CN105666865B - 安装电气部件的3d打印机输出方法 - Google Patents

安装电气部件的3d打印机输出方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种安装电气部件的3D打印机输出方法，所述方法包括：形成组成单位构造的构造体的步骤；在所述构造体上配置部件客体的步骤,并且利用坐标系可变更所述部件客体的位置。就在构造体(10)上安装部件客体(20)而言,使用坐标系(140)确认部件客体的冲突或者重叠的部分，此外判断部件客体(20)是否通过单位构造(15)得到支撑，从而利用3D的长处将冲突或者重叠的部分或者得不到支撑的部分再配置于其他维。此外，用公知的夹具装置(30)夹住以便将实质部件客体(20)自动插入，并且提前定用于将第二客体部件(20’)插入于第一部件客体(20)的时间点及位置。

Description

安装电气部件的3D打印机输出方法
技术区域
本发明涉及一种安装电气部件的3D打印机输出方法，更详细地涉及一种安装(loading)电气部件(electrical component)的3D(dimensional)打印机输出(output)方法，其在用于一般的3D打印机的造型(modelling)中选择电气构成或者与此符合的作业后直接进行模拟(simulation)，根据这样的模拟可以3D打印(printing)含有电路的产品。
背景技术
在现有3D打印技术中，只存在进行外形中心的器具输出的3D打印技术，所以实际需要电启动的材料，需要在3D打印后另外使用PCB等进行安装。因此，现在的3D打印机技术在电子设备的功能实现中存在困难。
发明内容
本发明是为了克服上述的现有问题而提出的，本发明的目的在于，在3D打印电气部件时，提供一种安装电气部件的3D打印机输出方法，其在3D造型中选择电构成或者与此符合的作业后直接模拟，根据这样的模拟可以3D打印含有电路的产品。
作为根据本发明的安装电气部件的3D打印机输出方法的一个实施例，包括形成组成单位构造的构造体的步骤和在所述构造体上配置部件客体的步骤，并且利用坐标系可以变更所述部件客体的位置。部件客体位于构造体上时，主控制部，如果部件客体通过单位构造得不到支撑，将移动部件客体或修正构造体，以便部件客体通过构造体得到支撑。在所述构造体上配置两个以上的部件客体时，如果部件客体相互之间有一部分重叠的部分，主控制部将调整部件客体的位置并调整为没有重叠的部分。
在进行3D打印时需要将部件客体从外部插入的情况下，主控制部将部件客体夹到夹具装置，并提前定好用于插入的时间点及位置。在将外部部件客体通过夹具装置插入于提前计算的时间点和位置时，通过运算不使外部部件客体倒下。根据外部部件客体的形状,插入的时间点和位置会不同。在插入外部部件客体后，运算对于提前形成的其他部件客体的残余打印时间点及位置。
主控制部为了不具备夹住功能的3D打印机，引导可以通过手工作业直接将部件客体插入的时间点。
主控制部在使用3D打印时，使对于可以替换的部件客体自动形成遮蔽物进行。
主控制部为了保护部件客体，使第二部件客体的材料和其他材料生成在部件客体的周围。为了将所述其他材料生成于第二部件客体的周围，根据第二部件客体的位置在第一部件客体上生成围绕第二部件客体的保护区域，根据已经设定的条件分配在此保护区域将要使用的一种材料。在使所述第二部件客体被双重包围的情况下，包括包围第二部件客体的第一区域及包围此第一区域的第二区域，第一区域和第二区域可以被分配相互不同的材料。
利用公知的模拟程序，在第一部件客体内放入灯时，考虑灯所放射的光从而选择配置灯的位置和其所需的部件的种类，并根据特定的照明模块的种类、数及位置配置供给电源的电源供给模块。
根据本发明的安装电气部件的3D打印机输出方法，在一般的3D造型数据输入关于电部件的数据，关于电线路配置的数据等。3D打印机的主控制部进行运算控制以便通过提前输入的数据使相应的构成自动定为从而构成产品，进而可以以没有部件客体间冲突的形式配置，就在构造体上安装部件客体而言，使用坐标系确定部件客体的冲突或者重叠的部分，此外判断部件客体是否通过单位构造得到支撑，从而可以利用3D的长处将冲突或者重叠的部分或者得不到支撑的部分再配置于其他维。
此外，在公知的夹具装置夹住以便将实质部件客体自动插入，且为了不具有夹住功能的3D打印机，提供引导可以通过手工作业直接将部件客体插入的时间点。
为了保护部件客体，可以将与部件客体的外形不同的材料涂覆于部件客体的内侧及外侧。
在电气构成通过放入与LED灯类似的灯来实现照明灯的情况下，可以具有以下效果：可以设计根据第一部件客体的设计的光亮的平均性和在第一部件客体内部配置灯时放射的光亮的最优化适用。
附图说明
图1是根据本发明的构造体的平面图
图2是部件客体插入在根据本发明的构造体的状态的平面图
图3是部件客体插入在根据本发明的构造体从而得到支撑的状态的平面图
图4是部件客体插入在根据本发明的构造体从而得到支撑的状态的平面图
图5是两个部件客体插入在根据本发明的构造体而重叠的状态的平面图
图6是两个部件客体插入在根据本发明的构造体而分开的状态的平面图
图7是根据本发明通过夹具(pickup)装置部件客体得到插入的状态的构成图
图8是在根据本发明的第一部件客体插入第二部件客体后标示用于保护外部的保护区域的立体图
图9是在根据本发明的第一部件客体插入第二部件客体后标示用于保护外部的保护区域的立体图
图10是根据本发明的安装灯(lamp)的部件客体的外形图
图11是根据本发明的安装电气部件的3D打印机输出系统的框图
具体实施方式
参照图11图示一种安装电气部件的3D打印机输出系统。
读取一般的3D造型数据110而变换为用于3D打印机的格式(类似G代码(G-Code)的工具路径(Toolpath)格式)时，如果选择为了在3D造型实现电气构成或者与此符合的功能而准备的特定构成，则通过提前输入在3D打印机的主控制部100的数据，相应的构成自动定位从而构成产品，并通过输出部130进行3D打印。
例如，如果想通过在电气构成中构成LED芯片，在特定的条件下实现开、关功能，则需要LED、电池、控制电池的微型计算机、以及电路。为此需要设定LED的位置、电池的位置、微型计算机的位置，此外还需要构成将其连接的电路(线)。此时，从3D造型数据110得到输入并通过提前设定好的主控制部100的运算，自动构成位置和电路，使使用者能够轻易实现电气构成。在此提供界面(以UX为基GUI环境等)以便使用者可以变更LED的位置以及插入电池的位置。
参照图一，为了配置成所述LED、电池、微型计算机(以下称“部件客体”)的位置间没有冲突，形成格子内部构造体10。构造体10是由规定形状的多个的单位构造15形成。图1的单位构造15的外径是六角形，内径是圆形构造。以这样的单位构造15的中心点为基准在坐标系140设定坐标值。随之根据构造体的单位构造可以生成多样种类的坐标系。
此外，开发了如下技术：使用坐标系140来确认部件客体的冲突部分，并利用3D的长处将冲突部分再配置于其它维(dimension)。参照图2及图3详细的说明所述内容，就成型构造体10而言，优选地将结构体10形成为格子形状，因为是格子形状因此在单位构造15内部具有空的空间。将部件客体20置于构造体10上。但是，如图2所示，由于部件客体20比构造体10的单位构造15小，会有部件客体20不能得到单位构造15的支撑的情况，因此主控制部100应判断部件客体20是否通过单位构造15得到支持。判断的方法是用坐标值来计算。判断结果，如果部件客体20通过单位构造15得不到支撑时，移动部件客体20或修正构造体10以便部件客体20由构造体10得到支撑。图4所示的是，修正为构造体10的单位构造15以多种形态形成，以便其中一个的单位构造15可以支撑部件客体20。
接着，参照图5及图6，说明了以下方法：将构造体10作为坐标系140使用检查部件客体20重叠的部分，从而如果有重叠的部分便调整使其不重叠。
参照图5，两个部件客体20、20’会相互重叠一部分。因此，相互调整部件客体20、20’的位置如图6，去除重叠的部分。
利用坐标系140调整部件客体20的位置，从而将部件客体20配置在安定的位置。
在以这样的方式制作的模拟中，实际3D打印机1输出时，自动插入实质部件客体20的夹具功能，参照图7进行说明。
在3D造型中将第一部件客体20与第二部件客体20’结合的内容，即3D打印第一部件客体20的过程中有将第二部件客体20’从外部结合的内容时，使公知的夹具装置30夹住(pickup)第一部件客体20’，并提前定下用于将第二部件客体20’插入于第一部件客体20的时间点及位置。接下来，在3D打印第一部件客体20时，通过夹具装置30将第二部件客体20’插入于提前计算好的时间点及位置。通过夹具装置30将第二部件客体20’插入于提前计算好的时间点及位置时，重要的是不让第二部件客体20’倒下。此外，根据第二部件客体20’的形状，插入时间点及位置会不同因此也需要将此考虑到计算内。另外，插入第二部件客体20’后，还需要考虑对于第一部件客体20的残余打印时间点及位置。
将计算好夹住的时间点及位置的最终用于3D打印的数据通过实际3D打印机1输出。
为了没有夹住功能的3D打印机提供引导可以通过手工作业直接将部件客体插入的时间点，并且对于电池、LED等可替换的部件客体自动生成遮蔽物(cover)，从而使设计外形没有破损。此时自动生成的遮蔽物在3D打印机输出时以可装拆的形态在其他区域一起或者单独输出。
为了客体的保护及安全性在内外部构成多样的合适于用途的输出材料从而提高效率。
为了保护部件客体具有以下功能，在目标输出物的中间放入与部件客体外形不同的其他软性材料从而保护内部客体，在需要安全性的尖锐部分的外形或者防止破损、防水、切断电子波等所需区域用合适的输出材料自动替换。
例如，如果构成带有电气功能的玩具产品，则在内部需要有电路并且外部不可以锋利，此外不能因为放入嘴中或者浸水而发生问题且即便扔出去也不应破损。为此在部件客体碰到的内侧由可以缓冲及防水的硅胶成型，部件客体的外侧由维持外形的强性的塑料材料成型，且尖锐的部分以软性的硅胶形成使具有外形及安全性。此外，如果是大象外形的设计，只有鼻子部分可以用硅胶代替从而使设计的功能性更高。
参照图8及图9对此进行更详细的说明，图8有第一部件客体20，在此部件客体20上将插入第二部件客体20’，在插入第二部件客体20’后需要将第二部件客体20’用规定的材料来包围的工艺时，根据第二部件客体20’的位置生成围绕第二部件客体20’的保护区域。根据已经设定的条件分配在此保护区域将要使用的一个材料，并根据分配的材料进行打印。
参照图9，是将第二部件客体20’双重围绕的情形，包括围绕第二部件客体20’的第一区域及围绕所述第一区域的第二区域，且对第一区域和第二区域可以分配相互不同的材料。例如，第一区域的分配用硬性材料，第二区域的分配用软性材料。
接着，参照图10，在电气构成通过放入像LED灯一样的灯来实现照明的情况下，为了根据第一部件客体20的设计的光亮均衡性和在第一部件客体20内部配置灯时放射的光亮的最优化适用，提供自动监控光亮并加以配置的功能。
作为一个例子，需要考虑照明功能从而利用公知的模拟程序，在第一部件客体20内放入灯的情况，需要有一定程度的输出灯，且需要计算将灯配置在哪里时放射效果好，此时必须的部件是什么、最优的位置在哪里。此时考虑放射的光，从而选择最佳的位置配置和其所需部件的种类而加以配置。
联动公知的光亮模拟程序和主控制部100，从而选定第一部件客体20，并从光亮模拟程序得到在第一部件客体20的各个区域灯上放射的光亮，且在第一部件客体20的厚度、材料、内部设置的照明模块的种类、数量及位置中最少设定一个，以便使第一部件客体20的各个区域放射特定的光亮。根据这样特定的照明模块的种类、数量及位置配置供给电源的电源供给模块。
通过与所述相同的构成根据本发明的安装电气部件的3D打印机输出方法的实施例如下。
往一般的3D造型数据110输入关于电气部件的数据、关于配置电子线路的数据等。
3D打印机的主控制部100通过提前输入的数据进行运算控制，以便相应的构成自动定位从而构成产品。
例如，为了配置为LED、电池、微型计算机的位置间没有冲突，形成格子内部构造体10。以构造体10的单位构造15的中心点为基准在坐标系140设定坐标值。
就在构造体10上安装部件客体20而言，使用坐标系140来确认部件客体的冲突或者重叠的部分，此外判断部件客体20是否通过单位构造15得到支撑，从而利用3D的长处向其他维再配置冲突或者重叠的部分或得不到支撑的部分。
此外，为了自动插入实质部件客体20，夹在公知的夹具装置30，并提前定下为将第二部件客体20’插入于第一部件客体20的时间点及位置。
为了不具有夹住功能的3D打印机，提供引导可以通过手工作业直接将部件客体20’插入的时间点，对于像电池、LED一样的可替换的部件客体自动生成遮蔽物从而使设计外形没有破损。
为了保护部件客体，可以将与部件客体的外形不同的材料涂覆于部件客体的内侧及外侧。
在电气构成通过放入与LED灯类似的灯实现照明灯的情况下，设计根据第一部件客体的设计的光量的均衡性和在第一部件客体20内部配置灯时放射的光量的最优化适用。
在此说明的内容仅是用于实施根据本发明的安装电气部件的3D打印机输出方法的一个实施例，本发明不限制于本实施例，如同在以下的权利要求的范围内所要求，在不脱离本发明的要旨并在该发明所属的领域中具有一般知识的人，不管是谁在可能的范围内实施多样的变更，可以说都具有本发明的技术性的精神。
符号说明：
1：3D打印机 140：坐标系
15 ：单位构造 10：构造体
30 ：夹具装置 20：部件客体
110：3D造型数据 100：主控制部
130：输出部

Claims (10)

1.安装电气部件的3D打印机输出方法,其特征在于，包括：
形成组成单位构造的构造体的步骤；
使第一部件客体位于所述构造体上的步骤,
并且利用坐标系可变更所述第一部件客体的位置，
使第二部件客体位于所述构造体上，根据第二部件客体的位置生成围绕第二部件客体的保护区域，
主控制部在使所述第二部件客体被双重围绕的情况下，包括围绕第二部件客体的第一区域及围绕所述第一区域的第二区域，对第一区域和第二区域可以分配相互不同的材料。
2.根据权利要求1所述的安装电气部件的3D打印机输出方法,其特征在于：
所述第一部件客体位于构造体上时，如果第一部件客体得不到单位构造的支撑，主控制部则移动第一部件客体或修正构造体，以便第一部件客体得到构造体的支撑。
3.根据权利要求1所述的安装电气部件的3D打印机输出方法,其特征在于：
两个以上的部件客体位于所述构造体上时，如果第一部件客体和第二部件客体相互之间有一部分重叠的部分，主控制部则调整所述第一部件客体和第二部件客体的位置，从而调整为没有重叠的部分。
4.根据权利要求1至权利要求3中任意一项所述的安装电气部件的3D打印机输出方法,其特征在于:
在进行3D打印时需要将部件客体从外部插入的情况下，主控制部使夹具装置夹住所述第二部件客体，并提前定好用于插入的时间点及位置。
5.根据权利要求4所述的安装电气部件的3D打印机输出方法,其特征在于:
在提前计算的时间点将所述第二部件客体通过夹具装置插入于提前计算的位置时，进行运算以便所述第二部件客体不倒下。
6.根据权利要求4所述的安装电气部件的3D打印机输出方法,其特征在于:
根据所述第二部件客体的形状,插入的时间点和位置不同。
7.根据权利要求4所述的安装电气部件的3D打印机输出方法,其特征在于：
在插入所述第二部件客体后，运算对提前形成的所述第一部件客体的残余打印时间点及位置。
8.根据权利要求1至权利要求3中任意一项所述的安装电气部件的3D打印机输出方法,其特征在于:
主控制部用于不具备夹住功能的3D打印机,引导通过手工作业直接将所述第二部件客体插入的时间点。
9.根据权利要求1至权利要求3中任意一项所述的安装电气部件的3D打印机输出方法,其特征在于：
主控制部在使用3D打印时，使对于可以替换的所述第一部件客体和第二部件客体自动形成遮蔽物进行。
10.根据权利要求1至权利要求3中任意一项所述的安装电气部件的3D打印机输出方法,其特征在于：
利用公知的模拟程序，在第一部件客体内放入灯时，考虑灯所放射的光从而选择配置灯的位置和所需的部件的种类，并根据特定的照明模块的种类、数及位置配置供给电源的电源供给模块。
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