设计具有所需外观的塑料制品的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于设计具有所需外观的塑料制品的方法。该过程包括具有一个所需的外观，并接着根据虚拟制品参数获取制造参数。本发明专利技术可以包括表征目标制品的外观（目标制品外观）并接着将虚拟制品参数对于目标制品外观进行拟合的步骤。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于。塑料制品在当今世界是普遍使用的。塑料零件为制造者在以相对较低的成本制造不同大小，形状，和外观的制品方面提供了多样性。塑料零件具有一个外观，该外观取决于人眼如何感知物体的颜色和表面结构的结合。制品的表面结构可以对制品的外观起关键作用。例如，表面结构特性可以使一个制品的外观在以不同角度观看或照明时是不同的。设计和制造具有所需外观的塑料制品会是具有挑战性和高成本的尝试。许多目前的设计方法认为颜色对外观的作用而不考虑表面结构对外观的作用。通常，为了定义适合于完成具有所需外观的制品的制造参数，制造制品并接着修改制造参数并制造另一个制品的重复过程是必要的。制造不具有让人满意的外观的制品既耗时也浪费钱。最好是将设计和制造具有所需外观的塑料制品所需要的成本和努力减到最小，而同时设计出在不同灯光和视觉条件下具有所需外观的制品。在第一个实施例中，本专利技术是一种用于设计塑料制品的方法，包括以下步骤(a)根据一组虚拟的制品参数产生具有所需外观的虚拟制品，所需外观足够详细地呈现出外观的内部颜色和表面反射比分量(reflectance component)，包括在多于一种照明和视觉角度的组合条件下由于宏观的表面结构的外观；其中所述虚拟制品参数对于定义制造参数来说是足够的；以及(b)从所述虚拟制品参数组中确定制造参数。在第二实施例中，本专利技术进一步包括步骤(a)之前的至少一个步骤，用于描述具有目标外观的目标制品的外观的特性，并修改所述虚拟制品参数组直到参数符合具有另人满意的与目标制品相同外观特性的制品。在第一或第二实施例的一个可取的变型中，步骤(a)包括修改虚拟制品参数组中的至少一个虚拟制品参数以及在重复过程中根据虚拟制品参数产生虚拟制品，直到确定了产生具有所需外观的虚拟制品的最终一组虚拟制品参数；以及其中步骤(b)中的所述虚拟制品参数组是所述最终虚拟制品参数组。本专利技术的一个目的在于提供一种方法，用于为在多于一种照明和视觉角度的组合条件下具有所需外观的制品产生制造参数。该方法最小化或消除了为确定具有所需外观的制品的制造参数而测试制造的需要。附图说明图1示例了第一实施例的可取变型的流程图。图2示例了照明和观察角度。图3示例了本专利技术第二实施例的可取变型的流程图。本专利技术是一种用于设计和制造在多于一种照明和视觉角度(也就是，多于一个照明角度，视觉角度，或多于一个照明和视觉角度)的组合条件下具有所需外观的塑料制品。本文中，塑料制品包括具有由塑料表面产生的外观的任何制品。例如，塑料制品可以由塑料成分构成。作为另一个例子，塑料制品可以包括具有塑料成分表面的金属结构。在所述另一个例子中，本专利技术特别用于设计塑料成分表面。本专利技术包括在实际制造实体制品之前产生允许在多种照明和视觉角度的组合条件下测试制品的虚拟制品。根据一组虚拟制品参数产生虚拟制品。虚拟制品参数足以定义特定类型的虚拟制品(例如，在计算机显示屏上的图像或全息图像(holographic image))并包含足够的细节以考虑制品的微观表面结构。虚拟制品参数是可调节的以获取具有所需外观的虚拟制品。虚拟制品参数也足以定义制造参数，制造参数为根据相应虚拟制品参数所产生的虚拟制品提供用于制造具有相似，希望是基本相似外观的实体制品提供适当的信息。本文中，如果两个外观在一个平常人(也就是，在外观匹配方面没有受过训练或经验的人)的肉眼看来是一样的，那么一个外观与另一个外观“基本上相同”。如果虚拟制品参数是一种形式的制造参数，或能够转换为一种形式的具有三个或更少的试验制造，优选地不具有任何试验制造的制造参数，虚拟制品参数足以用于限定制造参数。本文中，试验制造指的是具有的外观与所需外观不同的制品的制造。本专利技术的方法能够减少设计具有所需外观的塑料制品的时间和成本。本专利技术的一个目的在于，为制造具有“所需外观”的实体制品产生制造参数。所需外观包括诸如形状，以及在多于一种照明和视觉角度组合条件下的颜色和光反射特性之类的物理特征。对所需外观的确定可以发生在产生虚拟制品之前，产生虚拟制品的时候，或产生虚拟制品之后。图1示例了本专利技术第一实施例的可取变型的流程图。首先，在步骤10定义初始虚拟制品参数组，并接着在步骤20生成使用那些参数的虚拟制品。所述虚拟制品具有足够的细节来呈现由内部颜色和表面反射特性所产生的外观，包括由于微观表面结构在多于一种照明和视觉角度的组合条件下所引起的那些反射特性。在步骤30评价虚拟制品的外观是否具有所需的外观。如果虚拟外观不具有所需外观，则在步骤35修改用于产生虚拟制品的至少一个参数，并继续再从步骤20到30。必要时，重复步骤35，20，30直到获得产生具有所需外观的虚拟制品的最终一组虚拟制品参数。在步骤40，使用所述最终虚拟制品参数组定义实体制品的制造参数。任选地，在步骤50使用步骤40的参数制造实体制品以产生这种实体制品。本领域技术人员认为，会存在不止一种实现每个这些步骤的方式，但所有这些方式都落入本专利技术的范围之内。以下用于实现每个步骤的方法只是作为示例给出并不限制每一步骤的范围。本领域技术人员也认为，其他步骤也可以引入到所述的任一步骤之前或之后以引入对本专利技术的修改。步骤10中的虚拟制品参数描述了制品的内部颜色和外部表面反射特性，包括由于微观表面结构导致的反射特性。虚拟制品参数也是一种足以定义或转换为诸如制品的形状，聚合体成分，着色剂成分，表面结构和表面粗糙程度之类的制造参数的形式。用于产生虚拟制品的虚拟制品参数的正确形式取决于算法步骤20。适和的虚拟制品参数的一个例子是计算机辅助设计(CAD)文件，该文件描述制品形状，吸收系数(K)，散射系数(S)，以及一系列着色剂和所需的聚合体成分的浓度(C)；所需聚合体成分的折射指数(nr)；制品的宏观表面结构的特征；以及微观表面结构影响表面反射的指标(indication)。宏观和微观表面结构主要在它们的外形特征的大小方面是不同的。宏观表面结构包括肉眼可识别的那些表面特征并通常包括重复的图案。微观表面结构指的是不能用肉眼直接观察的表面特征。例如，皮革纹理图案是一种类型的宏观表面结构，而由摩擦金属表面所产生的表面点蚀是一种类型的微观表面结构。通常，使用地形分布图(topography profile)来描述宏观表面结构，所述地形分布图是制品表面的一部分的x，y，z座标图。宏观表面结构通常是重复的图案，或近似于重复的图案。理想的地形分布图是足以定义宏观表面结构的重复图案的。以下讨论了用于定义微观表面结构的适合的参数。在步骤20，使用来自步骤10或步骤35的虚拟制品参数组产生虚拟图像。虚拟制品通常是计算机屏幕上的图像，但也可以是包括全息图像或印刷图像(例如，照片)的任何类型的图像。已被修改为考虑在多个照明和视觉角度的表面反射特性的一种形式的幻影实现软件Maya complete软件(来自Alias/波阵面西雅图)是适于在计算机屏幕上产生虚拟制品的一个示例程序。修改后的幻影实现软件(修改后的幻影软件)设置输入变量定义制品形状的CAD文件；基于对聚合体成分和着色剂的特定选择定义制品的内部颜色的红，绿，蓝(RGB)值；与定义宏观表面结构外观的地形分布图相关的图像文件；定义表面反射比项目(term)的参数；以及照明和观察角度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于设计塑料制品的方法，包括以下步骤：（ａ）根据一组虚拟的制品参数产生具有所需外观的虚拟制品，所需外观足够详细地呈现出外观的内部颜色和表面反射比分量，包括由于宏观的表面结构在多于一种照明和视觉角度的组合条件下的外观；其中所述虚拟 制品参数足以定义制造参数；以及（ｂ）从所述虚拟制品参数组中确定制造参数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JC托尔夫斯，CFJ登多尔德，ELL布鲁奎阿特，EM德德杨，PA卡里，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]