[发明专利]场造型工艺及设备

说明书

本方法属形体的成型工艺，由型体材料制的小组元(形料微元体)组合成形体的造形方法及设备，形体----任何有任何形状的物体，如铸型、艺术形体、模具、模型、建筑物、机械零件、…等等…物体。本文中“形体”与“型体”同样含义，两个术语通用。

在本申请人的国内专利88105593.x公开了一种基于几何学微积分原理应用于形体造形工艺的方法，将形体材料和填空材料分别制成一个个很小的形体材料微元体和填空材料微元体，将二类材料的微元体一个个以各自的指定方向布置在某空间(形箱)内各自的指定位置，布置使型体材料微元体正好组合成所需的形体，而填空材料微元体填补在型体内外的空腔。

但以此原理的成型工艺中，就目前已知的和可想而知的具体实施方案，都须用机械设备制取大量的简单的微元体：立方体、长方体等等。微元体的制作量极大，常常数以亿计，布置量也极大，精度不易控制。而相应的设备反而结构复杂，如本申请人的专利申请89108335.9所示的有大量小芯片的机构，由小芯片的伸缩留出的空穴，压制微元体，造型速度较慢。

本造形方法的目的在于利用场力切割薄层的方式，用以图形分布的场，从整片形体材料薄层中切割出有所需形状的形体材料薄层，将型体材料薄层组合成所需的形体，可实现更简单、更快速的造形工艺。

本造形方法的目的是这样实现的，先将形体材料制(分布)成形体材料薄层，利用图形场的场力从形体材料薄层中切割(吸附)出一片片各种有所需要的几何图形状的形体材料薄层，将一片片各种有所需要的几何图形状的形体材料薄层组合成一个所需要的型体。

而大多数造形过程是，先制得形体材料薄层，和填空材料薄层，用特定分布成图形的场，对整片形体材料薄层中与图形场相同的形状区域，作用了指向薄层某侧(剪切的)的场力，场力从该薄层中切割(吸附)出有所需要的图形状的形体材料薄层，一次次改变场的分布区域的形状，用场力切割出一片片各种不同的所需形状的形体材料薄层；同样方式，可用场力切割出一片片各种不同的所需形状的填空材料薄层，将一片片各有所需形状的型体材料薄层和一片片各有所需形状的填空材料薄层，放在布置空间内进行组合，该组合使一片片形体材料薄层正好组合成所需的型体，一片片填空材料薄层填补在形体内外的空腔。此时，形体已成形。

图1。未切割(吸附)的薄层。图2。电场切割器(电场切割(吸附)器)。

图3。电位线剖面。          图4。电位线及引出线。

图5。以电场力切割(吸附)出的图形薄层。

图6。作用在薄层上的电场力。

图7。以电场力切割(吸附)出的图形薄层。

图8。以电场力切割(吸附)出的图形薄层。

图9。图形薄层被组合(叠片)成形(型)体。

图10。场力切割出的填空材料薄层。

图11。(a)拼合薄层；(b)叠片出下部小、上部大的形(型)体。

图12。磁性粉粒层。            图13。磁场切害磁性粉粒层。

图14。磁性粉粒层受磁场力的作用。

图15。磁场力切割出的图形磁性粉粒层。

图16。利用磁性粉粒层和磁场切割非磁性薄层。

图17。切割出的非磁性薄层。

图18。磁场切割(吸附)器。    图19。小电磁铁及其线圈。

图20。磁性薄层。            图21。磁场切割器切割磁性薄层。

图22。磁性薄层受磁场力和重力作用。

图23。被切割成两片的图形磁性薄层。

图24。静电造形(型)机。      图25。磁场造型机。

优点和积极效果：本方法主要优点是利用电场或磁场力切割出所需几何图形的薄层，省略了已有方法的须从微元体---细条---薄层，这几个中间过程，而可以直接用薄层叠片成任何形体，大大减少了制取和布置微元体的量。且制作(分布)薄层，仅需极简单的方法和机构，如喷涂方式等等。点阵状分布成几何图形的电场，可以由很多电位线排列组成，极易实现；图形磁场由很多小电磁铁排列组成。而由电子计算机控制的图形场变化速度极快；场力切割薄层因是非接触的作用力，切割速度几乎不受限制。本方法相应的造型设备，机构简单，速度很快。

实施例1：见图1，图2，图3，图4，图5，图6，图7，图8所示。薄层1，电场切割器2，另一电极5，在电极2与电极5之间施加的直流电压6(充电后，会在电极2与电极5之间形成电场)。