CN112137258A - 用于制造中空管状首饰的系统和方法 - Google Patents

用于制造中空管状首饰的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于制造中空管状首饰的系统(100)，其包括用于挤出中空金属管(9)的模具和芯材组件(1)，其中芯材(1c)定位在模具和芯材组件(1)的模具(1b)内以限定中空金属管(9)的三维表面或弯曲表面。设置有用于使中空金属管(9)弯曲的心轴(2)，其中心轴(2)靠近模具和芯材组件(1)固定。设置有激光源(4)，其被配置为发射激光束(5)以在中空金属管(10)上形成穿孔。系统(100)包括适于保持中空金属管(10)的固定装置(11)。固定装置(11)被配置为旋转和倾斜以将中空金属管(10)的三维表面或弯曲表面可调节地定位成垂直于激光束(5)以形成穿孔。这有助于克服以不同角度对非传统角状的管进行穿孔的挑战。

Description

用于制造中空管状首饰的系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及制造领域。特别地但非排他地，本发明涉及首饰的制造。此外，本发明的实施方式公开了用于制造具有超轻重量的中空管状首饰的系统和方法。
背景技术
首饰是人们渴望佩戴的装饰物品。首饰有各种设计、大小，并且宝石在首饰中的使用可提高首饰的整体价值。此外，首饰是佩戴它们的人们的地位商(status quotient)的形式。诸如项链、戒指、颈圈、耳环、手镯等首饰物品增加了佩戴它们的人们的时尚商。通常，首饰可以由诸如金、银、铂等贵重天然金属制成。除这些金属外，在首饰中还使用宝石，例如钻石、红宝石、珍珠、祖母绿等，以提高首饰的美学外观和价值。
随着对装饰首饰需求的增加，已经做出了很多努力来开发和制造使顾客满意的首饰。像衣服一样，首饰的趋势也会随着时间而改变。这要求根据当前趋势快速调整首饰制造。一种这样的趋势就是超轻首饰，超轻首饰已获得广泛欢迎。制造超轻首饰的概念在本领域中是已知的。超轻首饰由管状结构组成，与实心结构相比，管状结构具有减轻重量的优势。管状结构或管可以从金属带材挤出，并且管可以形成为所需的形状以制造诸如戒指、手镯等首饰。
制造管状首饰的传统工艺可以包括以下步骤：金属管挤出、缠绕金属管以使其形成圆形结构(例如，手镯)以及形成穿孔以改善吸引力。随后可以对不同部件钉上饰钉并使它们熔合以获得所需形状。然后，可以对首饰进行精修操作，以提高光滑度或清除擦伤。这样的制造工艺限于制造诸如圆形、正方形、三角形等传统形状。然而，随着不断变化的趋势，制造具有这种传统形状的首饰可能不够，因为顾客可能不希望每次都看到相同种类的设计。
本发明旨在克服上述一个或多个限制或克服与传统技术相关联的任何其他限制。
公开部分的该背景技术中公开的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，而不应被视为对该信息形成已经为本领域技术人员所知的现有技术的承认或任何形式的启发。
发明内容
通过提供本发明中所描述的用于制造超轻管状首饰的系统和方法，克服了传统系统和工艺的一个或多个缺点，并且提供了附加的优点。通过本发明的技术实现了附加的特征和优点。本发明的其他实施方式和方面在本文中进行了详细描述并且被认为是本发明的一部分。
本发明的实施方式涉及制造非传统角状的三维管状首饰的系统和方法，其被设计用于促成超轻重量。
在一个限制性实施方式中，公开了一种用于制造中空管状首饰的系统。该系统包括用于挤出中空金属管的模具和芯材组件，其中芯材定位在模具和芯材组件的模具内以限定中空金属管的至少一个三维表面和弯曲表面。设置有用于使中空金属管弯曲的心轴，其中心轴靠近模具和芯材组件固定。设置有被配置为发射激光束的激光源，以在弯曲的中空金属管上形成穿孔。设置有适于保持弯曲的中空金属管的固定装置。固定装置被配置为旋转和倾斜以将弯曲的中空金属管的至少一个三维表面和弯曲表面可调节地定位成垂直于激光束以形成穿孔。
在一个实施方式中，将芯材定位成垂直于心轴的顶表面。通过上下运动和前后运动中的至少一种来调节模具保持器，以将芯材调节到心轴的顶表面的垂直位置。将芯材的末端定位成与心轴的中心区域接触。
在一个实施方式中，模具被配置为限定中空金属管的不同几何形状。
在另一个非限制性实施方式中，公开了一种用于制造中空管状首饰的方法。该方法包括通过模具和芯材组件从金属带材挤出中空金属管。将芯材定位在模具和芯材组件的模具内，以在中空金属管中形成至少一个三维表面和弯曲表面。然后，借助于心轴使中空金属管弯曲。将心轴固定在模具和芯材组件附近。将弯曲的中空金属管定位在固定装置中，其中固定装置适于保持弯曲的中空金属管。固定装置被配置为旋转和倾斜以将弯曲的中空金属管的至少一个三维表面和弯曲表面可调节地定位成垂直于激光束。然后，通过由激光源发射激光束在弯曲的中空金属管上形成穿孔。
在一个实施方式中，该方法包括对多个中空金属管进行熔合以形成熔合产品组件。将多个中空金属管进行熔合包括将多个装饰物固定在穿孔的中空金属管上。然后，将多个中空金属管在一个或多个区域中进行熔合。最后，通过打磨工艺对一个或多个熔合区域进行精修。
应理解的是，上述公开的方面和实施方式可以彼此任意组合使用。多个方面和实施方式可以组合在一起以形成本发明的另外的实施方式。
前述发明内容仅是说明性的，并不意图以任何方式进行限制。除了上述说明性的方面、实施方式和特征之外，通过参照附图和以下详细描述，其他的方面、实施方式和特征将变得显而易见。
附图说明
本发明的新颖性特征和特点在所附说明书中阐明。然而，当结合附图阅读时，通过参照下面对说明性实施方式的描述，将最佳地理解本发明本身以及其优选的使用方式、另外的目的和优点。现在仅通过示例的方式，参照附图描述一个或多个实施方式，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是根据本发明的实施方式的用于制造中空管状首饰的方法的流程图。
图2示出了根据本发明的实施方式的用于制造中空管状首饰的系统的框图。
图3示出了根据本发明的实施方式的图2的系统的模具和芯材组件的示意性截面图。
图4示出了根据本发明的实施方式的图2的系统的心轴的示意图。
图5a和图5b示出了根据本发明的实施方式的图2的系统中采用的固定装置和激光源。
图6和图7示出了根据本发明的示例性实施方式的弯曲的金属管在其被挤出并缠绕在心轴上之后的不同轮廓的截面图。
图8和图9示出了通过根据本发明的示例性实施方式的方法和系统获得的最终产品的示意图。
附图标记
100-用于制造中空管状首饰的系统；1-模具和芯材组件；1a-模具夹具；1b-模具；1c-芯材；2-心轴；2a-心轴的顶表面；3-固定装置；4-激光束结构；5-垂直的激光束；7-熔合产品组件；8-金属带材；9-挤出的金属管；10-弯曲的金属管；11-固定装置。
附图仅出于说明性目的描绘了本发明的实施方式。本领域的技术人员将从下面的描述中容易地认识到，在不脱离本文描述的公开的原理的情况下，可以采用本文示出的替代实施方式。
具体实施方式
尽管本发明中的实施方式可以进行各种修改和替代形式，但是其特定实施方式已经通过示例在附图中示出并且将在下面进行描述。然而，应理解的是，并不意图将本发明限制为所公开的特定形式，而是相反，本发明将覆盖落入本发明范围内的所有修改、等同物和替代方式。
要注意的是，本领域技术人员将从公开用于开发超轻管状首饰的系统和方法的本发明得到启发。然而，这样的修改应被解释为在本发明的范围内。因此，附图仅示出了与理解本发明的实施方式有关的那些具体细节，从而不使本发明与对于受益于本文描述的本领域普通技术人员而言显而易见的细节模糊不清。
在本发明中使用的术语“包括”、“包含”或其任何其他变体旨在覆盖非排他性的包括，使得包括部件列表的装置、系统、组件不仅包括这些部件，而且还可以包括未明确列出或该系统或组件或装置所固有的其他部件。换言之，在没有更多限制的情况下，系统或装置中以“包括……一个”开头的一个或多个元件并不排除系统或装置中其他元件或附加元件的存在。
制造穿孔的超轻重量的管状首饰的概念在本领域中是已知的。然而，这种制造工艺或方法限于诸如圆形、正方形、椭圆形等基本的管横截面，从而导致简单的三维管。然而，随着需求和趋势的不断变化，首饰的制造商或制造者纷纷推出具有像花样、星星、莲花等非传统横截面的超轻首饰。这些非传统横截面可以包括角状表面，因此可能难以执行像形成穿孔等另外的操作。
具有传统形状的横截面的管状首饰可以容易地穿孔，而没有任何挑战。本发明旨在解决与传统方法相关联的问题。
因此，本发明涉及用于制造非传统角状的三维管状首饰以促成超轻重量的系统和方法。用于制造中空管状首饰的系统包括用于挤出中空金属管的模具和芯材组件，其中芯材定位在模具和芯材组件的模具内以限定中空金属管的至少一个三维表面和弯曲表面。设置有用于使中空金属管弯曲的心轴，其中心轴靠近模具和芯材组件固定。将芯材定位成垂直于心轴的顶表面，并且将芯材的末端定位成与心轴的中心区域接触。设置有被配置为发射激光束的激光源，以在弯曲的中空金属管上形成穿孔。该系统还包括适于保持弯曲的中空金属管的固定装置。固定装置被配置为旋转和倾斜以将弯曲的中空金属管的至少一个三维表面和弯曲表面可调节地定位成垂直于激光束以形成穿孔。
一旦形成穿孔，就可以将多个中空金属管在熔合台中进行熔合以形成熔合产品组件。将多个中空金属管进行熔合包括将多个装饰物固定到穿孔的中空金属管上，然后在一个或多个区域中进行熔合。最后，通过打磨工艺对熔合区域进行精修。因此，本发明的系统和方法有助于制造非传统形状的首饰。
在本发明的实施方式的下面的详细描述中，参照附图，该附图构成本发明的一部分并且在附图中通过图示的方式示出了可以实施本发明的特定实施方式。对这些实施方式进行了充分详细的描述以使本领域技术人员能够实施本发明，并且应理解的是，可以利用其他实施方式并且可以进行改变，而不脱离本发明范围。因此，下面的描述不应被视为是限制性的。
参照图1，其示出了用于生产轻质、非传统角状的管状首饰的方法(以下称为方法)的流程图。如图所示，第一步骤是将金属带材8挤出成中空金属管9。为了实现这一点，将金属带材8的末端切成锐利的边缘，使得金属带材8可以容易地进入模具1b中。然后，模具1b参与管挤出工艺。金属带材进入模具1b并被拉拔，直到其被锁定到心轴2中。金属带材8的该初始部分可能不是所需的管状形式，而是仍然是带材形式。该金属带材8首先从模具和芯材组件1中抽出，然后锁定在心轴2中。然后，将金属带材8缠绕到心轴2上。然后将芯材1c插入模具1b中，并与金属带材8一起深深地移入模具1b中，直到芯材1c到达心轴2a的顶表面的大致中间部分。芯材1c有助于获得中空金属管9的所需形状，然后将其从模具和芯材组件1中挤出，并缠绕在心轴2上以进行弯曲(如图1的第二步骤中所示)。然后对该弯曲的金属管10进行进一步的形成穿孔的操作，以改善其美学外观。在一个实施方式中，根据要制造的管的轮廓或横截面选择芯材的外部形状。例如，对于管的花样轮廓，选择具有花样横截面的芯材。
在一个实施方式中，可以通过激光切割工艺形成穿孔。可以使用图5a和图5b所示的激光源和固定装置来执行激光切割。激光源可以被配置为将激光束5传递到弯曲的金属管10的表面上。从图5a清楚所示，设置有用于定位弯曲的金属管10的固定装置11。固定装置11可以同时旋转和倾斜，以便将要穿孔的非传统角状的弯曲的金属管10的所需表面定位成垂直于激光束5。在一个实施方式中，固定装置可以包括球窝接头和致动器，并且固定装置可以由与用于将中空金属管的表面定位成垂直于激光源的光束的系统相关联的控制单元控制。然后将这些穿孔的管状首饰(如图9所示)进行产品熔合组装，该产品熔合组装包括连接、焊接和精修的步骤(图1中的最后步骤)。
连接工艺包括将添加的装饰元件(如饰钉、宝石等)连接至管状首饰，以改善美学外观。焊接工艺包括通过激光焊接或手动焊接工艺将连接区域焊接在一起。然后，进行精修工艺，该工艺包括用砂轮和磨料片对焊接区域进行精修以使首饰的表面光洁。
在一个实施方式中，在缠绕工艺之后，可以测量弯曲的金属管10的厚度。如果弯曲的金属管10的厚度不符合预定的厚度，则通过在上下方向上调节模具夹具1a来调节弯曲的金属管10a，以获得所需的最终厚度。
本发明的一个示例性实施方式中的图2公开了用于制造中空管状首饰的系统100的框图。系统100包括用于挤出中空金属管9的模具和芯材组件1，其中芯材1c定位在模具和芯材组件1的模具1b内以限定中空金属管9的至少一个三维表面和弯曲表面。设置有用于使中空金属管9弯曲的心轴2，其中心轴2靠近模具和芯材组件1固定(如图4所示)。将芯材1c定位成垂直于心轴2的顶表面2a。在一个实施方式中，通过上下运动和前后运动中的至少一种来调节模具保持器1a，以将芯材1c调节到心轴2的顶表面2a的垂直位置。将芯材1c的末端定位成与心轴2的中心区域接触(如图4所示)。模具1b被配置为限定中空金属管9的不同几何形状。设置有激光源4，其被配置为发射激光束5以在弯曲的中空金属管10上形成穿孔。此外，系统100包括适于保持弯曲的中空金属管10的固定装置11(如图5a所示)。固定装置11被配置为旋转和倾斜以将弯曲的中空金属管10的至少一个三维表面和弯曲表面可调节地定位成垂直于激光束5以形成穿孔。
本发明的一个示例性实施方式中的图3公开了一种模具和芯材组件1。模具1b被模具保持器1a夹紧就位。模具1b具有预定的横截面，其中在将心轴2靠近模具和芯材组件1放置之后，插入芯材1c(如图4所示)。将插入到模具和芯材组件1中的金属带材8挤出成金属管9，并且芯材1c有助于实现金属管9的最终厚度。这是通过用模具保持器1a调节模具1b的位置来完成的。
本发明的一个示例性实施方式中的图5a和图5b公开了图2的系统中采用的固定装置11和激光源4，图2的系统用于保持弯曲的金属管10以通过激光束5穿孔。固定装置11基于其中要在调节的首饰的尺寸和构造而旋转和倾斜，以适当地定位要穿孔的首饰。固定装置11的同时旋转和倾斜有助于将要穿孔的表面定位成垂直于激光束5。
现在参照图6和图7，它们是本发明的示例性实施方式，示出了弯曲的金属管10在其被挤出并缠绕在心轴2上之后的不同轮廓的截面图。它们描绘了不同种类的轮廓，但不限于正方形a、三角形b、阶梯形c、C形轮廓d、椭圆形e、拱形f、对偶形g、五边形h、星形i、莲花形j。从图中可以理解，这些弯曲的金属管是非传统形状的，因此被固定在专门设计的固定装置上，固定装置可以旋转和倾斜以使弯曲的金属管的要穿孔的表面垂直于激光束。
现在参照作为本发明的示例性实施方式的图8和图9，示出了在熔合产品组装之后获得的示例性最终产品。一旦形成穿孔，就可以将多个中空金属管在熔合台中进行熔合以形成熔合产品组件。将多个中空金属管进行熔合包括将多个装饰物固定到穿孔的中空金属管上，然后在一个或多个区域中进行熔合。最后，通过打磨工艺对熔合区域进行精修。
在一个实施方式中，本发明公开了用于制造轻质管状首饰的系统100和方法，从而与实心结构相比时提供了减轻重量的优点。管状结构或管可以从金属带材挤出，并且管可以形成为所需形状以制造诸如戒指、手镯等首饰。
在一个实施方式中，本发明公开了用于制造非传统角状的三维管状首饰的系统100和方法。这有助于获得具有不同于传统形状的新设计的首饰，并由于其结构设计方面的改进而使顾客满意。
在一个实施方式中，本发明公开了用于在不同角状的表面处对非传统角状的管状首饰进行激光穿孔的系统100和方法。本文所公开的固定装置适于通过倾斜和旋转而将管状首饰定位成垂直于激光束以进行穿孔。这有助于在非传统角状的管状首饰的不同表面上执行均匀且准确的穿孔。
等同物：
关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以根据上下文和/或应用适当地从复数翻译为单数和/或从单数翻译为复数。为了清楚起见，本文可以明确地阐述各种单数/复数置换。
本领域技术人员将理解的是，一般而言，本文中、尤其是在所附权利要求中使用的术语(例如，所附权利要求的主体)通常旨在作为“开放式”术语(例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”，术语“包含”应解释为“包含但不限于”等)。本领域技术人员还将理解的是，如果意指具体数量的引入的权利要求叙述(claimrecitation)，则将在权利要求中明确地叙述这种意图，并且在没有这种叙述的情况下，不存在这种意图。例如，为了帮助理解，下面的所附权利要求可以包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求叙述。然而，即使在同一权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和诸如“一个”或“一种”的单数数量词(例如，“一个”和/或“一种”通常应解释为是指“至少一个”或“一个或多个”)，此类短语的使用也不应解释为暗示由单数数量词“一个”或“一种”引入的权利要求叙述将包含这种引入的权利要求叙述的任何特定权利要求限制为仅包含一个这种叙述的发明；用于引入权利要求叙述的特指词的使用也是如此。另外，即使明确叙述了具体数量的引入的权利要求叙述，本领域技术人员也会认识到，这种叙述通常应被解释为是指至少所叙述的数量(例如，“两个叙述”的直白叙述在没有其他修饰符的情况下通常是指至少两个叙述，或两个或更多个叙述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的约定的那些情况下，通常这样的构造的意图是本领域技术人员可以理解该约定的意义(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”将包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C和/或具有A、B和C等的系统)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的约定的那些情况下，通常这样的构造的意图是本领域技术人员可以理解该约定的意义(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C和/或具有A、B和C等)的系统。本领域技术人员将进一步理解的是，实际上，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，呈现两个或更多个替代术语的任何转折词语和/或短语都应理解为考虑了包括这些术语之一的可能性、这两个术语中的一个或两个。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
尽管本文已经公开了各个方面和实施方式，但是其他方面和实施方式对于本领域技术人员将是显而易见的。本文所公开的各个方面和实施方式是出于说明的目的，而不是旨在进行限制，真实的范围和精神由所附权利要求指示。

Claims (12)

1.一种用于制造中空管状首饰的系统(100)，该系统(100)包括：
用于挤出中空金属管(9)的模具和芯材组件(1)，其中芯材(1c)定位在所述模具和芯材组件(1)的模具(1b)内以限定所述中空金属管(9)的至少一个三维表面和弯曲表面；
用于使所述中空金属管(9)弯曲的心轴(2)，其中所述心轴(2)靠近所述模具和芯材组件(1)固定；
激光源(4)，其被配置为发射激光束(5)以在弯曲的中空金属管(10)上形成穿孔；以及
适于保持弯曲的中空金属管(10)的固定装置(11)，该固定装置(11)被配置为旋转和倾斜以将所述弯曲的中空金属管(10)的至少一个三维表面和弯曲表面可调节地定位成垂直于所述激光束(5)以形成穿孔。
2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，将所述芯材(1c)定位成垂直于所述心轴(2)的顶表面(2a)。
3.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，通过上下运动和前后运动中的至少一种来调节模具保持器(1a)，以将所述芯材(1c)调节到所述心轴(2)的顶表面(2a)的垂直位置。
4.根据权利要求2所述的系统(100)，其中，将所述芯材(1c)的末端定位成与所述心轴(2)的中心区域接触。
5.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述模具(1b)被配置为限定所述中空金属管(9)的不同几何形状。
6.一种用于制造中空管状首饰的方法，该方法包括：
通过模具和芯材组件(1)从金属带材(8)挤出中空金属管(9)，其中将芯材(1c)定位在所述模具和芯材组件(1)的模具(1b)内以形成所述中空金属管(9)中的至少一个三维表面和弯曲表面；
借助于心轴(2)使所述中空金属管(9)弯曲，其中所述心轴(2)靠近所述模具和芯材组件(1)固定；
将弯曲的中空金属管(10)定位在固定装置(11)中，其中所述固定装置(11)适于保持所述弯曲的中空金属管(10)，并且被配置为旋转和倾斜以将所述弯曲的中空金属管(10)的至少一个三维表面和弯曲表面可调节地定位成垂直于激光束(5)；以及
通过由激光源(5)发射所述激光束(5)在所述弯曲的中空金属管(10)上形成穿孔。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述芯材(1c)定位成垂直于所述心轴(2)的顶表面(2a)。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，通过上下运动和前后运动中的至少一种来调节模具保持器(1a)，以将所述芯材(1c)调节到所述心轴(2)的顶表面(2a)的垂直位置。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述芯材(1c)的末端定位成与所述心轴(2)的中心区域接触。
10.根据权利要求6所述的方法，其中，具有所需横截面的中空金属管(9)被从所述模具和芯材组件(1)中挤出，并且在与所述心轴(2)接触时通过所述心轴(2)进行弯曲。
11.根据权利要求6所述的方法，其包括将多个中空金属管(10)进行熔合以形成熔合产品组件。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述多个中空金属管(10)进行熔合包括：
将多个装饰物固定在穿孔的中空金属管上；
在一个或多个区域中熔多个中空金属管(10)；以及
通过打磨工艺对所述一个或多个区域进行精修。
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