CN104354297A - 利用3d打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法，首先将纤维原料、涂料、水性油墨和打印用胶水分别装进对应的原料盒中，然后利用三维软件进行纸盒的设计，包括纸盒的整体尺寸及纤维组成的原纸厚度及涂料层厚度；再利用三维软件进行纸盒印刷图案的设计，包括纸盒各个部件中黄、品、青、黑水性油墨的平面位置、厚度及墨量多少的设计；接下来启动3D打印机按照设计进行包装盒的打印成型，逐层打印纸盒的原纸层、涂料层、印刷油墨层，最后将打印成型的产品进行上光和模切，即获得纸质包装盒。本发明一种利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法解决了现有包装纸盒的生产周期长、材料浪费大、污染环境的问题。

Description

利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法
技术领域
本发明属于印刷包装技术领域，具体涉及一种利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法。
背景技术
目前，纸包装盒的制作和印刷要经过如下过程：把制造好的纸张印刷后进行模切，再折叠成纸盒。在纸张的形成中要经历制浆、造纸过程，需要制浆、造纸过程。在印刷过程中，需要相关的印刷设备。在印后处理中，需模切、上光等步骤。在造纸、印刷、纸盒成型的过程中，投资巨大，消耗大量的能源，产生大量的废物，时间周期长。
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，采用3D打印技术进行纸质材料的生产、印刷及纸盒成型设计，大大缩短了周期时间，节省资源，减少投资资金，是一种全新的印刷包装纸盒成型技术，也是一种全新的造纸术。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法，解决了现有包装纸盒的生产周期长、材料浪费大、污染环境的问题。
本发明所采用的技术方案是，利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1：把纤维原料压碎成粉末状，放入3D打印机的原料盒中，作为纸盒原纸的材料；把纸的涂料也放入3D打印机的涂料原料盒中；把黄、品、青、黑四色水性油墨分别装入3D打印机的颜料原料盒中；把3D打印用胶水装入胶水原料盒中；
步骤2：利用三维软件进行纸盒的设计，包括纸盒的整体尺寸及纤维组成的原纸厚度及涂料层厚度；
步骤3：利用三维软件进行纸盒印刷图案的设计，包括纸盒各个部件中黄、品、青、黑水性油墨的平面位置、厚度及墨量多少的设计；
步骤4：启动3D打印机按照步骤2和步骤3中的设计进行包装盒的打印成型，逐层打印纸盒的原纸层、涂料层、印刷油墨层；
步骤5，印后工序，将步骤4中打印成型的产品进行上光和模切，即获得纸质包装盒。
本发明的特征还在于，
其中，步骤1中的纤维原料，为针叶木纤维、阔叶木纤维、针叶木纤维和塑料粉末或阔叶木纤维与塑料粉末的混合物。
其中，针叶木纤维与塑料粉末的质量比为1～10:1，所述的阔叶木纤维与塑料粉末的质量比为1～10:1。
其中，步骤2中利用三维软件进行纸盒尺寸的设计，按照包装盒展开所占的平面尺寸进行纸盒的平面尺寸设计；原纸的厚度根据纸盒的强度进行设计，纸盒强度越大，则纸越厚，原纸厚度的取值范围为2～10mm；涂料层厚度为1～2mm。
其中，步骤3中，在利用三维软件进行图文的设计时，需要根据颜色深浅设置图文的厚度，如果颜色深，厚度则大，一般最大厚度为10～30微米。
其中，步骤4中，在打印图文层后，有上光需要的，则打印0.3～1mm的水性上光油。
本发明的有益效果是，本发明用3D打印机同时进行纸质材料的制造、纸盒成型和纸盒印刷，减少纸张的浪费，缩短流程，节省时间，减轻污染。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：把纤维原料压碎成粉末状，放入3D打印机的原料盒中，作为纸盒原纸的材料；把纸的涂料也放入3D打印机的涂料原料盒中；把黄、品、青、黑四色水性油墨分别装入3D打印机的颜料原料盒中；把3D打印用胶水装入胶水原料盒中；其中的纤维原料，为针叶木纤维、阔叶木纤维、针叶木纤维和塑料粉末或阔叶木纤维与塑料粉末的混合物。针叶木纤维与塑料粉末的质量比为1～10:1，所述的阔叶木纤维与塑料粉末的质量比为1～10:1，也可用其它纤维材料或混合纤维材料与塑料粉末进行混合。
步骤2：利用三维软件进行纸盒的设计，包括纸盒的整体尺寸及纤维组成的原纸厚度及涂料层厚度；在设计时，具体按照包装盒展开所占的平面尺寸进行纸盒的平面尺寸设计；原纸的厚度根据纸盒的强度进行设计，纸盒强度越大，则纸越厚，原纸厚度的取值范围为2～10mm；涂料层厚度为1～2mm。
步骤3：利用三维软件进行纸盒印刷图案的设计，包括纸盒各个部件中黄、品、青、黑水性油墨的平面位置、厚度及墨量多少的设计；在设计时，需要根据图案颜色的深浅设置图文的厚度，如果颜色深，厚度则大，一般最大厚度为10～30微米。
步骤4：启动3D打印机按照步骤2和步骤3中的设计进行包装盒的打印成型，逐层打印纸盒的原纸层、涂料层、印刷油墨层；在打印图文层后，有上光需要的，则打印0.3～1mm的水性上光油。
步骤5，印后工序，将步骤4中打印成型的产品进行上光和模切，即获得纸质包装盒。
实施例1
利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法进行包装盒的打印成型，具体按照以下步骤实施：
步骤1：把纤维原料压碎成粉末状，放入3D打印机的原料盒中，作为纸盒原纸的材料；把纸的涂料也放入3D打印机的涂料原料盒中；把黄、品、青、黑四色水性油墨分别装入3D打印机的颜料原料盒中；把3D打印用胶水装入胶水原料盒中；其中的纤维原料，为针叶木纤维。
步骤2：利用三维软件进行纸盒的设计，包括纸盒的整体尺寸及纤维组成的原纸厚度及涂料层厚度；在设计时，具体按照包装盒展开所占的平面尺寸进行纸盒的平面尺寸设计；原纸厚度的取值范围为2mm；涂料层厚度为2mm。
步骤3：利用三维软件进行纸盒印刷图案的设计，包括纸盒各个部件中黄、品、青、黑水性油墨的平面位置、厚度及墨量多少的设计；其中厚度为30微米。
步骤4：启动3D打印机按照步骤2和步骤3中的设计进行包装盒的打印成型，逐层打印纸盒的原纸层、涂料层、印刷油墨层；在打印图文层后，有上光需要，打印1mm的水性上光油。
步骤5，印后工序，将步骤4中打印成型的产品进行上光和模切，即获得纸质包装盒。
实施例2
利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法进行包装盒的打印成型，具体按照以下步骤实施：
步骤1：把纤维原料压碎成粉末状，放入3D打印机的原料盒中，作为纸盒原纸的材料；把纸的涂料也放入3D打印机的涂料原料盒中；把黄、品、青、黑四色水性油墨分别装入3D打印机的颜料原料盒中；把3D打印用胶水装入胶水原料盒中；其中的纤维原料为阔叶木纤维。
步骤2：利用三维软件进行纸盒的设计，包括纸盒的整体尺寸及纤维组成的原纸厚度及涂料层厚度；在设计时，具体按照包装盒展开所占的平面尺寸进行纸盒的平面尺寸设计；原纸厚度的取值范围为10mm；涂料层厚度为1mm。
步骤3：利用三维软件进行纸盒印刷图案的设计，包括纸盒各个部件中黄、品、青、黑水性油墨的平面位置、厚度及墨量多少的设计；其中厚度为10微米。
步骤4：启动3D打印机按照步骤2和步骤3中的设计进行包装盒的打印成型，逐层打印纸盒的原纸层、涂料层、印刷油墨层；在打印图文层后，有上光需要，打印0.3mm的水性上光油。
步骤5，印后工序，将步骤4中打印成型的产品进行上光和模切，即获得纸质包装盒。
实施例3
利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法进行包装盒的打印成型，具体按照以下步骤实施：
步骤1：把纤维原料压碎成粉末状，放入3D打印机的原料盒中，作为纸盒原纸的材料；把纸的涂料也放入3D打印机的涂料原料盒中；把黄、品、青、黑四色水性油墨分别装入3D打印机的颜料原料盒中；把3D打印用胶水装入胶水原料盒中；其中的纤维原料，为针叶木纤维和塑料粉末按照质量比为1:1组成的混合物；
步骤2：利用三维软件进行纸盒的设计，包括纸盒的整体尺寸及纤维组成的原纸厚度及涂料层厚度；在设计时，具体按照包装盒展开所占的平面尺寸进行纸盒的平面尺寸设计；原纸厚度为5mm，涂料层厚度为1.5mm。
步骤3：利用三维软件进行纸盒印刷图案的设计，包括纸盒各个部件中黄、品、青、黑水性油墨的平面位置、厚度及墨量多少的设计；其中厚度为20微米。
步骤4：启动3D打印机按照步骤2和步骤3中的设计进行包装盒的打印成型，逐层打印纸盒的原纸层、涂料层、印刷油墨层。
步骤5，印后工序，将步骤4中打印成型的产品进行上光和模切，即获得纸质包装盒。
实施例4
步骤1：把纤维原料压碎成粉末状，放入3D打印机的原料盒中，作为纸盒原纸的材料；把纸的涂料也放入3D打印机的涂料原料盒中；把黄、品、青、黑四色水性油墨分别装入3D打印机的颜料原料盒中；把3D打印用胶水装入胶水原料盒中；其中的纤维原料，为针叶木纤维和塑料粉末按照质量比为10:1组成的混合物；
步骤2：利用三维软件进行纸盒的设计，包括纸盒的整体尺寸及纤维组成的原纸厚度及涂料层厚度；在设计时，具体按照包装盒展开所占的平面尺寸进行纸盒的平面尺寸设计；原纸厚度为5mm，涂料层厚度为1.5mm。
步骤3：利用三维软件进行纸盒印刷图案的设计，包括纸盒各个部件中黄、品、青、黑水性油墨的平面位置、厚度及墨量多少的设计；其中厚度为25微米。
步骤4：启动3D打印机按照步骤2和步骤3中的设计进行包装盒的打印成型，逐层打印纸盒的原纸层、涂料层、印刷油墨层；在打印图文层后，有上光需要，打印0.6mm的水性上光油。
步骤5，印后工序，将步骤4中打印成型的产品进行上光和模切，即获得纸质包装盒。
实施例5
步骤1：把纤维原料压碎成粉末状，放入3D打印机的原料盒中，作为纸盒原纸的材料；把纸的涂料也放入3D打印机的涂料原料盒中；把黄、品、青、黑四色水性油墨分别装入3D打印机的颜料原料盒中；把3D打印用胶水装入胶水原料盒中；其中的纤维原料，为针叶木纤维和塑料粉末按照质量比为5:1组成的混合物；
步骤2：利用三维软件进行纸盒的设计，包括纸盒的整体尺寸及纤维组成的原纸厚度及涂料层厚度；在设计时，具体按照包装盒展开所占的平面尺寸进行纸盒的平面尺寸设计；原纸厚度为3mm，涂料层厚度为1mm。
步骤3：利用三维软件进行纸盒印刷图案的设计，包括纸盒各个部件中黄、品、青、黑水性油墨的平面位置、厚度及墨量多少的设计；其中厚度为21微米。
步骤4：启动3D打印机按照步骤2和步骤3中的设计进行包装盒的打印成型，逐层打印纸盒的原纸层、涂料层、印刷油墨层；在打印图文层后，有上光需要，打印1mm的水性上光油。
步骤5，印后工序，将步骤4中打印成型的产品进行上光和模切，即获得纸质包装盒。
实施例6
利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法进行包装盒的打印成型，具体按照以下步骤实施：
步骤1：把纤维原料压碎成粉末状，放入3D打印机的原料盒中，作为纸盒原纸的材料；把纸的涂料也放入3D打印机的涂料原料盒中；把黄、品、青、黑四色水性油墨分别装入3D打印机的颜料原料盒中；把3D打印用胶水装入胶水原料盒中；其中的纤维原料，为阔叶木纤维与塑料粉末按质量比为1:1组成的混合物。
步骤2：利用三维软件进行纸盒的设计，包括纸盒的整体尺寸及纤维组成的原纸厚度及涂料层厚度；在设计时，具体按照包装盒展开所占的平面尺寸进行纸盒的平面尺寸设计；原纸的厚度为6mm，涂料层厚度为1mm。
步骤3：利用三维软件进行纸盒印刷图案的设计，包括纸盒各个部件中黄、品、青、黑水性油墨的平面位置、厚度及墨量多少的设计；其中厚度为11微米。
步骤4：启动3D打印机按照步骤2和步骤3中的设计进行包装盒的打印成型，逐层打印纸盒的原纸层、涂料层、印刷油墨层。
步骤5，印后工序，将步骤4中打印成型的产品进行上光和模切，即获得纸质包装盒。
实施例7
利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法进行包装盒的打印成型，具体按照以下步骤实施：
步骤1：把纤维原料压碎成粉末状，放入3D打印机的原料盒中，作为纸盒原纸的材料；把纸的涂料也放入3D打印机的涂料原料盒中；把黄、品、青、黑四色水性油墨分别装入3D打印机的颜料原料盒中；把3D打印用胶水装入胶水原料盒中；其中的纤维原料，为阔叶木纤维与塑料粉末按质量比为5:1组成的混合物。
步骤2：利用三维软件进行纸盒的设计，包括纸盒的整体尺寸及纤维组成的原纸厚度及涂料层厚度；在设计时，具体按照包装盒展开所占的平面尺寸进行纸盒的平面尺寸设计；原纸的厚度为4mm，涂料层厚度为1.6mm。
步骤3：利用三维软件进行纸盒印刷图案的设计，包括纸盒各个部件中黄、品、青、黑水性油墨的平面位置、厚度及墨量多少的设计；其中厚度为13微米。
步骤4：启动3D打印机按照步骤2和步骤3中的设计进行包装盒的打印成型，逐层打印纸盒的原纸层、涂料层、印刷油墨层；在打印图文层后，有上光需要，打印0.3mm的水性上光油。
步骤5，印后工序，将步骤4中打印成型的产品进行上光和模切，即获得纸质包装盒。
实施例8
利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法进行包装盒的打印成型，具体按照以下步骤实施：
步骤1：把纤维原料压碎成粉末状，放入3D打印机的原料盒中，作为纸盒原纸的材料；把纸的涂料也放入3D打印机的涂料原料盒中；把黄、品、青、黑四色水性油墨分别装入3D打印机的颜料原料盒中；把3D打印用胶水装入胶水原料盒中；其中的纤维原料，为阔叶木纤维与塑料粉末按质量比为10:1组成的混合物。
步骤2：利用三维软件进行纸盒的设计，包括纸盒的整体尺寸及纤维组成的原纸厚度及涂料层厚度；在设计时，具体按照包装盒展开所占的平面尺寸进行纸盒的平面尺寸设计；原纸厚度为4mm，涂料层厚度为1.6mm。
步骤3：利用三维软件进行纸盒印刷图案的设计，包括纸盒各个部件中黄、品、青、黑水性油墨的平面位置、厚度及墨量多少的设计；其中厚度为11微米。
步骤4：启动3D打印机按照步骤2和步骤3中的设计进行包装盒的打印成型，逐层打印纸盒的原纸层、涂料层、印刷油墨层；在打印图文层后，有上光需要的，则打印0.8mm的水性上光油。
步骤5，印后工序，将步骤4中打印成型的产品进行上光和模切，即获得纸质包装盒。
本发明先利用三维软件设计出预印刷的包装盒，包括包装盒的整体尺寸、纸张厚度及盒上的图文位置及厚度，甚至可以打印图文上的上光油的位置及厚度。能精准控制各层材料的尺寸，减少制版中材料的浪费，缩短流程，节省时间，减轻污染，促使印刷、造纸的一体化和自动化。

Claims (6)

1.利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施： 
步骤1：把纤维原料压碎成粉末状，放入3D打印机的原料盒中，作为纸盒原纸的材料；把纸的涂料也放入3D打印机的涂料原料盒中；把黄、品、青、黑四色水性油墨分别装入3D打印机的颜料原料盒中；把3D打印用胶水装入胶水原料盒中； 
步骤2：利用三维软件进行纸盒的设计，包括纸盒的整体尺寸及纤维组成的原纸厚度及涂料层厚度； 
步骤3：利用三维软件进行纸盒印刷图案的设计，包括纸盒各个部件中黄、品、青、黑水性油墨的平面位置、厚度及墨量多少的设计； 
步骤4：启动3D打印机按照步骤2和步骤3中的设计进行包装盒的打印成型，逐层打印纸盒的原纸层、涂料层、印刷油墨层； 
步骤5，印后工序，将步骤4中打印成型的产品进行上光和模切，即获得纸质包装盒。 
2.根据权利要求1所述的利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法，其特征在于，所述的步骤1中的纤维原料，为针叶木纤维、阔叶木纤维、针叶木纤维和塑料粉末或阔叶木纤维与塑料粉末的混合物。 
3.根据权利要求2所述的利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法，其特征在于，所述的针叶木纤维与塑料粉末的质量比为 1～10:1，所述的阔叶木纤维与塑料粉末的质量比为1～10:1。 
4.根据权利要求1所述的利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法，其特征在于，所述的步骤2中利用三维软件进行纸盒尺寸的设计，按照包装盒展开所占的平面尺寸进行纸盒的平面尺寸设计；原纸的厚度根据纸盒的强度进行设计，纸盒强度越大，则纸越厚，原纸厚度的取值范围为2～10mm；涂料层厚度为1～2mm。 
5.根据权利要求1所述的利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法，其特征在于，所述的步骤3中，在利用三维软件进行图文的设计时，需要根据颜色深浅设置图文的厚度，如果颜色深，厚度则大，一般最大厚度为10～30微米。 
6.根据权利要求1所述的利用3D打印技术进行纸质包装盒制造成型的方法，其特征在于，所述的步骤4中，在打印图文层后，有上光需要的，则打印0.3～1mm的水性上光油。 
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