Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur verzerrungsfreien Beschichtung 3 -dimensionaler Werkstücke mit partiell bi-direktional gekrümmten Oberflächen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellung digitaler 2D-Daten einer Funktionsschicht und digitaler 3D- Oberflächenprofildaten eines zu beschichtenden Werkstücks; Aufteilen der Werkstückoberflä che in Flächen eines Rasters; Aufteilen der Werkstückoberfläche in eine oder mehrere Verfahr bahnen eines Beschichtungskopfes, wobei die Verfahrbahnen oberhalb der Werkstückoberflä che verlaufen und die Schnittlinien benachbarter Verfahrbahnen zumindest aneinander stoßen; Projektion der die Rasterflächen begrenzenden Finienzüge an eine oder mehrere Verfahrbahnen oberhalb der betreffenden Rasterfläche; Aufteilen der Werkstückoberfläche in zur verzerrungs freien Beschichtung geeignete Flächenbereiche mit Rasterprojektionsflächen deren Rasterli nien ein bestimmtes Abstandkriterium erfüllen und ungeeignete Bereiche, die dieses Kriterium nicht erfüllen; und Aufbringen einer Funktionsschicht auf mindestens einen Teil des als zur verzerrungsfreien Beschichtung festgelegten geeigneten Oberflächenbereichs des Werkstücks.

Das Aufbringen ästhetischer Dekore oder funktionaler Beschichtungen auf Oberflächen über Druckverfahren gehört seit langem zum Stand der Technik. So können beispielsweise mittels digitaler Beschichtungsverfahren wie dem Faser- oder Inkjet-Verfahren Oberflächen, beispiels weise Papier, mit individuellen Motiven oder weiteren Funktionen und Eigenschaften versehen werden. Das fundamentale Prinzip ist dabei gleich und beinhaltet eine Relativbewegung zwi schen einem Druck-/Beschichtungskopf und der zu beschichteten Oberfläche. Fetztere kann dann wahlweise direkt (InkJet) oder indirekt (Laser), d.h. über einen Umweg über eine Trom mel, beschichtet werden. Der Beschichtungsvorgang gestaltet sich in den Fällen als einfach, in welchen bedingt durch eine zweidimensionale Oberflächengeometrie des Produktes ein festes Verhältnis zwischen Druckkopf und Oberfläche eingehalten werden kann.

Im Falle komplexerer Oberflächen, beispielsweise 3 -dimensionaler Oberflächen mit Sprüngen in der Oberflächenhöhe und/oder partiell in einer oder zwei Richtungen gekrümmter Oberflä chen, ist das Bedrucken oder Beschichten deutlich schwieriger, da den veränderlichen Relatio nen zwischen Oberfläche und Druckkopf Rechnung getragen werden muss. Werden diese Oberflächen mit den üblichen Standardverfahren beschichtet, so ergeben sich als Funktion der Oberflächenabweichungen Verzerrungen des aufgebrachten Dekors oder aber Einbußen in der Funktionalität durch ungleichmäßig beschichtete Bereiche.

Eine mögliche Lösung für Massenprodukte mit„konstanter“ aber nicht planarer Oberflächen geometrie, wie beispielsweise einfach gekrümmte Kaffeetassen mit konstantem Radius, besteht darin, dass über die Adaption des Druckkopfes an die spezifische Oberflächengeometrie des Produktes relativ einfach ein gleichmäßiger Beschichtungsprozess gewährleistet werden kann. Handelt es sich aber um Oberflächen mit komplexen und über die gesamte zu beschichtende Oberfläche variierenden Abweichungen in der Höhe und/oder der Krümmung, insbesondere bei partiell doppelt gekrümmten Oberflächenbereichen, so kann für Kleinserien unter vertret baren technischem Aufwand über die Adaption der Druckkopfgeometrie keine geeignete An passung mehr erreicht werden.

Auch in der Patentliteratur finden sich die unterschiedlichsten Ansätze zur Bedruckung oder Beschichtung von gekrümmten Oberflächen.

So offenbart beispielsweise die US 5,831,641 A ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Prä gen von Bildern hoher Qualität auf nicht-planare Oberflächen, einschließlich der Oberflächen verschiedener Arten von dreidimensionalen Gegenständen, wie Baseballschlägern, die aus ei ner Anzahl unterschiedlicher Arten von Materialien gebildet sind. In dem Verfahren werden die nicht-planaren Oberflächen der dreidimensionalen Artikel unter Verwendung einer einzig artig modifizierten Tintenstrahl-Bildübertragungstechnik gedruckt. Die Vorrichtung der Erfin dung schließt einen modifizierten Tintenstrahldrucker ein, der mit einer neuartigen Artikelpo sitionierungsvorrichtung verbunden ist, die automatisch die Oberfläche des zu bedruckenden Artikels in einer im Wesentlichen parallelen und leicht von der Stelle, an der die Tintenstrahl düsen angeordnet ist, beabstandeten Ebene des Tintenstrahldruckers hält.

Die DE 1020 1200 6371 Al beschreibt ein Beschichtungsverfahren. Das Verfahren beinhaltet das Bereitstellen eines Bildes und das Ausführen eines dreidimensionalen (3D) Messprozesses in einem Bereich. Es werden Raumpunkte entsprechend der Region erzeugt. Ein 3D-Netzwerk wird entsprechend der Region erzeugt. 3D Web-Daten werden erzeugt, um einen Roboter, z. B. einen Schwenkarmroboter, für einen Tintenstrahldruckkopf zu bewegen. Rasterdaten, d.h. 3D oder höherdimensionale Raster-Matrix-Daten werden erzeugt, um den Tintenstrahl-Druck- kopf zu steuern. Der Roboter wird unter Verwendung der Webdaten bewegt. Das Bild wird mit dem Tintenstrahldruckkopf unter Verwendung der Rasterdaten gedruckt.

In einem weiteren Patentdokument, der EP 2 213 462 Al, wird eine Vorrichtung zum Aufbrin gen flüssiger Tropfen auf eine Oberfläche offenbart. Die Vorrichtung weist eine Zuführvorrich tung zum Zuführen eines Gegenstands zu einer Auftragsvorrichtung und eine Steuerung zum Steuern der Zuführvorrichtung, einer Bildspeichervorrichtung und der Anwendungsvorrichtung auf. Die Steuerung weist eine Detektoreinrichtung zum Detektieren eines Teils einer dreidi mensionalen Struktur des Objekts auf, wobei die Detektoreinrichtung an der Bildspeicherein richtung und/oder der Applikationseinrichtung angebracht ist. Die Steuerung steuert das Auf bringen von Fluidtropfen auf das einem Druckmotiv entsprechende Objekt in Abhängigkeit von der erfassten dreidimensionalen Struktur. Trotz der schon bekannten Lösungen zum Beschichten 3 -dimensionaler Oberflächen besteht weiterhin Bedarf an technischen Lösungen, welche in der Lage sind dem Kundenwünschen zu entsprechen und auch komplexe Oberflächengeometrien mit Krümmungen in mehr als einer Oberflächenrichtung, zumindest in Teilbereichen, verzerrungsfrei und flexibel zu beschichten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, welches ermög licht, komplexe 3 -dimensionale Oberflächen zumindest in Teilbereichen mit verzerrungsfreien funktionalen Schichten zu versehen. Es ist weiterhin die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System für das erfindungsgemäße Verfahren bereitzustellen.

Gelöst wird die Aufgabe für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für das System durch die Merkmale des Anspruchs 18. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur verzerrungsfreien Beschichtung 3 -dimensionaler Werk stücke mit partiell bidirektional gekrümmten Oberflächen, wobei das Verfahren mindesten die Schritte umfasst:

a) Bereitstellung digitaler 2D-Daten einer Funktionsschicht und digitaler 3D-Oberflächenpro- fildaten eines zu beschichtenden Werkstücks;

b) Aufteilen der Werkstückoberfläche in Flächen eines Rasters, wobei die einzelnen Flächen des Rasters aus einem Linienzug äquidistanter Linien mit Abstand Xo parallel zu einer X- und einem weiteren, dazu orthogonalen Linienzug äquidistanter Linien mit Abstand Yo parallel zur einer Y-Richtung ausgebildet werden;

c) Aufteilen der Werkstückoberfläche in eine oder mehrere Verfahrbahnen eines Beschich tungskopfes, wobei die Verfahrbahnen oberhalb der Werkstückoberfläche verlaufen und die Schnittlinien benachbarter Verfahrbahnen zumindest aneinander stoßen;

d) Projektion der die Rasterflächen begrenzenden Linienzüge an eine oder mehrere Verfahr bahnen oberhalb der betreffenden Rasterfläche, wobei die Projektion entlang des Normalen vektors der jeweiligen Verfahrbahn erfolgt; e) Klassifikation der Werkstückoberfläche in zur un verzerrten Beschichtung geeignete Flächen bereiche aufweisend Rasterflächen, wobei der maximale Abstand der projizierten Rasterlinien (max Xi, max Yi) der Raster innerhalb dieser Bereiche in mindestens einer Richtung eine Ab weichung von kleiner oder gleich 5 % im Vergleich zu den Abständen der Rasterlinien auf der Werkstückoberfläche (Xo, Yo) aufweist; und zur unverzerrten Beschichtung ungeeignete Flä chenbereiche deren max X; und max Yi eine Abweichung von größer als 5 % aufweisen; f) Aufbringen einer Funktionsschicht auf mindestens einen Teil des in Schritt e) festgelegten geeigneten Oberflächenbereich des Werkstücks.

Überaschenderweise hat sich herausgestellt, dass sich über das erfindungsgemäße Verfahren auch schwierig zu beschichtende, 3-dimensionale Bauteile mit zweifach gekrümmten, verzerr ten Oberflächen reproduzierbar und in hoher Qualität individualisieren lassen. Es lassen sich auf die geeigneten Teilbereiche individuelle Dekore und funktionale bzw. leitfähige Schichten aufbringen, wobei durch die Auswahl der Teilbereiche sichergestellt ist, dass durch die dort auftretenden Oberflächenkrümmungen sich keine qualitätsrelevanten Beschichtungsfehler er geben. Auf diese Art und Weise lässt sich einfach und ohne eine komplexe Aufarbeitung von Daten und spezielle Anpassung der Dekore auf die nun vorliegende Oberfläche eine Individu alisierung erreichen, welche nach dem Stand der Technik entweder als zu komplex abgelehnt worden wäre oder aufwendige Rechenoperationen zu Anpassung des Dekors erfordert hätte. Dieses gilt analog für funktionale Flächen wie z.B. leitfähige Strukturen, kapazitive Flächen, lichtemittierende Bereiche (z.B. OLED) oder weitere leitfähige Strukturen bei denen eine gleichmäßige Abstandsbeziehung zwischen den einzelnen Elementen und/oder Volumendichte die Qualität der Funktion beeinflusst. Auch diese müssten anderenfalls aufwendig an die bidi rektional gekrümmte (verzerrte) Oberfläche angepasst werden. Das erfindungsgemäße Verfah ren ist schnell und kann auch ohne einen zu hohen Aufwand an eine Hardware oder Rechen leistung durchgeführt werden. Ohne durch die Theorie gebunden zu sein ergeben sich insbe sondere durch die erfindungsgemäßen Parameter zur Auswahl der geeigneten Oberflächenbe reiche sowohl die Auswahl einer maximal geeigneten Fläche als auch die Identifizierung des jenigen Flächenanteils, welcher sich ohne optische Einbußen verzerrungsfrei beschichten lässt. Somit kann ein maximaler optimal zu beschichtender Bereich ausgewählt und zur Individuali sierung freigegeben werden.

Über das erfindungsgemäße Verfahren wird ein verzerrungsfreies Beschichten ermöglicht. Durch gekrümmte, und insbesondere durch in mehr als eine Richtung gekrümmte, Oberflächen kommt es aufgrund der abweichenden Ausrichtung der jeweiligen Düsen eines Beschichtungs kopfes zur darunterliegenden Oberfläche und basierend auf den unterschiedlichen pro Zeitein heit zurückgelegten Oberflächenabschnitten (siehe Figuren 1-3) zu Fluktuationen in der Be schichtung sdichte. Diese rühren auch daher, dass der Beschichtungskopf sich in aller Regel mit einer konstanten Geschwindigkeit über die Werkstückoberfläche bewegt und eine planare Aus richtung der Beschichtungsdüsen des Beschichtungskopfes sowie eine 2dimensionale Arbeits weise aufweist. Als 2-dimensionale Arbeitsweise des Druckkopfes wird dabei verstanden, dass Druckinformationen nur entsprechend der Längen- und Breiteninformationen der Bilddaten und/oder Druckdaten verarbeitet werden. Höhenunterschiede bzw. Streckenunterschiede durch abweichende zurückgelegte Z-Werte werden nicht berücksichtigt. Zudem werden die Bilddaten als 2-dimensionale Datensätze bereitgestellt und müssen auf eine 3 -dimensionale Oberfläche aufgebracht werden. Eine Verwendung 3-dimensionaler Bilddaten ist auch bekannt, jedoch auf grund der 2-dimensionalen Arbeitsweise der Druckeinheiten nicht anwendbar. Beide Effekte führen auf planaren Oberflächen zu einer homogenen und bei 3D-bidirektional gekrümmten Oberflächen zu Verzerrungen in der Beschichtungsdichte.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können 3 -dimensionale Werkstücke beschichtet werden. 3D-Werkstücke sind Werkstücke welche, zumindest abschnittweise, eine nicht planare Oberfläche aufweisen. Die Werkstückoberfläche weist also Höhenunterschiede und Unter schiede in der Steigung der Oberfläche auf. Bedingt durch die Höhenunterschiede und aufgrund der Steigung der Oberfläche ist die Oberfläche des Werkstücks gekrümmt.

Die Werkstücke können partiell bidirektional gekrümmte Oberflächen aufweisen. Eine Ober fläche ist im Sinne der Erfindung bidirektional gekrümmt, wenn ein Teil der Oberfläche eine Krümmung im mathematischen Sinn in zumindest zwei unterschiedliche Richtungen aufweist. Beispiele für solche Oberflächengeometrien sind in den Figuren angegeben.

Im Schritt a) werden digitale 2D-Daten einer Funktionsschicht und digitale 3D-Oberflächen- profildaten eines zu beschichtenden Werkstücks bereitgestellt. Im ersten Schritt werden Daten für die vorliegende Beschichtungssituation bereitgestellt. Die Daten können dabei vor Ort er hoben oder beispielsweise durch eine Datenbank bereitgestellt werden. Die Erhebung der Ober- flächenprofildaten kann beispielsweise durch einen Scanvorgang, beispielsweise über ein La serscannen erfolgen. Die Oberflächenprofildaten enthalten dabei mindestens das Oberflächen profil des Werkstücks, beispielsweise als XYZ-Matrix, mit X, Y, Z Ortskoordinaten sind. Das Dekor kann beispielsweise ein komplexes Bild, eine geometrische Figur, eine gleichmäßige Beschichtung mit konstanter Beschichtungsdichte oder eine oder mehrere Linien darstellen. Die Lunktionsschicht wird dabei auf mindestens einen Teil der Oberfläche des Werkstücks auf gebracht. Lunktionsschichten im Sinne der Erfindung sind dabei zumindest partiell zusammen hängende Bereiche, welche auf die Werkstückoberfläche aufgebracht oder aufgedruckt werden. Diese zusammenhängenden Bereiche erfüllen dabei weitergehende funktionale Eigenschaften auf der Werkstückoberfläche. Diese funktionalen Eigenschaften können beispielsweise hapti scher oder optischer Art sein. Denkbar sind leuchtende Bereiche oder das Aufbringen von De- koren. Es sind aber auch funktionale Bereiche oder Schichten denkbar, welche festgelegt elekt rische Eigenschaften in Form von Schaltern aufweisen. Des Weiteren können funktionale Schichten auch weitere optische Eigenschaften in Form von leuchtenden Bereichen bereitstel len. Zusätzlich können über die funktionalen Bereiche auch weitere haptische Eigenschaften, wie beispielsweise ein tastbares Relief darstellen.

Im Schritt b) wird die Werkstückoberfläche in Flächen eines Rasters aufgeteilt, wobei die ein zelnen Flächen des Rasters aus einem Linienzug äquidistanter Linien mit Abstand Xo parallel zu einer X- und einem weiteren, dazu orthogonalen Linienzug äquidistanter Linien mit Abstand Yo parallel zur einer Y-Richtung ausgebildet werden. Die Werkstückoberfläche wird also in quadratische oder rechteckige Raster aufgeteilt, wobei das Rastermaß für beide Richtungen gleich oder unterschiedlich sein kann. Das Rastermaß, also der Abstand zweier benachbarter Linien desselben Zuges, kann dabei beispielsweise 1 mm bis 10 cm betragen. Das Maß kann dabei als Funktion der auftretenden Oberflächengeometrie des Werkstücks und insgesamt als Funktion dessen räumlicher Abmessungen gewählt werden. Werkstücke mit 3D-Oberflächen- abweichungen auf kleinen Längenskalen können bevorzugt ein kleines Rastermaß erfordern. Liegen die 3D-Eigenschaften des Werkstücks auf größeren Längenskalen, so kann eine größere Rasterung angebracht sein. Die Festlegung des XY-Koordinatensystems kann als Funktion der Oberflächensymmetrie des Werkstücks gewählt werden. Ein Linienzug besteht dabei aus min destens zwei parallel verlaufenden Linien.

Im Schritt c) erfolgt das Aufteilen der Werkstückoberfläche in eine oder mehrere Verfahrbah nen eines Beschichtungskopfes, wobei die Verfahrbahnen oberhalb der Werkstückoberfläche verlaufen und die Schnittlinien benachbarter Verfahrbahnen zumindest aneinander stoßen. In nerhalb dieses Schrittes wird die gesamte Werkstückoberfläche in Verfahrbahnen eines Be schichtungskopfes aufgeteilt, wobei jedes Oberflächenelement, welches beschichtet werden soll, zumindest einmal überfahren wird. Der Abstand der Verfahrbahn zum Werkstück kann, muss aber nicht, konstant gewählt werden. Abstände zwischen Beschichtungskopf und Werk stückoberfläche zwischen 2,5 mm und 5 cm haben sich als geeignet erwiesen. Die Schnittlinie einer Verfahrbahn ist dabei die Randlinie der Verfahrbahn und kennzeichnet die Außenlinie des maximal beschichtbaren Bereichs des Beschichtungskopfes auf dieser Bahn. Diese Schnitt linien stoßen auf unterschiedlichen Verfahrbahnen aneinander, wenn der Abstand der Schnitt linien zweier benachbarter Verfahrbahnen kleiner oder gleich der Beschichtungsauflösung ist. Es ist aber auch möglich, dass die einzelnen Verfahrbahnen so festgelegt werden, dass diese an den Randbereichen, also an den Schnittlinien, überlappen. Mögliche Überlappungsbereiche be nachbarter Verfahrbahnen können beispielsweise 5 - 25% der gesamten Beschichtungskopfflä- che betragen. Bei einer Überlappung der Verfahrbahn können also bestimmte Oberflächenbe reiche von mindestens zwei Verfahrbahnen beschichtet werden. Im Schritt d) erfolgt die Projektion der die Rasterflächen begrenzenden Linienzüge an eine oder mehrere Verfahrbahnen oberhalb der betreffenden Rasterfläche, wobei die Projektion entlang des Normalen vektors der jeweiligen Verfahrbahn erfolgt. Dieses Raster wird entlang der Nor malenvektoren der jeweils über dem Oberflächenabschnitt liegenden einen oder mehreren Ver fahrbahnen projiziert. An den Schnittlinien und den Übergangsbereichen der Verfahrbahnen bedeutet dies, dass eine Projektion an ggf. zwei betroffene Verfahrbahnen durchgeführt werden kann, wobei sich die Projektionen der Raster in diesem Bereich aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtungswinkel der jeweiligen Verfahrbahnen unterscheiden können. Die Vektorebenen der Verfahrbahnen mit den projizierten Rasterlinien und Schnittlinien werden anschließend in eine 2-dimensionale Form transformiert. Die 2-dimensionalen Verfahrbahnen werden entspre chend ihrer Positionen nebeneinander positioniert, so dass jeweils die Schnittlinien der benach barten Verfahrbahnen nebeneinanderliegen. Lassen sich aufgrund ungünstiger Winkelbereiche in den Außenbereichen der Verfahrbahn bestimmte Werkstückoberflächenbereiche nicht adä quat innerhalb bestimmter Winkelabweichungen zum Beschichtungskopf beschichten, so kann die Verfahrbahn auf eine Druckbahn reduziert werden. Die Druckbahn weist dieselbe Ausrich tung aber einen kleineren Flächenbereich verglichen zur Verfahrbahn auf, wobei die Düsen an den Rändern der Verfahrbahn dann nicht mehr zur Beschichtung genutzt werden. Anschließend werden die Schnittlinien der jeweils benachbarten Druckbahnen dahingehend bewertet, ob diese zu einander komplementär sind, das heißt sich lückenlos ergänzen. Lassen sich die Schnittlinien benachbarten Druckbahnen durchgängig aneinander anfügen, so ist keine Harmo nisierung der Bilddaten der Druckbahnen erforderlich. Diese Druckbahnen können direkt ne beneinander ausgerichtet über den 2-dimensionalen Bilddaten positioniert werden.

Im Schritt e) erfolgt eine Klassifikation der Werkstückoberfläche in zur unverzerrten Beschich tung geeignete Flächenbereiche aufweisend Rasterflächen, wobei der maximale Abstand der projizierten Rasterlinien (max Xi, max Yi) der Raster innerhalb dieser Bereiche in mindestens einer Richtung eine Abweichung von kleiner oder gleich 5 % im Vergleich zu den Abständen der Rasterlinien auf der Werkstückoberfläche (Xo, Yo) aufweist; und zur unverzerrten Be- schichtung ungeeignete Flächenbereiche deren max X; und max Y; eine Abweichung von grö ßer als 5 % aufweisen;. Durch die geometrische Transformation der Rasterlinien an die Ver fahrbahn können sich die Abstände der Rasterlinien als Funktion der Verfahrbahn ändern. Je nach Oberflächenprofil und Verfahrbahn ergeben sich geänderte Abstände der Rasterlinien (Xi, Yi), wobei die Unterschiede der Abstände der projizierten Rasterlinien zu den auf der Werk stückoberfläche aufgebrachten (oder aufgedachten) Rasterlinien (Xo, Yo) ein Maß für die Ge eignetheit der Beschichtung und auch ein Maß für die Krümmung der Oberfläche darstellt. Durch die Rasterprojektion an die Verfahrbahn werden dabei sowohl die Verfahrbahn wie auch die Oberfläche als Geeignetheitskriterium einbezogen. Der mittlere Abstand über ein Raster ergibt sich dabei über die mathematische Mittelung der Abstände der Linien in jeweils einmal der X und der Y-Richtung. Dies berücksichtigt auch Änderungen in der Projektion über ein Raster. Weicht der maximale Abstand in einer Richtung weniger als 5% vom der ursprüngli chen Abstand auf der Werkstückoberfläche ab, so ist dieses Rasterbereich zur Bedruckung ge eignet. Betrachtet wird dabei jeweils ein Raster mit seinen begrenzenden Rasterlinien für sich und Raster die das Geeignetheitskriterium erfüllen, werden zu den geeigneten Oberflächenbe reichen zusammengefasst. Ist der maximale Abstand der projizierten Linien auf der Verfahr bahn größer, so ist dieser Teilbereich nicht zur verzerrungsfreien Bedruckung geeignet. Diese Betrachtung wird sowohl für die in X- und Y-Richtung verlaufenden Linien durchgeführt. Ge eignete Abweichungen zur Klassifizierung können des Weiteren größer als 4% und bevorzugt größer als 3% betragen.

Im letzten Schritt f) erfolgt das Aufbringen einer Funktionsschicht auf mindestens einen Teil des in Schritt e) festgelegten geeigneten Oberflächenbereich des Werkstücks. Die Beschichtung erfolgt dabei in der Regel durch das Aufbringen von Flüssigkeiten auf die Werkstückoberflä che. Bei den Flüssigkeiten kann es sich beispielsweise um Farben, Tinten, Oberflächenversie gelungssubstanzen oder um andere funktionale Verbindungen handeln (beispielsweise Metalle, anorganische oder organische Verbindungen), welche der Oberfläche ein anderes ästhetisches Erscheinungsbild oder funktionale Eigenschaften verleihen. Die Beschichtung kann beispiels weise mittels eines Inkjet-Verfahrens erfolgen. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann die in Schritt f) aufgebrachte Funkti onsschicht ausgesucht ist aus der Gruppe bestehend aus Dekoren, leitfähigen Strukturen, lich- terzeugenden-Strukturen, elektrischen Schaltern, Lichtleitern, Reliefen oder Kombinationen mindestens zweier Elemente dieser Gruppe. Diese Gruppe an Funktionsschichten hat sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als besonders geeignet erwiesen. Die zur Herstel lung benötigten Verbindungen können besonders stark vom erfindungsgemäßen Verfahren pro fitieren, sodass besonders gleichmäßige funktionalen Schichten erhalten werden können. Diese Schichten sind langlebiger, da diese eine erhöhte mechanische Stabilität aufweisen und können insbesondere auch optische Strukturen detailgetreuer und ohne Verzerrungen abbilden.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens können in Schritt e) Oberflächenberei che zusätzlich als zur verzerrungsfreien Beschichtung ungeeignet klassifiziert werden die Ras- terflächen aufweisen, in denen mindestens einer der mittleren Abstände der projizierten Ras terlinien Xi und Yi eine Abweichung von größer oder gleich 5% zu den Abständen Xo und Yo aufweist. Neben der Betrachtung des Maximalabstandes der projizierten Rasterlinien hat sich auch die Betrachtung nur eines mittleren Abstandes eines Rasters als sehr geeignetes Kriterium herausgestellt. Es wird also ein weiteres Kriterium eingeführt, welches zum Ausschluss weite rer Teilbereiche der Oberfläche führen kann. Auf diese Art und Weise können Änderungen der Verfahrbahn oder der Oberfläche auf größeren Dimensionen Rechnung getragen werden, da neben einzelnen Ausreißern auch die Gesamtkrümmung des Bereiches berücksichtigt wird. Zum Ausschluss eines Bereiches reicht insofern die Abweichung in eine Richtung X oder Y. Bevorzugt können auch Raster ausgeschlossen werden, welche eine Abweichung des mittleren Abstandes von größer als 4% und des Weiteren bevorzugt von größer als 3% zeigen. Die mitt lere Abweichung ergibt sich dabei als mathematischer Mittelwert der Abstände zweier begren zender Linien über das betrachtete Rasterelement. Innerhalb eine bevorzugten Aspektes des Verfahrens kann in einem weiteren Schritt der Nor malenvektor für jede Rasterfläche aus Schritt b) und die Winkelab weichungen a(x,y) des Nor malenvektors der Rasterfläche in der X- (a(x)) wie auch in der Y-Richtung (a(y)) zum Norma lenvektor der Verfahrbahn bestimmt werden. Durch die Rasterlinien wird die Oberfläche in Quadrate oder Rechtecke eingeteilt, wobei ein Oberflächenabschnitt (Raster) durch 4 Rasterli nien begrenzt ist. Bei verzerrten Oberflächenbereichen werden die Quadrate oder Rechtecke aufgrund der Krümmungen in 2 Richtungen selber verzerrt. Bei gleichbleibenden Abständen der Rasterlinien führen unterschiedliche Krümmungen der Teilbereiche zu Krümmungen in den Rasterlinien, woraus die Verzerrung der Flächen resultiert. Für diesen Oberflächenbereich lässt sich ein Normalen vektor festlegen, welcher senkrecht auf der durch die Rasterlinien begrenzten Teiloberfläche steht. Ist innerhalb der Rasterfläche die Oberfläche selbst noch gekrümmt, kann der Normalen vektor beispielsweise für die planare Fläche angegeben werden, welche die ge krümmte Oberfläche im Raster schneidet und oberhalb und unterhalb der Schnittlinie zur ge krümmten Werkstückoberfläche im Raster denselben Rauminhalt aufweist. Die Winkelabwei chungen zwischen dem Normalen vektor des Rasters und dem Normalen vektor der Verfahrbahn lässt sich dabei in zwei Richtungskomponenten (x, y) aufgliedern (siehe Figuren), wobei die Winkelabweichungen sehr gut als Maß für die Geeignetheit zur Beschichtung dieses Teilberei ches herangezogen werden können. Dies kann zu einem sicheren Ausschluss ungeeigneter Oberflächenbereiche beitragen.

Im Zuge einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens können im Schritt c) die Verfahrbahnen so gewählt werden, dass sich ein Minimum in der integralen Winkelab weichung Sa(c,g) in X- und Y-Richtung über die Werkstückoberfläche ergibt. Auch die Ausrichtung der Verfahrbah nen kann Einfluss auf die Größe der geeigneten Beschichtungsbereiche der Oberfläche haben. Geeignete Verfahrbahnen können so gewählt werden, dass eine möglichst geringe Winkelab weichung in X und in Y-Richtung der Normalenvektoren der Rasterflächen auf der Oberfläche des Werkstücks und der Verfahrbahn erhalten wird. Dies kann zu einem höheren Anteil an geeigneten Oberflächenbereichen und zu einer größeren Beschichtungsgeschwindigkeit führen. Innerhalb einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens können in Schritt e) geeignete Flächenbereiche als Funktion einer maximalen Winkelabweichung Sa(c,g) der Teilfläche fest gelegt werden, wobei sämtliche geeigneten Flächenbereiche der Oberfläche in mindestens einer Richtung (X, Y) eine maximale Winkelabweichung Sa(c, y) gleich oder kleiner einem Grenz wert der Winkelabweichung aufweisen. Für spezielle Oberflächengeometrien hat es sich als geeignet herausgestellt, die maximale Abweichung der Normalenvektoren als Geeignetheits- Kriterium zu nutzen. Dies kann zu einer steuerbaren Beschichtungsqualität als Funktion des festgelegten maximalen Wertes führen. Es werden möglichst große geeignete Bereiche erhal ten, in denen eine ausreichende Beschichtungsqualität erhalten werden kann. Mögliche maxi male Werte für verzerrungsfrei bedruckbare Teilflächen können im Bereich von 5°, bevorzugt 3°, des Weiteren bevorzugt 2,5° in mindestens einer Richtung (x, y) pro Raster des Teilberei ches liegen.

Es hat sich zudem gezeigt, dass analog zur Bewertung der Abstände der Rasterlinien eine zu sätzliche Betrachtung der integralen Winkelabweichung Sa(c,g) der Teilfläche sinnvoll sein kann. Hierbei werden sämtliche zur verzerrungsfreien Bedruckung geeigneten Flächenbereiche der Oberfläche in mindestens einer Richtung (X, Y) eine integrale Winkelabweichung Sa(c,g) gleich oder kleiner einem Grenzwert der Winkelabweichung aufweisen. Dieses Kriterium kann als zusätzliches Geeignetheits-Kriterium genutzt werden. Dies kann zu einer steuerbaren Be schichtungsqualität als Funktion der festgelegten maximalen und integralen Werte führen. Es werden möglichst große geeignete Bereiche erhalten, in denen eine ausreichende Beschich tungsqualität erhalten werden kann. Mögliche integrale Werte für verzerrungsfrei bedruckbare Teilflächen können im Bereich von 3° in mindestens einer Richtung (x, y) pro Raster multipli ziert mit der Anzahl an Rasterflächen des Teilbereiches liegen.

Innerhalb einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann der Abstand der äquidistanten Linien der Linienzüge in X- und in Y-Richtung in Schritt b) größer oder gleich 0,1 mm und kleiner oder gleich 5 mm betragen. Die Wahl der Linienabstände in den unterschiedlichen Rieh- tungen kann als prinzipiell als Funktion der Größe und Oberflächenkrümmung der Werkstück oberfläche erfolgen. In den meisten Fällen hat sich aber oben angegebener Bereich für die Ab stände der Rasterlinien als besonders geeignet herausgestellt. Mit diesen Abständen können eine Vielzahl unterschiedlicher Oberflächengeometrien mit einer hinreichenden Genauigkeit gerastert werden, sodass qualitativ bessere Beschichtungen erhältlich sind. Kleinere Abstände können nachteilig sein, da der Rechenaufwand überproportional steigt, wohingegen größere Abstände zu nur einer„ungenauen“ und nicht adäquaten Abrasterung führen können. Bevor zugt können der Abstand der äquidistanten Linien der Linienzüge in X- (Xo) und in Y-Richtung (Yo) in Schritt b) größer oder gleich 0,25 mm und kleiner oder gleich 4,5 mm, bevorzugt größer oder gleich 0,3 mm und kleiner oder gleich 4,0 mm betragen.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens können in Schritt e) Flächenbereiche eben falls als geeignet klassifiziert werden, in denen die Gesamtsumme des Produktes (Xo - DC) * (Yo - DU) über die einzelnen an die Verfahrbahn projizierten Raster Null ergibt. Eine Möglich keit zur effizienten Aufteilung der Werkstückoberfläche in zur Beschichtung geeignete Berei che kann sich dadurch ergeben, dass die Verfahrbahn eine möglichst symmetrische Abwei chung sowohl in X- wie auch in Y-Richtung abdeckt. Dazu werden die Differenzen der proji zierten Rasterlinienabstände zu den ursprünglichen Rasterabständen betrachtet. Diese Auftei lung kann die Beschichtung eines Oberflächenbereiches mit stark asymmetrischen Oberflä cheneigenschaften verhindern und so zur Festlegung besonders geeigneter Beschichtungsberei che beitragen.

In einer bevorzugten Charakteristik des Verfahrens können in Schritt e) Flächenbereiche eben falls als geeignete Flächenbereiche klassifiziert werden, in denen die Gesamtsumme des Pro duktes tan (a(c)) * tan (a(y)) über die einzelnen Rasterflächen jeweils Null ergibt. Für schwierig zu beschichtende Oberflächen hat sich eine Zusammenstellung anhand des oben angegebenen Kriteriums als sehr verlässlich herausgestellt. Es können auf die Art sicher sehr ungünstige Bereiche ausgeschlossen werden und man erhält ein qualitativ hochwertiges Beschichtungser gebnis in diesen Bereichen. In einem weiteren Aspekt des Verfahrens kann die Ausrichtung der ersten Verfahrbahn Do in Schritt c) so gewählt werden, dass die resultierende Summe der Winkelabweichungen a in die- ser Richtung kleiner ist als die Summe der Winkelabweichungen in einer dazu orthogonalen Richtung. Zur Durchführung eines schnellen und möglichst symmetrischen Beschichtungspro zesses in geeigneten Bereichen hat es sich als günstig erwiesen, dass die erste Verfahrbahn so festgelegt wird, dass eine möglichst kleine Winkelabweichung über die zu beschichtende Flä che erhalten wird. Dies kann günstigenfalls dazu führen, dass die sich krümmenden Oberflä chen auf der verbleibenden Restoberfläche besonders einfach aufgeteilt werden können. Dies kann die Anzahl der nötigen Verfahrbahnen des Beschichtungskopfes verringern und bei gleichbleibender Qualität zu einer Verringerung der Beschichtungszeit beitragen.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann die Aufteilung der Werk stückoberfläche in mehrere Verfahrbahnen in Schritt c) sequentiell erfolgen, wobei in einem ersten Schritt eine erste Verfahrbahn Do und in weiteren Schritten die folgenden Verfahrbahnen jeweils benachbart zur vorhergehenden Verfahrbahn festgelegt werden, wobei die weiteren Verfahrbahnen entweder lückenlos an benachbarte Verfahrbahn anschließen oder überlappend zu diesen festgelegt werden. Die Aufteilung der Werkstückoberfläche in Verfahrbahnen kann günstiger Weise so erfolgen, dass eine erste Verfahrbahn festgelegt und die weiteren Verfahr bahnen zu beiden Seiten der ersten Verfahrbahn lückenlos an diese anschließen. Es ist aber auch möglich, dass die Verfahrbahnen überlappend ausgerichtet sind, so dass ein und derselbe Werkstückoberflächenbereich von beispielsweise zwei unterschiedlichen Verfahrbahnen aus beschichtet werden kann. Die Festlegung, welche der beiden oder ob sogar beide Verfahrbah nen den überlappenden Bereich beschichten, kann beispielsweise als Funktion der vorliegenden Winkelabweichungen getroffen werden. Auf diese Art und Wiese kann eine möglichst große und geeignete Werkstückoberfläche optimal beschichtet werden.

Innerhalb einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann im Schritt f) mindestens ein Teilbereich der für die verzerrungsfreie Beschichtung als ungeeignet klassifizierten Oberfläche mit einer Funktionsschicht bedruckt werden, welches durch eine Korrektur der Bilddaten an die Verzerrungen der Oberfläche angepasst wurde. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin gesehen werden, dass geeignete Teilbereiche einer Oberfläche ohne Rechenaufwand und Dekoränderungen beschichtet werden. Falls eine weitere Beschichtung oder eine vollstän dige Beschichtung der Werkstückoberfläche gewünscht ist, so kann die ungeeignete Fläche über angepasste Dekordaten bedruckt werden. Die angepassten Bilddaten berücksichtigen da bei die Verzerrungen der Oberfläche durch bidirektionale Krümmungen. Unter Bilddaten wer den dabei die Position und die an dieser Position aufzubringende Menge an Substanz verstan den. Es werden demzufolge durch die Bilddaten nicht nur„Bilder“, sondern auch die funktio nalen Bereiche erhalten. Auf diese Art kann eine einheitliche und optisch abgestimmte Ober flächenbeschichtung erhalten werden.

In einem weiteren Aspekt des Verfahrens kann die angepasste Funktionsschicht auf Oberflä chenbereiche aufgebracht werden, die für das verzerrungsfreie Beschichten sowohl geeignet als auch ungeeignet sind. Es hat sich für einige Oberflächengeometrien als günstig herausgestellt, dass angepasste Funktionsschichten auf geeignete und ungeeignete Teilbereiche aufgebracht werden. Dies kann in Teilbereichen zu einer Verringerung der Übergänge zwischen den ange passten und nicht angepassten Funktionsschichtbereichen führen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann die die gesamte Oberfläche des Werkstücks unter Verwendung eines Gesamtdekors beschichtet werden, wobei das Gesamtde kor sich aus einem angepassten Dekor für die gesamte Oberfläche und zusätzlich aus dem un verzerrten Dekor für geeignete Oberflächenbereiche zusammensetzt. Dieses Verfahren kann zu einer schnellen und qualitativ hochwertigen Beschichtung auch schwierig zu beschichtender Oberflächen beitragen. Unter Gesamtdekor werden dabei sowohl rein optische wie auch funk tionale Bereiche auf der Oberfläche des Werkstücks verstanden. Dies bedeutet, dass das Ge samtdekor insgesamt oder in Teilbereichen sowohl optische wie auch andere funktionale Ei genschaften, wie beispielsweise Schalter, Beleuchtungselemente oder Kombinationen dieser Funktionen, bereitstellen kann. Es hat sich für einige Oberflächengeometrien als günstig her ausgestellt, dass angepasste Dekore auf geeignete und ungeeignete Teilbereiche aufgebracht werden, wobei danach, über das angepasste Dekor, auf geeigneten Oberflächenbereichen die nicht angepassten Dekore aufgebracht werden. An diesen Stellen ergibt sich dann eine doppelte Beschichtung, welche optische oder funktionale Unterschiede an den Grenzen beider Dekore verringern kann. Auch kann eine derartige teilweise Doppelbeschichtung zu einer erhöhten Funktionalität der gesamten Werkstückoberfläche beitragen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens kann die gesamte Oberfläche des Werk stücks unter Verwendung eines Gesamtdekors beschichtet werden, wobei das Gesamtdekor sich aus dem angepassten Dekor in ungeeigneten Oberflächenbereichen und aus dem unverzerrten Dekor in geeigneten Oberflächenbereichen zusammensetzt. Es werden also zwei sich ergän zende Dekore bzw. Schichtbereiche auf die Oberfläche aufgebracht, wobei in ungeeigneten Be reichen ein angepasstes und in geeigneten Bereichen ein unverzerrtes Dekor oder funktionale Bereiche aufgebracht wird. Für die geeigneten Bereiche kann man sich also den hohen Aufwand einer rechnerischen Anpassung des Dekors sparen, da hier das Dekor, wie vorliegend, ohne Qualitätseinbußen aufgebracht werden kann. Dies kann den Rechenaufwand zur Dekoranpas sung nur auf die Bereiche beschränken, welche als ungeeignet klassifiziert wurden. Dies kann beispielsweise Systemanforderungen niedrig halten.

Des Weiteren erfindungsgemäß ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Beschichtung von Automobilteilen. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können insbe sondere Automobil-Interieur sowie auch -Exterieurteile beschichtet werden. Die Abmessungen der zu beschichteten Teile und die Krümmungen die diese Teile aufweisen haben sich für das Verfahren als besonders geeignet erwiesen. Diese Teile können deutlich schneller und verzer rungsfreier beschichtet werden, welches zu einer deutlich besseren Ästhetik und zu deutlichen Einsparungen an Zeit und Energie beitragen kann. Die erhältlichen funktionalen Bereiche wei sen zudem eine ausgezeichnete mechanische Beständigkeit auf, welches auf die gleichmäßige funktionale Beschichtung zurückgeführt. Weiterhin erfindungsgemäß ist ein System zur Beschichtung 3 -dimensionaler bidirektional ge krümmter Oberflächen mindestens aufweisend eine Recheneinheit, einen Aktor, eine Inkjet- Einheit mit mindestens einem Düsenkopf und eine Steuereinheit, wobei das System dazu ein gerichtet ist das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Das System kann dabei eine Re cheneinheit aufweisen, welche in der Lage ist die Klassifizierung und die Festlegung der ein zelnen Verfahrbahnen in Echtzeit vorzunehmen. Es ist aber auch möglich, bei feststehenden Oberflächengeometrien und feststehenden Dekoren die Berechnung zur Klassifizierung vor dem eigentlichen Beschichtungsvorgang vorzunehmen und den Beschichtungskopf mit den un- angepassten und optional weiteren, angepassten Dekordaten zu versorgen. Dies kann eine Re cheneinheit mit einer höheren Rechenleistung verlangen. Die Aktorik kann ein oder mehrere kombinierte X,Y- oder C,U,Z-Arme sein, welche Linear- und/oder Rotationsbewegungen in C,U,Z ausführen und den Druck-/Düsenkopf und/oder das Werkstück tragen. Der Düsenkopf kann dabei zweckmäßigerweise eine oder mehrere Düsen tragen. Bevorzugt trägt der Druck kopf mehrere in Reihen angeordnete Druckköpfe. Dies kann die Beschichtungsgeschwindigkeit erhöhen. Die Steuereinheit steuert die Relativbewegung zwischen Kopf und Werkstück und kann zudem die Beschichtungseinheit steuern, beispielsweise über eine Impulsregelung einzel ner Reihen oder einzelner Düsen. Das System kann ferner dazu eingerichtet sein das Beschich tungsverfahren als Funktion der Bewegung des Beschichtungskopfes singlepass, multipass oder reverse auszugestalten.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände wer den durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung einzuschränken.

Es zeigen die: Fig. 1 in den Ausgestaltungen a), b), c) Beispiele unterschiedlich gekrümmter/verzerrter Oberflächen - parallel zur Verfahrbahn gekrümmte Oberflächen

Fig. 2 in den Ausgestaltungen a), b), c) Beispiele unterschiedlich gekrümmter/verzerrter Oberflächen - senkrecht zur Verfahrbahn gekrümmte Oberflächen

Fig. 3 in den Ausgestaltungen a), b), c) Beispiele unterschiedlich gekrümmter/verzerrter Oberflächen - bidirektional gekrümmte - verzerrte - Oberflächen

Fig. 4 in den Ansichten a) und b), einen beispielhaften Verlauf einer Verfahrbahn über eine komplexe Oberfläche und Verwendung von Rasterlinien;

Fig. 5 in den Ansichten a) und b), einen beispielhaften Verlauf einer Verfahrbahn über eine komplexe Oberfläche und Verwendung von Rasterlinien;

Fig. 6 Darstellung der Winkelabweichungen zwischen Normalenvektor der Verfahrbahn und Normalen vektor der Rasterfläche;

Fig. 7 eine Darstellung des Verfahrbahn und Druckbereiches von Verfahrbahnen inklusive der möglicherweise auftretenden Überlappungsbereiche;

Fig. 8 in den Ausgestaltungen a) und b), eine Darstellung von Schnittlinien benachbarter Druckbahnen;

Fig. 9 in den Ausgestaltungen a), b), c), eine Darstellung von Schnittlinien benachbarter Druckbahnen;

Fig. 10 in den Ausgestaltungen a), b), c), eine Darstellung von Schnittlinien benachbarter Druckbahnen;

Fig. 11 eine Darstellung bedruckbarer Flächen für ein Armaturenbrett;

Fig. 12 eine Darstellung bedruckbarer Flächen für ein Armaturenbrett;

Fig. 13 eine Darstellung bedruckbarer Flächen für ein Armaturenbrett.

Die Figur 1 zeigt schematisch die Möglichkeiten zur unterschiedlichen Beschichtung von Ober flächen. Die Verfahrbahn des Beschichtungskopfes (dargestellt durch den durchgehenden Pfeil ( )) verfährt in diesen Beispielen a) - c) parallel zur Krümmung der Oberfläche des Werk stücks (dargestellt durch den unterbrochenen Pfeil ( - )). Als gekrümmte Oberflächen wer den allgemein jene Oberflächen verstanden, die abrollbar sind. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass konkave und/oder konvexe Krümmungen nur in Längs- oder in Querrichtung zur Ver fahrbahn der Druckeinheit liegen und für jeden Punkt der Ebene sich ein Gerade beschreiben lässt die orthogonal zum Krümmung sverlauf verläuft.

Die Figur 2 zeigt schematisch die Möglichkeiten zur unterschiedlichen Beschichtung von Ober flächen. Die Verfahrbahn des Beschichtungskopfes (dargestellt durch den durchgehenden Pfeil ( )) verfährt in diesen Beispielen a) - c) 90° versetzt zur Krümmung der Oberfläche des Werkstücks (dargestellt durch den unterbrochenen Pfeil ( - )).

Die Figur 3 zeigt schematisch die Möglichkeiten zur unterschiedlichen Beschichtung von Ober flächen. Die Oberfläche des Werkstücks weist Krümmungen in mehr als einer Richtung auf

(dargestellt durch die unterbrochenen Pfeile ( - )). Dies bedeutet, dass die Oberfläche verzerrt ist. Die verzerrten Oberflächen unterscheiden sich von den gekrümmten Oberflächen darin, dass diese nicht abwickelbar sind. Bei verzerrten Oberflächen müssten beispielsweise aufzu bringende Folien in Teilbereichen gedehnt, gestreckt oder gestaucht werden. Die Verfahrbahn des Beschichtungskopfes (dargestellt durch den durchgehenden Pfeil ( )) kann an dieser Werkstückoberfläche nicht stets symmetrisch zur Krümmung verlaufen und es werden bei kon stanter Bewegungsrichtungen des Beschichtungskopfes Werkstückoberflächenbereiche mit deutlich anderer Winkelausrichtung zum Beschichtungskopf hin befahren. Neben den Winkel abweichungen werden bei einer konstanten Bewegungsrichtung des Beschichtungskopfes auch verschiedene Strecken auf der Werkstückoberfläche überstrichen.

Die Figur 4 und Figur 5 zeigen beispielhaft unterschiedliche Bewegungsbahnen verschiedener Beschichtungsdüsen (V1-V3) eines InkJet- Kopfes auf einer darunterliegenden konkav und kon vex verzerrten Oberfläche a). In den jeweiligen Figuren b) ist die entsprechende Rasterprojek tion dargestellt. Insbesondere die abweichende Ausrichtung der jeweiligen Düse zur darunter liegenden Oberfläche hat direkten Einfluss auf die Strecken, die die Düsen auf der darunterlie genden Oberfläche, bei konstanter Bewegung der Druckeinheit, zurücklegen. Diese ergibt sich aus der starren, nicht an die Oberfläche anpassbaren Beschichtungskopfoberfläche. Die Ar beitsweise des Druckkopfes ist als 2-dimensional zu verstehen, unabhängig davon, dass über die Aktorik die Oberfläche und/oder die Beschichtungseinheit eine Relativbewegung mit bis zu 6 Freiheitgraden ausführen kann. Diese Relativbewegung dient dazu, die Druckeinheit mög lichst parallel zu jeder Oberflächenposition zuzustellen. Da die Bilddaten nur 2-dimensional abgelegt sind müssen sonstige weitere Daten des Bahnverlaufes wie z.B. Winkelabweichung und Streckenunterschiede bereits in den Bilddaten berücksichtigt werden.

Die Figur 6 zeigt eine beispielhafte Darstellung zum Erhalt der Winkelabweichung zwischen den Normal vektoren der Verfahrbahn (Vektoren mit dem Index P) und dem zugehörigen Nor malvektor der Rasterfläche auf der Oberfläche (Vektoren mit dem Index S). Bei kollinearen Normal vektoren ergibt sich keine Winkelabweichung zwischen beiden Normalen vektoren. Für diese Rasterflächen gilt, dass der Normalen vektor der Druckebene ein Vielfaches des Norma lenvektors der betreffenden Rasterfläche ist. Die Winkelabweichung beider Normalen vektoren in X- wie auch in Y-Richtung beträgt jeweils null. Ist die Oberfläche gekrümmt, sind die Nor malenvektoren nicht mehr kollinear, sondern es ergeben sich je nach Ausrichtung zwischen Werkstückoberfläche und Verfahrbahn Winkelabweichungen jeweils in X- und/oder Y-Rich- tung (a(x), a(y)).

Die Figur 7 zeigt eine Möglichkeit der Aufteilung bidirektional gekrümmter Oberflächen in Verfahr- und Druckbahnen. Dargestellt ist, dass sich die einzelnen Verfahrbahnen auf der Ober fläche überlappen (Sl, S2), d.h. dass einzelne Werkstückoberflächenbereiche prinzipiell über mehrere Verfahrbahnen beschichtet werden können. Als Funktion der Krümmung der Oberflä che kann es zweckmäßig sein, pro Verfahrbahn unterschiedliche Beschichtungsbereiche (Druckbahnen) zu wählen. So ist es möglich, dass der konstant gekrümmt (planare) linke Be reich durch eine Druckbahn beschichtet wird, welche der maximal möglichen Verfahrbahn ent spricht (großer Beschichtungsbereich pro Verfahrbahn). Überstreicht die Verfahrbahn aller dings einen Bereich mit starken Krümmungen (mittlerer Kopf), so kann es günstig sein, den Druckbereich unter dieser Verfahrbahn klein zu wählen, um die Winkelabweichungen der Oberfläche pro Verfahrbahn nicht zu groß werden zu lassen. Dies ist im Vergleich zur linken Verfahrbahn durch den kleineren horizontalen Strich angedeutet.

Die Figur 8 zeigt Druckbahnen als Teilbereich von Verfahrbahnen an einer komplexen Werk stückoberfläche. Die Ränder der Druckbahnen an welchen diese aneinanderstoßen werden als Schnittlinien bezeichnet. Je nach gewähltem Verlauf der Verfahr- und Druckbahnen, dem so genannten Stitching, können die Druckbahnen hart an einander gelegt werden oder sich jeweils auslaufend überlappen. Durch das Stiching ist möglich, die Übergänge zwischen den Druck bahnen über die Drucksystemsteuerung weiter zu kaschieren, dass im späteren Dekoren diese Schnittbereiche nicht zu erkennen sind. Insbesondere bei nicht parallelen Druckbahnen ist zu beachten, dass die Verfahrbahnen abweichende Winkel zur darunterliegenden Fläche des Schnittbereiches aufweisen.

Die Figuren 9 und 10 zeigen komplexe Oberflächen mit den entsprechenden Druckbahnen und Schnittlinien. Auf diesen Oberflächen sind ebenfalls das entsprechende Oberflächenraster und die Schnittlinien angedeutet. Das Dekor der zu bedruckenden Oberfläche setzt sich aus den Segmenten der einzelnen Verfahr- und Druckbahnen zusammen. Damit diese ein homogenes Gesamtbild ergeben, sollten die Bilddaten der einzelnen Druckbahnen so auf einander abge stimmt werden, dass sie ohne sichtbare Sprünge im Dekor aneinandergelegt werden können. Die Bahnen sollten angeglichen werden. Diese Harmonisierung kann unabhängig von der indi viduellen Oberflächengeometrie unter den jeweiligen Bahnen erfolgen. Sinnvollerweise kann diese abhängig von den Schnittlinien der Druckbahn erfolgen. Dabei kann unter zwei Arten von Schnittlinien unterscheiden werden:

Benachbarte Druckbahnen mit komplementären Schnittlinien

Benachbarte Druckbahnen mit nicht komplementären Schnittlinien Als benachbarte Druckbahnen mit komplementären Schnittlinien werden alle benachbarten Druckbahnen verstanden bei denen die Projektionen der Schnittlinien an die jeweilige Druck bahn komplementär zur Projektion derselben Schnittlinie an die jeweils benachbarte Druckbahn ist. Unter anderem lassen sich parallele Bahnen, also solche welche sich nur hinsichtlich X- und Y-Ausrichtung unterscheiden, sowie Schnittlinien die konstant gerade entlang der X-Achse verlaufen, zu„benachbarten Druckbahnen mit komplementären Schnittlinien" zählen. Es sind aber auch andere Konstellationen denkbar. Bei dieser Art von Druckbahnen können die benach barten Druckbahnen ohne zusätzliche Bearbeitung der Bilddaten aneinandergelegt werden. Bei benachbarten Druckbahnen mit„nicht komplementären Schnittlinien“ lassen sich die Projekti onen der Schnittlinie an die beiden Druckbahnen nicht schlüssig aneinanderlegen. Die Ausrich tung des Druckkopfes hat hierbei wesentlichen Einfluss auf die 2-dimensionale Projektion der Schnittlinie, welche den Rahmen für die Bilddaten der jeweiligen Druckbahn definiert. Je nach Ausrichtung kann sich somit die Projektionslänge der Schnittlinie ändern, wodurch eine An passung der Bilddaten einer oder beider benachbarter Bahnen erforderlich werden kann, um diese zu harmonisieren.

Die Figur 11 zeigt ein mögliches Ergebnis für die Bewertung 3D-gekrümmter, d.h. verzerrter, Oberflächen. Dargestellt ist, dass sich die beiden äußeren Flächen zur verzerrungsfreien Be druckung eignen und somit den erfindungsgemäßen Geeignetheitskriterien entsprechen. Diese Flächen können mit beliebigen individuellen Dekoren ohne Qualitätseinbußen gestaltet werden. Der mittlere Bereich hingegen weist eine bidirektional gekrümmte Oberfläche auf (angedeutet durch die Pfeile, welche die Krümmungsradien andeuten). In diesen Bereich ist eine Beschich tung oder Bedruckung nicht verzerrungsfrei möglich. Dieser Bereich wird in die Kategorie der ungeeigneten Bereiche einsortiert.

Die Figur 12 zeigt ein mögliches Ergebnis für die Bewertung einer weiteren 3D-gekrümmten, d.h. verzerrten, Oberfläche. Dargestellt ist, dass sich die beiden äußeren Flächen zur verzer rungsfreien Bedruckung eignen und somit den erfindungsgemäßen Geeignetheitskriterien ent sprechen. Diese Flächen können mit beliebigen individuellen Dekoren ohne Qualitätseinbußen gestaltet werden. Der mittlere Bereich hingegen weist eine bidirektional gekrümmte Oberfläche auf (angedeutet durch den Pfeil, welcher die Krümmungsradien andeutet). In diesen Bereich ist eine Beschichtung oder Bedruckung nicht verzerrungsfrei möglich. Dieser Bereich wird in die Kategorie der ungeeigneten Bereiche einsortiert.

Die Figur 13 zeigt ein mögliches Ergebnis für die Bewertung einer weiteren, 3D -gekrümmten und verzerrten Oberfläche. Dargestellt ist, dass sich die ein Teilbereich der Längsfläche zur verzerrungsfreien Bedruckung eignet und somit den Geeignetheitskriterien entsprechen. Diese Fläche kann mit beliebigen individuellen Dekoren ohne Qualitätseinbußen gestaltet werden. Dargestellt ist zudem eine Aufteilung in einzelne Verfahrbahnen des Beschichtungskopfes.