CN1092773C - 条形透镜排布成的灯壳、立刃法和模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能看到璀璨亮丽彩色图案的灯具上特有的，由条形透镜排布成的灯壳，及灯壳的制作方法和专用模具。专用模具上相应灯壳垄沟部位的表面，对应灯壳上的每条沟做有立刃，立刃的高度大于灯壳上垄的高度。制作灯壳时，把热软化的塑料压到模具表面的立刃上，立刃在塑料表面压出沟后，挤入立刃之间的塑料，在表面张力的作用下，在立刃之间的空间中，收缩定型成近似小圆柱面形或小圆锥面形的垄，从而做出了各种造型的灯壳。

Description

条形透镜排布成的灯壳、立刃法和模具

本发明涉及一种能看到璀璨亮丽的彩色图案的灯具上特有的，由条形透镜排布成的灯壳，及灯壳的制作方法和专用模具。

多年前本发明人发明了《可变化的彩色亮线图案多用途灯具》，专利号为87214807.6等。这类灯具能呈现图案部分的一面是光面，另一面密密地排满了一条条的垄沟。垄沟是分区域排布的，各个区域周边的形状是任意的。各个区域之间，彼此通过延长或缩短相邻区域边缘部位的部分垄沟，使各个区域垄沟边缘之间，彼此无缝隙的连接，从而使垄沟布满整个这部分灯壳的表面。各个区域内逐渐变化的曲线或直线形垄沟，通过逐渐变化垄沟不同部位的宽度和间隔中断的方式，一根根彼此紧贴着并排布满各个区域。各个区域内垄沟横截面的表面，是一个个连在一起的全部凸起或全部凹下的圆弧，也可以是类似于正弦波形的。这部分灯壳的光面和另一面的垄沟共同形成的是一条条的、彼此紧贴着连接在一起的、平凸和平凹形的透镜。排布在各个区域内的透镜则分别形成了一个个透镜群。灯壳主要由有垄沟的部分构成，其余部分可有可无。在和灯壳有一段距离的灯具内部，相应灯壳上的各个透镜群，排布有多个彩色光源。每个彩灯发出的光，穿过灯壳上对应的各个透镜群后，只有按设计的亮图形排布的光，被折射汇入观看者眼中。各个区域的透镜群呈现的亮图形组合到一起，使人们看到了一幅完整的璀璨亮丽的彩色图案。其原理是：在条形透镜能折射到的范围内，对应眼睛和各个光源之间的连线穿过灯壳上的各个点，每条透镜凡是垂直于这些点发出的射线的部位，都能把光线折射汇入眼睛中。因此只要恰当地排布好灯壳上的每条透镜，就能得到想看的亮图形。这不属于本文论述的范围，详情请看本发明人的其他专利文件。从上述这类灯的图案形成原理中不难看出，要做出或大批量生产这类灯具，首先要做出能达到普通光学透镜效果的灯壳，这是制作这种灯具的关键。然而单个灯易做，工业化生产则又是另一回事了。多年来，国内的许多大、中型专业工厂，对此都是束手无策。用勉强加工出来的模具制作的灯壳，垄沟的表面形状不规则、光洁度低，这种灯壳形成的亮线图案不规则、杂光太多，自然也就不美了。利用现有的技术和设备，在各种曲面及平面造型的模具表面，加工很细、很密、按各种方式排布的、曲线或直线总在逐渐变化的垄沟。而且垄沟表面的形状，又要求是近似于小圆柱面形的、或小圆锥面形的、或小圆筒内表面形的。特别是垄沟不同部位的宽度和高度是逐渐变化的，垄沟的表面光洁度还要求很高。这确实是太难了。至今仍没有办法工业化制作这种由条形透镜排布成的灯壳。

本发明的目的在于提供一种利用模具和热软化塑料表面张力的共同作用，在空间中定型灯壳表面垄的方法制作的，由条形透镜排布成的灯壳，及灯壳的制作方法和专用模具。

本发明这种方法在制作灯壳的过程中，除了与灯壳的有光滑垄沟部分相对应的模具表面，和灯壳表面垄的成型原理或方法外，所用的设备、模具的其余部分都与普通的设备和模具完全相同，灯壳的加工步骤也与普通塑料制品的加工步骤完全相同。制作模具时，相应灯壳有垄沟部分的模具表面，对应灯壳表面每条沟的位置，做有曲线或直线形的立刃，立刃不锋利，刃尖是窄而光滑或圆滑的，立刃的高度大于灯壳表面垄的高度，立刃之间沟底的形状是任意的。立刃可以用各种常规的方法加工。制作灯壳时，把热软化的塑料压向模具表面的立刃，立刃的刃尖在软的塑料表面压出沟后，破坏了塑料原来平整的表面，部分塑料被挤到了立刃之间的空间中。由于热软化塑料的表面张力的作用，挤入立刃之间的塑料的表面，在立刃之间的空间中，收缩成弯曲的或直的近似小圆柱面形或小圆锥面形的垄。这同不浸润现象的物理试验中，细玻璃管插到水银表面后，玻璃管内水银的表面变为凸起的球面形的现象相类似。塑料冷却定型、脱模后，就做出了其上排布有很多光滑垄沟的灯壳。

本发明这种方法可以在真空成型、吹塑成型、压延成型等多种设备上得到实施。实施这一方法首先要制作专用模具，专用模具除了与灯壳上有垄沟部分相应的表面外，模具的其余部分与普通模具完全相同。由于模具上的立刃，仅有刃尖部位与灯壳接触，所形成的沟又很窄，表面积较小，因此对刃尖的光洁度的要求不高。立刃之间的沟底与灯壳接触不到，因此它的形状可以是任意的，光洁度的要求自然也就更低了，这就给立刃的加工创造了极好的条件，加工方法自然也就可以多种多样，比如：用计算机等设备或手工绘制出垄沟的墨稿或刻出垄沟的图膜，经过照相制版、光刻腐蚀等工艺，刻出立刃之间的沟，也就做出了立丸，再利用机械或手工等方法，把立刃的刃尖修整光滑，立刃就做好了。也可以用数控或计算机控制的设备或激光设备直接加工出立刃等等。如果真空成型、吹塑成型的灯壳，有垄沟部分是平的，或用压延设备成型板灯壳，可以直接在模具或压其辊的表面加工立刃。压花辊是压延设备上的模具。如果真空成型或吹塑成型制作的灯壳，有垄沟部分是复杂的曲面造型的，可先在多块金属板或片上加工出立刃之间的沟，在不伤及立刃的前题下，用木锤或木冲子敲打，或用木模冷压等方法，把金属板成型成需要的曲面形，修整好立刃的刃尖，或等到用粘、焊或用螺丝钉紧固等方法逐片把金属板拼装固定到模具表面后，再修整好立刃的刃尖，最终使曲面造型的模具表面布满立刃。用在真空成型设备上的模具，还需在立刃之间的沟底，均匀地打出抽真空用的抽气孔。灯壳上没有垄沟的部位，对应模具的表面无立刃，可采用任意的常规工艺加工。

本发明这种方法在不同设备上实施，可以做出各种不同造型的灯壳，如平面形的、各种曲面造型的、各种中空造型的灯壳，它们是由透明塑料构成的薄片式壳体。这类灯具，灯壳上只有有垄沟的部分能呈现图案，有垄沟的部分是这种灯壳必不可少的，灯壳可以仅由有垄沟的部分构成，其余部分可有可无。本发明这种方法还可以同普通方法相结合，在灯壳上做出无垄沟的装饰边或装饰部分。装饰边或装饰部分与有垄沟部分是一体的，它们可以是各种造型的直边、曲边、或各种雕塑花边等任意形状的，装饰边或装饰部分的内或外表面，可以喷或涂任意色彩的涂料或镀成金、银色等。为了组装灯具，灯壳上可以做出固定用的孔、凹槽，也可以粘上固定用的卡块，或装上其他固定件等。当然也可以利用本发明这种灯壳，再配以其他部件，做成各种复合结构的灯壳，这不属于本文论述的范围是任意的，本发明只强调有光滑垄沟部分的灯壳。本发明这种灯壳同用其他方法做的这类灯壳一样，它的有垄沟部分的灯壳，实质上是一个由很多条形透镜构成的光学系统。它的由立刃压出来的沟和空间定型成的垄与另一面光面共同形成的，是一条条的彼此紧贴着连接在一起的平凸和平凹透镜。由于沟通常都做的非常窄，如果我们不考虑沟底与光面形成的平凹透镜，也可以只把它看成是一条条彼此相连的平凸透镜。每个区域内并排在一起的条形平凸透镜，分别形成的是一个个条形透镜群。各个条形透镜群的周边形状，依据该区域要呈现的亮图形的需要，和与相邻透镜群相连接的需要而定，因此是任意的。整个有垄沟部分的灯壳，实际上是一个个条形透镜群，通过彼此延长或缩短相邻透镜群中部分靠近边缘的条形透镜，使各个条形透镜群之间，彼此无缝隙的有机组合连接而成的壳体。至于灯壳上垄沟或条形透镜的排布，是根据该灯具要呈现的亮图案而特别设计的，排布方法很多，如同绘画一样是一种艺术的再创造，本文就不再介绍了。本发明人的其他专利文件中，介绍了一些具体图案的垄沟排布方法，可以参看。本发明这种灯壳，灯壳表面的沟是模具上的立刃压出来的，沟的宽度几乎不变或变化很小。灯壳表面的垄是挤入立刃之间的塑料，在立刃之间的空间中，收缩定型而成的。垄的宽度和高度则随沟的间距而变化，垄的表面光洁度很高非常光滑，几乎达到了塑料所能达到的最高表面光洁度。压延设备上的光辊的表面光洁度通常都非常高，因此压延成型出的灯壳，其光面的光洁度也很高。真空成型和吹塑成型制作的灯壳，与垄沟对应的光面也是在空气中定型的，表面光洁度同样很高。由于与沟和垄相连的塑料内部力的不平衡，当灯壳较薄时，真空成型和吹塑成型出的灯壳，会在光面出现随垄沟变化的较浅的沟纹。这种沟纹几乎不影响亮图形的形成，也不会产生杂光。由于沟纹与垄沟的走向一致，可以说不影响灯壳的美观。当灯壳较厚时，沟和垄的应力达不到光面，因而光面就没有沟纹。

本发明这种方法成型出的灯壳，其有垄沟部分的表面形状，与相应位置模具表面的形状不能完全吻合。由于灯壳上垄的面积通常大于沟的面积，结果在主要成型面上，模具与制品之间大部分面积的形状不同。因此本发明突破了塑料制品表面形状，完全由模具表面形状所决定的传统观念和传统模制成型工艺。这种方法创新地把与传统模制成型工艺无关的，表面张力可以使液体表面收缩的原理，引入了模制成型工艺，因此这种方法开拓出了一种全新的工艺技术。解决了传统工艺几乎不能制作，由条形透镜排布成的灯壳的技术难题。获得了多种设备都能做出高质量的由条形透镜排布成的灯壳，这一预想不到的效果。大大促进了彩色亮图案灯具的技术进步。下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明这种方法在真空成型设备上实施，灯壳上垄沟和模具表面之间关系的局部放大示意图。

图2是本发明这种方法在吹塑设备上实施，灯壳上垄沟和模具表面之间关系的局部放大示意图。

图3是本发明这种方法在压延设备上实施，灯壳上垄沟和压花辊、光辊之间关系的局部放大示意图。

本发明这种方法在真空成型设备上实施，需要特别做的是，用有立刃(4)的模具(6)替换普通模具。本发明这种方法在真空成型设备上实施的主要过程是：把装到夹具上的透明塑料板加热到可成型温度后，回落到模具(6)上，通过抽气孔(5)抽真空，利用大气的压力，把软的塑料板(1)，均匀的压到模具(6)表面的立刃(4)上。使立刃(4)在软的塑料板(1)的表面，均匀地压出沟(3)。在各个立刃(4)之间的空间中，成型出直的或弯曲的近似的小圆柱面形或小圆锥面形的垄(2)。冷却定型，脱模、去边后，就做出了由条形透镜排布成的曲面造型的灯壳。

本发明这种方法在吹塑设备上实施，需要特别做的是，用有立刃(4)的模具(7)替换普通模具。本发明这种方法在吹塑设备上实施的主要过程是：把热的塑料型坯放入模具中，闭模，由气泵吹入高压气体，把型坯吹大，再利用气体的压力，把型坯(1)均匀的压到模具(7)表面的立刃(4)上，使立刃(4)在塑料型坯(1)的表面，均匀的压出沟(3)。在各个立刃(4)之间的空间中，成型出直的或弯曲的近似小圆柱面形或小圆锥面形的垄(2)。冷却定型后开模后，就做出了由条形透镜排布成的中空造型的灯壳。

本发明这种方法在压延设备上实施，需要特别做的是，用有立刃(4)的压花辊(8)替换普通的压花辊。本发明这种方法在压延设备上实施的主要过程是：热软化的片状型坯(1)进入光辊(9)和压花辊(8)之间后，由两辊之间的间距和两辊的滚动及型坯的厚度共同形成的机械压力，把型坯(1)逐渐均匀地压到立刃(4)上，使立刃(4)在塑料型坯(1)的表面，均匀地压出沟(3)，在各个立刃(4)之间的空间中，成型出直的或弯曲的近似小圆柱面形或小圆锥面形的垄(2)，随着光辊和压花辊的滚动，冷却脱模，裁切后，就做出了由条形透镜排布成的平的灯壳。在图1、2、3中，立刃(4)之间沟底的形状是任意的。

Claims (8)

1.一种能看到璀璨亮丽彩色图案的灯具上特有的灯壳，灯壳是由透明塑料构成的薄片式壳体，灯壳能呈现图案部分的一面是光面，另一面密密地排满了一条条的垄沟，垄沟是分区域排布的，各个区域的形状是任意的，各个区域内逐渐变化的曲线或直线形的垄沟，通过逐渐变化垄沟不同部位的宽度和间隔中断的方式，一根根彼此紧贴着并排布满各个区域，灯壳主要由有垄沟的部分构成，其余部分可有可无。本发明的特征在于灯壳可以是平面形的、各种曲面造型的、各种中空造型的，灯壳有垄沟部分表面的曲线或直线形的沟，是由本发明的专用模具表面的立刃压出来的，沟的宽度不变，与沟相连的垄，则是在模具上的立刃压到热软化的塑料表面后，挤到各个立刃之间的塑料，在立刃之间的空间中收缩定型而成的弯曲的或直的小圆柱面或小圆锥面，垄的表面非常光滑，垄的宽度和高度随沟的间距而变化，灯壳与垄沟相对应的光面也是光滑的，用真空成型或吹塑成型设备制作的灯壳上，与垄沟相对应的光面可以有沟纹，对于有无垄沟部分的灯壳，装饰边或装饰部分与有垄沟部分是一体的，装饰边或装饰部分可以是各种造型的直边、曲边及各种雕塑花边等任意形状的，它的内或外表面，可以喷或涂任意色彩的涂料或镀成金、银色，灯壳上还可以做有固定用的孔、凹槽或粘有固定用的卡块或装上其他固定件等。

2.一种能看到璀璨亮丽彩色图案的灯具上特有的由条形透镜排布成的灯壳的制作方法，本发明的特征在于这一方法专门用于制作权利要求1所规定的灯壳，制作灯壳的过程中，除了与等灯壳上有垄沟部分相对应的模具表面，和灯壳上垄的成型原理或方法外，所用的设备、模具的其余部分都与普通设备和模具完全相同，灯壳的加工步骤也与普通塑料制品的加工步骤完全相同，制作模具时，相应灯壳有垄沟部位的模具表面，对应灯壳上每条沟的位置，加工出曲线或直线形的立刃，立刃不锋利，刃尖是窄而光滑或圆滑的，立刃的高度大于灯壳表面垄的高度，立刃可以用各种常规的方法加工，制作灯壳时，把热软化的塑料压向模具表面的立刃，立刃的刃尖在软化的塑料表面压出沟后，部分塑料被挤入了各个立刃之间的空间中，在表面张力的作用下，在立刃之间的空间中，收缩成弯曲的或直的小圆柱面形或小圆锥面形的垄，塑料冷却定型脱模后，就做出了由条形透镜排布成的灯壳。

3.根据权利要求2规定的灯壳制作方法，其特征是在灯壳的制作方法中，包括在真空成型设备上，用有立刃的专用模具替换普通模具，并通过抽真空，利用大气的压力，把热软化的塑料均匀地压到模具表面的立刃上，从而制作由条形透镜排布成的各种曲面造型的灯壳。

4.根据权利要求2规定的灯壳制作方法，其特征是在灯壳的制作方法中，包括在吹塑设备上，用有立刃的专用模具替换普通模具，并通过气泵向热软化的塑料型坯内部吹入高压气体，利用气体的压力，把软化的塑料压到模具表面的立刃上，从而制作由条形透镜排布成的各种中空造型的灯壳。

5.根据权利要求2规定的灯壳制作方法，其特征是在灯壳的制作方法中，包括在压延设备上，用有立刃的专用压花辊替换普通的压花辊，利用压延设备形成的机械压力，把软的塑料压到压花辊表面的立刃上，从而制作由条形透镜排布成的平的灯壳。

6.一种在真空成型设备上，把热软化的塑料板成型成灯壳的模具，本发明的特征在于这种模具是权利要求2或3规定的方法中，制作由条形透镜排布成的灯壳所专用的，模具除了成型灯壳上有垄沟部分的表面外，其余部分与普通模具完全相同，模具相应灯壳上有垄沟部分的表面，对应灯壳上每条沟的位置，做有曲线或直线形的立刃，立刃不锋利，刃尖是窄而光滑或圆滑的，立刃的高度大于灯壳表面垄的高度，立刃之间的沟底打有抽真空用的孔。

7.一种在吹塑成型设备上，用于吹制灯壳的模具，本发明的特征在于这种模具是权利要求2或4规定的方法中，制作由条形透镜排布成的灯壳所专用的模具，模具除了成型灯壳上有垄沟部分的表面外，其余部分与普通模具完全相同，模具相应灯壳上有垄沟部分的表面，对应灯壳上每条沟的位置，做有曲线或直线形的立刃，立刃不锋利，刃尖是窄而光滑或圆滑的，立刃的高度大于灯壳表面垄的高度。

8.一种在压延设备上，压制有凹凸花纹灯壳片材的压花辊，本发明的特征在于这种压花辊是权利要求2或5规定的方法中，制作由条形透镜排布成的灯壳所专用的压花辊，压花辊除了成型灯壳有垄沟部分的表面外，其余部分与普通压花辊完全相同，压花辊相应灯壳有垄沟部分的表面，对应灯壳上每条沟的位置，做有曲线或直线形的立刃，立刃不锋利，刃尖是窄而光滑或圆滑的，立刃的高度大于灯壳上垄的高度。

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