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一种带支撑层的立体发光字的制备方法

阅读：678发布：2020-06-15

专利汇可以提供一种带支撑层的立体发光字的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的目的在于提供一种结构简单的立体发光字及其制备方法，具体制备工艺流程为：①、制图：设计发光字的大小、形状，制成字形线框图；②、打印字体轮廓：根据步骤①所得字形线框图，采用3D打印技术打印带有一定高度的字体轮廓，其中字体轮廓设有支撑层，支撑层垂直于字体轮廓高度方向或平行于字体轮廓端面设置，支撑层的厚度小于等于字体轮廓高度；③、贴光源：将发光源贴于字体轮廓支撑层上；④、制作面板，完成发光字的制备。采用本发明所述方法可提高立体发光字的成品率和生产效率、降低生产成本，节能环保，适合应用于发光字的批量生产。，下面是一种带支撑层的立体发光字的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种带支撑层的发光字的制备方法，其特征在于，制备工艺流程为：
①、制图：设计发光字的大小、形状，制成字形线框图；
②、打印字体轮廓：根据步骤①所得字形线框图，采用3D打印技术打印带有一定高度的字体轮廓，其中字体轮廓设有支撑层，支撑层垂直于字体轮廓高度方向或平行于字体轮廓端面设置，支撑层的厚度小于等于字体轮廓高度；
③、贴光源：将发光源贴于字体轮廓支撑层上；
④、制作面板，完成发光字的制备。
2.按照权利要求1所述带支撑层的发光字的制备方法，其特征在于：步骤②采用的3D 打印机喷头直径为0.1-2mm，层厚0.02～10mm，温度200～260℃，热床0～200℃，打印速度为1～200mm/min。
3.按照权利要求1所述带支撑层的发光字的制备方法，其特征在于，步骤④所述面板的制备方法为：
a)、采用雕刻机按照字体轮廓尺寸雕刻固态面板，雕刻好后将固态面板粘在字体轮廓的一端；
b)、所述支撑层带有孔隙，将字体轮廓远离支撑层的一端向下扣在工作台上，通过支撑层的孔隙向字体轮廓所围成的空间中注入液态树脂，固化树脂，使之形成发光字的面板。
4.一种按照权利要求1所述方法制备的发光字，其特征在于：所述发光字包括字体轮廓(1)、光源和面板，其中：
字体轮廓(1)为内部中空的具有一定高度的立体字框架，字体轮廓(1)上设有支撑层(2)，支撑层(2)垂直于字体轮廓(1)高度方向或平行于字体轮廓(1)的端面，支撑层(2)位于字体轮廓(1)高度方向的任意高度；
光源设置于支撑层(2)上；
面板是透明或半透明的字型面板。
5.按照权利要求4所述的发光字，其特征在于：所述支撑层(2)为网格结构，该网格结构为由一种或多种基本图案组合而成；支撑层(2)的厚度小于等于字体轮廓的高度。
6.按照权利要求5所述的发光字，其特征在于：所述基本图案为多边形，其边长为1mm-
50mm。
7.按照权利要求5所述的发光字，其特征在于：所述光源为单色或全彩发光二极管。
8.按照权利要求5所述的发光字，其特征在于：所述光源通过灯板设置于支撑层(2)上。
9.按照权利要求5所述的发光字，其特征在于：所述面板为由树脂材料制备得到的透明或半透明的字型面板，所述树脂材料为：聚碳酸酯、环氧树脂、丙烯酸树脂、不饱和聚酯树脂中的一种或多种混合。
10.按照权利要求5所述的发光字，其特征在于：所述字体轮廓(1)的壁厚为0.1-10mm；
字体轮廓(1)由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、尼龙、聚乳酸、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物之一种或多种材料制成。

说明书全文

一种带支撑层的立体发光字的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及广告标识领域常用的发光字，特别提供一种带支撑层的立体发光字的制备方法。

背景技术

[0002] 发光字是采用发光二极管为光源制作的发光字体，其具有白天美观，夜晚亮丽，省电节能，经久耐用，宣传效果好等诸多优点，广泛应用于广告领域。目前发光字的制备还是以采用雕刻机、弯字机等设备并结合手工制备为主，该种方法都需要大型设备、场地空间及技术熟练度的配合才能完成制作，不仅效率低，而且会造成原材料的浪费。

[0003] 目前3D打印技术在广告制作领域得到发展，然而依然存在一些问题需要突破，即：发光字结构较复杂、打印速度较慢。

[0004] 申请号为201520733906.4的专利文献公开了一种发光字的3D打印方法，该方法首先进行制图建模，然后雕刻发光字面板，再通过3D打印技术打印立墙和灯板，在贴上光源后将面板、立墙和灯板组装在一起即可。然而，该还存在以下问题：

[0005] 1、发光字结构较复杂，分为面板、立墙和灯板，且还需配合支撑沿、凸棱等进行组装，用料较多，造成能源浪费。

[0006] 2、由于采用组合形式，将各部分材料打印完成后需采用人工进行组装，但在面对某些结构字体时，如“江”、“晶”、“电”等，涉及到的组元较多，且结构区别较小，容易出现组装错误，另外，各组元定位较困难，在后期定型过程中容易出现错位等问题，在批量生产时严重影响生产效率。

[0007] 3、采用3D打印制作发光字的立体轮廓(立墙)时，需要利用三维打印装置沿一定路径逐层沉积立体发光字的围边材料，然而在逐层沉积过程中，由于热胀冷缩的原因会导致轮廓两边上翘，进而形成“翘边”问题(具体请见图1)，从而导致材料报废，影响成品率。

发明内容

[0008] 针对以上问题，本发明从发光字结构和3D打印方法两方面入手，提供一种结构简单的立体发光字及其制备方法，从而提高立体发光字的成品率和生产效率、降低生产成本，节能环保，可广泛应用于发光字的批量生产。

[0009] 本发明技术方案如下：

[0010] 一种带支撑层的发光字的制备方法，其特征在于，制备工艺流程为：

[0011] ①、制图：设计发光字的大小、形状，制成字形线框图；

[0012] ②、打印字体轮廓：根据步骤①所得字形线框图，采用3D打印技术打印带有一定高度的字体轮廓(字体轮廓为由具有一定高度的板状结构围成的中空的框体结构)，其中字体轮廓设有支撑层，支撑层垂直于字体轮廓高度方向或平行于字体轮廓端面设置(所述高度方向是指字体轮廓打印过程中打印层厚度的增加方向)，支撑层的厚度小于等于字体轮廓高度，字体轮廓与支撑层为一体结构，可直接通过打印得到，即当字体轮廓打印到一定高度时，直接打印出支撑层，然后继续打印剩余高度的字体轮廓；

[0013] ③、贴光源：将发光源贴于字体轮廓支撑层上；

[0014] ④、制作面板，完成发光字的制备。

[0015] 其中：步骤②采用的3D 打印机喷头直径为0.1-2mm，层厚0.02～10mm，温度200～260℃，热床0～200℃，打印速度为1～200mm/min。

[0016] 步骤④所述面板的制备方法为：

[0017] a)、采用雕刻机按照字体轮廓尺寸雕刻固态面板，雕刻好后将固态面板粘在字体轮廓的一端；

[0018] b)、当所述支撑层带有孔隙时，可将字体轮廓远离支撑层的一端向下扣在工作台上，通过支撑层的孔隙向字体轮廓所围成的空间中注入液态树脂，固化树脂(加固化剂或通过光固化)，使之形成发光字的面板。

[0019] 采用本发明所述方法制备的发光字，其特征在于：所述发光字包括字体轮廓1、光源和面板，其中：

[0020] 字体轮廓1为内部中空的具有一定高度的立体字框架，字体轮廓1上设有支撑层2，支撑层2垂直于字体轮廓1高度方向或平行于字体轮廓1的端面，支撑层2位于字体轮廓1高度方向的任意高度；

[0021] 光源设置于支撑层2上；

[0022] 面板是透明或半透明的字型面板。

[0023] 作为优选的技术方案：所述支撑层2为网格结构，该网格结构为由一种或多种基本图案组合而成；所述基本图案优选为多边形，最优选为四边形，其边长优选为1mm-50mm；支撑层2的厚度小于等于字体轮廓的高度 (优选为0.1mm-30mm)。

[0024] 作为优选的技术方案：所述光源为单色或全彩发光二极管(俗称LED 灯，LED灯可由单片机、PLC、DSP或电脑进行控制)。所述光源可通过灯板设置于支撑层2上(灯板上可设有通孔，以方便液态树脂材料的注入)。

[0025] 作为优选的技术方案：所述面板为由树脂材料制备得到的透明或半透明的字型面板。所述树脂材料优选为PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)、丙烯酸树脂、环氧树脂、不饱和聚酯中的一种或多种。

[0026] 作为优选的技术方案：所述字体轮廓1的壁厚为0.1-10mm；字体轮廓 1由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)、尼龙、聚乳酸(PLA)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物(ABS)之一种或多种材料制成。

[0027] 与现有技术相比，本发明所述方案具有以下优点：

[0028] 1、只需采用3D打印制作板状字体轮廓，无需制作带有凸棱的灯板，提高加工效率的同时，进一步降低污染，节省能源、材料。

[0029] 2、本发明采用支撑层定位活动的字体轮廓，不易丢失笔画，便于加工，同时定位准确，避免了人工定位存在的效率低、定位不准的问题。

[0030] 3、本发明采用支撑层进一步增加字体轮廓的强度，避免打印过程中出现“翘边”问题。

[0031] 4、可采用直接注入液态树脂并固化的方式制备面板，避免使用传统的雕刻机会出现的效率低、配合度差的问题，提高效率的同时可使产品的材质更加丰富多样。

[0032] 5、本发明所述发光字结构简单，制备工艺流程简单且更加自动化，提高成品率与加工效率，更适合大规模生产应用。附图说明

[0033] 图1打印过程中形成的“翘边”示意图。

[0034] 图2实施例1带支撑层的字体轮廓结构示意图(支撑层在字体轮廓最下层，箭头方向为字体轮廓高度方向)。

[0035] 图3实施例2带支撑层的字体轮廓结构示意图(支撑层在字体轮廓中间位置，箭头方向为字体轮廓高度方向)。

[0036] 图4实施例2字体轮廓局部剖视图。

[0037] 图5实施例6带支撑层的字体轮廓结构示意图(支撑层在字体轮廓最下层，箭头方向为字体轮廓高度方向)。

[0038] 附图标记：1、字体轮廓，2、支撑层。

具体实施方式

[0039] 实施例1

[0040] 发光字包括字体轮廓1、光源和面板，其中：

[0041] 字体轮廓1结构如图2所示，其为由板状材料围成的内部中空的立体字形框架，字体轮廓1的壁厚为2mm，由PMMA制成；字体轮廓1上设有垂直于字体轮廓1高度方向的支撑层2，支撑层2位于字体轮廓1底部端面，厚度为3mm；支撑层2为菱形网格结构，每个菱形的边长为10mm；

[0042] 光源为LED灯，直接设置于支撑层2上；

[0043] 面板为由PMMA制得的字型面板，位于光源之上。

[0044] 制备所述发光字的具体工艺流程为：

[0045] ①、制图：设计发光字的大小、形状，制成字形线框图；

[0046] ②、打印字体轮廓：根据步骤①所得字形线框图，采用3D打印技术打印高度为200mm的字体轮廓1，在打印字体轮廓1第一层时打印支撑层2，打印完支撑层2后继续打印字体轮廓1，使字体轮廓1与支撑层2为一体结构；其中3D打印机喷头直径为0.5mm，层厚0.5mm，温度200℃，热床20℃，打印速度为80mm/min，最终打印出带有支撑层2的字体轮廓1；

[0047] ③、贴光源：将发光源LED灯贴于支撑层2上，光源朝上放置；

[0048] ④、制作面板：将字体轮廓1远离支撑层2的一端向下扣在工作台上，通过支撑层2的孔隙向字体轮廓1所围成的空间中注入液态PMMA，固化，使之形成发光字的面板，最终完成发光字的制备。

[0049] 实施例2

[0050] 与实施例1的不同之处在于：在步骤②打印字体轮廓1时，在打印字体轮廓1高度的一半后开始打印支撑层2，最终打印得到的字体轮廓1结构如图3所示，其支撑层2位于字体轮廓1中间位置，如图4所示，厚度为 0.5mm。

[0051] 实施例3

[0052] 与实施例1的不同之处在于：

[0053] 步骤②中，支撑层2为三角形网格结构，三角形边长为5mm，支撑层 2厚度为15mm。

[0054] 步骤④所述面板的制备方法为：采用雕刻机按照字体轮廓1尺寸雕刻固态面板，雕刻好后将固态面板粘在字体轮廓1的一端。

[0055] 实施例4

[0056] 与实施例1的不同之处在于：

[0057] 支撑层2为三角形网格结构，三角形边长为25mm，支撑层2厚度为 5mm。光源通过灯板设置于支撑层2上，灯板上设有通孔，以方便制备面板时注入PMMA。

[0058] 实施例5

[0059] 与实施例1的不同之处在于：

[0060] 支撑层2为正方形网格结构，正方形边长为1mm，支撑层2厚度为 20mm。所述面板由丙烯酸树脂制备得到。

[0061] 实施例6

[0062] 与实施例1的不同之处在于：

[0063] 支撑层2布满字体轮廓1底部端面，且支撑层2面积大于字体轮廓1 底部端面面积。

[0064] 步骤②采用的3D打印机喷头直径为1.5mm，层厚5mm，温度210℃，热床25℃，打印速度为150mm/min。

[0065] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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