一种发光水晶字的制备方法转让专利
申请号 : CN201911137637.4
文献号 : CN110992853B
文献日 : 2021-03-12
发明人 : 李宏伟 , 祝静宜 , 李智凯
申请人 : 西安交通大学
摘要 :
一种发光水晶字的制备方法，包括以下步骤：步骤1，搭建生长骨架的模型；步骤2，通过材料制备发光水晶字的生长骨架；步骤3，将制备好的生长骨架浸入明矾饱和溶液中静止结晶；步骤4，依据需要的结晶厚度决定静置生长时间，最后将LED发光灯置入生长骨架腔体内形成发光水晶字。本发明的方法制备得到的水晶字造型复杂，样式多样，视觉效果丰富多样。
权利要求 :
1.一种发光水晶字的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，搭建发光水晶字的生长骨架的模型；
步骤2，选取材料，通过材料制备发光水晶字的生长骨架；
步骤3，将明矾溶解至沸水中直至溶液饱和，之后将制备好的生长骨架浸入明矾饱和溶液中静止结晶；
步骤4，依据需要的结晶厚度决定静置生长时间，最后将LED发光灯置入生长骨架腔体内形成发光水晶字。
2.根据权利要求1所述的一种发光水晶字的制备方法，其特征在于，步骤1中具体包括：
1)在Solidworks或RhinocerosCAD建模软件当中进行生长骨架模型的建模，设定模型长宽高，确定输出类型为Surface；
2)将1)中得到的Surface导入Materlise 3-Matic软件中进行网格重构，确保输出的网格边长10mm≥X≥6mm，导出为STL格式；
3)对于得到的已划分好的网格，导入Mesh-mixer进行实体网格构型，设定Element Dimens直径为0.8mm-2mm单元，Pattern Type类型为EDGES，Tiling Grid类型为Rugular Grid，Element Spacing为0.2mm；
步骤四：导出所得的网格实体模型，并进行分层切片。
3.根据权利要求2所述的一种发光水晶字的制备方法，其特征在于，网格长度设置为
6mm；网格单元直径依据FDM工艺打印成型，网格单元直径为2mm。
4.根据权利要求1所述的一种发光水晶字的制备方法，其特征在于，步骤2中，选取的材料为ABS塑料或尼龙；将步骤1中得到的的生长骨架的模型，利用FDM工艺进行打印成型，得到生长骨架。
5.根据权利要求1所述的一种发光水晶字的制备方法，其特征在于，步骤3中，具体包括：
1)容器中准备若干升100℃沸水；
2)准备明矾，以154克每升水的比例进行准备；
3)将备好的明矾分次加入沸水容器中，并使用玻璃棒充分搅拌至全部溶解，得到明矾饱和溶液；
4)待溶液不再流动时，将生长骨架模型放入配备好的溶液中，保证生长骨架模型在溶液中有足够的生长空间；
5)完全静置等待结晶完成。
说明书 :
一种发光水晶字的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于发光字制备技术领域，特别涉及一种发光水晶字的制备方法。
背景技术
[0002] 广告水晶字也称为亚克力字或者亚克力发光字。当前的水晶发光字制作方法主要通过对亚克力板材进行围边切割，雕镂，阴雕，丝印，双层双面粘接，浮雕，倒角等工艺后与
激光切割不锈钢板和激光焊接形成的底盒进行装配(底盒内部装LED灯)制作而成。其制作
材料主体亚克力是聚甲基丙烯酸甲酯Polymeric Methyl Methacrylate(PMMA)板材，是由
“甲基丙烯酸甲酯单体Methyl Methacrylate(MMA)”聚合而成的聚合物，该聚合物易燃，有
刺激性气味、难降解，不容易回收。而广告行业每年有大量的亚克力水晶字被制造使用和淘
汰弃用，使得环境污染加剧，对生态环境造成危害。此外亚克力水晶字在制作过程中需要对
多种材料进行加工，能耗较高，还需要使用其他附属材料，装配需使用化学粘接剂也会对环
境造成污染。，
激光切割不锈钢板和激光焊接形成的底盒进行装配(底盒内部装LED灯)制作而成。其制作
材料主体亚克力是聚甲基丙烯酸甲酯Polymeric Methyl Methacrylate(PMMA)板材，是由
“甲基丙烯酸甲酯单体Methyl Methacrylate(MMA)”聚合而成的聚合物，该聚合物易燃，有
刺激性气味、难降解，不容易回收。而广告行业每年有大量的亚克力水晶字被制造使用和淘
汰弃用，使得环境污染加剧，对生态环境造成危害。此外亚克力水晶字在制作过程中需要对
多种材料进行加工，能耗较高，还需要使用其他附属材料，装配需使用化学粘接剂也会对环
境造成污染。，
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种发光水晶字的制备方法，以解决上述问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0005] 一种发光水晶字的制备方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤1，搭建发光水晶字的生长骨架的模型；
[0007] 步骤2，选取材料，通过材料制备发光水晶字的生长骨架；
[0008] 步骤3，将明矾溶解至沸水中直至溶液饱和，之后将制备好的生长骨架浸入明矾饱和溶液中静止结晶；
[0009] 步骤4，依据需要的结晶厚度决定静置生长时间，最后将LED发光灯置入生长骨架腔体内形成发光水晶字。
[0010] 进一步的，步骤1中具体包括：
[0011] 1)在Solidworks或RhinocerosCAD建模软件当中进行生长骨架模型的建模，设定模型长宽高，确定输出类型为Surface；
[0012] 2)将1)中得到的Surface导入Materlise 3-Matic软件中进行网格重构，确保输出的网格边长10mm≥X≥6mm，导出为STL格式；
[0013] 3)对于得到的已划分好的网格，导入Mesh-mixer进行实体网格构型，设定Element Dimens直径为0.8mm-2mm单元，Pattern Type类型为EDGES，Tiling Grid类型为Rugular
Grid，Element Spacin为0.2mm；
Grid，Element Spacin为0.2mm；
[0014] 步骤四：导出所得的网格实体模型，并进行分层切片。
[0015] 进一步的，网格长度设置为6mm；网格单元直径依据FDM工艺打印成型，网格单元直径为2mm。
[0016] 进一步的，步骤2中，选取的材料为ABS塑料或尼龙；将步骤1中得到的的生长骨架的模型，利用FDM工艺进行打印成型，得到生长骨架。
[0017] 进一步的，步骤3中，具体包括：
[0018] 1)容器中准备若干升100℃沸水；
[0019] 2)准备明矾，以154克每升水的比例进行准备；
[0020] 3)将备好的明矾分次加入沸水容器中，并使用玻璃棒充分搅拌至全部溶解，得到明矾饱和溶液；
[0021] 4)待溶液不再流动时，将生长骨架模型放入配备好的溶液中，保证生长骨架模型在溶液中有足够的生长空间；
[0022] 5)完全静置等待结晶完成。
[0023] 进一步的，饱和溶液还可以为硫酸铜或磷酸二氢铵的饱和溶液。
[0024] 与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
[0025] 本发明的方法制备得到的水晶字造型复杂，样式多样，视觉效果丰富多样；
[0026] 本发明制作所得到的水晶字其强度可以满足室内和室外的安装需要，具有实用性；
[0027] 本发明得到的水晶字可自然水解，无毒，无污染、环保，是一种新型的广告水晶字制作方法。
附图说明
[0028] 图1是本发明的骨架结构CAD建模示意图。
[0029] 图2是本发明的骨架结构网格调整示意图。
[0030] 图3是本发明的骨架结构网格实体单元形成示意图。
[0031] 图4是本发明用于结晶生长的骨架成型示意图。
[0032] 图5是经过结晶生长后得到的水晶字加装LED灯后的水晶发光字。
具体实施方式
[0033] 以下结合附图对本发明进一步说明：
[0034] 请参阅图1至图5，一种发光水晶字的制备方法，包括以下步骤：
[0035] 步骤1，搭建发光水晶字的生长骨架的模型；
[0036] 步骤2，选取材料，通过材料制备发光水晶字的生长骨架；
[0037] 步骤3，将明矾溶解至沸水中直至溶液饱和，之后将制备好的生长骨架浸入明矾饱和溶液中静止结晶；
[0038] 步骤4，依据需要的结晶厚度决定静置生长时间，最后将LED发光灯置入生长骨架腔体内形成发光水晶字。
[0039] 步骤1中具体包括：
[0040] 1)在Solidworks或RhinocerosCAD建模软件当中进行生长骨架模型的建模，设定模型长宽高，确定输出类型为Surface；
[0041] 2)将1)中得到的Surface导入Materlise 3-Matic软件中进行网格重构，确保输出的网格边长10mm≥X≥6mm，导出为STL格式；
[0042] 3)对于得到的已划分好的网格，导入Mesh-mixer进行实体网格构型，设定Element Dimens直径为0.8mm-2mm单元，Pattern Type类型为EDGES，Tiling Grid类型为
RugularGrid，Element Spacin为0.2mm；
RugularGrid，Element Spacin为0.2mm；
[0043] 步骤四：导出所得的网格实体模型，并进行分层切片。
[0044] 网格长度设置为6mm；网格单元直径依据FDM工艺打印成型，网格单元直径为2mm。
[0045] 步骤2中，选取的材料为ABS塑料或尼龙；将步骤1中得到的的生长骨架的模型，利用FDM工艺进行打印成型，得到生长骨架。
[0046] 步骤3中，具体包括：
[0047] 1)容器中准备若干升100℃沸水；
[0048] 2)准备明矾，以154克每升水的比例进行准备；
[0049] 3)将备好的明矾分次加入沸水容器中，并使用玻璃棒充分搅拌至全部溶解，得到明矾饱和溶液；
[0050] 4)待溶液不再流动时，将生长骨架模型放入配备好的溶液中，保证生长骨架模型在溶液中有足够的生长空间；
[0051] 5)完全静置等待结晶完成。
[0052] 饱和溶液还可以为硫酸铜或磷酸二氢铵的饱和溶液。
[0053] 实施例1：
[0054] 一种发光水晶字的制备方法，包括以下步骤：
[0055] 步骤1，搭建发光水晶字的生长骨架的模型；
[0056] 步骤2，选取材料，通过材料制备发光水晶字的生长骨架；
[0057] 步骤3，将明矾溶解至沸水中直至溶液饱和，之后将制备好的生长骨架浸入明矾饱和溶液中静止结晶；
[0058] 步骤4，依据需要的结晶厚度决定静置生长时间，最后将LED发光灯置入生长骨架腔体内形成发光水晶字。
[0059] 步骤1中具体包括：
[0060] 1)在Solidworks中进行生长骨架模型的建模，设定模型长宽高，确定输出类型为Surface；
[0061] 2)将1)中得到的Surface导入Materlise 3-Matic软件中进行网格重构，确保输出的网格边长6mm，导出为STL格式；
[0062] 3)对于得到的已划分好的网格，导入Mesh-mixer进行实体网格构型，设定Element Dimens直径为2mm单元，Pattern Type类型为EDGES，Tiling Grid类型为Rugular Grid，
Element Spacin为0.2mm；
Element Spacin为0.2mm；
[0063] 步骤四：导出所得的网格实体模型，并进行分层切片。
[0064] 步骤2中，选取的材料为ABS塑料；将步骤1中得到的生长骨架的模型，利用FDM工艺进行打印成型，得到生长骨架。
[0065] 步骤3中，具体包括：
[0066] 1)容器中准备若干升100℃沸水；
[0067] 2)准备明矾，以154克每升水的比例进行准备；
[0068] 3)将备好的明矾分次加入沸水容器中，并使用玻璃棒充分搅拌至全部溶解，得到明矾饱和溶液；
[0069] 4)待溶液不再流动时，将生长骨架模型放入配备好的溶液中，保证生长骨架模型在溶液中有足够的生长空间；
[0070] 5)完全静置等待结晶完成。
[0071] 饱和溶液还包括硫酸铜饱和溶液。
[0072] 实施例2：
[0073] 一种发光水晶字的制备方法，包括以下步骤：
[0074] 步骤1，搭建发光水晶字的生长骨架的模型；
[0075] 步骤2，选取材料，通过材料制备发光水晶字的生长骨架；
[0076] 步骤3，将明矾溶解至沸水中直至溶液饱和，之后将制备好的生长骨架浸入明矾饱和溶液中静止结晶；
[0077] 步骤4，依据需要的结晶厚度决定静置生长时间，最后将LED发光灯置入生长骨架腔体内形成发光水晶字。
[0078] 步骤1中具体包括：
[0079] 1)在RhinocerosCAD建模软件当中进行生长骨架模型的建模，设定模型长宽高，确定输出类型为Surface；
[0080] 2)将1)中得到的Surface导入Materlise 3-Matic软件中进行网格重构，确保输出的网格边长10mm，导出为STL格式；
[0081] 3)对于得到的已划分好的网格，导入Mesh-mixer进行实体网格构型，设定Element Dimens直径为0.8mm单元，Pattern Type类型为EDGES，Tiling Grid类型为Rugular Grid，
Element Spacin为0.2mm；
Element Spacin为0.2mm；
[0082] 步骤四：导出所得的网格实体模型，并进行分层切片。
[0083] 步骤2中，选取的材料为尼龙；将步骤1中得到的的生长骨架的模型，利用FDM工艺进行打印成型，得到生长骨架。
[0084] 步骤3中，具体包括：
[0085] 1)容器中准备若干升100℃沸水；
[0086] 2)准备明矾，以154克每升水的比例进行准备；
[0087] 3)将备好的明矾分次加入沸水容器中，并使用玻璃棒充分搅拌至全部溶解，得到明矾饱和溶液；
[0088] 4)待溶液不再流动时，将生长骨架模型放入配备好的溶液中，保证生长骨架模型在溶液中有足够的生长空间；
[0089] 5)完全静置等待结晶完成。
[0090] 饱和溶液还可以为磷酸二氢铵的饱和溶液。