[发明专利]用于制作三维冰雕的系统和方法

说明书

本发明公开了一种用于制作三维冰雕的系统，其具有安装在冷藏外壳内的可移动打印头和风扇。打印头具有连接到冷冻水源的入口，并且可以在一个平台上喷射染色的或未染色的水。一个控制器可以移动所述打印头和调节它的喷水流量。某种流体可以在某温度下排入喷射的水中以加速冰的形成。喷射的水形成连续的冻结层。

技术领域

本发明涉及冰雕，特别是涉及到三维打印技术的系统和方法。

背景技术

冰雕通常作为晚餐，宴会，派对和其他节日场合的餐桌装饰。尽管这些装饰实际上可以用手工从大冰块雕刻制作，在大多数情况下，冰雕制作是将多部分模具先充满水，然后将其冷冻，其后将模具打开以得到所需的冰雕塑。但得到大量的不同的模具是相当花钱的，因为模具必须足够坚固，以支持水的重量，和足够包容以应对水结冰时的膨胀。用手工雕刻冰雕更昂贵，因为必须找到熟练的工匠，并花费大量的时间雕刻细节使雕塑具有吸引力。

使用三维打印技术，一个计算机辅助设计产生的文件可以转换成一份确定此设计的各连续打印层的轮廓的相应文件。此后由一个计算机控制的打印头在一个平台上分层打印材料，每一打印层都由计算机辅助设计转换成的文件给予确定。在每一层打印过程完毕之后，该平台随即相应下调，以给下一打印层创造空间。

这一过程一再重复，直至所有的打印层都打印完毕并已产出所需形状。通常，三维打印机一般用于原型制作，让开发者能更好地认识和理解其概念产品。在一些别的情况下，打印出来的工件亦作为模型用于制作成品生产所需的模具。当今三维打印机越来越普遍地用于成品生产。

三维打印机使用的材料可以是用紫外线光固化的液态高分子物质。或者打印机可以有一个加热器用来液化可热溶的塑料，让其在打印后冷却固化。

在某些情况下，设计者需要用三维打印机生产一个有底切部或悬垂部分的三维形状，比如一把直立的打开的伞。如果下面没有支撑，伞的边缘将不可能直接打印出来。由此原因，有些三维打印机会在打印过程使用有别于打印产品的材料作为支撑材料。支撑材料构造出一个支撑平台，以用于打印带有底切部或悬垂部分的设计。支撑材料可以在打印后消弃去以留下最终产品。

参考美国专利申请公开号2004/0038009；2013/0287933；2014/0054817；2014/0088751；2014/0265034；2014/0271964；2014/0374935；和2015/0231830；以及美国专利8460451。

发明内容

根据说明性的实施方案所显示本发明的特征和优点，本发明提供了一种用于制作三维冰雕的系统，该系统包括一外壳；一安装在外壳内用于喷射至少包括水的可移动的打印头，打印头具有一进口，适于连接到一冷冻水源；一可操纵移动打印头和调节打印头水流的控制器；和一适于连接到一流体源的端口，所述端口用于排出流体，排出流体的温度能促使从所述打印头喷射出来的水结冰。

在根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种系统，用于制作三维冰雕。该系统包括：一冷藏外壳；一安装在外壳内用于喷射至少包括水的可移动的打印头，打印头具有一入口；一可操作以移动打印头和调节打印头的出水流量的控制器；一安装在打印头的管道，适于被连接到一流体源并将流体引流到打印头喷射出来的水；一安装在外壳内的风扇；一安装在外壳内的可垂直移动的平台，所述控制器被耦合到所述平台并用于控制平台的下降，控制器可操纵打印头在平台上方作两个维度的移动；和一适于接收冷却水及一种或多种染料的歧管，打印头的入口被耦合到所述歧管以接收其内容。

根据本发明的又另一个方面，本发明提供一种方法，用于制造三维冰雕。该方法使用了一个位于外壳内的平台来制作三维冰雕，该方法包括以下步骤：先在平台上以随时间变化位置的方式喷射至少包括水，以形成基础层且所述基础层允许冻结；和随后在基础层上以随时间变化位置的方式喷射至少包括水，以形成后续层且所述后续层允许冻结。