[发明专利]一种非线性薄膜材料的仿真印刷方法

权利要求书

1.一种非线性薄膜材料的仿真印刷方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）转印活化：将PVA薄膜于恒湿条件下，放置在恒温水槽中备样，加入活化剂，使转印PVA薄膜进入活化状态；

（2）仿真计算：根据三维物体的转印模型形状以及步骤（1）中PVA薄膜入水角度；利用斯托克斯流模型对步骤（1）中进入活化状态的PVA薄膜进行建模仿真，模拟PVA拉伸及形变过程；

（3）预变形图案获取：根据步骤（2）的仿真模拟结果，建立PVA薄膜与三维物体转印模型映射关系坐标，根据映射关系计算获得转印预变形图像；

（4）图层规划：根据薄膜材料的需要分为四个图层，从下往上分别为PVA薄膜载体层、紧贴于所述载体层的保护层、紧贴于所述保护层的图案层；所述图案层包括步骤（3）获得的预变形图像与边界区域；

（5）图文转印和收卷保存：将步骤（3）中获得的预变形图像和其他功能性图层通过凹版印刷设备的方式印刷在步骤（1）得到的PVA薄膜上；所述凹版印刷设备包括底座（1）、固定安装于底座（1）的保护层印刷机构（2）、设于所述保护层印刷机构（2）后侧的边界层印刷机构（3）、设于所述边界层印刷后方的图像印刷机构（4）和位于所述图像印刷机构（4）后侧的收卷机构（5）。

2.根据权利要求1所述的非线性薄膜材料的仿真印刷方法，其特征在于：所述边界层印刷机构（3）包括固定安装于底座（1）的安装侧板（31）、固定安装于底座（1）的涂料斗（32）、设于所述涂料斗（32）内的搅拌桨（324）、设于所述涂料斗（32）上方的涂刷滚（321）、设于所述涂刷滚（321）上方的旋转滚（322）、设于所述旋转滚（322）周向的圆柱槽（323）、可转动连接于所述圆柱槽（323）的三枚螺纹杆（33）、套设于所述旋转滚（322）的五枚滚圈（34）、设于所述滚圈（34）内圈的螺纹段（341）、套设于所述螺纹杆（33）的调节齿轮（342）、可转动连接于所述安装侧板（31）的转盘（35）、固定安装于所述安装侧板（31）的导柱（36）、滑动连接于所述导柱（36）的轨道齿轮（37）、套设于所述导柱（36）的复位弹簧（38）、设于所述轨道齿轮（37）一侧的涡状垫圈（39）、可转动连接于所述涡状垫圈（39）的中心轴（310）、固定安装于所述安装侧板（31）的保护盖（311）、固定连接于所述保护盖（311）的步进电机（312）、连接所述中心轴（310）与所述步进电机（312）的同步带（313）、设于所述滚圈（34）上方的压印滚（314）、设于所述压印滚（314）后方的横纹上滚（315）与横纹下滚（316）、设于所述横纹下滚（316）一侧的电动推杆（317）、与所述电动推杆（317）输出轴相连的伸缩杆（318）、固定连接于所述伸缩杆（318）下部的滑片（319）、设于所述伸缩杆（318）下部的压条（320）、设于所述压条（320）上的滑槽（3201）、设于所述横纹下滚（316）另一侧的储料槽（330）、与所述储料槽（330）相连通的输料通道（331）、与所述输料通道（331）相连接的输料管道（332）、设于所述横纹上滚（315）和横纹下滚（316）的侧边输送辊（333）和固定安装于所述底座（1）的红外线烘干设备（334）；所述涂料斗（32）上部设有回流斜面（335）；所述涂刷滚（321）最下部低于所述涂料斗（32）最上部；所述滚圈（34）中第一滚圈（343）与第五滚圈（344）固定连接于所述旋转滚（322）的两端，第二滚圈（345）、第三滚圈（346）、第四滚圈（347）的螺纹段（341）分别与所述第一螺纹杆（336）、第二螺纹杆（337）、第三螺纹杆（338）相螺纹连接；所述调节齿轮（342）分为与所述第一螺纹杆（336）相连接的第一调节齿轮（3421）、与所述第二螺纹杆（337）相连接的第二调节齿轮（3422）和与所述第三螺纹杆（338）相连接的第三调节齿轮（3423），所述第一调节齿轮（342）距离所属安装侧板（31）的端面最近，第二调节齿轮（342）距离所述安装侧板（31）的端面距离大于所述第一调节齿轮（342）的厚度，所述第三调节齿轮（3423）距离安装侧板（31）的距离大于所述第一调节齿轮（3421）与第二调节齿轮（3422）的厚度之和；所述轨道齿轮（37）的厚度与所述调节齿轮（342）的厚度相等；所述滚圈（34）分别与所述涂刷滚（321）及压印滚（314）相切；所述输料管道（332）与所述涂料斗（32）通过一压力泵相连通；印刷工作开始时，涂刷滚（321）半浸在涂料斗（32）中，在工作电机的带动下发生旋转，并将涂料传递给与之相切的滚圈（34）上，最后由压印滚（314）将涂料压印在经过的PVA薄膜上，从而在薄膜上印刷出竖条纹，当条纹间距需要进行调整时，步进电机（312）进行顺时针旋转，会通过皮带带动涡状垫片（39）顺时针旋转，由于涡状垫片（39）的上表面与轨道齿轮（37）的下表面相接触，轨道齿轮（37）的高度会随着涡状垫片（39）的旋转发生变化，首先与第一调节齿轮（3421）相啮合，在转盘（35）的作用下，第一调节齿轮（342）发生自旋，进而第一螺纹杆（336）旋转，在螺纹段（341）的咬合作用下，第二滚圈（345）沿着旋转滚（322）从左向右发生移动，当第二滚圈（345）的位置调整完毕后，涡状垫片（39）继续旋转，第三滚圈（346）、第四滚圈（347）以同样的方式调整到相应位置，当三组滚圈位置全部调整完毕，涡状垫片（39）的最高位置与轨道齿轮（35）接触，此时调节齿轮（342）均为空转状态；进而在薄膜上印刷出多种间距的竖条纹，进一步地，在压力泵的作用下，部分涂料被通过输料管道（332）和输料通道（331）进入出料槽，并渗漏到伸缩杆（318）和缝隙当中，当电动推杆（317）输出轴右移时，伸缩杆（318）右移，滑片（319）从滑槽（3201）中滑出，压条（320）被抬高，同时涂料渗出，在横纹下滚（316）的旋转过程中将涂料横条纹状印刷在PVA薄膜上，通过控制电动推杆（317）的动作时间，可以控制压条（320）抬起的频率，进而控制每两条横纹之间的距离，再由侧边输送滚（333）输送向下一道印刷工序，同时，红外线烘干设备（334）将已经涂刷好的涂料进行烘干，经过边界层印刷机构（3）的PVA薄膜表面已经形成网格状的边界和带印刷图案区域。