CN108777122A - 一种具有功能结构的立体发光字及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有功能结构的立体发光字及其制备方法，所述发光字由字体轮廓、光源、面板和灯板组成，该发光字上还设有功能结构，该功能结构为勾边和/或阶梯结构，勾边位于字体轮廓的上端面和/或下端面，具有一定宽度，垂直于字体轮廓高度方向或平行于字体轮廓端面方向设置，用于定位面板和/或灯板；所述阶梯结构位于字体轮廓侧壁上，阶梯结构的高度为0‑字体轮廓的厚度，阶梯结构用于定位面板和/或灯板。该立体发光字可通过3D打印方式批量生产，在提高立体发光字的成品率和生产效率的同时，可降低生产成本，节能环保，可广泛应用于任意形状的发光字的批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及广告标识领域常用的发光字，特别提供一种具有功能结构的立体发光字及其制备方法。
背景技术
发光字是采用发光二极管为光源制作的发光字体，其具有白天美观，夜晚亮丽，省电节能，经久耐用，宣传效果好等诸多优点，广泛应用于广告领域。目前发光字的制备还是以采用雕刻机、弯字机等设备并结合手工制备为主，该种方法都需要大型设备、场地空间及技术熟练度的配合才能完成制作，不仅效率低，而且会造成原材料的浪费。
目前3D打印技术在广告制作领域得到发展，然而依然存在一些问题需要突破，即：发光字结构较复杂、打印速度较慢。
申请号为201520733906.4的专利文献公开了一种发光字的3D打印方法，该方法首先进行制图建模，然后雕刻发光字面板，再通过3D打印技术打印立墙和灯板，在贴上光源后将面板、立墙和灯板组装在一起即可。然而，该还存在以下问题：
1、发光字结构较复杂，分为面板、立墙和灯板，且还需配合支撑沿、凸棱等进行组装，用料较多，造成能源浪费。
2、由于采用组合形式，将各部分材料打印完成后需采用人工进行组装，但在面对某些结构字体时，如“江”、“晶”、“电”等，涉及到的组元较多，且结构区别较小，容易出现组装错误，另外，各组元定位较困难，在后期定型过程中容易出现错位等问题，在批量生产时严重影响生产效率。
3、在进行后期人工组装贴面板和灯板时，容易出现错位和粘贴不牢等问题。
4、采用3D打印制作发光字的立体轮廓(立墙)时，需要利用三维打印装置沿一定路径逐层沉积立体发光字的围边材料，然而在逐层沉积过程中，由于热胀冷缩的原因会导致轮廓两边上翘，进而形成“翘边”问题，从而导致材料报废，影响成品率。
发明内容
针对以上问题，本发明从发光字结构和3D打印方法两方面入手，提供一种具有功能结构的立体发光字，该种结构发光字可通过3D打印方式批量生产，且所述发光字方便组装，在提高立体发光字的成品率和生产效率的同时，降低生产成本，节能环保，可广泛应用于任意形状的发光字的批量生产。
本发明技术方案如下：
一种具有功能结构立体发光字，所述发光字由字体轮廓1、光源、面板和灯板组成，字体轮廓1为具有一定高度的立体字框架，面板为字型面板(优选为透明或半透明的字形面板)，光源设置于字体轮廓1所围成的空间内，其特征在于：
所述发光字设有功能结构，该功能结构为勾边2和/或阶梯结构12，其中：
所述勾边2位于字体轮廓1的上端面和/或下端面，勾边2具有一定宽度，垂直于字体轮廓1高度方向或平行于字体轮廓1端面方向设置，用于定位面板和/或灯板；
所述阶梯结构12位于字体轮廓1侧壁上，阶梯结构12的高度为0-D，其中D为字体轮廓1的厚度，阶梯结构12用于定位面板和/或灯板；阶梯结构12可设于字体轮廓1侧壁任意高度位置(如图4，箭头方向为字体轮廓1侧壁高度方向)，当高度为0时，为单壁字壳，当高度为字体轮廓1厚度时，为双壁字壳；当阶梯高度为0到字壳高度之间时，为阶梯结构。
本发明所述具有功能结构立体发光字，其特征在于：所述字体轮廓1上还可设有网格层3，网格层3位于字体轮廓1高度方向的任意高度，垂直于字体轮廓1高度方向或平行于字体轮廓1的端面设置，网格层3的厚度小于等于字体轮廓1的高度。
所述网格层3由一种或多种基本图案组合而成，所述基本图案优选为正多边形(如正三角形、菱形、正方形等)，其边长优选为1mm-50mm；网格层3的厚度优选为0.1mm-30mm。
本发明所述具有功能结构立体发光字，其特征在于：所述所述勾边2宽度为1-20mm，厚度为0.2-5mm，阶梯结构12为一个或多个(优选为2个)；字体轮廓1侧壁垂直于发光字端面(直边发光字)。
本发明还提供了所述发光字的制备方法，其特征在于，制备工艺流程为：
①、制图：设计发光字的大小、形状，制成字形线框图；
②、打印字体轮廓：根据步骤①所得字形线框图，采用3D打印技术打印带有一定高度的字体轮廓及其功能结构；
③、制作面板、灯板；
④、贴光源：将发光源贴于面板或灯板上，或将发光源设置于字体轮廓所围成的空间内(如字体轮廓内设有网格层时，可将发光源设于网格层上)；
⑤、将面板、灯板组装在字体轮廓上，完成发光字的制备。
采用本发明所述方法可提高立体发光字的成品率和生产效率、降低生产成本，节能环保，适合应用于发光字的批量生产。
本发明所述发光字的制备方法，其特征在于：
所述字体轮廓的壁厚为0.1-10mm；字体轮廓由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、尼龙、聚乳酸、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物之一种或多种材料制成。
所述光源为单色或全彩发光二极管(俗称LED灯，LED灯可由单片机、PLC、DSP或电脑进行控制)。
所述面板为由树脂材料制备得到的透明或半透明的字型面板。所述树脂材料优选为PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)、丙烯酸树脂、环氧树脂、不饱和聚酯中的一种或多种。
步骤②采用的3D打印机喷头直径为0.1-2mm，层厚0.02～10mm，温度200～290℃，热床0～200℃，打印速度为1～200mm/min。
步骤③所述面板的制备方法为：
a、采用雕刻机按照字体轮廓尺寸雕刻固态面板，雕刻好后将固态面板粘在字体轮廓的一端；
b、将字体轮廓带有勾边的一端向下扣在工作台上，向字体轮廓所围成的空间中注入液态树脂，固化树脂，使之形成发光字的面板。
与现有技术相比，本发明所述方案具有以下优点：
1、只需采用3D打印制作板状字体轮廓，无需制作带有凸棱的灯板，提高加工效率的同时，进一步降低污染，节省能源、材料。
2、本发明所述发光字设置勾边，面板和/或灯板可以方便的卡在勾边处，以方便面板和灯板的粘接；且勾边具有一定宽度，与台面粘接效果更好。所述发光字的字体轮廓侧壁可设置阶梯结构，以方便定位和粘贴，进一步提高组装效率和产品质量。
3、本发明采用网格层定位活动的字体轮廓，不易丢失笔画，便于加工，同时定位准确，避免了人工定位存在的效率低、定位不准的问题。
4、本发明采用勾边以及网格层进一步增加字体轮廓的强度，避免打印过程中出现“翘边”问题。
5、可采用直接注入液态树脂并固化的方式制备面板，避免使用传统的雕刻机会出现的效率低、配合度差的问题，提高效率的同时可使产品的材质更加丰富多样。
6、本发明所述发光字结构简单，制备工艺流程简单且更加自动化，提高成品率与加工效率，更适合大规模生产应用。
附图说明
图1实施例1发光字字体轮廓结构示意图。
图2实施例1发光字局部剖视图。
图3实施例2发光字字体轮廓结构示意图。
图4实施例3发光字字体轮廓结构示意图。
图5实施例3发光字局部剖视图。
图6实施例4发光字字体轮廓结构示意图。
附图标记：1、字体轮廓，2、勾边，3、网格层，5、面板，6、灯板，12、阶梯结构。
具体实施方式
实施例1
如图1、2所示，一种立体发光字，由字体轮廓1、光源、面板和灯板组成，其中：
字体轮廓1为内部中空的且高度为50mm的立体字框架，字体轮廓1的壁厚为2mm，由PMMA制成；
字体轮廓1上端面设有勾边2，所述勾边2平行于字体轮廓1端面方向设置，宽度为2mm，厚度为1.5mm；
面板是透明的字型面板，光源为LED灯，设置于灯板上。
制备所述发光字的具体工艺流程为：
①、制图：设计发光字的大小、形状，制成字形线框图；
②、打印字体轮廓：根据步骤①所得字形线框图，采用3D打印技术打印字体轮廓1，在打印字体轮廓1第一层时打印勾边2，使勾边2与字体轮廓1为一体结构；其中3D打印机喷头直径为0.5mm，层厚0.5mm，温度230℃，热床50℃，打印速度为120mm/min，打印出带有勾边2的字体轮廓1；
③、制作面板：将字体轮廓1带有勾边2的一端向下扣在工作台上，向字体轮廓1所围成的空间中注入液态PMMA，固化，使之形成发光字的面板，将带有光源的灯板粘贴在字体轮廓1远离勾边2的一侧，完成发光字的制备；也可通过雕刻机按照字体轮廓尺寸雕刻固态面板，雕刻好后将固态面板粘贴在字体轮廓1勾边2内侧；
④、贴光源：将发光源LED灯贴于灯板上；
⑤、将灯板粘贴在字体轮廓1远离勾边2的一侧，完成发光字的制备。
本实施例中，也可只在字体轮廓1下端面设有勾边2，灯板粘贴在勾边2内侧。
本实施例中，也可在上、下端面均设有勾边2，将面板、灯板分别粘贴在上、下端面的勾边2内侧。
实施例2
与实施例1的不同之处在于：如图3所示，字体轮廓1上设有垂直于字体轮廓1高度方向的网格层3(所述高度方向是指字体轮廓在3D打印过程中打印层厚度的增加方向，具体到本实施例为图3中箭头方向)，网格层3位于字体轮廓1底部端面，厚度为3mm；网格层3为菱形网格结构，每个菱形的边长为10mm；
光源为LED灯，设置在灯板上，面板为由PMMA制得的字型面板。
制备所述发光字的具体工艺流程为：
①、制图：设计发光字的大小、形状，制成字形线框图；
②、打印字体轮廓：根据步骤①所得字形线框图，采用3D打印技术打印字体轮廓1，在打印字体轮廓1第一层时打印勾边2和网格层3，使勾边2、网格层3与字体轮廓1为一体结构；其中3D打印机喷头直径为0.5mm，层厚0.5mm，温度200℃，热床20℃，打印速度为80mm/min，打印出带有勾边2和网格层3的字体轮廓1；
③、制作面板、灯板：通过雕刻机按照字体轮廓尺寸雕刻固态面板，按照字体轮廓尺寸裁剪出灯板；
④、贴光源：将发光源LED灯贴于灯板上；
⑤、将网格层3去掉后，把面板粘贴在勾边2内侧，灯板粘贴在字体轮廓1远离勾边2的一侧。
如网格层3未设置在字体轮廓1的端面，则可以不去掉网格层3，光源可直接设置在网格层3上，也可通过灯板设置在网格层3上。
实施例3
与实施例1的不同之处在于：
如图4、5所示，所述字体轮廓1侧壁上设有阶梯结构12，阶梯结构12的高度(图5中箭头方向为阶梯结构高度方向)为字体轮廓1侧壁厚度的1/2，勾边2位于字体轮廓1远离阶梯结构12的一端。
制备所述发光字的具体工艺流程为：
①、制图：设计发光字的大小、形状，制成字形线框图；
②、打印字体轮廓：根据步骤①所得字形线框图，采用3D打印技术打印字体轮廓1，在打印字体轮廓1第一层时打印勾边2，在字体轮廓1打印到一定高度的时候缩小其厚度，从而打印出阶梯结构12；其中3D打印机喷头直径为0.5mm，层厚0.5mm，温度200℃，热床20℃，打印速度为150mm/min；
③、制作面板、灯板：通过雕刻机按照字体轮廓尺寸雕刻固态面板，按照字体轮廓尺寸裁剪出灯板；
④、贴光源：将发光源LED灯贴于灯板上；
⑤、将面板粘贴在勾边2内侧，灯板粘贴在阶梯结构12内侧，完成发光字的制备。
本实施例中，也可将灯板粘贴在勾边2内侧，面板粘贴在阶梯结构12内侧。
实施例4
与实施例2的不同之处在于：
如图6所示，所述字体轮廓1侧壁上设有阶梯结构12，阶梯结构12的高度为字体轮廓1侧壁厚度的1/3，勾边2和网格层3位于字体轮廓1远离阶梯结构12的一端。
将网格层3去掉后，将面板粘贴在勾边2内侧，灯板粘贴在阶梯结构12处，完成发光字的制备。
如网格层3设置在勾边2和阶梯结构12之间，则可以不去掉网格层3。
实施例5
与实施例2的不同之处在于：网格层3位于字体轮廓1中部，厚度为5mm；网格层3为三角形网格结构，每个三角形的边长为12mm；光源直接设置于网格层3上。
实施例6
与实施例3的不同之处在于：所述阶梯结构12设为3个，形成两个支撑棱，分别用于定位面板和光板，以方便后续粘贴固定。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种具有功能结构的立体发光字，所述发光字由字体轮廓(1)、光源、面板和灯板组成，字体轮廓(1)为具有一定高度的立体字框架，面板为字型面板，光源设置于字体轮廓(1)所围成的空间内，其特征在于：
所述发光字设有功能结构，该功能结构为勾边(2)和/或阶梯结构(12)，其中：
所述勾边(2)位于字体轮廓(1)的上端面和/或下端面，勾边(2)具有一定宽度，垂直于字体轮廓(1)高度方向或平行于字体轮廓(1)端面方向设置，用于定位面板和/或灯板；
所述阶梯结构(12)位于字体轮廓(1)侧壁上，阶梯结构(12)的高度为0-D，其中D为字体轮廓(1)的厚度，阶梯结构(12)用于定位面板和/或灯板。
2.按照权利要求1所述具有功能结构的立体发光字，其特征在于：所述字体轮廓(1)上还设有网格层(3)，网格层(3)位于字体轮廓(1)高度方向的任意高度，垂直于字体轮廓(1)高度方向或平行于字体轮廓(1)的端面设置，网格层(3)的厚度小于等于字体轮廓(1)的高度。
3.按照权利要求1或2所述具有功能结构的立体发光字，其特征在于：所述勾边(2)宽度为1-20mm，厚度为0.2-5mm，阶梯结构(12)为一个或多个。
4.按照权利要求1或2所述具有功能结构的立体发光字，其特征在于：字体轮廓(1)侧壁垂直于发光字端面。
5.一种权利要求1或2所述发光字的制备方法，其特征在于，制备工艺流程为：
①、制图：设计发光字的大小、形状，制成字形线框图；
②、打印字体轮廓：根据步骤①所得字形线框图，采用3D打印技术打印带有一定高度的字体轮廓及其功能结构；
③、制作面板、灯板；
④、贴光源：将发光源贴于面板或灯板上，或将发光源设置于字体轮廓所围成的空间内；
⑤、将面板、灯板组装在字体轮廓上，完成发光字的制备。
6.按照权利要求5所述发光字的制备方法，其特征在于：所述字体轮廓的壁厚为0.1-10mm；字体轮廓由聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯、尼龙、聚乳酸、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物之一种或多种材料制成。
7.按照权利要求5所述发光字的制备方法，其特征在于：步骤②采用的3D打印机喷头直径为0.1-2mm，层厚0.02～10mm，温度200～290℃，热床0～200℃，打印速度为1～200mm/min。
8.按照权利要求5所述发光字的制备方法，其特征在于：步骤③所述面板的制备方法为：
a)、采用雕刻机按照字体轮廓尺寸雕刻固态面板，雕刻好后将固态面板粘在字体轮廓的一端；
b)、将字体轮廓带有勾边的一端向下扣在工作台上，向字体轮廓所围成的空间中注入液态树脂，固化树脂，使之形成发光字的面板。
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Application publication date: 20181109 |
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