CN104139526A - 浮雕壁画数字点阵热压3d打印成型方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型方法及装置，其装置主要由输送系统、打印系统和控制系统组成；输送系统是滚筒或输送带，打印系统由特制打印头、针向导片一、针向导片二、针向导片三、复位弹簧、弹簧压阻片、压簧块、衔铁、永磁铁、激励线圈、电磁铁芯、定位阻挡片和打印头壳体组成，特制打印头由圆弧针状结构打印针头、温度传感器、压力传感器和电磁加热器组成，控制系统与激励线圈连接；发泡材料通过滚筒或输送带传送到特制打印头进行打印印花；本发明无需印花模具设备，节省了成本，而且针对不同图案对控制系统程序进行编程，对图案适应性强，同时本发明具有方法原理简单，容易操作，效率高，对于各种批量生产都完全适用的优点。

Description

浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型方法及装置

技术领域

本发明属于高分子材料加工成型领域，涉及浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型方法及装置，对浮雕壁画进行快速印花成型。

背景技术

在室内装饰中，浮雕壁画因指浅浮雕，起位较低，形体压缩较大，平面感较强，更大程度地接近于绘画形式，从而在家居装饰中有重要的地位，其适用广泛、空间效果强烈，越来越受到人们的欢迎。在市场对浮雕壁纸的需求增多的同时，现在生产浮雕壁纸的方法工艺和装置多样，原理有热压成型和滚压成型方式。

专利申请号(98106757.3)发明中涉及的是一种模具助压粘合浮雕制作工艺及其应用，提出利用模具与模具成型体之间有最佳粘合性质，让模具为造形保形并助压，使具有浮雕图案的模具能够在制品表面制作浮雕，但其需要制作专门模具，模具具有单一性，无法实现多种图案生产。

专利申请号(201310334837.5)发明中涉及的是一种发泡壁纸的生产工艺，该工艺提出一种先将基材和塑料薄片压延复合形成半成品壁纸，通过临界二氧化碳进行饱和一段时间后，经过热辊发泡后再经过印花设备印上花纹和图案或通过带有花纹的加热辊进行加热发泡和压花，此发明缺陷之处是在制造印花设备或有花纹的加热辊价格昂贵，小批量生产无法盈利，不能完全满足市场需求。

为了解决上诉问题，本发明是提出基于3D打印技术的新型浮雕壁画的生产方法及装置，无需制作专门的印花模具或加热辊压花设备，通过图案花纹的立体模型的建立，用特制打印头对不同图案和批次量不同的壁画进行快速印花制作。

发明内容

本发明提出浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型方法及装置，其目的是利用3D打印技术取代印花模具，通过建立图案花纹的立体模型，利用加热的特制打印头击打发泡材料热塑成型立体花纹，方法原理简单，效率高，并且具有廉价特性，适合实际生产需求。

本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，主要由输送系统、打印系统和控制系统组成；输送系统可以是滚筒或输送带，打印系统由特制打印头、针向导片一、针向导片二、针向导片三、复位弹簧、弹簧压阻片、压簧块、衔铁、永磁铁、激励线圈和电磁铁芯等组成，特制打印头是由圆弧针状结构打印针头、温度传感器、压力传感器和电磁加热器等组成。控制系统是一种集成系统控制，控制系统与激励线圈连接。

本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，其结构组成中：发泡材料通过滚筒或输送带传送到特制打印头进行打印印花；电磁加热器是处于靠近圆弧针状结构打印针头的部位，为的是能给圆弧针状结构打印针头快速加热；温度传感器是与电磁加热器连接，通过温度传感器控制温度保持在材料塑化熔融温度之上；压力传感器是在微球头结构打印针头中，向控制系统进行反馈打印深度和力的大小，控制系统通过控制激励线圈电流的大小对打印深度和力的大小进行控制；特制打印头通过针向导片一、针向导片二、针向导片三固定其单向往复运动(特制打印头的单向往复运动可以只通过针向导片一和针向导片二来控制，即两点决定一条直线，特制打印头上的杆穿过针向导片一和针向导片)，特制打印头与衔铁连接，衔铁一直被永磁铁吸引，同时与复位弹簧连接，当激励线圈通电时，激励线圈与电磁铁芯固定，在其间产生一个与永磁铁相反的磁场，使对衔铁的作用力减弱，特制打印头获得击打的机械能而飞出，在发泡材料上打出凹槽，同时压缩复位弹簧，当激励线圈断电时，在复位弹簧的回复力和永磁铁的引力作用下返回。如此循环反复，多个特制打印头可同时打印，由控制系统控制并建立图案花纹的立体模型，在发泡材料上打印出凹凸花纹。

本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，特制打印头可以是微球头结构打印针头，也可以是圆弧针状结构打印针头等端部成弧形的曲面结构，还可以是微方块结构打印针头，具体结构可根据成型图案作相应设计。

本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，特制打印头可以是独立零件，也可以与打印杆做成一体。若为独立零件，可实现特制打印头的方便更换。

本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，特制打印头是可以是24针或16针，针数主要根据具体打印图案决定。

本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，输送系统可以是滚筒或输送带等。

本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，成型的材料可以是发泡材料或其他材料。

本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型方法，主要包括以下步骤：1)电磁加热器对特制打印头进行加热，通过温度传感器调节以达到材料所需塑化熔融温度。2)控制系统控制激励线圈通电，进行试打印，压力传感器反馈出所打印的深度和力的大小到控制系统，控制系统通过调节激励线圈电流的大小以达到所需的打印图案凹槽深度。3)滚筒或输送带将发泡材料输送到特制打印头部位，进入正式打印阶段，当激励线圈通电时，激励线圈与电磁铁芯固定，在其间产生一个与永磁铁相反的磁场，使对衔铁的作用力减弱，特制打印头获得击打的机械能而飞出，在发泡材料上打出凹槽，同时压缩复位弹簧，当激励线圈断电时，在复位弹簧的回复力和永磁铁的引力作用下返回，如此循环反复。4)控制系统由所建立图案花纹的立体模型，进行控制多针打印，在发泡材料上形成数字点阵打印成型花纹图案。

本发明主要有益效果是引入3D打印技术，无需制做专门的印花模具设备，节省了成本，而且可以针对不同图案对控制系统程序进行编程，对图案适应性强，同时本发明具有方法原理简单，容易操作，效率高，对于各种批量生产都完全适用的优点。

附图说明

图1是本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置的结构图。

图2是本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置中特制打印头的局部放大图。

图3是本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置中微球头状结构特制打印头的示意图。

图4是本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置中微方块状结构特制打印头的示意图。

图5是本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置中控制系统打印花纹示意图。

图中：1.发泡材料，2.滚筒或输送带，3.特制打印头，4.针向导片一，5.弹簧压阻片，6.复位弹簧，7.压簧块，8.衔铁，9.激励线圈，10.电磁铁芯，11.永磁铁，12.定位阻挡片，13.打印头壳体，14.针向导片二，15.针向导片三，16.圆弧针状结构打印针头，17.压力传感器，18.温度传感器，19.电磁加热器，20.微球头状结构打印针头，21.微方块结构打印针头，22.控制系统。

具体实施方式

本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，其主要结构示意图如图1、图2所示，主要组成是由输送系统、打印系统和控制系统组成；输送系统是滚筒或输送带2，打印系统由特制打印头3、针向导片一4、针向导片二14、针向导片三15、复位弹簧6、弹簧压阻片5、压簧块7、衔铁8、永磁铁11、激励线圈9、电磁铁芯10、定位阻挡片12和打印头壳体13组成，图2所示特制打印头3由圆弧针状结构打印针头16、温度传感器18、压力传感器17和电磁加热器19组成。控制系统22是一种集成系统控制，控制系统22与激励线圈9连接。

本发明是浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，其结构组成中：发泡材料1通过滚筒或输送带2传送到特制打印头3进行打印印花；电磁加热器19是处于靠近圆弧针状结构打印针头16的部位，为的是能给圆弧状结构打印针头16快速加热；电磁加热器19通过温度传感器18来控制圆弧针状结构打印针头16的温度，通过温度传感器18使控制温度保持在发泡材料1塑化熔融温度之上；压力传感器17是在圆弧针状结构打印针头16中，压力传感器17向控制系统22进行反馈打印深度和力的大小，控制系统22通过控制激励线圈9的电流的大小对打印深度和力的大小进行控制；定位阻挡片12挡住电磁铁芯10，使其位于打印头壳体13内的固定位置；特制打印头3由通过针向导片一4、针向导片二14、针向导片三15固定其单向往复运动，针向导片一4、针向导片二14和针向导片三15中间有孔，针向导片一4、针向导片二14和针向导片三15安装在打印头壳体13中，特制打印头3在针向导片一4、针向导片二14和针向导片三15三者中间的孔中穿过，特制打印头3的末端与衔铁8连接，衔铁8一直被永磁铁11吸引，同时与复位弹簧6连接，当激励线圈9通电时，激励线圈9与电磁铁芯10固定，在电磁铁芯10间产生一个与永磁铁11相反的磁场，使对衔铁8的作用力减弱，特制打印头3获得击打的机械能而飞出，在发泡材料1上打出凹槽，同时压缩复位弹簧6，当激励线圈9断电时，在复位弹簧6的回复力和永磁铁11的引力作用下特制打印头3返回。如此循环反复，可以有多个特制打印头3同时打印，由控制系统22建立图案花纹的立体模型，在发泡材料3上打印出凹凸花纹。

本发明浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，圆弧针状结构打印针头16的针头部的形状可以为微球头结构打印针头20，还可以是微方块结构打印针头21，如图3和图4所示，微球头结构打印针头20和微方块结构打印针头21的针头也安装压力传感器17，图中未示出，圆弧针状结构打印针头16的针头部其它结构可根据成型图案作相应设计。

本发明是浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，打印成型方法主要包括以下步骤：1)电磁加热器19对特制打印头3进行加热，通过温度传感器18调节发泡材料1所需塑化熔融温度。2)控制系统22控制激励线圈9通电，进行试打印，压力传感器17反馈出所打印的深度和力的大小到控制系统22，控制系统22调节激励线圈9的电流的大小调节所需的打印凹槽的深度。3)滚筒或输送带2将发泡材料1输送到特制打印头3部位，进入正式打印阶段。4)控制系统22由所建立图案花纹的立体模型，进行控制多针打印，在发泡材料1上形成数字点阵打印成型花纹图案，图5中显示的是在控制系统22控制下将打印的“英蓝”二字。

以上所述为本发明的具体设备及工艺情况，配合各图予以说明。但是本发明并不局限于以上所述的具体设备及工艺情况，任何基于上述所述的对于相关设备的修改或替换，任何基于上述所述的对于相关工艺的局部调整，只要在本发明的精神领域内，均属于本发明。

Claims (3)

1.浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，其特征在于：主要由输送系统、打印系统和控制系统组成；输送系统是滚筒或输送带，打印系统由特制打印头、针向导片一、针向导片二、针向导片三、复位弹簧、弹簧压阻片、压簧块、衔铁、永磁铁、激励线圈、电磁铁芯、定位阻挡片和打印头壳体组成，特制打印头由圆弧针状结构打印针头、温度传感器、压力传感器和电磁加热器组成，控制系统是一种集成系统控制，控制系统与激励线圈连接；发泡材料通过滚筒或输送带传送到特制打印头进行打印印花；电磁加热器是处于靠近圆弧针状结构打印针头的部位，给圆弧状结构打印针头快速加热；电磁加热器通过温度传感器来控制圆弧针状结构打印针头的温度，通过温度传感器使控制温度保持在发泡材料塑化熔融温度之上；压力传感器是在圆弧针状结构打印针头中，压力传感器向控制系统进行反馈打印深度和力的大小，控制系统通过控制激励线圈的电流的大小对打印深度和力的大小进行控制；定位阻挡片挡住电磁铁芯，使其位于打印头壳体内的固定位置；特制打印头由通过针向导片一、针向导片二、针向导片三固定其单向往复运动，针向导片一、针向导片二和针向导片三中间有孔，针向导片一、针向导片二和针向导片三安装在打印头壳体中，特制打印头在针向导片一、针向导片二和针向导片三三者中间的孔中穿过，特制打印头的末端与衔铁连接，衔铁一直被永磁铁吸引，同时与复位弹簧连接。

2.根据权利要求1所述的浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置，其特征在于：圆弧针状结构打印针头的针头部的形状可以为微球头结构打印针头，还可以是微方块结构打印针头，微球头结构打印针头和微方块结构打印针头的针头也安装压力传感器。

3.采用权利要求1所述的浮雕壁画数字点阵热压3D打印成型装置的打印方法，其特征在于：第一步，电磁加热器对特制打印头进行加热，通过温度传感器调节特制打印头的温度以达到材料所需塑化熔融温度；第二步，控制系统控制激励线圈通电，进行试打印，压力传感器反馈出所打印的深度和力的大小到控制系统，控制系统通过调节激励线圈电流的大小以达到所需的打印图案凹槽深度；第三步，滚筒或输送带将发泡材料输送到特制打印头部位，进入正式打印阶段，当激励线圈通电时，激励线圈与电磁铁芯固定，在其间产生一个与永磁铁相反的磁场，使对衔铁的作用力减弱，特制打印头获得击打的机械能而飞出，在发泡材料上打出凹槽，同时压缩复位弹簧，当激励线圈断电时，在复位弹簧的回复力和永磁铁的引力作用下返回，如此循环反复；第四步，控制系统由所建立图案花纹的立体模型，进行控制多针打印，在发泡材料上形成数字点阵打印成型花纹图案。