3D打印反射器及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种反射器(2)，其包括反射器壁(20)，该反射器壁(20)包括限定所述反射器壁(20)的第一壁表面(22)和第二壁表面(23)，该反射器壁(20)包括光透射材料(21)，其中该反射器壁(20)具有限定第一反射器壁面积的第一尺寸(d1)和第二尺寸(d2)，其中每个壁表面(22,23)包括多个平行布置的细长起皱(210)，其中该起皱具有相对于相邻起皱(210)之间的凹进(220)的起皱高度(h2)以及由处于相应壁表面(22,23)的相邻凹进(220)之间的距离所限定的起皱宽度(w2)，其中该起皱(210)在所述相邻凹进(220)之间具有曲面起皱表面(230)，其在相应壁表面(22,23)具有起皱半径(r2)，并且其中在该第一尺寸(d1)和第二尺寸(d2)之一的至少一部分上，(i)起皱高度(h2)，(ii)起皱宽度(w2)，(iii)起皱半径(r2)，以及(iv)被配置在不同壁表面(22,23)的起皱顶端(211)的最短顶端‑顶端距离(w12)中的一个或多个在至少一个壁表面(22,23)的所述壁尺寸(d1,d2)上变化。反射器(2)具有第一端(3)和第二端(4)，其中第一端(3)和第二端(4)之间的第三距离(d3)由一个或多个反射器壁(30)所桥接，其中该一个或多个反射器壁(20)从第二端(4)向第一端(3)成锥形配置，并且其中该反射器(2)具有反射器空腔(5)。

3D Printing Reflector and Its Manufacturing Method

The present invention provides a reflector (2), which comprises a reflector wall (20), comprising a first wall surface (22) and a second wall surface (23) defining the reflector wall (20), comprising a light transmission material (21), wherein the reflector wall (20) has a first dimension (d1) and a second dimension (d2) defining the wall area of the first reflector, in which each wall surface (22, 23) package. A slender wrinkle (210) with parallel arrangement includes a wrinkle height (h2) relative to a concave (220) between adjacent wrinkles (210) and a wrinkle width (w2) defined by the distance between adjacent concaves (220) on the corresponding wall surface (22, 23), wherein the wrinkle (210) has a curved wrinkle surface (230) between the adjacent concave (220) and has a corresponding wall surface (22, 23). There is a wrinkle radius (r2) and at least one part of the first dimension (d1) and the second dimension (d2), (i) wrinkle height (h2), (i i) wrinkle width (w2), (i I i) wrinkle radius (r2), and (iv) the shortest tip distance (w12) of the wrinkle tip (211) arranged on different wall surfaces (22, 23) is one or more of the wall dimensions (d1, d2) at least one wall surface (22, 23). ) Up to change. The reflector (2) has a first end (3) and a second end (4), where the third distance (d3) between the first end (3) and the second end (4) is bridged by one or more reflector walls (30), in which one or more reflector walls (20) are tapered from the second end (4) to the first end (3), and where the reflector (2) has a reflector cavity (5).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】3D打印反射器及其制造方法
本专利技术涉及一种用于制造3D物品的方法。本专利技术还涉及能够利用所述方法获得的3D(打印)物品。另外，本专利技术涉及一种可以被用来执行这样的方法的软件产品。再进一步地，本专利技术涉及一种包括这样的3D(打印)物品的照明系统。
技术介绍
光学系统的增材制造部件是本领域已知的。例如，US20150343673A1描述了一种制造光学元件的方法，包括(a)经由增材制造技术打印模具的至少一部分，(b)在该模具内的一个或多个体元沉积纳米复合墨水，(c)选择性地固化所沉积的纳米复合墨水，并且(d)至少重复(b)至(d)的步骤直至该模具被适当填充并固化。该模具由塑料制成。在实施例中，该模具并入有光学插件。该光学插件在3D打印过程期间被并入。该光学元件的示例是具有平表面和凸表面的简单平凸透镜。
技术实现思路
在接下来的10-20年间，数字加工将会日益改变全球制造业的性质。数字加工的一个方面是3D打印。目前，已经研发出许多不同的技术以便使用诸如陶瓷、金属和聚合物之类的各种材料来生产各种3D打印物体。3D打印也可以用于生产模具，所述模具随后可以被用于复制物体。出于制作模具的目的，已经建议使用聚合物喷射技术。这种技术利用光聚合材料的逐层沉积，所述光聚合材料在每次沉积之后被固化从而形成固态结构。虽然这种技术生产出平滑的表面，但是光可固化材料并不非常稳定，而且它们对于要用于注射成型应用而言导热性也相对较低。最为广泛使用的增材制造技术是被称作熔融沉积成型(FDM)的工艺。熔融沉积成型(FDM)是一种被广泛用于建模、原型制作和生产应用的增材制造技术。FDM通过将材料分层放样而以“增材”原则工作；塑料丝或金属线从线圈中解开并且供应材料以生产部件。可能地，(例如对于热塑性塑料而言)，丝线在放样之前被融化并挤出。FDM是一种快速原型制作技术。FDM的其它称谓是“熔丝加工”(FFF)或“丝线3D打印”(FDP)，它们被认为等同于FDM。通常，FDM打印机使用热塑丝线，它被加热至其熔点并且随后逐层(或者实际上是丝线接着丝线)挤出从而形成三维物体。FDM打印机是相对快速的并且能够被用于打印复杂的物体。可能特别适合作为可3D打印材料的材料可以从由金属、玻璃、热塑聚合物、硅树脂等所组成的群组中选择。特别地，可3D打印材料包括从以下所组成的群组中选择的(热塑)聚合物：ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、尼龙(或聚酰胺)、醋酸盐(或纤维素)、PLA(聚乳酸)、对苯二酸酯(诸如PET聚对苯二甲酸乙二醇酯)、亚克力(聚甲基丙烯酸酯、有机玻璃(Perspex)、聚甲基丙烯酸甲酯、PMMA)、丙纶(或聚丙烯)、聚苯乙烯(PS)、PE(诸如发泡高冲击聚乙烯(或聚乙烯)、低密度(LDPE)、高密度(HDPE))、PVC(聚氯乙烯)、聚氯丁烯，等等。可选地，可3D打印材料包括从由以下所组成的群组中选择的3D可打印材料：脲醛、聚酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺甲醛、聚碳酸酯(PC)、橡胶等。可选地，可3D打印材料包括从由以下所组成的群组中的3D可打印材料：聚砜、聚醚砜、聚苯砜、酰亚胺(诸如聚醚酰亚胺)等。可以使用的材料的具体示例例如可以从由以下所组成的群组中选择：丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚乳酸(PLA)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚苯乙烯(PS)、木质素、橡胶等。术语“可3D打印材料”还可以涉及两种或更多种材料的组合。通常，这些(聚合)材料具有玻璃转变温度Tg和/或熔化温度Tm。3D可打印材料将在它离开喷嘴之前由3D打印机加热到至少为玻璃转变温度(并且通常至少为熔化温度)的温度。因此，在具体实施例中，可3D打印材料包括具有玻璃转变温度(Tg)和/或熔点(Tm)的热塑性聚合物，并且打印机头中的加热包括将可3D打印材料加热到高于玻璃转变温度，并且在它是半晶体聚合物的情况下将其加热到高于熔化温度。在又一个实施例中，可3D打印材料包括具有熔点(Tm)的(热塑性)聚合物，并且打印机头中的加热包括将要沉积在接收体物品上的可3D打印材料加热到至少为熔点的温度。术语“熔点”和“熔化温度”含义相同。接收体物品也可以在3D打印期间被加热。特别地，接收体物品可以是构建平台或者可以被构建平台所包括。FDM打印机是相对快速、低成本的并且可以被用于打印复杂的3D物体。这样的打印机在使用各种聚合物打印各种形状时被使用。该技术在LED灯具和照明解决方案的生产中看起来是有用的。为了创建各种各样的装饰效果，将镜面反射元件整合在3D打印中是令人感兴趣的。另一方面，镜面反射3D打印可以在针对LED灯具的功能反射器设计中使用。然而，在FDM3D打印技术中难以呈现出镜面(反射镜)效应。使用整合在打印丝线中的片状铝粉的设备产生出具有低反射性的银光/灰色的材料。然而，这会使得产品复杂化并且不允许使用被应用于光学元件的3D打印自由度和机会。因此，本专利技术的一个方面是提供一种替选光学元件，特别是一种(镜面)反射器，其优选地进一步至少部分克服以上所描述的一种或多种缺陷。再进一步地，本专利技术的一个方面是提供一种包括这样的光学元件特别是反射器的替选照明系统，其优选地进一步至少部分克服以上所描述的一种或多种缺陷。另外，本专利技术的一个方面是提供一种用于提供这样的光学元件特别是反射器的方法，其优选地进一步至少部分克服以上所描述的一种或多种缺陷。本专利技术涉及能够通过FDM生产的典型形状。在FDM中，聚合物被加热并通过精细喷嘴挤出。该喷嘴以某个速度移动并且在前一个的“挤压圆柱(squeezedcylinder)”的顶部写出该材料的“挤压圆柱”。以这种方式，完整的3D模型被逐层构建。FDM的用户实质上隐含在本文被指为“波纹”或“起皱”的结构始终都出现在打印表面的两侧，并且这些结构始终都被完美对齐。每个个体打印线都可以通过改变其形状或材料属性而被调整从而具有所期望的光学性能。这意味着能够在没有任何附加的加工成本的情况下通过改变每个个体线条的形状和/或材料属性而生产出定制设计。出乎意料的是，在使用透明(例如，PC、PET)材料的结构的3D打印期间发现了镜面(“反射镜”)效应。这些镜面反射峰值(甚至>90％的反射率)的出现可能很大程度上取决于入射角度、折射率，以及打印结构的几何参数。本专利技术特别地描述了表现出强镜面反射效果的具体结构，其例如可以在(基于LED的)灯罩或反射器中使用。出发点在于3D打印(FDM)结构表现出“波纹表面”。3D打印物体中的波纹经常被认为是人为现象。然而，这些波纹在透明材料的打印中似乎却例外地被认为是有用的，因为它们充当了在3D打印过程中完美对齐的双凸面圆柱体透镜。本专利技术描述了由(3D打印)分层的阵列所组成的自由形式的光学组件。特别地，通过在更大面积上改变透镜的光学属性，可以获得良好的反射率。因此，本专利技术在第一方面提供了一种反射器，包括反射器壁，该反射器壁包括限定所述反射器壁的第一壁表面(“第一反射器壁表面”或“第一反射器表面”)和第二壁表面(“第二反射器壁表面”或“第二反射器表面”)，该反射器壁包括光透射材料，其中该反射器壁具有限定第一反射器壁面积的第一尺寸(d1)和第二尺寸(d2)，其中每个壁表面包括多个平行布置的细长起皱，其中该起皱具有相对于(相应壁表面处的)相邻起皱之间的凹进的起皱高度(h本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反射器(2)，包括反射器壁(20)，所述反射器壁(20)包括限定所述反射器壁(20)的第一壁表面(22)和第二壁表面(23)，所述反射器壁(20)包括光透射材料(21)，其中所述反射器壁(20)具有限定第一反射器壁面积的第一尺寸(d1)和第二尺寸(d2)，其中每个壁表面(22,23)包括多个平行布置的细长起皱(210)，其中所述起皱具有相对于相邻起皱(210)之间的凹进(220)的起皱高度(h2)以及由处于相应的所述壁表面(22,23)的相邻凹进(220)之间的所述距离所限定的起皱宽度(w2)，其中所述起皱(210)在所述相邻凹进(220)之间具有曲面起皱表面(230)，其在相应的所述壁表面(22,23)具有起皱半径(r2)，并且其中在所述第一尺寸(d1)和第二尺寸(d2)之一的至少一部分上，(i)所述起皱高度(h2)，(ii)所述起皱宽度(w2)，(iii)所述起皱半径(r2)，以及(iv)被配置在不同壁表面(22,23)的起皱顶端(211)的最短顶端‑顶端距离(w12)中的一个或多个在至少一个所述壁表面(22,23)的所述壁尺寸(d1,d2)上变化，其中所述反射器(2)具有第一端(3)和第二端(4)，其中所述第一端(3)和所述第二端(4)之间的第三距离(d3)由一个或多个反射器壁(30)所桥接，其中所述一个或多个反射器壁(20)从第二端(4)向第一端(3)成锥形配置，并且其中所述反射器(2)具有反射器空腔(5)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.01 EP 16177410.41.一种反射器(2)，包括反射器壁(20)，所述反射器壁(20)包括限定所述反射器壁(20)的第一壁表面(22)和第二壁表面(23)，所述反射器壁(20)包括光透射材料(21)，其中所述反射器壁(20)具有限定第一反射器壁面积的第一尺寸(d1)和第二尺寸(d2)，其中每个壁表面(22,23)包括多个平行布置的细长起皱(210)，其中所述起皱具有相对于相邻起皱(210)之间的凹进(220)的起皱高度(h2)以及由处于相应的所述壁表面(22,23)的相邻凹进(220)之间的所述距离所限定的起皱宽度(w2)，其中所述起皱(210)在所述相邻凹进(220)之间具有曲面起皱表面(230)，其在相应的所述壁表面(22,23)具有起皱半径(r2)，并且其中在所述第一尺寸(d1)和第二尺寸(d2)之一的至少一部分上，(i)所述起皱高度(h2)，(ii)所述起皱宽度(w2)，(iii)所述起皱半径(r2)，以及(iv)被配置在不同壁表面(22,23)的起皱顶端(211)的最短顶端-顶端距离(w12)中的一个或多个在至少一个所述壁表面(22,23)的所述壁尺寸(d1,d2)上变化，其中所述反射器(2)具有第一端(3)和第二端(4)，其中所述第一端(3)和所述第二端(4)之间的第三距离(d3)由一个或多个反射器壁(30)所桥接，其中所述一个或多个反射器壁(20)从第二端(4)向第一端(3)成锥形配置，并且其中所述反射器(2)具有反射器空腔(5)。2.根据权利要求1所述的反射器(2)，其中所述反射器壁(20)是熔融沉积成型打印的反射器壁(20)，并且其中所述起皱(210)由丝线表面(321)所限定。3.根据之前任一项权利要求所述的反射器(2)，其中所述反射器壁(20)包括PC、PET、PLA和PMMA中的一种或多种。4.根据之前任一项权利要求所述的反射器(2)，包括具有处于所述第一壁表面(22)的第一起皱(210a)和处于所述第二壁表面(23)的第二起皱(210b)的起皱集合，其中所述第一起皱(210a)的处于所述第一壁表面(22)的第一起皱顶端(211a)和所述第二起皱(210b)的处于所述第二壁表面(23)的第二起皱顶端(211b)之间的所述最短顶端-顶端距离(w12)从0.01≤w2/w12≤100的范围选择。5.根据之前任一项权利要求所述的反射器(2)，其中所述反射器(2)具有细长V形或者具有锥形。6.一种照明系统(1)，包括被配置为提供光源光(11)的光源(10)以及根据之前任一项权利要求所述的反射器(2)，其中所述反射器(2)被配置为反射所述光源光(11)的至少一部分。7.根据权利要求6所述的照明系统(1)，其中所述反射器(2)被配置为对所述光源光(11)的至少一部分进行准直。8.根据权利要求6-7中任一项所述的照明系统(1)，其中所述反射器(2)具有第一端(3)和第二端(4)，其中所述第一端(3)和所述第二端(4)之间的第三距离(d3)由一个或多个反射器壁(20)所桥接，其中所述一个或多个反射器壁(20)从所述第二端(4)向所述第一端(3)成锥形配置，并且其中所述反射器(2)具有反射器空腔(5)。9.根据权利要求8所述的照明系统(1)，其中所述光源(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·P·布恩坎普，P·A·范哈尔，R·A·M·希克梅特，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL