CN114475031B - 一种3d球珠效果产生装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D球珠效果产生装置，所述装置包括一个安装盒、设置于所述安装盒内的马达安装板、设置于所述马达安装板上的马达、与所述安装盒配合的上盖板、用于控制所述马达的电控板；所述上盖板上开设有通孔，所述通孔内设置有磁体，所述磁体与所述马达连接；所述电控板与电源连接。本发明还公开了上述装置用生产3D球珠效果的方法，运用本发明的装置能够提高生产效率；通过外转子的外壳安装磁体，而不是安装在转轴，节约安装在转轴时所需的加工的套件，节约套件成本；采用外转子航模马达时，转速能够上万转，大大提升了球珠效率或者猫眼眼珠的形成效率。
Description
技术领域
本发明涉及防伪技术领域，尤其涉及一种3D磁性光变颜料图像的制造方法以及装置。
背景技术
在印刷品市场上，猫眼效果灵动、立体和可爱，作为一个独特的效果受到很多客户的青睐。为此，现有技术中出现了一些制作猫眼效果的装置和方法。
例如，中国专利CN 106573272 B，公开了用于产生光学效应层的装置和方法，本公开的装置和方法涉及包括通过供印刷或涂覆设备使用的电动机驱动的自旋磁体的装置。这些装置和方法用于使基底上的未硬化的涂层组合物中的磁性或可磁化的颜料颗粒取向。具体地，这些装置和方法用于产生光学效应层。该装置包括保持件，电机和永磁体组件(PMA)安装在该保持件上。电机构造成使永磁体组件(PMA)自旋。保持件构造成可移除地安装在旋转磁性圆柱体(RMC)或平板印刷单元的基座上。此装置通过在印刷品上或者涂覆设备上的电动机驱动的自旋磁体，对印品的磁性油墨颗粒进行磁定向所形成的球珠效果，但此种电动机的自旋磁体装置做工复杂，加工成本高，不易实现。
再如，中国专利CN 102529326 A，公开了磁性颜料印刷品的磁定向装置、制造装置及制造方法本发明提供了一种磁性颜料印刷品的磁定向装置、制造装置及制造方法。该磁定向装置包括驱动装置和磁体，驱动装置驱动磁体绕一转轴转动，并利用转动的磁体所产生的磁场对印刷于印刷品衬底表面的磁性油墨中的磁性颜料片进行磁定向，以在磁性油墨内形成具有立体效果的磁定向图案。通过上述方式，本发明的磁性颜料印刷品的磁定向装置、制造装置及制造方法利用转动磁体产生的磁场对磁性油墨中的磁性颜料片进行磁定向，可提高磁定向图案的立体效果。此发明是一种磁定向装置，是通过驱动装置绕一转轴转动，并利用转动的磁体所产生的磁场对印刷品寸底表面的磁性油墨中的磁性颜料片进行磁定向，从而形成猫眼效果或者球珠效果。此装置的缺点是：磁体安装在转轴上，这个就需要一个套件来安装磁体，然后才能安装在马达的转轴上。这样就增加了制作套件的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低，效率高的嵌入式阵列磁性油墨印刷品3D球珠效果产生装置及应该该装置生产3D球珠效果的方法。
为实现上述的目的，本发明采用如下的技术方案：
一种3D球珠效果产生装置，所述装置包括一个安装盒、设置于所述安装盒内的马达安装板、设置于所述马达安装板上的马达、与所述安装盒配合的上盖板、用于控制所述马达的电控板；所述上盖板上开设有通孔，所述马达与磁体连接，并将所述磁体设置于所述通孔内,所述电控板与电源连接。
进一步的，所述马达安装板上形成有阵列式安装孔，每个安装孔均设置有马达，所述上盖板上对应的形成有阵列式通孔，每个通孔内均设置有磁体。
进一步的，所述磁体为环形磁体。
进一步的，所述马达为微型高速外转子航模马达，所述磁体粘合于所述微型高速外转子航模马达的转子上表面，所述微型高速外转子航模马达通过驱动板与所述电控板连接，当使用马达为微型高速外转子航模马达时，所述上盖板的两个通孔之间的最小间距为16mm。
进一步的，所述马达为外壳切割成凸台的外转子马达，所述磁体套设于所述凸台上；当使用马达为外壳切割成凸台的外转子马达时，所述上盖板的两个通孔之间的最小间距为23mm。
进一步的，所述马达为带凹槽的外转子马达，包括外转子马达本体、设置于所述外转子马达本体内的凸台，所述外转子马达本体与所述凸台之间设置有容纳磁体的凹槽，所述凹槽内设置垫圈，所述磁体设置于所述垫圈与凸台之间，通过穿过所述外转子马达本体的顶丝将所述磁体固定。
进一步的，安装盒、上盖板由电木板制成，所述安装合的长宽高的尺寸为400mmX240mmX81mm。
本发明还提供了一种使用上述3D球珠效果产生装置生产3D球珠效果的方法，包括：开启电源，使装置马达转运，然后将印有磁性油墨颜料的印品放在上盖板上，形成3D的球珠效果；或，将所述装置嵌入丝网印刷设备中，或者嵌入滚筒式印刷设备中，开启电源，使装置马达转运，进行饼状或者球珠或者猫眼眼珠磁定向印刷。
优选的，印刷时印品表面与所述装置的磁体距离为1.25mm-1.60mm。
运用本发明的装置具体有以下有益效果，本发明的装置阵列式排布安装，能够提高生产效率；通过外转子的外壳安装磁体，而不是安装在转轴，节约安装在转轴时所需的加工的套件，节约套件成本；采用外转子航模马达时，转速能够上万转，大大提升了球珠效率或者猫眼眼珠的形成效率。
附图说明
图1为本发明装置的结构爆炸图；
图2为本发明微型高速外转子航模马达的结构示意图；
图3为本发明微型高速外转子航模马达与磁体配合示意图；
图4为本发明带凸台的外转子马达结构示意图；
图5为本发明带凸台的外转子马达与磁体配合示意图；
图6为本发明使用微型高速外转子航模马达的电路接线图；
图7为本发明使用带凸台的外转子马达的电路接线图；
图8为本发明带凹槽的外转子马达结构分解图；
图9为本发明带凹槽的外转子马达与磁体配合示意图；
图10为本发明第一种磁体结构示意图；
图11为本发明第二种磁体结构示意图；
图12为本发明装置档位电路示意图；
图13为印刷面距离磁体表面0.76mmmm时所形成的效果图；
图14为印刷面距离磁体表面1.02mm时所形成的效果图；
图15为印刷面距离磁体表面1.28mm时所形成的效果图；
图16为印刷面距离磁体表面1.54mmmm时所形成的效果图；
图17为印刷面距离本发明磁体表面0.5mm时形成的效果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但不构成对本发明保护范围的限制。
参见图1，发明提供一种在磁性颜料印刷品上印刷猫眼眼珠效果或球珠效果的装置，该装置包括马达1、马达安装板2、上盖板3、磁体4、驱动马达电调(可选)和电控板、以及便携带式的安装盒5。把马达安装在已经形成有阵列式安装孔的安装板21上，接上驱动线、电调和电控板，然后盖上钻有蜂窝孔31的上盖板，在上盖板的每个孔上装上同心环，在同心环里面装入磁体4，磁体4优选为圆形磁体，再涂上粘合剂粘合磁体和外转子马达的外壳，或者放置到的马达外壳凸台上，当所有的磁体粘合或者放置后，通电启动马达，通过马达外壳转动带动磁体旋转，把印有磁性油墨颜料的印品放在盖板上，则形成阵列式3D球珠效果。通过此装置形成阵列式3D球珠效果，能够提高生产效率，降低成本，结构简单，容易实现。这种3D的球珠效果不仅应用于制作猫眼眼珠的定磁套印，或者作于滚动的火球图案的中心定磁套印，也可以用做喇叭图案的中心定磁套印。
具体的，根据猫眼的印刷数量和中心距离制作阵列式马达安装板2和上盖板3；在马达安装板上固定外转子马达，外转子马达有两种，一种是外表平整型的，如图2、3所示，这种马达是微型高速外转子航模马达，直径为14mm，高度为11mm，转速可达13000KV，密排距离即两球珠之间的最小距离是16mm，这种马达在安装环形磁体时需要粘合粘合磁体和马达上表面；另一种是外壳切割成凸台的外转子马达，如图4、5所示，这种马达有和磁体内环直径相当大小的凸台，可直接放置环形磁铁，但马达的转速较低，在3000-5000rpm范围内，马达最大直径为22mm，高度为15mm，密排安装即两个球珠之间的最小距离是23mm；其中磁体4的结构如图10、11所示。
当使用的是微型高速外转子马达时，需要连接专有的驱动板，熟称电调，方能通过PWM调制控制，可控档位为准备、高、中、低三挡；连接带凸台的外转子马达时，由于该马达已经内置了驱动板，所以直接给15K的PWM即可控制。微型高速外转子马达接线如图6所示，带凸台的外转子马达接线如图7所示。
在微型高速外转子航模马达外壳上进行磁体安装时，首先盖上盖板，然后先放置铜制同心圆环，铜制同心圆环，再放上环形磁体，这样能够减少环形磁体和马达圆形表面的中心误差，放置磁体之后在涂上粘合液，这种粘合液包括硅橡胶、快干胶和热熔胶，使得磁体和马达外壳粘合牢固；等待磁体粘合牢固后，拔出铜环。涂抹粘合剂，为了防止马达在高速运转时，甩飞磁体，因此需用粘合剂粘合牢固。所用的粘合剂有硅橡胶、快干胶和热熔胶。使用硅橡胶时，粘合速度较慢，干得慢，可以调整偏差。使用快干胶时，粘合速度快，干得快，不容易调整偏差。使用热熔胶时，粘合速度适中，干的速度适中，但热熔胶枪体积较大，磁体空间有限，不易于调整偏差，而且温度对磁体有一定的影响。
在带有凸台外壳的外转子马达上安装磁体时，只需把磁体放置在凸台上即可。这种马达的优点是安装磁体方便，同心误差小。缺点是马达的尺寸较大，密排最小距离大，转速相对要低。
如图8、9所示，当使用的马达为带凹槽的外转子马达，包括外转子马达本体11、设置于外转子马达本体内的凸台12，外转子马达本体11与凸台12之间设置有容纳磁体的凹槽13，凹槽13内设置垫圈14，磁体4设置于垫圈14与凸台12之间，通过穿过外转子马达本体11的顶丝15将磁体4固定。具体的，当使用的是带凹槽的外转子马达电机安装磁体时，先放置磁体，再放置塑胶垫圈，再锁上顶丝，即可完成安装。安装完成后如图9所示；该马达的最大直径也是22mm，高度为15mm，转速为3000-5000rpm范围内。
把安装板、盖板、驱动线、驱动电调、控制板、控制开关装入安装盒中。安装盒优选由电木板制成，长宽高的尺寸优选为400mmX240mmX81mm，这个尺寸比较符合人体生物学结构，方便携带，可放在固化灯下打样磁性油墨印刷品；也可嵌入丝网印刷设备中，或者嵌入滚筒式印刷设备中，进行饼状或者球珠或者猫眼眼珠磁定向印刷。当然也可根据丝网印刷设备或者滚筒印刷设备的具体情况更改盒子的形状和大小。
本装置的外转子马达需要5V电压的直流电源供电，要使电源提供足够的电流才能保证正常运行。当时用的是微型高速外转子马达时，驱动12个马达正常运行所需的平均电流为1.9A，尖峰电流可达5A以上；如图12所示，使用STC12单片机向驱动板提供50Hz的PWM脉宽调制信号，可分为准备、低档、中档、高档，脉宽宽度分别为0.527ms、1.038ms、1.085ms和1.162ms，启动时需在准备和低当之间进行两次或者两次以上的转换，通过单片机自带的A/D进行档位采样转换；由于单片机IO口的电流有所限制，每个单片机最多驱动12个电调，当超过12个时，无法正常全部同时启动。当使用的是带凸台的外转子马达时，驱动12个马达时所需的平均电流是120mA,启动时的尖峰电流可达700mA，可直接进行启动，不用进行档位转化，转速在3000-5000rpm之间。档位转换通过AD采样进行转换，采样电路由4个5.1K的电阻对STC12电源进行分压，在单片机P1.1输入输出或者其他带有AD转换功能的IO口串联一个500欧电阻。如附图12所示：当7-8连通时，是准备档；当5-6连通时，是低档；当3-4连通时，是中档；当1-2连通时，是高档。启动时，需在准备档和低档直接切换，直至完全启动。
等待电机全部正常运行后，放置已经套印的磁性油墨印刷品，并对其进行对位。印刷品离磁体的高度不同，所形成的效果也是不同，不同的距离形成的效果在附图13-16进行特殊的展示和说明。
效果形成后，用固化灯进行固化或者预固化。
当涂有磁性油墨的印刷面距离本装置磁体表面0.76mm时，形成的阵列式图案如附图13所示：看起来有点饼状的，是二维的球体；当涂有磁性油墨的印刷面距离磁体表面1.02mm时，形成的阵列式图案如附图14所示：看起来还是有点饼状，但开始有些球体的立体效果了；当涂有磁性油墨的印刷面距离磁体表面1.28mm时，形成的阵列式图案如附图15所示：是立体的球体，像球珠，像猫眼的眼珠；当涂有磁性油墨的印刷面距离磁，体表面1.54mm时，形成的阵列式图案如附图16所示：是立体的球体，像球珠，像猫眼的眼珠，但更小，立体感更强。
如图17所示，是本发明的装置与绿变红自干性油墨距离0.5mm的阵列打样的效果图，从图中可以看到产品效果像纽扣一样。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种3D球珠效果产生装置，其特征在于，所述装置包括一个安装盒、设置于所述安装盒内的马达安装板、设置于所述马达安装板上的马达、与所述安装盒配合的上盖板、用于控制所述马达的电控板；所述上盖板上开设有通孔，所述马达与磁体连接，并将所述磁体设置于所述通孔内；所述电控板与电源连接；
所述马达为微型高速外转子航模马达，所述磁体粘合于所述微型高速外转子航模马达的转子上表面，所述微型高速外转子航模马达通过驱动板与所述电控板连接；
或者，所述马达为外壳切割成凸台的外转子马达，所述磁体套设于所述凸台上；
又或者，所述马达为带凹槽的外转子马达，包括外转子马达本体、设置于所述外转子马达本体内的凸台，所述外转子马达本体与所述凸台之间设置有容纳磁体的凹槽，所述凹槽内设置垫圈，所述磁体设置于所述垫圈与凸台之间，通过穿过所述外转子马达本体的顶丝将所述磁体固定。
2.如权利要求1所述3D球珠效果产生装置，其特征在于：所述马达安装板上形成有阵列式安装孔，每个安装孔均设置有马达，所述上盖板上对应的形成有阵列式通孔，每个通孔内均设置有磁体。
3.如权利要求2所述3D球珠效果产生装置，其特征在于：所述磁体为环形磁体。
4.如权利要求2所述的3D球珠效果产生装置，其特征在于：所述马达为微型高速外转子航模马达时，所述上盖板的两个通孔之间的最小间距为16mm。
5.如权利要求2所述的3D球珠效果产生装置，其特征在于：所述马达为外壳切割成凸台的外转子马达时，所述述上盖板的两个通孔之间的最小间距为23mm。
6.一种使用权利要求1-5任一项所述的3D球珠效果产生装置生产3D球珠效果的方法，其特征在于，开启电源，使装置马达转运，然后将印有磁性油墨颜料的印品置于上盖板上，形成3D的球珠效果；或，将所述装置嵌入丝网印刷设备中，或者嵌入滚筒式印刷设备中，开启电源，使装置马达转运，进行饼状或者球珠或者猫眼眼珠磁定向印刷。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：印刷时印品表面与所述装置的磁体距离为1.25mm-1.60mm。
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- 2021-12-30 CN CN202111657030.6A patent/CN114475031B/zh active Active
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