具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，除非另有说明，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，可以是可拆卸连接，可以是直接连接，可以是通过中间媒介间接连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施方式一

如图1、图6所示，本发明提供一种制造线束的方法，包括以下步骤：

步骤S110：采用3D打印技术打印绝缘载体1；

步骤S120：将至少一个导体2铺设于绝缘载体1上；

步骤S130：采用3D打印技术在绝缘载体1上打印绝缘层3，以将导体2封闭在绝缘载体1和绝缘层3之间，从而得到线束。

本发明提供了一种3D打印方式制造线束的方法，通过交替打印绝缘层和铺设导体，即可得到线束，制造方法简单，能够实现自动化、大批量快速生产，并且加工速度快，精度高，极大的降低了线束的成本，提高了线束的合格率。

在第一种实施例中，如图2所示，所述方法用于制备具有n层导体2的线束，n为大于1的正整数，所述方法还包括以下步骤：

位于步骤S130之后的步骤S140：(n-1)次重复执行步骤S120～步骤S130，直至得到具有n层导体2的线束，从而得到复杂线束；

其中，每一次重复执行的步骤S120中的绝缘载体1，为前一次执行的步骤S130中打印的绝缘层3，以提高线束的制造效率，并降低成本。

在第二种实施例中，如图9所示，所述方法用于制备具有n层导体2的线束，n为大于1的正整数，所述方法还包括以下步骤：

位于步骤S130之后的步骤S140'：(n-1)次重复执行步骤S110～步骤S130，直至得到具有n层导体2的线束，从而得到复杂线束。

本实施例中相邻两层导体2之间具有一层绝缘层3和一层绝缘载体1，绝缘层3用于覆盖下方的一层导体2，绝缘载体1用于支撑上方的一层导体2，绝缘层3的厚度可以小于绝缘载体1的厚度，绝缘载体1的上表面形成有用于容置导体2的凹槽。

在一实施例中，如图8所示，在步骤S120中，所述将至少一个导体2铺设于绝缘载体1上，包括：将多个导体2以预设排列方式，依次或同步铺设于绝缘载体1上，即每层导体包括多个导体2，以形成结构简单、导电回路复杂的线束。

进一步，所述预设排列方式包括平行间隔排列方式和交叉排列方式中的至少一种，例如多个导体2全部以平行间隔排列方式排列，或者全部以交叉排列方式排列，或者多个导体2中的部分导体2以平行间隔排列方式排列，其余导体2以交叉排列方式排列。当采用平行间隔排列方式时，多个导体2相互绝缘，当采用交叉排列方式时，相交叉的导体2之间接触并形成电连接，从而形成电路的分支点。

进一步，如图3所示，所述方法还包括以下步骤：

步骤S125：将同一层的多个导体2中指定的不同导体2通过压接或焊接的方式电连接，以实现同一层中不同导体2之间的电连接，从而形成一个导电回路或形成电路的分支点。

所述压接是将不同导体2装配连接后，使用压接机，将两者冲压为一体的生产工艺。压接的优点是量产性，通过采用连接端子和自动压接机能够迅速大量的制造品质稳定的产品。

所述焊接的方式，包括摩擦焊方式、超声波焊接方式、弧焊方式、激光焊方式、电阻焊方式的一种或几种。

摩擦焊方式，是指利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法。

超声波焊接方式，是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。

弧焊方式，是指以电弧作为热源，利用空气放电的物理现象，将电能转换为焊接所需的热能和机械能，从而达到连接金属的目的，主要方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等。

激光焊方式，是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。

电阻焊方式，是指一种利用强大电流通过电极和工件间的接触点，由接触电阻产生热量而实现焊接的一种方法。

在一实施例中，如图4、图9所示，所述方法还包括：

步骤S150：通过向绝缘层3内打孔并向孔内灌注导电材料4的方式，将n层导体中预定的不同层导体电连接，以实现不同层导体之间的电连接。

在一实施例中，在步骤S110中打印绝缘载体1的步骤完成之前，开始执行步骤S120中铺设导体2的步骤，在步骤S120中铺设导体2的步骤完成之前，开始执行步骤S130中打印绝缘层3的步骤，即打印绝缘载体1的步骤、铺设导体2的步骤和打印绝缘层3的步骤依次同步执行，以进一步提高线束的生产效率。

进一步，打印绝缘载体1和绝缘层3的步骤由打印机构完成，铺设导体2的步骤由送丝机构完成，打印机构和送丝机构可以集成为一套机构，从而实现同步打印绝缘载体1和铺设导体2。其中打印机构具有打印头，打印头具有喷嘴，若需打印面积较大的绝缘载体1或绝缘层3，可以将喷嘴设置为扁形结构，也就是喷嘴的出口具有较大宽度，能一次打印出宽度较大的绝缘载体1或绝缘层3，提高打印效率。

更进一步，如图10所示，采用集成有绝缘载体打印头5、导体铺设机构6和绝缘层打印头7的集成机构一趟完成打印绝缘载体1的步骤、铺设导体2的步骤和打印绝缘层3的步骤，图10中的箭头方向为集成机构移动的方向，集成机构完成一个行程，即完成上述三个步骤，极大提高效率。

本发明采用的打印头和铺设机构为现有技术，故不介绍其具体结构和工作原理。

在一实施例中，在步骤S120中，导体2为采用3D打印技术预制而成的导体，由于导体2一般为金属材料，熔融温度较高，若直接将导体2打印于绝缘载体1上，会使绝缘载体1熔化。

但本发明并不以此为限，在其它实施例中，在步骤S120中，可以采用3D打印技术将导体2打印于绝缘载体1上，本实施例中的导体2为熔点较低的导电材料，比如导电塑料、导电橡胶和/或导电油墨等。

在一实施例中，导体2为导线，在步骤S120中，采用送丝机构将导线铺设于绝缘载体1上，即导体铺设机构6为送丝机构。

其中送丝机构的送丝口可以设置多个，以同时铺设多个导体2。

进一步，导体2为带屏蔽层的导线，在电磁干扰比较强烈的位置，可以使导体2内的信号能够屏蔽电磁干扰，保证信号的稳定。

在一实施例中，如图5所示，所述方法还包括以下步骤：

位于步骤S130之后的步骤S160：在导体2的终端，压接或焊接连接端子，通过不同线束的连接端子之间的互插，实现不同线束之间的电气连接，通过连接端子与用电器的连接，实现线束与用电器之间的电气连接。

需说明的是，本发明并不限定步骤S160与步骤S150的前后顺序，步骤S160既可以在步骤S150之后执行，也可以在步骤S150之前执行。

进一步，如图5所示，所述方法还包括以下步骤：

位于步骤S160之后的步骤S170：在导体2的终端，采用3D打印技术打印护套，将连接端子容纳在护套内，通过护套之间的对插，实现护套内连接端子的互插。

需说明的是，本发明并不限定步骤S170与步骤S150的前后顺序，步骤S170既可以在步骤S150之后执行，也可以在步骤S150之前执行，只要保证步骤S170在步骤S160之后执行即可。

在一实施例中，如图5所示，所述方法还包括以下步骤：

位于步骤S120之后的步骤S126：将至少一个空心冷却管铺设于绝缘载体1上，也就是在铺设导体2之后、在该导体2上打印绝缘层2之前，铺设空心冷却管，比如邻近导体2铺设空心冷却管。在线束使用过程中，通过向空心冷却管内灌注循环冷却气体或冷却液的方式，使线束散发的热量随时循环冷却，降低了线束熔断的风险，并且可以降低使用导体的截面积，节省材料，节省线束成本。

进一步，如图5所示，所述方法还包括：

位于步骤S126之后的步骤S180：在空心冷却管的终端(即伸出绝缘层3外侧的端部)，采用3D打印技术打印密封连接头，密封连接头用于连接气泵或水泵，使冷却气或冷却液能够在所述空心冷却管内循环。本实施例直接打印密封连接头，减少密封件的安装工序，节省加工时间，提高生产效率。

需说明的是，本发明并不限定步骤S180与步骤S150、步骤S160和步骤S170的先后顺序，只要保证步骤S180在步骤S126之后执行即可。

在一实施例中，如图5所示，所述方法还包括以下步骤：

位于步骤S130之后的步骤S190：在最外侧的绝缘载体1或/和绝缘层3上，采用3D打印技术打印线束固定件，以通过线束固定件将线束固定在汽车钣金等线束安装基体上。当打印n层线束时，步骤S190在步骤S140完成之后执行。本实施例直接打印线束固定件，减少线束固定件的安装工序，节省加工时间，提高生产效率。

需说明的是，本发明并不限定步骤S190与步骤S150、步骤S160、步骤S170和步骤S180的先后顺序，只要保证步骤S190在所有绝缘层3打印完成之后执行即可。

在一实施例中，如图5所示，所述方法还包括以下步骤：

位于步骤S130之后的步骤S200：在最外侧的绝缘载体1或/和绝缘层3上，采用3D打印技术打印线束密封件，以将线束密封。本实施例直接打印线束密封件，减少线束密封件的安装工序，节省加工时间，提高生产效率。

需说明的是，本发明并不限定步骤S200与步骤S150、步骤S160、步骤S170、步骤S180和步骤S190的先后顺序，只要保证步骤S200在所有绝缘层3打印完成之后执行即可。

实施方式二

本发明还提供一种线束，其由实施方式一的制造线束的方法制造而成。本实施方式的有益效果与实施方式一相同，在此不再赘述。

在一实施例中，线束的导体2具有位于绝缘层3和绝缘载体外侧的连接端，不同层导体的连接端可以通过压接或焊接等方式形成连接点，或者也可以通过端子，例如通过金手指、插针端子、焊接电线等，与其他电器回路进行连接。

所述压接是将导体2和连接端装配连接后，使用压接机，将两者冲压为一体的生产工艺。压接的优点是量产性，通过采用连接端子和自动压接机能够迅速大量的制造品质稳定的产品。

所述焊接的方式，包括摩擦焊方式、超声波焊接方式、弧焊方式、激光焊方式、电阻焊方式的一种或几种。

摩擦焊方式，是指利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法。

超声波焊接方式，是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。

弧焊方式，是指以电弧作为热源，利用空气放电的物理现象，将电能转换为焊接所需的热能和机械能，从而达到连接金属的目的，主要方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等。

激光焊方式，是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。

电阻焊方式，是指一种利用强大电流通过电极和工件间的接触点，由接触电阻产生热量而实现焊接的一种方法。

在一实施例中，导体2可以是单芯结构(如图6所示)，也可以是多芯柔软结构(如图7所示)。

在一实施例中，导体2的材质包括金属材料，金属材料为镍或其合金、镉或其合金、锆或其合金、铬或其合金、钴或其合金、锰或其合金、铝或其合金、锡或其合金、钛或其合金、锌或其合金、铜或其合金、银或其合金、金或其合金中的一种或多种。导体最常用的金属材料为铜或铜合金，因为铜的导电率在金属中属于较好的，而且铜不属于贵重金属，加工比较方便，延展率好。但是，随着铜价日益上涨，使用铜材作为导体的材料成本会越来越高。为此，人们开始寻找金属铜的替代品来降低成本。金属铝在地壳中的含量约为7.73％，提炼技术优化后，价格相对较低，并且相对于铜，铝的重量较轻，导电率仅次于铜，因此铝或铝合金在电气连接领域可以替代部分铜或铜合金。

在一实施例中，导体2的材质包括非金属材料，非金属材料为导电陶瓷、含碳导体、固体电解质、混合导体、导电高分子材料中的一种或多种的组合

优选地，含碳导体为石墨粉、碳纳米管材料、石墨烯材料中的一种或多种。在一实施例中，导体2的布局形状不固定，柔性度较高，结构较复杂，不同的铺设和送丝方法不能满足要求时，可以采用3D打印导体2的方法，此时可以采用导电塑料、导电橡胶和/或导电油墨等材料，这些材料一般包括导电性填料、黏合剂、溶剂和添加剂，导电性填料包括金属粉末和非金属粉末。优选地，非金属粉末包括导电陶瓷、含碳导体、固体电解质、混合导体、导电高分子材料中的一种或多种的组合。其中，含碳导体包括石墨粉、碳纳米管材料、石墨烯材料的一种或几种，可以使所成型的导体2导电性较好，同时制备简单方便，污染少。优选地，金属粉末可以采用镍或其合金、镉或其合金、锆或其合金、铬或其合金、钴或其合金、锰或其合金、铝或其合金、锡或其合金、钛或其合金、锌或其合金、铜或其合金、银或其合金、金或其合金中的一种或多种。黏合剂包括环氧树脂、聚酯类树脂、丙烯酸类树脂、聚酰胺类树脂、改性酚醛树脂、纤维素类树脂中的至少一种。

所述导体2的截面积为0.1mm²-260mm²。在线束中，导体2的截面积决定导体2所能导通的电流，一般情况下，实现信号导通的导体2，电流较小，导体2截面积也较小，例如汽车线束的信号线导体2最小截面积可达到0.1mm²，而实现电源导通的导体2，电流较大，导体2截面积也较大，例如汽车蓄电池线束，导体2最大截面积达到260mm²。对于导体2的截面积较小的，可以采用送丝机构进行铺设的方式进行导体2的布置，对于导体2的截面积较大的，可以采用3D打印导体2或者直接将成型的导体2进行铺设的方法。

在一实施例中，绝缘载体1的材质和绝缘层3的材质均为绝缘材料，绝缘材料包括聚氯乙烯、聚氨酯、尼龙、聚丙烯、硅橡胶、交联聚烯烃、合成橡胶、聚氨酯弹性体、交联聚乙烯、聚乙烯中的一种或多种。

所述绝缘材料的击穿强度为0.3KV/mm-35KV/mm。击穿强度又称介电击穿强度。表示材料在电场作用下，避免被破坏(击穿)所能承受最高的电场强度。当绝缘层的击穿强度低于0.3KV/mm，有部分较薄绝缘层在正常电压下就有可能被击穿，从而导致绝缘无效。当绝缘层的击穿强度高于35KV/mm，由于在一般的车载环境中不会出现高于35KV的高压，选用过高击穿强度的材料会提高集成线束组件的成本，造成设计浪费。

所述绝缘层3的厚度为0.03mm-5mm。若绝缘层3的厚度低于0.03mm，不仅不能够保证绝缘层的击穿电压高于工作电压，也不能保证绝缘层的耐磨性能，在多次刮磨后，会使绝缘层破损，露出导体2，会导致漏电或短路的情况，造成线路损坏，功能失效。若绝缘层3的厚度等于5mm，绝缘层的击穿电压、绝缘电阻和耐磨性能都能满足要求，但是厚度大于5mm时，绝缘层厚度较大，在加工过程中或出现气孔、塌陷等问题点，降低了绝缘层的性能，另外，也浪费绝缘层材料，并且增加了加工的工序和时间，因此，发明人选用绝缘层3的厚度为0.03mm-5mm。

本发明的制造线束的方法及线束与现有技术相比，至少具有以下优点：

1、通过采用3D打印技术打印线束，可以加工空间结构较复杂的线束，可以一次成型，节省工时，与传统线束加工方式相比，本发明更加方便快捷，柔性化生产程度高，可以适用于型号多、批量少的柔性化生产，以及实验样件的制作；

2、通过采用3D打印技术可以形成三维空间结构的线束，能够适用不同环境的线束装配；

3、通过采用送丝机构，可以按照编程的形状进行导体的铺设，导体可以按照线径的大小，选择独芯硬性结构和多芯柔软结构，铺设速度快，适应性强；

4、采用集成一体的打印机构和送丝机构，可以同步打印绝缘载体、铺设导体和打印绝缘层，减少加工工时，也可以通过设置多个3D打印头和多个送丝机构的送丝口，同时加工多个导电回路，极大提高加工效率。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。