CN106794606B - 进一步处理预制产品的方法及相关的预制产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对优选大量预制产品(30)进行进一步处理的方法，其中，产品具有用于附加材料多维应用的表面(31)。用于附加材料多维应用的信息被输入装置中，在所述装置中附加材料多维应用被从所述信息数字化并解构成适于在表面(31)上附加地施加材料应用的元件。预制产品(30)被引入装置(I)中以附加地施加材料应用，使得根据所述信息利用附加制造方法结合用于在表面(31)上附加材料多维应用的元件。由于所述表面是预制产品的个性化表面(31)，由于附加材料应用为旨在并适于使产品个性化的多维个性化件，且由于预制产品中的至少一个通过信息被识别并单独地设有多维个性化件(32)，因此提供了一种可对相对大量地预制的产品根据个人愿望进行进一步处理、个性化或个人化的方法。预制产品(30)配备有关联信息载体，该信息载体用于接收涉及个性化的信息，以支持方法步骤。

Description

进一步处理预制产品的方法及相关的预制产品
相关申请引证
本发明请求2015年10月10日提交的德国专利申请102014220617.0的优先权，其公开内容还明确地成为本申请的主题。
技术领域
本发明涉及一种用于对具有个性化表面的至少部分地预制的产品进行进一步处理的方法，和预制产品。
在本申请的上下文中，术语“个性化表面”应理解为包括任何所期望的表面，该所期望的表面还三维地弯曲或成形且旨在并适于施加多维个性化件。
本申请上下文中的术语“个性化”应理解为是指进一步对预制产品(例如作为消费者产品的注射模制部件)单个地进行处理、识别以及个性化，以得出任何预制产品。应用个性化件使得可由相对大量且无特色地预制的产品来生产各个产品。
背景技术
首先，以多种不同方式对已相对大量地预制的产品进行个性化的任务反复出现，无论该预制产品是以任何所期望的方式制造的半成品还是物品。个性化件可以是序列号、签名或个人信息的其它项目，但同样可设想个性化件用于防止产品被复制。
WO2013/154723A1公开了一种方法和产品，其中插入部件通过附加制造进行包封。首先且此外同样优选地，制造了底座，随后嵌入的插入部件被引至该底座上或引入底座内。所述方法旨在同时处理10至40个部件，其中在层中喷射了紫外线固化材料，应用该紫外线固化材料是为了使插入部件嵌入，但该方法并未提供个性化件，以使得多个相同预制产品中各个单个产品个性化。
WO2014/005591A1公开了在通过塑料喷射模制(injection moulding，注射模塑)而制造的产品上提供安装表面，通过附加制造将随后可再次从该产品上拆卸下来的另一部件应用于安装表面上，从而生产个性化成形的组件。其目的是使成形的自由度高，且同时在初始产品的组件与在安装表面上制造的另一组件之间形成可靠连接。
WO2010/071445A1公开了利用3D技术制造复杂部件，然后在其周围进行喷射模制。换言之，以三维打印产品为基础，然后视情况通过喷射模制将表面应用于三维打印产品上。其目的是在最终产品是通过喷射模制制造而成的情况下获得表面，但仍未提供个性化件。
US2001/0035597A1公开了通过立体平版印刷在半导体产品上做标记(包括三维标记)，以在处理过程期间以此方式确定半导体的位置和定向。
特别是根据EP1886793A1已知了另一种应用联接在一起的液滴的制造方法。该方法中存在增塑单元，增塑单元耦接至可加压材料储存器，注射模制技术中已知了塑化单元，其用于制备、混合并匀化材料。为了在物体载体上生产物品，通过排放开口以液滴形式排放该材料。由于材料的附着力和所需的较小的液滴尺寸(在0.01至0.05mm3的范围内)，在这种情况下，高熔点需要超过10至100MPa的压力水平。然而，增塑单元的优点是可使用传统注射模制材料，这是因为由于进行了制备，可使该类型的原材料(通常可自由流动)成为液体聚集态。此外，可影响材料及应用的液滴的温度，使得液滴与基板之间形成最佳连接。
发明内容
以现有技术作为起点，本发明的目的是提供一种使得可对相对大量地预制的产品进一步进行处理、个性化或个人化以满足个性需求的方法。进一步地，还将提供使得该方法可行的预制产品。
根据该方法，首先从预制产品开始，预制产品以个性化表面作为附加材料多维应用的表面。针对产品的三维个性化件，提供了附加材料多维应用的信息，结果是可制备该三维个性化件，使得可以在个性化表面上进行附加应用。然后，可将预制产品放入对应装置内以附加地施加个性化件，并在个性化表面上再次组装已在数字上解构成各种元件(例如层)的多维个性化件，使得在该进一步的处理过程之后适当地对预制产品进行个性化。根据机器周期，可逐一对每个产品进行该过程。因此，可以从多个相似产品中单独地对预制产品(例如作为消费者产品的注射模制部件)进行进一步处理、识别和个性化。
例如，客户可以在订单中指定以例如客户在某区段内写画、复制或以其它合适方式保存的消费者的图案(logo，商标)、签名或图像对预制产品进行个性化。读取订单，并提供相对大量地预制(例如通过注射模制)的具有合适个性化表面的产品。然后，在进行附加制造的装置内为该产品提供多维个性化件，即应用该个性化件，使得由相对大量且无特色地预制的产品来形成各个产品。
优选地，通过排放联接在一起的液滴来进行附加应用。必要时，预制产品本身还可通过附加制造方法来制造，但其同样可以是例如通过注射模制过程制造、同时地将插入部件插入的产品。同样地，在进行附加制造的装置内用于保持预制产品的保持件本身也可由该装置制造，即使得可以制造产品的信息同样用于形成保持件。优选地，产品本身可以包括顺序和处理数据的形式的信息，例如这是因为预制产品上或实际上是个性化表面上存在QR码，或RFID组件在进一步进行处理的过程期间会伴随产品。
为了进一步对该类型产品进行处理以进行个性化，产品配备有信息载体，或信息载体在可与产品分离的保持元件或区域内伴随产品。然后，利用信息载体上的信息，以相互连接的液滴形式进行个性化。
必要时，在进一步的方法步骤中，嵌有多维个性化件的材料或事实上覆盖多维个性化件的材料可应用于预制产品。此外，可通过合适的方法步骤(例如再次进行附加制造)应用其它材料，这些会通过形成例如适合使用者的特定感觉而进一步使预制产品个性化。
根据以下对优选示例性实施方案进行的描述，其它优点将变得显而易见。
附图说明
以下参考附图图示的示例性实施方案更详细对对本发明进行了解释说明，其中：
图1示出了用于附加制造的装置的部分剖面图。
图2示出了其上安装有保持件的物体载体的三维图示，其中保持件内插入有预制产品。
图3a示出了具有个性化表面的预制产品的视图。
图3b示出了根据图3a的应用了多维个性化件的产品的视图。
图3c示出了沿图3b中的线IIIc-IIIc截取的截面。
图4a示出了根据图3b的图示。
图4b示出了沿图4a中的线IVb-IVb截取的截面。
图5a、5b分别示出了覆盖有个性化件的预制产品的平面图和沿图5a中的线Vb-Vb截取的截面。
具体实施方式
现在将参考附图通过实例更详细地解释本发明。然而，示例性实施方案仅仅为实例，其并非旨在将本发明的构思限制于特定的布置。在详细描述本发明之前，应指出，由于装置的各个组成部分和各个方法步骤可发生变化，因此本发明并不局限于这些组成部分和方法。本文使用的术语仅用于描述特定实施方案，而非用于限制。此外，除非上下文中清楚地进行了说明，否则说明书或权利要求中使用的单数或不定冠词也指这些元件的复数含义。
在根据图2至图5b讨论进一步处理预制产品30的方法顺序之前，首先参考图1说明了通过附加制造由至少一种可固化材料制造三维物品的装置I的结构和操作模式。通过增塑单元对在示例性实施方案中用于生产用作多维个性化件32的附加多维材料进行了增塑或液化处理。此处，使用了注射模制技术中本身已知的增塑单元，增塑单元用于制备、混合并匀化材料。同时，增塑单元产生优选以液滴形式进行排放所需的高压，该高压在超过10至100MPa的范围内。通过由压力产生单元10和制备单元11使用图1所图示的增塑单元，可使用注射模制技术中常规使用的材料和添加剂，该材料和添加剂在开始时通常为能自由流动的状况，然后被增塑单元转换成液体聚集态。该材料在从排放单元12排出之后优选地固化，从而形成待制造的物品，即多维个性化件32。原则上，固化不需要使用其它试剂。具体而言，在应用下一层之前当前层不需要固化。因此，还可以以“湿碰湿”的层重叠方式制造材料，即可以但尚且不必对上一层的液滴70进行增塑或热处理，以便层之间产生的连接比应用下一层的液滴70之前当前层已完全固化所产生的连接要好。
优选地，为此，液滴70经由排出口12b在物体载体13及载体13上的预制产品30的方向上从结构空间20内的加压材料储存器12c排出。由于液滴70(或实际上成股或成线)的连续排放，因此在结构空间20内生成的多维个性化件32一层层地形成在物体载体13上，其中驱动单元16可使物体载体相对于排出口12b移动。材料储存器12b由输送装置26进行填充并被加压。整个装置位于机器平台15上。通过控制装置60对其进行控制，控制装置60基于预定或输入的信息控制排放单元12的驱动部件12a、物体载体13的驱动单元16以及压力产生单元10。
由于材料类型即处理对于本方法的结果(即所制造物品的质量)至关重要，因此将进行详细讨论。可固化材料为增塑材料，例如硅树脂，或可增塑材料，例如热塑塑料，或实际上是粉末形式的材料。材料也可以是受热可以可逆地熔融且因此可循环的材料。因此，还可以使用注射模制塑料时使用的传统材料，即无需借助昂贵的专业材料。从注射模制技术已知的该类型的标准材料不仅便宜，而且同时在世界各地均可购买。然而，与通常的热打印或喷墨方法使用的其它材料不同的是，这些材料的粘性很高。可固化材料的动态粘度值在100至10 000Pa.s之间，因此所需的相应压力超过10至100MPa，尤其是对于获得体积小的液滴而言更是如此。
然而在实践中，人们发现在制造期间正是该过程和压力有助于得到良好结果。制备、混合并匀化材料，然后在所述压力下将其直接排出(优选以液滴形式)材料储存器。这些排出的液滴同时形成最终几何形状，即无需其它试剂或冷却便固化。由于压力、诸如注射模制中进行的处理以及以液滴排出，液滴联接在一起或熔入彼此，从而使材料之间形成非常牢固的连接。
图2至图5b示出了用于进一步处理至少部分地预制的产品30的方法过程，在图2至图4b中预制产品30为一把剪刀，在图5a、5b中为透镜。该类型的产品可以是批量生产的部件，其通过例如注射模制过程或另一制造过程形成。图2示出了保持件40，该保持件布置在由X/Y托架形成的物体载体13上。图中可以看到的是保持件40的容置区域41，其中未设有预制产品30的左侧区域是右侧区域的镜像，右侧区域内插入了一把剪刀。该过程的背景是要单个地对作为消费者产品的预制产品，例如注射模制部件进一步进行处理、识别和个性化。继续以一把剪刀为例，过程如下：
客户或终端用户在订单中指定是想要左手用还是右手用的剪刀。根据该选择，实际上稍后必须将预制产品的手柄30a放置在图2中的保持件40的左侧或右侧区域内。进一步地，客户准许以例如客户的商标、签名或图像来对剪刀进行个性化，其中客户在订单中写画或复制关于三维个性化的信息，或将信息保存在文件中或以类似方式保存。读取该订单，即复制并数字化，使得在前面的制造过程(例如注射模制过程)中，在金属刀片部件作为插入部件33分别自动插入的情况下，在注射模具内为惯用左手或惯用右手的用户生产出具有适当成形的手柄30a的剪刀。由于该步骤，手柄30a连接至插入部件。手柄30a与插入部件33的连接可在单独的制造步骤中进行，或实际上在生产多维个性化件32的同一制造步骤中进行。在这种情况下，手柄30a将通过附加制造成形。
在注射模制过程之后，例如通过激光直接将与自动注射模制期间用于部件的订单数据和实际注射模制数据对应的QR码打印到部件的可激活塑性材料上。可将以此方式生产的剪刀作为预制产品30引入装置I中，以对多维个性化件进行附加制造，其中术语“多维制造”应理解为是指三维制造或使平面元件三维化的制造。优选地，从QR码检索客户订单，并通过算法将关联的各个所需商标从订单解构成元件，即解构成层。然后，将剪刀放置在保持件40内，放置方式取决于剪刀是否已被构造成右手用或左手用剪刀，且装置I内设有多维个性化件32。再次根据所提供用于得出多维个性化件的信息重新构造该多维个性化件32，即形成个性化件32，其中该多维个性化件32之前已被数字化并解构成适于在表面31上附加应用个性化并作为材料多维应用的元件。因此，表面31为个性化表面，并被指定为位于下方的个性化表面31。必要时，可在以此方式生产的个性化件上额外涂覆其它材料35，该材料例如是透明的，该材料在例如进一步的注射模制过程中被注射在产品周围。同样地，可以应用其他材料37以利用透明柔软组件来改良剪刀，增强人体工程学和感觉。由于该信息，预制产品30的至少其中之一得以被识别并单独地设有多维个性化件32。
根据图1，可通过彼此联接的液滴70进行附加个性化应用。预制产品30本身也可通过附加制造方法或其它方法例如注射模制制造而成。从图3a至图3c可清楚，在示例性实施方案中，作为预制产品30的剪刀具有个性化表面31，信息载体45也可布置在该个性化表面31。信息载体45也可布置在产品上的其它位置，或以未图示的方式布置，还可在制造过程期间伴随产品，即可与产品分开提供和/或可与产品分离。
图3a与图3b的不同之处在于，图3b中已应用了多维个性化件32。从沿线IIIc-IIIc截取的截面图3c可看出，多维个性化件32实际上是应用于顶部。手柄30a连接至剪刀刀片的插入部件并模制到插入部件上。
多维个性化件32可以例如是使用者和客户所期望的优选一次性图案。该图案也可以是三维物体。在这两种情况下，个性化件32被数字化并解构成用于进行附加制造的元件，即被解构成层，然后该层通过用于附加制造个性化件的装置I一滴一滴或一股一股地进行构造。
可能的多维个性化件32是那些尤其是具有预定几何形状的元件，且可以是序号、签名或图像。多维个性化件32也可以是防复制保护，然而成品上却看不到，但使得制造商可以再次将其识别。为此，但不仅仅是为了这个目的，用于附加应用的材料34可被编码和/或可被电检测。如果该类型的防复制保护以防篡改的方式包含在成品中，则结果是可以可靠地防止仿冒。
根据图5b，可以在预制产品30(例如图5a图示的透镜)上进一步应用材料35，使得在进一步的制造步骤中个性化件32被应用的材料35覆盖。图5a中应用的材料不透明，但其同样可以是透明或半透明的。可在例如注射模制机上的注射模具的模腔内，通过在设有多维个性化件32的预制产品30周围注射材料来进一步应用材料35。
为了提高个性化表面31的粘合性能，在附加应用个性化之前，可对个性化表面进行预处理。这可通过激光进行，但激光也可用于标注(annotation，注解)，例如应用包含用于进行处理的进一步的信息的QR码。该标注可被稍后的多维个性化件32覆盖。为了提高粘合性能，同样可以对个性化表面进行等离子体预处理。
为了应用多维个性化件32，还可以在进行个性化之前的步骤中将预制产品30的保持件40制造在用于进行附加应用的装置I上，其中然后使保持件40适应于装置I的主导(prevailing，主要)运动。
优选地，预制产品30本身包含订单和处理数据形式的用于进行个性化的信息，表现为预制产品30上安装有相应的QR码，或RFID组件设置在产品上或伴随产品。用于附加应用多维个性化件32的装置基于该包含的信息识别预制产品30并相应地对其进行进一步处理。
根据图2a，预制产品30具有个性化表面31，且在示例性实施方案中设有与预制产品30关联的信息载体45用于接纳对预制产品进行个性化的信息。信息载体45和预制产品至少在制造过程期间可一起输送。在图2a中，该信息载体45位于个性化表面31上，然后被多维个性化件32覆盖。然而，其也可位于预制产品30的任何其它位置或附近，并与预制产品一起经过制造顺序。基于包括的信息，在个性化表面31上生产相互连接的液滴70形式的多维个性化件32，如还可从成品看到的那样。
预制产品优选为注射模制部件，尤其是具有插入部件33，如图2a至图4b中可见。多维个性化件为例如一次性图案或三维物体，并包括预定几何形状、序列号、签名、图像或防复制保护中的至少其中一个元素。优选地，用于多维个性化件32的材料34被编码和/或可电检测。可进一步应用优选透明、半透明或不透明的材料35来涂覆多维个性化件32。预制产品可具有其他材料37以供使用者进行个人修改。该材料37适于制作例如弹性表面或具有舒适感的表面。
原则上，也可以应用不同材料，以便例如利用两个或多个组件在多维个性化件32上生产具有不同颜色或不同硬度的印刷品。可对已通过激光标注的贴标签区段进行个性化。
很清楚的是，在不脱离所附权利要求的等价物的范围的情况下，可对描述的内容进行尽可能广泛的各种修改、变化和调整。
附图标记列表
10 压力产生单元
11 制备单元
12 排放单元
12a 驱动部件
12b 排出口
12c 材料储存器
13 物体载体
15 机器平台(Machine bed，机床床身)
16 13的驱动单元
20 结构空间
26 输送装置
30 预制产品
30a 手柄
31 个性化表面
32 多维个性化件
33 插入部件
34 用于32的材料
35 进一步施加的材料
37 其他材料
40 保持件
41 30的容置区域
45 信息载体
60 控制装置
70 液滴
I 用于进行个性化的装置

Claims (21)

1.一种用于对至少部分地预制的预制产品(30)进行至少一个进一步处理的方法，所述预制产品具有用于附加材料多维应用的表面(31)，
其中，用于附加材料多维应用的信息被输入用于附加施加的装置(I)中，在该装置中材料多维应用被从该信息数字化并被解构成适于将材料多维应用附加施加至所述表面(31)的元件，
其中，所述预制产品(30)被引入所述装置(I)中，以附加施加材料多维应用，使得根据所述信息利用附加制造方法组装用于在所述表面(31)上多维应用材料的元件，
其特征在于，所述表面为所述预制产品的个性化表面(31)，并且在于，材料多维应用为包括所述材料的多维个性化件(32)，该多维个性化件是单独形成的三维物体，并旨在且适于使产品个性化，并且
在于，至少一个所述预制产品被所述信息识别，并单独地设有所述多维个性化件(32)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述附加施加通过液滴(70)实施，所述液滴在仍为塑性的状态下联接在一起。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预制产品(30)本身通过附加制造方法来制造。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多维个性化件(32)为一次性图案，该一次性图案被数字化并解构成用于所述附加施加的元件。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多维个性化件(32)包括含有预定几何形状、序列号、签名或图像的元素中的至少一个，或采用防复制保护的形式并用作防复制保护。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于附加施加所述多维个性化件(32)的材料(34)是被编码的或能被电检测的中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进一步的制造步骤中，设有所述多维个性化件(32)的所述个性化表面(31)设置进一步施加的材料(35)，该进一步施加的材料(35)为透明的、半透明的或不透明的。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步施加的材料(35)在注射模制机上的注射模具的模腔内通过在设有所述多维个性化件(32)的所述预制产品(30)周围注射材料而进行。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了提高粘合性能，在附加施加个性化件之前，对所述个性化表面(31)进行了预处理。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过激光对所述个性化表面(31)进行预处理或标注。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了施加所述多维个性化件(32)，在进行个性化之前的步骤中，还附加地将所述预制产品(30)的保持件(40)制造在用于附加施加的装置(I)上，其中，所述保持件(40)适应于用于附加施加的装置(I)的主导运动。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于为使用者进行个性化修改或对产品进一步进行多维个性化中至少一个的至少一种其它材料(37)附加地施加于所述预制产品(30)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，由所述其它材料(37)形成了弹性表面。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，由所述其它材料(37)形成了具有特定触感的表面。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预制产品(30)本身承载订单和处理数据形式的用于进行个性化的信息，且在于，附加施加所述多维个性化件(32)的所述装置(I)基于包括的该信息而识别所述预制产品(30)并进一步对该预制产品进行处理。
16.一种包括用于附加材料多维应用的表面(31)和信息载体(45)的预制产品(30)，所述信息载体与所述预制产品(30)关联以用于接收用于附加材料多维应用的信息，
其特征在于，所述信息载体和所述预制产品能一起输送，
在于，所述表面是所述预制产品的旨在并适于对所述预制产品进行个性化的个性化表面(31)，
且在于，基于所述信息，附加材料应用为由液滴(70)形成的多维个性化件(32)，以用于成形单独形成的三维物体，所述液滴熔入彼此并因此相互牢靠地连接。
17.根据权利要求16所述的预制产品，其特征在于，所述多维个性化件(32)为一次性图案。
18.根据权利要求16所述的预制产品，其特征在于，所述多维个性化件(32)包括含有预定几何形状、序列号、签名、图像或防复制保护的元素中的至少一个。
19.根据权利要求16所述的预制产品，其特征在于，用于附加施加所述多维个性化件(32)的材料(34)是被编码的或能被电检测的中的至少一种。
20.根据权利要求16所述的预制产品，其特征在于，所述多维个性化件(32)进一步用透明的、半透明的或不透明的材料(35)来涂覆。
21.根据权利要求16所述的预制产品，其特征在于，所述预制产品(30)具有用于为使用者进行个性化构造的其它材料(37)。
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