本發(fā)明屬于產(chǎn)品加工制造技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種像素針成型機及基于布爾運算的成型方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)制造業(yè)經(jīng)過了數(shù)千年的積累和發(fā)展，已經(jīng)在生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)、材料等方面非常成熟，并形成了配套完善、功能齊全、社會各界廣泛認可的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。但是，針對一些個性化、復雜化、高難度的生產(chǎn)技術(shù)，傳統(tǒng)制造業(yè)則很難完成。

而目前比較新興的3d打印技術(shù)，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體。然而這種技術(shù)受到的限制性較大，速度較慢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種像素針成型機及基于布爾運算的成型方法，能夠?qū)Ρ砻鎻碗s的產(chǎn)品實現(xiàn)一次成型加工，并且高速、高效。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：一種像素針成型機，其特征在于：它包括本體；

本體的上部和下部分別設(shè)有對稱分布的像素針上板和像素針下板，像素針上板和像素針下板分別由受磁力控制上下運動的金屬像素針排列而成；本體中部為供金屬像素針運動而為待加工產(chǎn)品成型的成型區(qū)；

本體上設(shè)有電磁控制器和輸入單元；像素針上板的上部、像素針下板的下部均設(shè)有在電磁控制器的控制下為金屬像素針提供磁力的磁極；本體一側(cè)還設(shè)有與所述的像素針上板連接的位移調(diào)節(jié)機構(gòu)；

本成型機還包括材料注入裝置，材料注入裝置包括材料融化罐、融化罐加熱裝置、以及用于將融化的材料注入到所述的成型區(qū)的成型液導管。

按上述方案，所述的本體為金屬框架。

按上述方案，所述的位移調(diào)節(jié)機構(gòu)包括螺桿傳送機構(gòu)和用于驅(qū)動螺桿傳送機構(gòu)的驅(qū)動電機。

按上述方案，所述的本體上設(shè)有控制面板，所述的電磁控制器和輸入單元設(shè)置在控制面板上；輸入單元包括控制器開關(guān)和控制器選項按鈕。

按上述方案，所述的控制面板上還設(shè)有與電磁控制器連接的顯示器。

按上述方案，所述的材料融化罐通過融化罐固定裝置固定在本體上，且材料融化罐的高度高于所述的成型區(qū)。

利用所述的像素針成型機實現(xiàn)的基于布爾運算的成型方法，其特征在于：它包括以下步驟：

s1、根據(jù)待加工產(chǎn)品的外形，利用布爾運算得到代加工產(chǎn)品外形的三維圖形；

s2、對所述的三維圖形分割為上下兩部分，再對兩部分分別進行微元劃分，得到每個微元的高度；其中每個微元的大小即為每個金屬像素針的截面大??；

s3、根據(jù)所得到的微元的高度，分別通過磁力控制像素針上板和像素針下板上的金屬像素針的位移，使得像素針上板和像素針下板的金屬像素針在成型區(qū)得到待加工產(chǎn)品的陰模；

s4、加熱材料融化罐，加熱后的液態(tài)材料從成型液導管注入到陰模中，待冷卻后取出。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明巧妙利用電磁控制金屬像素針的方式，制備待加工產(chǎn)品的陰模，再將材料進行加熱液化，注入到陰模中，可以實現(xiàn)一次成型，與現(xiàn)有3d打印技術(shù)相比較具有高速、高效、產(chǎn)品強度高、制作工藝簡便、降低加工成本等優(yōu)勢，具有較強的實用性和市場應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一實施例的待加工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為針對圖2所述待加工產(chǎn)品的像素針成型原理圖。

圖4為材料熔化罐的細節(jié)圖。

圖中：1像素針上板、2本體、3材料融化罐、3-1-材料熔化罐底座、4融化罐固定裝置、5融化罐加熱裝置、6成型液導管、7電磁控制器、8顯示器、9控制器選項按鈕、10控制器開關(guān)、11成型機底座、12像素針下板、13外部保護殼、14金屬像素針、15螺桿傳送機構(gòu)、16驅(qū)動電機、17待加工產(chǎn)品。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實例和附圖對本發(fā)明做進一步說明。

本發(fā)明提供一種像素針成型機，如圖1至圖4所示，包括本體2；本體2的上部和下部分別設(shè)有對稱分布的像素針上板1和像素針下板12，像素針上板1和像素針下板12分別由受磁力控制上下運動的金屬像素針14排列而成；本體2中部為供金屬像素針14運動而為待加工產(chǎn)品17成型的成型區(qū)；本體2上設(shè)有電磁控制器7和輸入單元；像素針上板1的上部、像素針下板12的下部均設(shè)有在電磁控制器7的控制下為金屬像素針14提供磁力的磁極；本體2一側(cè)還設(shè)有與所述的像素針上板12連接的位移調(diào)節(jié)機構(gòu)；本成型機還包括材料注入裝置，材料注入裝置包括材料融化罐3、融化罐加熱裝置5、以及用于將融化的材料注入到所述的成型區(qū)的成型液導管6。

所述的本體為金屬框架，金屬框架設(shè)置在成型機底座11上。所述的位移調(diào)節(jié)機構(gòu)包括螺桿傳送機構(gòu)15和用于驅(qū)動螺桿傳送機構(gòu)的驅(qū)動電機16。所述的本體上設(shè)有控制面板，所述的電磁控制器7和輸入單元設(shè)置在控制面板上；輸入單元包括控制器開關(guān)10和控制器選項按鈕9?？刂泼姘迳线€可以設(shè)有與電磁控制器7連接的顯示器8。

所述的材料融化罐3通過融化罐固定裝置4固定在本體2上，且材料融化罐3的高度高于所述的成型區(qū)。材料融化罐3的底部還可以設(shè)有材料熔化罐底座3-1。

利用所述的像素針成型機實現(xiàn)的基于布爾運算的成型方法，包括以下步驟：

s1、根據(jù)待加工產(chǎn)品17的外形，如圖2所示，利用布爾運算得到代加工產(chǎn)品17外形的三維圖形；

s2、對所述的三維圖形分割為上下兩部分，再對兩部分分別進行微元劃分，得到每個微元的高度；其中每個微元的大小即為每個金屬像素針14的截面大?。?/p>

s3、根據(jù)所得到的微元的高度，分別通過磁力控制像素針上板1和像素針下板12上的金屬像素針14的位移，使得像素針上板1和像素針下板12的金屬像素針14在成型區(qū)得到待加工產(chǎn)品17的陰模，如圖3所示；

s4、加熱材料融化罐3，加熱后的液態(tài)材料從成型液導管6注入到陰模中，待冷卻后取出。

本實施例中，金屬框架和金屬像素針14均由304不銹鋼金屬制成，像素針上板1和像素針下板12均為40*40*25cm，像素針上板1和像素針下板12外部均設(shè)有外部保護殼，采用高強度塑料制成。

進一步擴展的，電磁控制器7還可以通過有線或無線的方式連接上位機控制終端。材料融化罐3安裝于金屬框架的右上方，材料融化罐3內(nèi)部設(shè)有加熱電阻并配有溫度傳感器，連接外接溫度顯示器方便得到融化材料所需溫度。成型液導管6采用高熔點橡膠制成。

基于布爾運算的像素針成型技術(shù)相對傳統(tǒng)制造技術(shù)來講的確是一次重大的技術(shù)革命，用“顛覆”傳統(tǒng)制造技術(shù)來形容也不過分，能夠解決傳統(tǒng)制造所不能解決的技術(shù)難題，能夠為傳統(tǒng)制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展注入新鮮動力。但是，傳統(tǒng)制造業(yè)經(jīng)過了數(shù)千年的積累和發(fā)展，已經(jīng)在生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)技術(shù)、材料等方面非常成熟，并形成了配套完善、功能齊全、社會各界廣泛認可的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。

從基于布爾運算的像素針成型的技術(shù)原理來看，傳統(tǒng)制造方式不能生產(chǎn)的產(chǎn)品，利用基于布爾運算的像素針成型打印技術(shù)都可以輕松地打印出來。但是，傳統(tǒng)制造業(yè)所擅長的批量化規(guī)?；a(chǎn)、精益化生產(chǎn)，恰恰是基于布爾運算的像素針成型打印技術(shù)的短腿。比較來看，基于布爾運算的像素針成型打印技術(shù)擅長的解決個性化、復雜化、高難度的生產(chǎn)技術(shù)，而傳統(tǒng)制造業(yè)則擅長的是批量化和規(guī)?；１舜酥g形成互補關(guān)系，而不是誰替代誰的問題。因此，基于布爾運算的像素針成型技術(shù)本身不是要取代傳統(tǒng)制造業(yè)，也不能取代傳統(tǒng)制造業(yè)。

在制作過程中通過布爾運算算法與電磁控制的結(jié)合完成產(chǎn)品的加工制作，且可以實現(xiàn)一次成型，與現(xiàn)有3d打印技術(shù)相比較具有高速、高效、產(chǎn)品強度高、制作工藝簡便、降低加工成本等優(yōu)勢，具有較強的實用性和市場應(yīng)用前景。

以上實施例僅用于說明本發(fā)明的設(shè)計思想和特點，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，本發(fā)明的保護范圍不限于上述實施例。所以，凡依據(jù)本發(fā)明所揭示的原理、設(shè)計思路所作的等同變化或修飾，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。