專利名稱：用于制造具有包封物透明主體的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于將物體包封在多部分且透明的包封模內的制造方 法以及一種具有包封物的透明主體。
背景技術：
在奢侈品領域，為了在光學上美化寶石經常使用光學效果，例如放 大鏡效果或放大或者縮小效果。此方面的基本原理在于，將物體鑲嵌和 定位在透明主體內或包封模內并隨后通過例如車削和/或拋光等成型加 工使透明包封模產生光學效果。在目前用于將物體加入透明包封模內的方法中，將包封模熔化并將 物體加入到里面。但在這種情況下物體在包封模內的定位和定向上存在 問題，因為物體在包封模的熔化過程期間必須從外部保持并因此存在永 久可見的接縫或疤痕。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于，提供一種用于將三維物體包封在透明包封主體內 的方法。依據本發(fā)明一種示例性的實施方式，提供一種用于將物體包封在一 個多部分的且至少部分透明主體內的制造方法。在依據本發(fā)明的方法 中，提供具有第一接合面的第一包封模和具有第二接合面的第二包封 模。將物體定向在第一包封模的第一接合面區(qū)域上或中。隨后將第一包 封模與第二包封模接合，使得物體保持在第 一接合面與第二接合面之間或者也暫時固定夾緊。在將物體定向在第一接合面上的確定位置內的情 況下，可以實現物體在第 一 包封模與第二包封模接合時保持在該確定位 置內。然后通過向第一接合面和第二接合面施加壓力和溫度的方式，熔 化第 一 包封模的接合面與第二包封模的第二接合面，使得第 一 包封模的 第一接合面以無可見的接縫的方式過渡到第二包封模的第二接合面。在另 一種示例性的實施方式中，提供一種具有包封物的透明主體， 其具有帶第一接合面的第一包封模、帶第二接合面的第二包封模和物體 本身。第一包封模的第一接合面在此情況下也可以這樣構成，使得物體 在第一接合面上可以定位在確定的位置內。第一包封模的第一接合面和 第二包封模的第二接合面在此情況下這樣接合，使得在包封模之間的區(qū) 域無可見的接縫。利用本發(fā)明提供一種制造方法，利用該方法可以將任意的三維物體 包封并定向或定位在多部分的透明包封模內，并且在制造過程期間絕對 沒有難看的接縫。特別是在嵌入寶石時，觀察角度非常重要，該觀察角度依據本發(fā)明可以精確地預先確定。利用三維物體的這種精確定位可以 隨后通過確定的加工、特別是車削和/或拋光技術產生不同的光學效果， 例如像放大、縮小或者變形。此外，依據本發(fā)明的制造方法以簡單的方 式構成，從而可以取消煩瑣的控制技術或者復雜的設計。在下面，概念"三維物體"指的是高度、寬度或厚度大于約0.1 cm 的這種物體。概念"接縫"指的是各個包封模彼此間的分界線。在該制造方法的另一種示例性的實施方式中，將第一包封模、第二包封模和物體設置在一個導向通道內。為此這三個元件可以在先前的一 個加工步驟中例如暫時相互連接成一個連續(xù)的構成物，從而物體臨時和暫時固定或夾緊在兩個接合面之間。這種連接在此情況下例如可以借助 于一個包封模上的邊緣實現，該包封模與另 一個包封模上的相關聯的凸 起部嵌接，這在后面還要更詳細地描述。通過將這樣形成的連續(xù)的構成 物裝入導向通道內，在接合過程期間可以確定和預先規(guī)定確定的運動過 程。導向通道具有精確確定的凈寬度，其與由包封模和物體組成的連續(xù) 的構成物的尺寸匹配，從而該連續(xù)的構成物可以非常精確地運動到導向 通道內。在該方法又一種示例性的實施方式中，至少一個沖桿件運動到導向 通道內，以便因此借助于該運動向第 一 包封模和第二包封模施加壓力。 因此借助于導向通道和沖桿可以產生沿著導向通道定向的確定壓力，以 便作用在兩個包封模中的至少一個上。因此可以避免例如會使定向的物 體移動的不希望的傾斜力。在該方法又一種示例性的實施方式中，物體具有與導向通道的壁面 成直角定向的面。因此物體的面在導向通道內的接合過程期間同樣與運 動方向成直角地定向，由此可以防止已定向的物體移動。在寶石或鉆石 的情況下，這些面也稱為"鏡面"。在本發(fā)明又一種示例性的實施方式中，沖桿件產生與導向通道的壁 面平行的壓力。因此可以避免已定向物體的移動，從而不存在不希望的 橫向力。在該制造方法又一種示例性的實施方式中，在包封模的熔化之前或 者期間形成真空，由此可以避免夾雜空氣。因此可以提供一種清澈或清 澉透明的包封模，壓入或焊入的物體的觀看不會受到例如氣泡的干擾。 此外，通過形成真空可以降低所需的壓緊力，從而在這種情況下不必壓 縮封入的氣墊。由此還降低接縫內的應力，因為不再存在處于壓力下的 夾雜空氣。在又一種實施例中，將物體防止在第一包封模的第一接合面的中 心，其中物體旋轉對稱地構成。利用位于中心的物體可以實現在接縫的 橫截面上的力均勻分布，從而不出現會使已定向的物體在接合過程期間 移動的橫向力。在該方法又一種示例性的實施方式中，物體相對于第一包封模的第 一接合面和第二包封模的第二接合面沿徑向體積對稱地定位。因此實 現，在熔化過程和施加壓力期間，不出現會使已精確定位的物體在任意 方向上移動的不對稱力或橫向力。由于在物體周圍存在相同體積或相同 質量的包封模材料，所以例如在平行作用的壓力情況下，不會改變物體 的位置。在該方法又一種示例性的實施方式中，借助于加工、特別是借助于 對第一包封模的第一包封面和/或第二包封模的第二包封面的車削和/或 拋光來產生光學效果。這些包封面在此情況下指的是包封模的表面。通 過制造透明包封模的彎曲面，可以達到對消費者非常具有吸引力的任意 光學效果。放大效果例如可以使寶石更具價值或顯得更大。與此相應地 縮小效果或者變形效果也是可以的。在該方法又一種示例性的實施方式中，第一包封模和第二包封模借 助于注塑法制造。恰恰是在使用塑料或透明塑料的情況下特別適用注塑 法制造基本?；虬饽?。在又一種示例性的實施方式中，對兩個包封模的至少一個接合面進 行金剛砂拋光，使得金剛砂拋光的接合面具有光滑的表面。金剛砂拋光 意味著借助于金剛石車削加工工具加工光滑的表面。因此實現一種可與 無槽拋光表面相比極其光滑的表面結構。利用這種光滑的表面可以產生 清澈無可見的接縫。只要使用概念"光滑"，那么在上下文中就意味著粗糙度低于Rz = lnm。但是為了從外面看見接縫，表面的透明度至少與其光滑性同等重 要。因此表面應該高度光亮而不黯淡。在又一種示例性的實施方式中，兩個包封模的至少一個接合面這樣 加工，使得其產生一種高度光亮、鏡面光澤、高透明度的表面。利用這 種表面可以形成最終存在的粗糙度不會產生反射并因此不可見的接縫。正如前面所述的，在另一種示例性的實施方式中，兩個包封模的一 個具有至少局部環(huán)繞的邊緣，其中另一包封模具有凸起部。兩個包封模 然后可以這樣接合，使得邊緣與凸起部形狀配合地嵌接。因此第一包封 模和第二包封模形狀配合且穩(wěn)定地連接，其中物體可以精確地定位和固 定在內部。在隨后的接合過程中或熔化期間，可以將物體更好地保持在 其定向的位置內。在又一種示例性的實施方式中，至少第一包封?；蛘叩诙饽５?邊緣和/或第 一 包封?；蛘叩诙饽５耐蛊鸩垮F形地構成。因此可以 形成壓配合或形狀配合，其將第一和第二兩個包封模保持在接合的位置 上并因此可以更加簡單地操作包封主體和更加精確地定位。在又一種示例性的實施方式中，第一或者第二包封模的邊緣具有開 口，以便可以排出空氣。因此，在擠壓過程期間可以排出包封模內部夾 雜的空氣，從而在熔化時不會形成氣泡并因此可以形成清澈透明的材料 特性。在該方法又一種示例性的實施方式中，通過借助于形狀近似物體并能將物體定位于其中的定位模將物體設置在第 一 包封?；蛘叩诙?模的中心的方式，進行物體的定向。例如，如果物體處于第一包封模的 第 一接合面上，那么可以借助于例如在第二接合面上的定位模在包封模 彼此運動期間，使物體移入定位模內并因此定向。作為對此的替代，也 可以將物體裝入在第一包封模內構成的定位模內，并通過將第二包封模 的接合面接近物體、直至第二包封模與物體產生接觸以便將物體夾緊固 定在其位置的方式將物體暫時固定在該位置上。在該方法又一種示例性的實施方式中，在熔化步驟中將第一包封模 和第二包封模這樣加熱，使得它們呈現糊狀狀態(tài)。糊狀狀態(tài)是指介質固 體與液體聚合狀態(tài)之間粘滯的過渡范圍。利用依據本發(fā)明的方法絕對不 需要產生待接合的材料必須呈現液體狀態(tài)的熔化狀態(tài)。因為導向通道非 常精確地與兩個包封模的尺寸匹配，而且材料因此不會逸出或流失，所 以在施加壓力的情況下可以產生糊狀狀態(tài)，利用該糊狀狀態(tài)可以將兩個 包封模焊接在一起。借助于這種糊狀狀態(tài)可以將物體保持在確定的位置 內并避免從確定位置向任意的方向上漂移。在透明主體的又一種示例性的實施方式中，該透明主體此外具有用 于固定在夾持件上的固定件。夾持件在此情況下可以選自自來水筆、鋼 筆、表和珠寶飾物。在透明主體的又一種示例性的實施方式中，該透明主體按照依據本 發(fā)明制造方法的上述實施例制造。在該方法一種示例性的實施方式中，熔化期間選擇120X:至160匸， 優(yōu)選140E的溫度。該溫度在此情況下保持的時間為l至5秒，優(yōu)選為 3秒。沖桿件在此情況下以180至260 bar，優(yōu)選約230 bar的壓力范圍向接合的包封模加壓。在冷卻期間該壓力在約卯x:下保持，直至包封模 的材料達到固態(tài)。在直至達到熔化溫度的接合過程期間存在的壓力可以為60至80 bar,優(yōu)選約70bar。優(yōu)選地，塑料、例如有機玻璃7H透明 的或者PMMA可以用作包封模。當然在不同的材料情況下，選擇其他 的溫度范圍、壓力范圍或者持續(xù)時間也可以是有利的。


為了進一步說明并為了更好地理解本發(fā)明，下面借助于附圖對不同實施例進行詳細說明。其中圖1示出依據本發(fā)明制造方法的一種示例性實施方式的示意圖；圖2示出該方法的一種示例性實施方式的另一示意圖；圖3示出第一和第二包封模的另一示例性的示意圖；圖4和5示出第一和第二包封模的三維示例性視圖；圖6示出制造方法最終制品的示例性的示意圖。不同附圖中相同或者相似的部件具有相同或者相應的附圖標記。附圖中的圖示為示意性的并未按比例示出，但可以反映定性的尺寸 關系。
具體實施方式
圖l示出用于將物體包封在多部分且透明的包封模內的本發(fā)明制造 方法的示例性布置。物體3在此方面可以在第一包封模1的第一接合面 4上定向并借助于第一包封模與第二包封模2的接合固定和包圍。第一 包封模1的第一接合面4和第二包封模2的第二接合面5隨后可以借助 于施加壓力和溫度來熔化，從而包封模l、 2之間的區(qū)域無可見的接縫。 接合面在此方面優(yōu)選平面平行地加工和定向。下面借助于圖1詳細地描述用于實施依據本發(fā)明方法的示例性布 置。在具有接合面4的下部透明的包封模1上，可以將待包封的物體3 裝入定位模7內并根據定位模7的位置和形狀定向。第二上部透明的包 封模2可以隨后與下部包封模1嵌接。在此方面，在第二上部透明的包 封模2上產生具有接合面5的凸起部?，F在可以使凸起部5與第一包封 模1的邊緣6嵌接，由此包封模l、 2和物體3形成一個連續(xù)的構成物。 因此可以在熔化過程之前將物體3定位和固定。在將物體3暫時固定之 后，現在在壓力的作用下導向通道(參見圖2)內產生確定的溫度，例 如在塑料的情況下為120X:和160X:之間，該溫度可以使接合面4和5或上部包封模2和下部包封模1共同熔化或接合。該溫度在此方面例如保持3秒并在壓力不變的情況下重新冷卻到卯r:，直至材料重新硬化。因此產生一體化的物體，其雖然本來由多部分組成，但在光學上卻 是本身具有一個物體的主體。例如有機玻璃7H透明的或者PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)可以用 作包封模。優(yōu)選的軟化溫度例如可以為1401C。在該方法一種優(yōu)選的實 施方式中，沖桿可以在導向通道內產生230bar的壓力。圖2示出該方法的另一實施方式，其中略微改變的方法結構裝入導 向通道8內。在圖2所示的方法結構中，定位模7構成在上部包封模2 內，從而物體3首先設置在下部包封模1的接合面4上，以便在上部包 封模2接近下部包封模1的情況下通過定位模7精確定向。導向通道8 防止包封模l、 2或者物體3在熔化過程期間漂移，因為該導向通道的 凈尺寸非常精確地與包封模的外部尺寸協調。在將由包封模l、 2和物 體3組成的連續(xù)的構成物裝入導向通道8內后，兩個沖桿件9移入導向 通道8內并向第一和第二包封模1、 2施加壓力。隨后在壓力保持不變 的情況下產生使包封模l、 2的材料熔化的溫度。在壓力和溫度下，兩 個包封模l、 2熔化并將物體3包封在本身內。為了防止在擠壓和焊入過程期間在接縫內產生來自柔軟和熔化的 包封模材料l、 2內的氣泡，在另一種示例性的實施方式中，在接合過 程之前或者期間產生真空，以便可以去除空氣或氣泡。由此還可以附加 降低接縫內的應力，因為由此可以避免存在其他情況下導致強制應力的 夾雜空氣。在另一種示例性的實施方式中，包封模l、 2和/或物體3可以旋轉對 稱地構成。由此可以產生相對于第一M面4和/或第二備^面5的體積對 稱，從而產生相同的體積部分。因此在壓力和熔化階段期間沿接縫產生恒 定的靜壓壓力，從而不會由于作用的壓力來產生會使物體3在#^過程期 間離開其確定位置的橫向力。圖3示出笫一和第二包封模1、 2的另一示意圖。在該圖中，物體3裝入第一包封模1的第一接合面4的定位模7內。此外，第一包封模l 的凸起部以及第二包封模2的邊緣6，構成為錐形，由此形成壓配合或形 狀配合，其使第一和第二兩個包封模保持在接合位置上并因此可以更簡 單地操作包封體和更精確地定位。圖4示出具有第一接合面4的第一包封模三維圖，在第一接合面中 設置有物體的定位模7。圖5示出第二包封模的三維圖，其邊緣6具有開口，通過該開口可 以排出擠壓和熔化過程期間存在的空氣。圖6示意地示出通過依據本發(fā)明的方法制造的制品。在熔化和擠壓 后產生的一體化主體10在此方面包括例如鉆石的物體3。在擠壓和熔化 過程之后，對由包封模1、 2產生的主體10這樣進行例如車削和/或拋 光的加工，使得其借助于例如車削和/或拋光加工確定的幾何形狀和表 面結構產生確定的光學效果、例如放大或者縮小效果。因此在圖6所示 的例子中， 一個包封模具有拱頂形，其通過光折射效果使物體3向外顯 得更大。代替通過將物體定中心地安放在接合面4、 5的確定位置上的方式 來將物體3相對于主體10的外部輪廓定位，這也可以通過后來的加工 進行，這種加工使得主體10的材料從物體3的周圍切除，使得物體3 隨后處于相對于主體10的外部輪廓的確定的位置。另外需要指出的是，"包括"不排除其他部件或者步驟并且"一" 和"一個"不排除多個。此外需要指出的是，參閱上面的實施例所述的特征或者步驟也可以在與上述其他實施例的其他特征或者步驟的組合 使用。權利要求中的附圖標記不應視為限制。
權利要求
1.一種用于將物體(3)包封在多部分的且至少部分透明的包封模(1、2)內的制造方法，包括下列步驟提供具有第一接合面(4)的第一包封模(1)；提供具有第二接合面(5)的第二包封模(2)；將所述物體(3)定向在所述第一包封模(1)的第一接合面(4)上；將所述第一包封模(1)與所述第二包封模(2)接合，使得所述物體(3)保持在所述第一接合面(4)與所述第二接合面(5)之間；通過向所述第一接合面(4)和所述第二接合面(5)施加壓力和溫度，將所述第一包封模(1)的第一接合面(4)與所述第二包封模(2)的第二接合面(5)熔化，使得所述第一包封模(1)的第一接合面(4)過渡到所述第二包封模(2)的第二接合面(5)而無可見的接縫；以及在熔化之前形成真空，從而防止在所述第一包封模(1)與所述第二包封模(2)之間夾雜空氣。
2. 如權利要求l所述的制造方法，其中，將所述物體(3)定向在 所述第一接合面(4)上的確定位置內，使得其在所述第一包封模(1) 與所述第二包封模(2)接合時保持在所述確定位置內。
3. 如權利要求1或2所述的制造方法，此外包括將所述第一包封 模(1 )、所述第二包封模(2 )和所述物體(3 )裝入導向通道(8 )內。
4. 如權利要求3所述的制造方法，此外包括將至少一個沖桿件 (9)插入所述導向通道(8)內，其中借助于所述至少一個沖桿件(9)的插入向所述第一包封模(1)和所述第二包封模(2)施加壓力。
5. 如權利要求4所述的制造方法，其中，所述物體(3)具有與所 述導向通道(8)的壁面成直角定向的面。
6. 如權利要求4或5所述的制造方法，其中，所述沖桿件(9)產 生與所述導向通道(8)的壁面平行的壓力。
7. 如前述權利要求中任一項所述的制造方法，其中，通過借助于用于暫時定位所述物體(3)的定位模(7)將所述物體(3)設置在所 述第一包封模(1)或者所述第二包封模(2)的中心的方式，進行所述 物體(3)的定向。
8. 如前述權利要求中任一項所述的制造方法，此外包括 將所述物體(3)設置在所述第一接合面(4)或者所述第二接合面(5)的中心；其中所述物體(3)旋轉對稱地構成。
9. 如權利要求7或8所述的制造方法，其中，所述物體(3)相對 于所述第一包封模(1)的第一接合面(4)和所述第二包封模(2)的 第二接合面(5)沿徑向體積對稱地定位。
10. 如前述權利要求中任一項所述的制造方法，此外包括 在所述第一包封模(1)的第一包封面和/或所述第二包封模(2)的第二包封面上加工出光學效果。
11. 如前述權利要求中任一項所述的制造方法，此外包括借助于 注塑法和/或車削加工制造所述第一包封模(1)和所述第二包封模(2 )。
12. 如前述權利要求中任一項所述的制造方法，此外包括對所述 兩個包封模(1、 2)的至少一個接合面(4、 5)進行金剛砂拋光，使得 金剛砂拋光的接合面具有光滑、光亮如鏡的高透明度表面。
13. 如前述權利要求中任一項所述的制造方法，其中， 所述兩個包封模(l、 2)中的一個具有至少局部環(huán)繞的邊緣(6); 所述另一包封模(2、 1)具有凸起部；以及 所述兩個包封模接合成使得所述邊緣(6)與所述凸起部形狀配合地嵌接。
14. 如權利要求13所述的制造方法，其中，至少一個由邊緣(6) 和凸起部組成的元件錐形地構成。
15. 如權利要求13或14所述的制造方法，其中，所述邊緣(6)具有用于抽真空的開口 (11)。
16. 如前述權利要求中任一項所述的制造方法，其中，在熔化步驟 中加熱所述第一包封模(1)和所述第二包封模(2)，使得它們呈現糊
17. —種具有包封三維物體(3)的透明主體(10)，包括 帶第一接合面(4)的第一包封模(l); 帶第二接合面(5)的第二包封模(2);以及 三維物體(3);其中所述第一包封模(l)的第一接合面(4)構成為，使得所述三 維物體(3)能在所述第一接合面(4)上定位；以及其中所述第一包封模(1)的第一接合面(4 )和所述第二包封模(2 ) 的第二接合面(5)接合為，使得在所述包封模(1、 2)之間的區(qū)域無 可見的接縫；其中所述第一包封模(1)和所述第二包封模(2)設計為，使得在 擠壓之前能夠產生真空，從而借助于真空能夠防止在所述第一包封模 (1)與所述第二包封模(2)之間夾雜空氣。
18. 如權利要求17所述的主體(10),此外包括用于固定在夾持件 上的固定件，其中所述夾持件選自自來水筆、鋼筆、表和珠寶飾物。
19. 如權利要求17或18所述的主體(10),其中，所述元件(10) 依據如權利要求1至16中任一項所述的方法制造。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將物體(3)包封在多部分且透明的包封模(1、2)內的制造方法。首先將物體(3)定向在第一包封模(1)的第一接合面(4)上并借助于具有第二接合面(5)的第二包封模(2)壓入。隨后借助于壓力和溫度將第一包封模(1)的第一接合面(4)和第二包封模(2)的第二接合面(5)熔化，從而在包封模(1、2)之間的區(qū)域無可見的接縫。
文檔編號B29C65/00GK101291795SQ200680038646
公開日2008年10月22日 申請日期2006年9月18日 優(yōu)先權日2005年10月20日
發(fā)明者曼弗雷德·馬滕斯, 迪特馬爾·波德斯楚魏特, 霍爾格·武特克 申請人:蒙布蘭克-桑普洛有限公司