DE102015012940A1 - Verwendung von Elementen für Schreib-. Zeichen-. Markier- und/oder Malgeräte oder Kosmetikgeräte oder Eingabegeräte - Google Patents

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    • G06F3/03545—Pens or stylus

Abstract

Verwendung mindestens eines Elementes (10) für Schreib-, Zeichen-, Markier- und/oder Malgerät oder Kosmetikgerät oder Eingabegerät für berührungsempfindliche Oberflächen,
dadurch gekennzeichnet,
dass das mindestens eine Element als ein 3D-gedrucktes Element ausgebildet ist,
dass das mindestens eine Element mindestens einen Grundkörper und mindestens eine Struktur aufweist,
dass der mindestens eine Grundkörper aus einer ersten Materialkomponente besteht,
dass die mindestens eine Struktur als eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer Bereich ausgebildete Struktur vorliegt,
dass die mindestens eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer Bereich ausgebildete Struktur als eine Vertiefung oder Ausnehmung in der Oberfläche ausgebildet ist,
oder dass die mindestens eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer Bereich ausgebildete Struktur als eine erhabene Struktur ausgebildet ist, die aus der Oberfläche hervorsteht
oder dass die mindestens eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer Bereich ausgebildete Struktur als ein dekorierter Bereich der Oberfläche ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung von Elementen für Schreib-, Zeichen-, Markier- und/oder Malgeräte oder Kosmetikgeräte oder Eingabegeräte für berührungsempfindliche Oberflächen, wobei die Elemente mittels 3D-Duck hergestellt sind.
  • Bauteile für derartige Geräte sind prinzipiell bekannt.
  • Hierbei können Bauteile, wie Schäfte oder Kappen für Schreib-, Zeichen-, Markier- und/oder Malgeräte genannt werden, deren Grundkorpus mittels Extrusion hergestellt ist und über die gesamte Länge ein konstantes Querschnittprofil aufweisen. Die Querschnittprofile können in ihrer Geometrie stark voneinander abweichen bzw. unterschiedlich ausgebildet sein. Nachteilig ist es hierbei anzusehen, dass Abweichungen in der Geometrie und Oberflächengestaltung, senkrecht zur Extrusionsrichtung, wie zum Beispiel Vertiefungen und/oder erhabene Strukturen, bei einem derartigen Herstellungsverfahren nicht in einem durchgängigen bzw. kontinuierlichen Verfahren möglich sind. Mindestens ein zusätzliches Verfahren bzw. Arbeitsschritt zur Schaffung derartiger Strukturen ist dazu nötig. Weiter ist es als nachteilig anzusehen, dass eine Individualisierung/Personalisierung bzw. individuelle Gestaltung der Optik und Oberfläche hierbei nicht auf einfache Art und Weise möglich ist.
  • Weiter besteht die Möglichkeit Bauteile für Schreibgeräte im Verfahren des Spritzgusses herzustellen. Hierbei ist es möglich die Elemente mit erhabenen aber auch vertieften Strukturen herzustellen bzw. abzubilden. Als nachteilig ist es hierbei anzusehen, dass Spritzgussformen sehr teuer sind, insbesondere dann, wenn Produkte aus mehreren Materialkomponenten (2-K) erstellt werden sollen. Weiter ist es als nachteilig anzusehen, dass aufgrund teurer Formen keinerlei Individualisierbarkeit bei kleinen Stückzahlen gegeben ist. Beispielsweise ist eine auf eine Person zugeschnittene haptische Ausgestaltung mittels Spritzguss nicht möglich.
  • Bauteile wie beispielsweise Schäfte sind aus der DE 10 2010 030 539 A1 bekannt, wobei diese Bauteile erhabene Strukturen aufweisen, wobei diese Strukturen einstückig mit dem Bauteil ausgebildet sind. Hierbei wird die Oberfläche des Bauteils mit einem Laser erhitzt, was dazu führt, dass der erhitzte Kunststoff unter Volumengrößenveränderung aus der Oberfläche des Bauteiles hervor tritt. Nachtteilig ist es, dass das beschriebene Verfahren einen hohen Energieaufwand erfordert und zudem schwer steuerbar ist. Jede einzelne Struktur die erzeugt werden soll, muss einzeln angesteuert werden. Des Weiteren ist teilweise der Energieeintrag durch den Laserstrahl zu hoch, wodurch partielle Verbrennungen am Bauteil auftreten können. In diesem hochtechnisierten teuren Verfahren ist zwar im gewissen Sinne eine Möglichkeit zur Individualisierung gegeben, aber alle Modifikationen an den Bauteilen basieren auf dem Basis- bzw. Grundmaterial des Bauteils.
  • Weiter sind Bauteile bekannt, welche im Verfahren der Korrugation hergestellt sind. Darunter versteht man die nachträgliche Behandlung eines extrudierten Stranges mit einem sogenannten Korrugator. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE 10 2010 056 239 A1 für Kunststoffrohre bekannt. Bei dem Verfahren wird ein frisch extrudierter Strang aus Kunststoff in einen Korrugator eingezogen, in welchem sodann der Strang durch Formbacken des Korrugators läuft und dabei entsprechend der Ausgestaltung der Formbacken eine gewellte Struktur ausbildet. Der Kunststoffstrang wird dabei in die Kavitäten der Formbacken hineingedrückt. Dies kann zum Beispiel durch Vakuum erreicht bzw. unterstützt werden. Nachteilig ist es hierbei anzusehen, dass damit keine Individualisierbarkeit der hergestellten Bauteile gegeben ist. Es ist ein kostenaufwändiges Verfahren zur Schaffung großer Stückzahlen an Gleichteilen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, Elemente für Schreib-, Zeichen-, Markier- und/oder Malgeräte oder Kosmetikgeräte oder Eingabegeräte für berührungsempfindliche Oberflächen zu schaffen, wobei die Elemente die genannten Nachteile nicht aufweisen und wobei die Elemente insbesondere eine haptisch vorteilhafte und/oder eine dekorativ ausgebildete Oberfläche besitzen sollen.
  • Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, dass die Elemente individuell gestaltet werden können.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden mit den Merkmalen der Unteransprüche umfasst.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die Verwendung mindestens eines Elementes für Schreib-, Zeichen-, Markier- und/oder Malgerät oder Kosmetikgerät oder Eingabegerät für berührungsempfindliche Oberflächen. Das mindestens eine Element ist hierbei als ein 3D-gedrucktes Element ausgebildet, wobei das mindestens eine Element mindestens einen Grundkörper und mindestens eine Struktur aufweist. Hierbei besteht der mindestens eine Grundkörper aus einer ersten Materialkomponente, bei der die mindestens eine Struktur als eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer Bereich ausgebildete Struktur vorliegt. Die mindestens eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer Bereich ausgebildete Struktur ist als eine Vertiefung oder Ausnehmung in der Oberfläche ausgebildet. Die mindestens eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer Bereich ausgebildete Struktur kann auch als eine erhabene Struktur ausgebildet sein, welche aus der Oberfläche hervorsteht. Auch kann die mindestens eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer Bereich ausgebildete Struktur als ein farblich und/oder funktionell dekorierter Bereich der Oberfläche ausgebildet sein.
  • Die erhabene Struktur und/oder der dekorierte Bereich sind einstückig mit dem mindestens einen Grundkörper ausgebildet ist, bedeutet dass der Grundkörper und die Struktur aus der ersten Materialkomponente bestehen. Alternativ kann die erhabene Struktur und/oder der dekorierte Bereich aus einer mindestens zweiten Materialkomponente ausgebildet sein.
  • Haptische Zonen erzeugen beim Benutzer ein angenehmes Gefühl bei der Handhabung und beugen beispielsweise Ermüdungserscheinungen bei längerem Schreiben vor.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn visuell erkennbare und/oder haptische Zonen gestaltet auch individuell gestaltet werden, ohne dass dabei neben dem 3D-Druckverfahren ein separates bzw. zusätzliches Fertigungsverfahren eingesetzt werden muss.
  • Beim 3D-Druck können folgende bekannte Verfahren zum Einsatz kommen. Scan-LED Technologie (SLT), Multijet-Modeling (MJM), Selektives Lasersintern (SLS), Polyjet-Technologie (PJ), Stereolitithographie (SLA), Vakuumguss, Selektives Laser Melting (SLM) und Fused Deposition Modeling (FDM).
  • Als vorteilhaft kann es beim 3D-Druckverfahren angesehen werden, dass neben dem Druck von kompletten Elementen aus einer Materialkomponente, auch Elemente bestehend aus zwei oder mehr Materialkomponenten hergestellt werden können. Eine erste Materialkomponente unterscheidet sich von einer zweiten oder weiteren Materialkomponente in Farbe und/oder Zusammensetzung.
  • Unter individuellen Gestaltungen der Elemente, welche mittels 3D-Druck hergestellt wurden, fallen beispielsweise Strukturen wie Namens- und Schriftzüge, bildhafte Darstellungen und/oder Geometrien aller Art unabhängig davon, ob diese als erhabene Strukturen, Vertiefungen, Ausnehmungen und/oder Dekorationen ausgebildet sind.
  • Die mindestens eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer und/oder rutschhemmender Bereich ausgebildete Struktur ist häufig einstückig mit dem mindestens einen Grundkörper verbunden, was bedeutet, dass Grundkörper und Struktur aus einer ersten Materialkomponente bestehen.
  • Alternativ kann die mindestens eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer und/oder rutschhemmender Bereich ausgebildete Struktur als eine zweite oder weitere Materialkomponente ausgebildet sein.
  • Beispielhaft kann die erste und/oder mindestens zweite Materialkomponente aus PLA, ABS, Nylon, gummiähnliche Materialien, Harze und PP bestehen.
  • Anhand der nachfolgenden Figuren wird die erfindungsgemäße Verwendung eines Elementes näher beschrieben und bevorzugte Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben.
  • 1: Draufsicht auf ein Element, bestimmt für die erfindungsgemäße Verwendung.
  • 2: Längsschnitt durch das Element gemäß 1.
  • 3: Längsschnitt durch ein Schaftelement mit erhabenen Strukturen aus einer zweiten Materialkomponente.
  • 4: Schaft im Längsschnitt mit dekorativen Elementen, Vertiefungen und Ausnehmungen.
  • 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Element 10 für die erfindungsgemäße Verwendung bei einem Schreib-, Zeichen-, Markier- und/oder Malgerät oder Kosmetikgerät oder Eingabegerät (1). Das Element 10 ist hierbei als ein Schaftelement 11 als Grundkörper ausgebildet. Auf dem Schaftelement 11 sind erhabene Strukturen 101 ausgebildet, welche einstückig mit dem Schaft 11 ausgebildet sind. Der Schaft 11 und die erhabenen Strukturen 101 sind mittels 3D-Druck hergestellt. Das Element besteht in dieser Ausführungsform aus einer ersten Materialkomponente. Durch das Verfahren 3D-Druck ist eine individuelle Gestaltung von Oberflächen möglich. Varianten in Form und Höhe der erhabenen Strukturen werden ermöglicht und sind problemlos umsetzbar. Individuelle Ausgestaltungen und/oder Motive können in digitaler Form als sog. STL-Files an den 3D-Drucker gesendet werden.
  • Die 2 ist ein Längsschnitt durch den Schaft 11 der 1. In 2 ist deutlich zu erkennen, dass Schaft 11 und erhabene Strukturen 101 einstückig aus einer ersten Materialkomponente ausgebildet sind. Das Element 10 weist ein Gewinde 112 auf, welches ein Verbindungsglied mit einem weiteren Element darstellt.
  • In 3 ist ein Schaft 11 als Grundkörper mit erhabenen Strukturen 101 auf dessen Oberfläche 111 ausgeführt, wobei die erhabenen Strukturen 101 aus einer zweiten Materialkomponente ausgebildet sind. Die zweite Materialkomponente unterscheidet sich in dieser Ausführungsform in Farbe und Zusammensetzung von der ersten Materialkomponente des Grundkörpers/Schaft 11. Die Struktur 101 kann entweder auf der Oberfläche 111 oder in einer Vertiefung 102 des Schaftes 11 ausgebildet sein.
  • 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Elementes 10 in Form eines Schaftes 11 als Grundkörper. Dieser Schaft 11 weist eine Ausnehmung/Durchbruch 104 und eine Vertiefung 102 auf, wobei die Vertiefung 102 mit einer zweiten Materialkomponente gefüllt ist. Die gefüllte Vertiefung 102 schließt plan oder bündig mit der Oberfläche 111 des Schaftes 11 ab und wirkt damit wie eine reine Dekoration oder dekorierter Bereich 103. Handelt es sich bei der zweiten Materialkomponente um einen gummielastischen Werkstoff, so wirkt die Dekoration 103 in dieser Ausführung als eine haptische Zone mit besonderem Effekt. Weiter ist in 4 eine umlaufende Ringstruktur 105 dargestellt, gebildet aus einer zweiten Materialkomponente die sich in Farbe und/oder Zusammensetzung von der ersten Materialkomponente des Schaftes 11 unterscheidet. Derartige Ringstrukturen 105 sind besonders leicht und einfach mittels 3D-Druck umsetzbar und erscheinen am fertigen Produkt wie eine reine Dekoration der Oberfläche, auch wenn sich diese Ringstrukturen beispielsweise über den gesamten Querschnitt erstrecken.
  • Hierbei sei angemerkt, dass in 1 bis 4 beispielhaft ein Schaft als Element für die erfindungsgemäße Verwendung gewählt wurde. Ebenso hätte eine Darstellung/Beschreibung an Verschlusskappen, Clips, Abschlussstopfen, Griffzonen, Endstopfen und/oder anderen Elementen von Schreibgeräten erfolgen können.
  • Das Verfahren zur Herstellung von Elementen für die erfindungsgemäße Verwendung wird beispielhaft am Beispiel der Scan-LED Technologie (SLT) beschrieben. Folgende wesentlichen Schritte seien hierbei angeführt.
    • – Schritt 1: Umwandeln einer 3-D Geometrie in ein sogenanntes STL-File (= Surface Tessalation Language)
    • – Schritt 2: STL-File an Drucker übergeben
    • – Schritt 3: Software des Druckers positioniert die zu druckende Geometrie im Bauraum des Druckers
    • – Schritt 4: Festlegen der Stützgeometrie (falls notwendig)
    • – Schritt 5: Festlegen der Positionierung/Lage des zu druckenden Produktes
    • – Schritt 6: Auflösung des Druckers festlegen – abhängig von der zu druckenden Geometrie
    • – Schritt 7: Druckvorgang initiieren, Druckmaterial
    • – Schritt 8: gedrucktes Objekt aus Bauraum entnehmen
    • – Schritt 9: manuelle Entfernung der Stützgeometrie
    • – Schritt 10: ggf. manuelle Entfernung des überschüssigen Materials
  • Neben dem genannten Verfahren Scan-LED-Verfahren kann der 3D-Druck auch mittels anderer generativer Fertigungsverfahren erfolgen. Beispielhaft können Multijet-Modelling, Selektivem Lasersintern, Polyjet-Technologie, Stereolithographie, Vakuumguss oder Fused Deposition Modelling genannt werden.
  • Beim 3D-Druck können verschiedenartige Materialien Verwendung finden. PLA, ABS, Nylon, gummiähnliche Materialien, Harze und PP können beispielhaft genannt werden. Zum Beispiel können beim SLT-Verfahren biokompatible Materialien eingesetzt werden. Je nach Druckertyp bzw. den unterschiedlichen 3D-Druckverfahren bestehen Materialempfehlungen seitens der Hersteller und/oder Anbieter.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Schreib-, Zeichen-, Markier- und/oder Malgeräte oder Kosmetikgerät oder Eingabegerät für berührungsempfindliche Oberflächen
    10
    Element
    101
    erhabene Struktur
    102
    Vertiefung
    103
    dekorierter Bereich
    104
    Ausnehmungen
    105
    Ringstruktur
    11
    Grundkörper
    111
    Oberfläche
    112
    Gewinde
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010030539 A1 [0005]
    • DE 102010056239 A1 [0006]

Claims (7)

  1. Verwendung mindestens eines Elementes für Schreib-, Zeichen-, Markier- und/oder Malgerät oder Kosmetikgerät oder Eingabegerät für berührungsempfindliche Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Element als ein 3D-gedrucktes Element ausgebildet ist, dass das mindestens eine Element mindestens einen Grundkörper und mindestens eine Struktur aufweist, dass der mindestens eine Grundkörper aus einer ersten Materialkomponente besteht, dass die mindestens eine Struktur als eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer Bereich ausgebildete Struktur vorliegt, dass die mindestens eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer Bereich ausgebildete Struktur als eine Vertiefung oder Ausnehmung in der Oberfläche ausgebildet ist, oder dass die mindestens eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer Bereich ausgebildete Struktur als eine erhabene Struktur ausgebildet ist, die aus der Oberfläche hervorsteht oder dass die mindestens eine visuell erkennbare Struktur und/oder mindestens eine als haptischer Bereich ausgebildete Struktur als ein dekorierter Bereich der Oberfläche ausgebildet ist.
  2. Verwendung mindestens eines Elementes nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erhabene Struktur und/oder der dekorierte Bereich einstückig mit dem mindestens einen Grundkörper ausgebildet ist und dass der Grundkörper und die Struktur aus der ersten Materialkomponente bestehen.
  3. Verwendung mindestens eines Elementes nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die erhabene Struktur und/oder der dekorierte Bereich aus einer mindestens zweiten Materialkomponente ausgebildet ist.
  4. Verwendung mindestens eines Elementes nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Materialkomponente gegenüber der ersten Materialkomponente des Grundkörpers in Farbe und/oder Zusammensetzung unterschiedlich ausgebildet sind.
  5. Verwendung mindestens eines Elementes nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die im 3D-Druck eingesetzte erste Materialkomponente PLA, ABS, Nylon, gummiähnliche Materialien, Harze und PP sind.
  6. Verwendung mindestens eines Elementes nach Anspruch 1 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die im 3D-Druck, neben der ersten Materialkomponente eingesetzte zweite Materialkomponente PLA, ABS, Nylon, gummiähnliche Materialien, Harze und PP sind.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Elementes nach Anspruch 1, umfassend die folgenden Schritte: Schritt 1: Umwandeln einer 3-D Geometrie in ein sogenanntes STL-File (= Surface Tessalation Language) Schritt 2: STF-File an Drucker übergeben Schritt 3: Software des Druckers positioniert die zu druckenden Geometrie im Bauraum des Druckers Schritt 4: Festlegen der Stützgeometrie Schritt 5: Festlegen der Positionierung/Lage des zu druckenden Produkt Schritt 6: Auflösung des Druckers festlegen – abhängig von der zu druckenden Geometrie Schritt 7: Druckvorgang initiieren, beispielsweise mit sog. Fotomed Materialien (UV-härtend) als Druckmittel Schritt 8: gedrucktes Objekt aus Bauraum entnehmen Schritt 9: manuelle Entfernung der Stützgeometrie
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