用于在非工業(yè)環(huán)境中生產(chǎn)無(wú)紡產(chǎn)品的設(shè)備的制造方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]小規(guī)模打印機(jī)用于3D產(chǎn)品打印是相對(duì)較新但眾所周知的過(guò)程。它的主要特征在于用于產(chǎn)品的非常期望的定制化水平，并且容易實(shí)現(xiàn)“在家”生產(chǎn)制品增加了它的便利性和獨(dú)立性。無(wú)紡工業(yè)經(jīng)常利用完整規(guī)模的非常大的機(jī)械來(lái)進(jìn)行無(wú)紡的一次性產(chǎn)品(諸如尿片等)的常規(guī)生產(chǎn)。由個(gè)人使用的產(chǎn)品的巨大數(shù)量和不同的預(yù)期及所需的規(guī)格創(chuàng)造了對(duì)小規(guī)模生產(chǎn)系統(tǒng)、家庭使用和機(jī)構(gòu)使用(醫(yī)院、家庭護(hù)理、幼兒園、軍隊(duì)、航天器等)的需求。在家庭打印領(lǐng)域中也存在日益增長(zhǎng)的興趣，并且打印衣服以供日常使用的可能性是人們正在尋求的東西。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]本申請(qǐng)公開(kāi)了在非工業(yè)環(huán)境中生產(chǎn)無(wú)紡制品。本發(fā)明的生產(chǎn)方法與當(dāng)前在工業(yè)生產(chǎn)線上用于無(wú)紡制品的方法的主要區(qū)別在于，本發(fā)明介紹了簡(jiǎn)潔美觀的小占用面積的封裝設(shè)備，其中在不偏離到SOHO (小型辦公家庭辦公)規(guī)模封裝件的有限邊界之外的情況下，通常以相對(duì)少量的輸出來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品。
[0003]該設(shè)備包含用于施加制品材料(諸如液態(tài)的聚合物和散紡織纖維)的不同的靜止和運(yùn)動(dòng)零件，并且該生產(chǎn)主要以一次一步的方式執(zhí)行，并且不同的材料施加單元并不同時(shí)地工作，而是通常一個(gè)接一個(gè)地循序工作。
[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于無(wú)紡產(chǎn)品的小規(guī)模生產(chǎn)的設(shè)備。該設(shè)備包括:封裝件；位于封裝件內(nèi)的樣板(former);被安裝到封裝件上的控制器；位于封裝件內(nèi)的至少兩個(gè)可移動(dòng)的器具頭，所述至少兩個(gè)可移動(dòng)的器具頭由控制器控制；安裝到封裝件并被連接到可移動(dòng)的器具頭之一的用于聚合物的至少一個(gè)容器；安裝到封裝件并被連接到另一個(gè)可移動(dòng)的器具頭的用于聚合物的至少一個(gè)容器；以及固化系統(tǒng)。該封裝件的占用面積(footprint)小于 2mX2m。
[0005]在一個(gè)方面，該封裝件的占用面積小于1.5mX 1.5m。
[0006]在另一個(gè)方面，該封裝件的占用面積小于ImX lm。
[0007]在另一個(gè)方面，該樣板被固定在適當(dāng)位置。
[0008]在另一個(gè)方面，該樣板被機(jī)動(dòng)化和移動(dòng)，并且其中樣板的運(yùn)動(dòng)不超出封裝件的尺寸。
[0009]在另一個(gè)方面，至少一個(gè)可移動(dòng)的器具頭包括噴嘴。
[0010]在另一個(gè)方面，至少一個(gè)可移動(dòng)的器具頭包括纖維植絨單元。
[0011]在另一個(gè)方面，該樣板能夠從該設(shè)備中移除。
[0012]在另一個(gè)方面，該封裝件進(jìn)一步包括一套纖維筒。
[0013]在另一個(gè)方面，該封裝件進(jìn)一步包括用戶接口。
[0014]在另一個(gè)方面，至少兩個(gè)可移動(dòng)的器具頭被安裝到相同的可移動(dòng)臂或機(jī)構(gòu)上。
[0015]在另一個(gè)方面，一個(gè)可移動(dòng)的器具頭被安裝到一個(gè)可移動(dòng)臂或機(jī)構(gòu)上，而另一個(gè)可移動(dòng)的器具頭被安裝到第二可移動(dòng)臂或機(jī)構(gòu)上。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1示出本申請(qǐng)的示例設(shè)備的俯視圖。
[0017]圖2是該設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]公開(kāi)一種用于在非工業(yè)環(huán)境內(nèi)生產(chǎn)無(wú)紡產(chǎn)品的設(shè)備，該設(shè)備包括模具(mold)，產(chǎn)品材料被鋪層到該模具上并且被逐層建造(或者以增材制造工藝打印)。首先，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和規(guī)格，將乳膠形式的聚合物(懸浮液或乳液)和散紡織纖維以期望的順序施加在模具表面的頂端上的特定區(qū)域，并且(通過(guò)聚合物的聚合作用)固化以生成無(wú)紡織物和產(chǎn)品。機(jī)動(dòng)化的移動(dòng)“器具”頭被用于施加不同的基于液體的材料和聚合物、機(jī)動(dòng)化的可移動(dòng)纖維植絨頭或單元、聚合物固化系統(tǒng)加熱或干燥元件或水蒸發(fā)系統(tǒng)、材料存儲(chǔ)容器等。
[0019]在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“模具”或“模型(mould) ”與術(shù)語(yǔ)“樣板”和術(shù)語(yǔ)“生產(chǎn)表面”是可互換的。
[0020]在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)“器具頭”與術(shù)語(yǔ)“材料施加單元或槍”是可互換的。
[0021]該設(shè)備是一種內(nèi)含結(jié)構(gòu)，使其基本上所有組件和零件被放置在單個(gè)封裝件內(nèi)，具有類似于SOHO紙張打印機(jī)或3D打印機(jī)的美感，創(chuàng)造一種完美、令人滿意且用戶友好的機(jī)器和小配件。
[0022]參考圖1，提供一種封裝件(enclosure) 100。該封裝件100包含至少一個(gè)樣板、生產(chǎn)表面或模具102，并且在模具的頂部上創(chuàng)建的織物薄膜基本符合模具的形狀，以便模具的形狀在很大程度上限定由該設(shè)備制造的最終產(chǎn)品的形狀。樣板102包括外表面101。該封裝件還包括合并于其中的控制器200，用于控制放置在封裝件內(nèi)或與封裝件連接的的各種元件。
[0023]封裝件100進(jìn)一步包括至少一個(gè)可移動(dòng)的材料施加頭或單元，其表現(xiàn)為液體聚合物噴嘴104的形式?？梢苿?dòng)的噴嘴104可以被安裝在機(jī)動(dòng)化的移動(dòng)臂111上。移動(dòng)臂111可以是本領(lǐng)域已知的任意移動(dòng)臂，例如但不限制于XY工作臺(tái)、XYZ系統(tǒng)或任何其他合適的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。移動(dòng)臂111被控制器200操作，從而在與由控制器103接收到的數(shù)據(jù)有關(guān)的樣板102的外表面101旁邊移動(dòng)材料施加頭104。(多個(gè))移動(dòng)臂或機(jī)構(gòu)111被設(shè)計(jì)為根據(jù)期望的位置和軌跡在模具102的表面101旁邊移動(dòng)材料施加頭(“打印”頭)104、105。
[0024]合適的噴嘴104或噴霧器系統(tǒng)可以包括但不限制基于空氣輔助的、基于無(wú)空氣的、基于靜電的噴霧器。噴嘴或噴霧器系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括噴槍、壓縮機(jī)、壓力罐、壓力調(diào)節(jié)器、饋送管和在本領(lǐng)域中已知的用于噴射液體聚合物、橡膠諸如乳膠和其他類似材料的其他組件。
[0025]噴嘴104可以包括各種可控制的參數(shù)。參數(shù)的示例包括但不限制于隨時(shí)間變化的輸送的液體材料的量、風(fēng)扇形態(tài)、方向、受控的材料霧化以及噴槍的激活。用于噴射操作的參數(shù)可以自動(dòng)地或手動(dòng)地設(shè)置。如果自動(dòng)地設(shè)置，可以通過(guò)訪問(wèn)存儲(chǔ)用于噴霧器的操作的參數(shù)的存儲(chǔ)器來(lái)確定參數(shù)?；谠摯_定，存儲(chǔ)器可以被訪問(wèn)以基于產(chǎn)品的各個(gè)方面設(shè)定用于噴射器的參數(shù)，從而可以執(zhí)行進(jìn)一步的操作步驟，諸如為了增厚或加固而在初始產(chǎn)品的特定區(qū)域處額外噴涂產(chǎn)品材料的帶或?qū)印?br>[0026]該封裝件還包括另一個(gè)材料器具頭，其呈現(xiàn)為纖維植絨單元105的形式，該植絨單元也由控制器200操作。纖維植絨單元105被放置在封裝件100內(nèi)，并且被安裝在第二機(jī)動(dòng)化的可移動(dòng)臂或機(jī)構(gòu)112上，或者被安裝在相同的可移動(dòng)臂或機(jī)構(gòu)111上。
[0027]該封裝件還包括至少一個(gè)容器106，用于保持聚合物并且與噴嘴104連接。容器106可以通過(guò)例如管路系統(tǒng)(tubing)連接到栗和/或連接到噴嘴104。其他連接手段也有可能。聚合物通過(guò)噴嘴被噴射到模具102上。封裝件100可以進(jìn)一步包括至少一個(gè)容器107，用于盛放將被植絨的散纖維。容器107通過(guò)例如管路系統(tǒng)被連接到纖維植絨單元105。其他連接手段也有可能。散纖維通過(guò)纖維植絨單元105被植絨到模具102上。聚合物容器106和/或散纖維容器107可以是可更換的筒(cartridge)。雖然該設(shè)備大體上被封閉，但材料存儲(chǔ)容器106和107可以被放置在封裝件內(nèi)、稍微在其外部或部分在其外部或者在其下面，以允許方便的更換和處理。
[0