[发明专利]曲面构造装置、曲面构造设备和曲面构造方法

说明书

本发明涉及一种曲面构造装置、曲面构造设备和曲面构造方法。曲面构造装置包括：框架(1)；基座(2)，所述基座(2)置于所述框架(1)上并具有多个安装孔；杆阵列(3)，所述杆阵列(3)由成阵列布置的多个杆(31)构成，每个杆(31)对应穿设在一个安装孔中，且每个杆(31)伸出安装孔的高度能够调整；致动机构(4)，所述致动机构(4)置于所述框架(1)并具有能够与所述杆阵列(3)的每个杆(31)形成驱动连接的致动头(44)；覆膜单元(6)，所述覆膜单元(6)构造成向所述杆阵列(3)包覆膜(61)。根据本发提供的技术方案，可根据需要重新配置曲面形状，实现材料的重复利用，且能适用于数字化快速成形技术。

技术领域

本发明涉及数字化实体曲面构造技术领域，特别是涉及曲面构造装置、曲面构造设备和曲面构造方法。

背景技术

曲面是构建物理实体、形成功能的基本结构要素之一，被广泛用于生产生活中，如光学元件、运载工具、流道管路、建筑外墙、艺术雕塑、食品模具等。曲面构造工艺之一是模板浇注工艺，即借助于一次性制作的曲面模板，通过浇注、固化、拔模等步骤，批量制作实体曲面部件成品。根据制作模板所用材质不同，模板浇注可分为金属模板浇注、砂型浇注、木制模板浇注、高分子模板浇注等。近年来，还出现了大尺寸高分子熔融挤出成形技术(FFF)，可实现从复杂三维数模到中、高精度三维实体的快速成形。需指出的是，在中大尺寸定制化浇注应用中，对于曲面模板来说，存在有效寿命短、甚至是一次性使用的根本局限，不仅导致实体曲面浇注成形的总成本居高不下，而且废弃模板还衍生了环保处置、回收利用等一系列后续问题。

因此，行业内对可快速数字化构造模板曲面，并可在浇注后重新配置曲面形状，以便重复利用的实体曲面构造装置和方法存在需求。

发明内容

基于此，提供一种曲面构造装置、曲面构造设备和曲面构造方法，可根据需要重新配置曲面形状，实现材料的重复利用，且能适用于数字化快速成形技术。

一种曲面构造装置，包括：框架；基座，所述基座置于所述框架上并具有多个安装孔；杆阵列，所述杆阵列由成阵列布置的多个杆构成，每个杆对应穿设在一个安装孔中，且每个杆伸出安装孔的高度能够调整；致动机构，所述致动机构置于所述框架并具有能够与所述杆阵列的每个杆形成驱动连接的致动头；覆膜单元，所述覆膜单元构造成向所述杆阵列包覆膜。

根据本实施例提供的曲面构造装置，通过致动机构逐一对杆阵列中的每个杆进行伸出高度的调节，可以使杆阵列的所有杆通过不同的高低差整体拼接呈现出与预期的曲面构型相对应的曲面弧度，以作为构造预期曲面构型的基础。预期的曲面构型可以曲面数据的形式存储在计算机中，曲面构造装置可以结合在数字化快速加工工艺中，实现对每个杆高度的快速、精准调节，使所构造的曲面弧度更符合预期的曲面构型。由于杆伸出安装孔的高度使可调节的，所以能够反复配置以构造不同的曲面构型，降低曲面浇注成形的成本，且有利于环保。

在其中一个实施例中，所述每个杆在端部形成有杆接合部，所述致动头具有致动头接合部，其中，所述杆接合部与所述致动头接合部能够形成凹凸配合驱动连接。

根据本实施例，致动头与杆的端部凹凸结合，便于驱动杆运动以调节杆伸出安装孔的高度。

在其中一个实施例中，所述基座的每个安装孔构造成螺纹孔，所述杆阵列的每个杆构造成与所述螺纹孔适配的螺杆，所述杆接合部与所述致动头接合部中的一个构造成轴向凸起，所述杆接合部与所述致动头接合部中的另一个构造成轴向凹部。

根据本实施例，提供了一种简单易实施的可反复调节高度的杆的构型。将轴向凸起嵌入轴向凹部中，通过致动头的运动可以带动螺杆在螺纹孔中旋转并上下移动，从而实现杆伸出安装孔的高度的调节。