CN104428125B - 一种制造塑料产品的方法和通过该方法制造的产品 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造塑料产品(1)的方法和塑料产品(1)，所述塑料产品(1)包括第一部件(2)和第二部件(3)，所述第一部件和第二部件两者完全或至少部分地用模制塑料制造，且第一部件(2)通过例如注塑在模具中模制，且第二部件(3)通过逐层方式构造的过程制造，例如通过3D打印，且具有安装表面(7)；且其中第一部件(2)在其与第二部件(3)连结以形成塑料产品(1)之前被提前模制和脱出。通过将在第二部件(3)制造的3D打印过程中形成的第一层材料形成在具有与第一部件(2)的安装表面(7)形状相同形状的表面上，可以以高度设计个别性制造产品，同时可以以非常精细的公差制造产品的一些部分。

Description

一种制造塑料产品的方法和通过该方法制造的产品
技术领域
本发明涉及用于制造塑料产品的方法，例如用于玩具搭建组件的搭建元件，和通过该方法制造的塑料产品，所述塑料产品包括第一和第二部件，两者完全或至少部分用模制塑料制造，且通过在模具中模制而制造第一部件，例如通过注塑，第二部件通过一过程制造，在所述过程中其以逐层方式构造，例如通过3D打印，且具有安装表面；且其中第一部件和第二部件永久地连结以形成塑料产品，第一部件在与第二部件连结之前已经模制好且从模具中脱出。
“永久连结”应理解为任何连结，该连结的形成方式是在被永久连结之后不意图将第一和第二部件彼此分开。塑料产品永久连结的例子包括胶粘、熔接(welding)或焊接(soldering)。
背景技术
目前，已知的塑料产品生产的一些实施方式是，产品以逐层方式构造，例如通过在基板和之前固化的液体层上反复使得薄液体层固化，通过在基板或在之前印制的塑料材料层上反复印制热塑性塑料材料，或通过例如使用激光以塑料材料的逐层方式反复进行钎焊。这些过程共同称为“快速原型法(rapid prototyping)”，因为这些过程非常适用于生产相同产品的单个或相对少量的制造。
而且，具有用于3D打印的相关软件的特殊设备的发展可以使得家庭和其他人能完全根据个人的设计打印各种产品。
WO2010071445教导了一种方法，其用于制造塑料产品，通过该方法，分层部件例如首先通过3D打印制造；且其中第一部件随后被布置在模制工具中，所述模制工具具有能接收分层的第一部件的模具空腔，而且具有用于引入塑料的空间，所述塑料将由此结合到3D打印部件的表面。
因此其例如实现了3D打印产品的一部分，之后那部件可以作为芯部组成件参与在完成产品中，其中可以随后例如通过注塑在模制工具中在3D打印产品上模制表面，该表面比3D打印产品的表面更平滑。
US 7,110,562 B1公开一种听觉装置和制造听觉装置的方法，其中基于扫描技术，听觉装置的装配到耳朵中的那部分的最外部件是与个别顾客匹配的且通过例如SLA这样的快速原型法制造；且其中导线和扬声器在另一部件中被注塑在一起。注塑的部件(包括扬声器和导线)插入到最外部件且通过链接模块与之互连。
因此，可以调适装配到个别用户耳朵中的该部分听觉装置的形状，使其达到尽可能隐形，且使其更易于更换有缺陷的部分(如果存在的话)。而且，在装配不佳的情况下，制造听觉装置的新的外部部分也不会太昂贵和耗时。
US 5,939,008公开一种快速原型设备和制造三维物体的方法，其中通过在柔性板件基板上顺序沉积多层材料制造三维物体，所述基板在完成时从物体剥离。板件基板可以是聚合物，例如亚克力。
因此，基板适用于三维物体的打印，其不会使得目标扭曲或以任何其他方式损坏目标，在物体打印之后，基板可容易地从物体剥离。
发明内容
基于此，本发明的目标提供一种如上所述的方法，由此可以制造一种产品，该产品的一部分以非常细微的公差制造，但是另一部分可以高度自由度制造，以根据个人需要设计产品。
这可根据本发明实现，其中在制造第二部件的3D打印过程中形成的第一层材料形成在与第一部件的安装表面具有相同形状的表面上。
根据优选实施例，在第二部件已经被制造且与第一部件连结时第一部件的安装表面将邻接在第二部件的相应地配置的安装表面上。
第二部件可以可选地相对于第一部件制造为分开的元件，所述第二部件随后通过胶粘、焊接、钎焊、或其他连结方法与第一部件连结。
替换地，第一部件可以被首先制造，在此之后，通过在提前焊接好的第一部件的安装表面上直接3D打印而制造第二部件。
通过本发明的优选实施例，除了第一部件，还制造一个或多个另外的模制部件；且其中第二部件随后与第一和另外的部件中的更多个连结。
在这种情况下，在与第二部件连结期间，模制部件被有利地布置在固定结构中，所述固定结构配置为使得第一部件和另外的部件相对于彼此保持在具体位置。而且，固定结构可以配置为使得，可以确保块体的表面相对于顶部打印结构准确地定位，且因此使得可以控制块体相对于打印机的针对沿x和y方向的起始点的取向。
本发明进一步涉及塑料产品，其包括都具有安装表面的第一部件和第二部件；且其中两个部件固定到彼此，其方式是第一和第二部件上的安装表面连结和邻接在彼此上；且其中第一部件被模制，第二部件用从塑料材料例如通过3D打印以逐层方式构造；且产品通过如上所述的方法制造。
在这种情况下，第一部件的安装表面可以配置在第一部件的板状部分上，且在安装表面的相反侧上，一个或多个凸缘可以从板状部分相对于板状部分成角度地延伸。
如果板状部分(安装表面在该板状部分处延伸)基本是平面的，则特别易于连结两个部件。
而且，一个或多个凸缘可以有利地配置为无中断的呈圆形(round-going)的凸缘。
尤其有利地，板状部分具有外周边，且呈圆形凸缘中的一个从板状部分上的外周边延伸。
根据进一步的有利实施例，一个或多个凸缘相对于板状部分以大致直角延伸。
本发明尤其适于玩具搭建组件，其包括如上所述的塑料产品，其中第一部件构成玩具搭建组件的搭建元件，所述玩具搭建组件包括多个搭建元件；且其中搭建元件包括具有本体部分的搭建元件(所述本体部分具有表面，该表面上设置了多个联接柱杆)，和在相反侧上配置为具有多个凸缘的搭建元件，所述凸缘从本体部分的与所述表面相对的一侧延伸；且其中凸缘配置为使得它们形成联接凸缘，所述联接凸缘可与另一搭建元件上与联接柱杆互连；且其中第一部件上的本体部分的表面包括用于与第二部件永久连结的安装表面。
附图说明
图1：以透视图显示了根据本发明的连结塑料产品；
图2：以透视图显示了如图1所示塑料产品的第一部分；
图3：以透视图显示了图1所示塑料产品的第二部分；
图4：以透视图显示了根据本发明的连结塑料产品的替换实施例，其显示为布置在固定结构中；
图5：以透视图显示了从一侧观察的图4所示塑料产品的搭建元件；
图6：以透视图显示了从下方观察的图5所示部件的搭建元件。
具体实施方式
由此，图1显示了后扰流板1形式的塑料产品，其例如可以安装在用玩具搭建组件的搭建元件搭建的模型车辆(未示出)上，且后扰流板1包括搭建板2形式的第一部件，第二部件3设置在该搭建板2上，所述第二部件3由以逐层方式进行构造的方法制造，例如通过3D打印。
图2和3显示了与图1所示部件相同的部件，但是处于未组装状态，且从图2可以看出搭建板2具有平面表面7，在所述平面表面上配置多个联接柱杆5，所述联接柱杆以已知的方式配置为使得其可与玩具搭建组件的其他元件(未示出)互连。例如，图5和6所示的搭建元件4可以通过如下与搭建板2互连：搭建元件4的下侧被向下压到搭建板2上的联接柱杆5上，以至于联接柱杆5的侧面邻接在沿搭建元件4配置的呈圆形凸缘8的内侧上。
然而，根据本发明，可选的是，代替地安装第二部件3，由此与通过仅使用搭建板2和两个搭建元件4(如图2所示)获得的箱状搭建元件所实现的后扰流板相比，经组装的后扰流板1(如图1所示)更大程度上类似于实际的后扰流板。因此，可以实现：可打印个别设计的部件，即“定制”，且通过使用本发明，可在玩具搭建组件中获得更现实的和有机的外观。
根据本本发明，首先通过常规已知的模制过程(例如通过注塑)制造搭建板2，其中合适量的流体塑料材料被注射到模制工具中的基本上闭合的模具空腔。本领域技术人员通常已知的这种模制过程在本文未示出。
而且，图3所示的第二部件3以常规已知过程制造，由此用塑料以逐层方式构造该部件。目前，用于制造塑料产品的这种制造过程的一些实施例是已知的，由此产品被逐层构造，例如通过在基板上和之前固化的液体层上反复使得薄液体层固化，或通过在基板上或在之前打印的塑料材料层上反复打印热塑性塑料材料。这些过程共同称为“快速原型法”，且这些过程非常适用于相同产品的单个或相对少量的生产。
在搭建板2下方，两个搭建元件4被安装，它们具有图5和6所示的类型，且可以构成玩具搭建组件的一部分或搭建板2的一部分。
图4显示了本发明的替换实施例，使用了两个搭建元件4，如图5和6所示，作为第一部件；且其中两个搭建元件4布置在固定结构10中，通过配置在固定结构10上的多个引导销12和多个平台11，所述固定结构将所述搭建元件相对于彼此保持就位。
图4所示的塑料产品1由此包括两个搭建元件4，所述两个搭建元件构成第一部件4和另外的部件4(两者都在模具中制造)，和对应于图3的公开内容的第二部件3，但是是在第一部件4和另外的部件4的表面9上逐层3D打印。难以在没有基板的情况下3D打印，固定结构10配置为使得三个平台11每一个具有与两个搭建元件4的表面9齐平的表面。

Claims (12)

1.一种用于制造塑料产品(1)的方法，所述塑料产品(1)包括第一部件(2)和第二部件(3)，二者具有安装表面(6，7)，其中两个部件(2，3)固定到彼此，其方式是第一部件(2)和第二部件(3)上的安装表面(6，7)连结和邻接在彼此上；其中第一部件的安装表面(7)配置在第一部件(2)的板状部分上，且在安装表面的相反侧上，一个或多个凸缘(8)从板状部分(2)相对于该板状部分(2)以一角度延伸；
所述第一部件和第二部件两者完全或部分地由模制塑料制造，且第一部件(2)通过在模具中模制而制造，且第二部件(3)通过其中该第二部件以逐层方式构造的过程制造，且第一部件(2)具有安装表面(7)；且其中第一部件和第二部件永久连结以形成塑料产品，第一部件(2)在其与第二部件(3)永久连结之前提前模制好且从模具脱出，其特征在于，第一部件(2)被首先制造，随后通过3D打印第一层材料制造第二部件(3)，所述第一层材料在制造第二部件(3)的过程中直接形成在提前模制好的第一部件(2)的安装表面(7)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一部件(2)通过注塑制造。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第二部件(3)已经被制造且与第一部件(2)连结时第一部件(2)的安装表面(7)邻接在第二部件(3)的相应地配置的安装表面(6)上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，除了第一部件(2)还制造一个或多个另外的模制部件；且其中第二部件(3)随后与第一部件(2)和另外的模制部件(4)中的多个连结。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，模制部件(2，4)在与第二部件(3)连结期间被布置在固定结构(10)中，所述固定结构配置为使得第一部件和另外的模制部件(2，4)相对于彼此保持在特定位置中。
6.一种塑料产品，包括第一部件(2)和第二部件(3)，二者具有安装表面(6，7)；且其中两个部件(2，3)固定到彼此，其方式是第一部件(2)和第二部件(3)上的安装表面(6，7)连结和邻接在彼此上；且其中第一部件(2)被模制，且第二部件(3)由塑料材料以逐层方式构造；其特征在于，所述塑料产品通过根据前述权利要求中任一项所述的方法制造。
7.根据权利要求6所述的塑料产品，其特征在于，第一部件的安装表面(7)配置在第一部件(2)的板状部分上；且在于，在安装表面的相反侧上，一个或多个凸缘(8)从板状部分(2)相对于该板状部分(2)以一角度延伸。
8.根据权利要求7所述的塑料产品，其特征在于，安装表面(7)延伸所处的板状部分(2)基本上是平面的。
9.根据权利要求7所述的塑料产品，其特征在于，一个或多个凸缘(8)的每一个配置为无中断的呈圆形凸缘(8)。
10.根据权利要求9所述的塑料产品，其特征在于，板状部分(2)具有外周边；且其中呈圆形凸缘(8)中的一个从板状部分(2)的外周边延伸。
11.根据权利要求9所述的塑料产品，其特征在于，凸缘(8)中的一个或多个基本上以与板状部分(2)成直角地延伸。
12.一种玩具搭建组件，包括根据权利要求6到11中的任一项所述的塑料产品(1)，其特征在于，第一部件(2)构成包括多个搭建元件(4)的玩具搭建组件的搭建元件(4)；且其中搭建元件(4)包括具有本体部分的搭建元件(4)，所述本体部分具有表面(9)，在该表面上设置有多个联接柱杆(5)，和在相反侧上配置为具有多个凸缘(8)的搭建元件(4)，所述凸缘从本体部分的与表面(9)相对的一侧延伸；且其中凸缘(8)配置为使得它们形成联接凸缘(8)，所述联接凸缘可与在另一搭建元件(4)上的联接柱杆(5)互连；且其中第一部件(2)上的本体部分的表面(9)包括用于与第二部件(3)永久连结的安装表面(7)。
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