close to that of the imitated work.
Par ailleurs, selon un autre mode de réalisation particulier, le dispositif selon l'invention comporte un interface transformant les signaux délivrés par un programme de dessins assisté par ordinateur en signaux de commande des mouvements du bras. Furthermore, according to another particular embodiment, the device according to the invention comprises an interface transforming the signals delivered by a drawing program assisted by computer into signals for controlling the movements of the arm.
L'invention concerne, bien sûr, également le procédé de décoration consistant à déposer le produit à la surface d'un produit céramique à l'aide d'une buse supportée par un bras mobile, et reliée à au moins un réservoir par l'intermédiaire d'un conduit muni d'une valve. I1 est bien évident qu'au lieu d'un bras mobile, il est envisageable de réaliser un dispositif comportant un support mobile par rapport à un bras fixe. De même, le dispositif est particulièrement adapté pour la décoration d'objet sensiblement plat, mais peut également être utilisé pour la réalisation d'objet de forme quelconque, notamment cylindrique. Dans ce cas, le dispositif comporte d'une part un mobile et d'autre part un support mobile, par exemple en rotation. The invention relates, of course, also to the decoration method consisting in depositing the product on the surface of a ceramic product using a nozzle supported by a movable arm, and connected to at least one reservoir by the through a conduit fitted with a valve. I1 is quite obvious that instead of a movable arm, it is conceivable to produce a device comprising a movable support relative to a fixed arm. Likewise, the device is particularly suitable for decorating a substantially flat object, but can also be used for producing objects of any shape, in particular cylindrical. In this case, the device comprises on the one hand a mobile and on the other hand a mobile support, for example in rotation.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, concernant un exemple de réalisation non limitatif, et s'appuyant sur les dessins où
- la figure 1 représente une vue schématique du dispositif selon l'invention,
Le dispositif représenté en figure 1 est constitué par un support (1) formé par une plaque de base disposée horizontalement. Le matériau céramique décoré, par exemple un carreau (2), est disposé sur la surface supérieure de ce support (1) et est maintenu par l'intermédiaire de pièces de blocage (3). Le support comporte un portique (4) supportant un bras mobile (5). Le bras mobile (5) est actionné sur le portique (4) par un moteur électrique et des moyens mécaniques connus, par ailleurs, de l'homme du métier. De la même façon, le bras mobile (5) comporte un moteur et des moyens mécaniques aptes à entraîner une tête (6).Cette tête (6) comporte une buse (7) permettant de déposer le produit de décoration sur le carreau céramique. Cette buse (7) présente un alésage axial obturable par un pointeau sensiblement tronc conique, elle permet de réaliser des dépôts précis et répétitifs de produits colorants pâteux, semi-pâteux ou liquides.The present invention will be better understood on reading the description which follows, concerning a nonlimiting exemplary embodiment, and based on the drawings where
FIG. 1 represents a schematic view of the device according to the invention,
The device shown in Figure 1 consists of a support (1) formed by a base plate arranged horizontally. The decorated ceramic material, for example a tile (2), is arranged on the upper surface of this support (1) and is held by means of locking pieces (3). The support comprises a gantry (4) supporting a movable arm (5). The movable arm (5) is actuated on the gantry (4) by an electric motor and mechanical means known, moreover, to those skilled in the art. In the same way, the mobile arm (5) comprises a motor and mechanical means capable of driving a head (6). This head (6) comprises a nozzle (7) making it possible to deposit the decoration product on the ceramic tile. This nozzle (7) has an axial bore which can be closed off by a substantially conical trunk needle, it allows precise and repetitive deposits of pasty, semi-pasty or liquid coloring products to be produced.
Cette buse (7) est raccordée à un distributeur (8) comportant une pluralité de vannes électromagnétiques. This nozzle (7) is connected to a distributor (8) comprising a plurality of electromagnetic valves.
Chacune des vannes du distributeur (8) permet de contrôler le débit du produit de décoration provenant de l'un des réservoirs (9, 10, 11) . De façon connue, ces réservoirs comportent des moyens de mise sous pression permettant l'acheminement du produit pâteux, semi-pâteux ou liquide jusqu'à la buse (7). La liaison se fait depuis le distributeur (8) jusqu'au portique (4) par des tubes flexibles et, ensuite, par des conduits de type connu.Each of the valves of the distributor (8) makes it possible to control the flow of the decoration product coming from one of the tanks (9, 10, 11). In known manner, these tanks include pressurizing means allowing the delivery of the pasty, semi-pasty or liquid product to the nozzle (7). The connection is made from the distributor (8) to the gantry (4) by flexible tubes and, then, by conduits of known type.
De préférence, le distributeur (8) est directement accolé à la buse (7) de façon à limiter au minimum la longueur des conduits en aval du dit distributeur (8). Il est avantageux de réduire cette longueur pour accélérer le passage d'un type de produit à un autre et pour diminuer la phase de transition pendant laquelle le produit provenant de l'un des réservoirs pourrait se mélanger avec le produit provenant du réservoir précédent. Preferably, the distributor (8) is directly attached to the nozzle (7) so as to minimize the length of the conduits downstream of said distributor (8). It is advantageous to reduce this length to accelerate the transition from one type of product to another and to reduce the transition phase during which the product from one of the tanks could mix with the product from the previous tank.
Le réservoir (11) contient un produit de purge permettant d'éliminer le produit subsistant en aval du distributeur, avant l'ouverture de la vanne correspondant à l'arrivée du produit de décoration suivant. The reservoir (11) contains a purge product making it possible to eliminate the product remaining downstream of the distributor, before the opening of the valve corresponding to the arrival of the next decoration product.
Le dispositif, selon l'invention, comporte une zone (12) de recueil des produits de décoration en excès. Cette zone de recueil (12) comporte plusieurs godets (13, 14, 15) correspondant chacun à l'un des réservoirs respectivement (9 à 11)
Au moment de chaque changement de produit de décoration, la tête mobile (6) est déplacée au-dessus de la zone de récupération (12), et plus précisément au-dessus du godet correspondant au produit précédemment utilisé. Le produit de purge est, ensuite, injecté dans le distributeur (8) pendant une durée correspondant sensiblement à la durée nécessaire pour la purge de l'ensemble des conduits en aval du dit distributeur.The device according to the invention comprises a zone (12) for collecting excess decoration products. This collection zone (12) comprises several buckets (13, 14, 15) each corresponding to one of the reservoirs respectively (9 to 11)
At the time of each change of decoration product, the mobile head (6) is moved above the recovery zone (12), and more precisely above the bucket corresponding to the product previously used. The purge product is then injected into the distributor (8) for a period corresponding substantially to the time necessary for the purge of all of the conduits downstream of said distributor.
Ces produits sont récupérés dans le godet correspondant au produit en question qui peuvent éventuellement être réutilisés. These products are collected in the bucket corresponding to the product in question which can possibly be reused.
Après cette opération, la tête est repositionnée au-dessus du matériau céramique à décorer et est disponible pour le dépôt d'un nouveau produit.After this operation, the head is repositioned above the ceramic material to be decorated and is available for depositing a new product.
La buse (7) est munie, à son extrémité inférieure, d'un pinceau détachable qui permet de modifier certains effets décoratifs. Les déplacements de la tête (6) dans les trois axes sont commandés par un micro-ordinateur (17). Dans l'exemple décrit, le micro-ordinateur (17) est associé à un scanner (18) permettant de digitaliser une image existant sur un support papier. Les informations numériques générées par le scanner sont exploitées par un logiciel de dessin assisté par ordinateur. Ce logiciel permet de modifier le dessin digitalisé par le scanner, par exemple en le simplifiant ou en le colorant. On crée ainsi un fichier dans le langage propre au logiciel de dessin assisté par ordinateur. Ce fichier est utilisé pour commander les mouvements du dispositif. Pour cela, une interface (19) réalise la conversion du fichier dans un langage de commande des mouvements de la tête (6). De tels langages sont connus dans l'état de l'art. Ils permettent le pilotage des paramètres suivants
- vitesse de déplacement suivant les deux axes x et y de la tête,
- remontée de la tête suivant l'axe z,
- ouverture et fermeture des valves,
- déplacement de la tête jusqu'à la zone de récupération (12),
- accélération suivant les deux axes horizontaux.The nozzle (7) is provided, at its lower end, with a detachable brush which makes it possible to modify certain decorative effects. The movements of the head (6) in the three axes are controlled by a microcomputer (17). In the example described, the microcomputer (17) is associated with a scanner (18) making it possible to digitize an existing image on a paper medium. The digital information generated by the scanner is used by computer-assisted drawing software. This software makes it possible to modify the drawing digitized by the scanner, for example by simplifying or coloring it. This creates a file in the language specific to computer-aided drawing software. This file is used to control the movements of the device. For this, an interface (19) converts the file into a language for controlling head movements (6). Such languages are known in the state of the art. They allow control of the following parameters
- speed of movement along the two axes x and y of the head,
- head up along the z axis,
- opening and closing of the valves,
- movement of the head to the recovery zone (12),
- acceleration along the two horizontal axes.
La présente invention n'est, bien entendu, pas limitée à l'exemple décrit dans ce qui précède. Bien au contraire, de nombreuses variantes peuvent être envisagées par l'homme du métier sans pour autant sortir du cadre de la protection. En particulier, le type de buse, le nombre de produits de décoration, les moyens de déplacement de la tête mobile peuvent faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. The present invention is, of course, not limited to the example described in the foregoing. Quite the contrary, many variants can be envisaged by those skilled in the art without going beyond the scope of protection. In particular, the type of nozzle, the number of decoration products, the means for moving the movable head can be the subject of numerous variant embodiments.
Claims (9)
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