| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2215828
СПОСІБ виготовлення рельєфних ВИРОБІВ З ВИКОРИСТАННЯМ фотополімер
Ім'я заявника: Алієв Ельдар Гафісовіч
Ім'я винахідника: Алієв Ельдар Гафісовіч
Ім'я патентовласника: Алієв Ельдар Гафісовіч
Адреса для листування: 600022, м.Володимир, вул. Завадського, 9Б, кв.34, Е.Г.Аліеву
Дата початку дії патенту: 2001.12.06
Винахід відноситься до машинобудування і може бути використано при виготовленні майстер-моделей і майстер-штампів, елементів технологічної оснастки, багатомісних матриць для виготовлення виробів з пластичних матеріалів, виробництва ювелірних виробів, значків, етикеток в скляної промисловості, емблем, об'ємних товарних знаків і т. п. Спосіб включає в себе наступні операції: виготовлення малюнка рельєфу вироби, його комп'ютерну обробку, виготовлення фотошаблона, виготовлення фотополімерною моделі, потім виготовлення формопластовой форми за допомогою кожуха, нанесення на останню електропровідного шару і отримання методом гальванопластики сложнорельефних виробів. Технічний результат: збільшення продуктивності, зниження вартості виготовлення виробів, поліпшення якості зображення, розширення асортименту та спрощення технології виготовлення сложнорельефних виробів.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до галузі машинобудування і може бути використано при виготовленні майстер-моделей і майстер-штампів, елементів технологічної оснастки, багатомісних матриць для виготовлення виробів з пластичних матеріалів, виробництві ювелірних виробів, значків, етикеток в скляної промисловості, емблем, об'ємних товарних знаків і т .п.
Відомо технічне рішення по авт. свид. СРСР 275073, МПК В 41 C 3/08, заявлене 02.04.1968г. , Опубліковане 03.07.1970 р "Спосіб виготовлення гальваностереотіпов", авт. Димшиц Л.Д. і Зільберман А.В. Цей спосіб полягає в тому, що з первинної друкованої форми отримують пластмасову матрицю, осаджують на її поверхні шар металу шляхом гальванічного нарощування, відокремлюють матрицю від гальваноотложенія, виробляють підливку відкладення і подальшу обробку отриманого стереотипу, при цьому матрицю відокремлюють від гальваноотложенія після його підливи.
Найбільш близьким технічним рішенням до заявленого способу за сукупністю суттєвих ознак і досягається результату, є "Спосіб виготовлення рельєфних форм", авт. Лангін О.Н. і ін., по авт. свид. СРСР 1696602, МПК С 25 D 1/10, заявл. 09.06.89 р, опубл. 07.12.91, Бюл. 45. Цей спосіб полягає в тому, що на металеву підкладку наносять фотополімеризуються композицію, експонують через фотошаблон відповідний рельєф, виявляють фотополімерний шар, виробляють подальше гальванічне осадження металевого шару, при цьому прояв фотополімерного шару здійснюють на різну глибину "С" в залежності від мінімальної ширини непрозорих елементів фотошаблона "а" при їх співвідношенні С = 2,3а.
Недоліками описаних вище технічних рішень є:
- Порівняно низька продуктивність виготовлення виробів, оскільки обидва способи дозволяють одночасно отримувати тільки один виріб;
- Висока вартість виготовлення виробу, оскільки в технологічних процесах використовується дороге енергоємне обладнання;
- Неможливість досягти високої якості виробу, що має складний і дрібний малюнок рельєфу, тому що по найбільш близькому аналогу для виготовлення виробів необхідні дві напівформи, заливка збірної форми проводиться через щілину в цих напівформах. При цьому способі заливки заповнення дрібних порожнин, віддалених від літніковойсистеми, досить важко.
Завданнями, які розв'язуються винаходом, є:
- Збільшення продуктивності виготовлення виробів;
- Зниження вартості виготовлення виробів;
- Поліпшення якості зображення;
- Розширення асортименту продукції, що виготовляється;
- Спрощення технології виготовлення сложнорельефних виробів.
Зазначені завдання вирішуються тим, що в способі виготовлення рельєфних виробів з використанням фотополімеру, що включає експонування фотополімеру через виготовлений фотошаблон вихідного малюнка рельєфу вироби, виготовлення фотополімерною моделі, гальванічне осадження металевого шару необхідної товщини і відділення отриманого вироби, перед виготовленням фотошаблона вихідного малюнка вироби виробляють комп'ютерну обробку малюнка, а після виготовлення фотополімерної моделі проводять виготовлення формопластовой форми, при цьому фотополімерну модель встановлюють в кожух, нагрівають кожух разом з моделлю до температури 150-160 o с, заливають шар формопласта, розігрітого до температури плавлення, на 1/3 висоти кожуха, потім витримують виливок протягом 7-10 хв при кімнатній температурі і доливають формопласт до повної висоти кожуха, а після охолодження виливка та відділення моделі від формопластовой форми наносять на робочу поверхню останньої електропровідний шар і виробляють гальванічне осадження металевого шару на її робочу поверхню.
Крім того, поставлені завдання вирішуються тим, що:
- Висоту кожуха вибирають в 12-15 разів перевищує товщину фотополімерної моделі;
- Долівку кожуха до повної висоти виробляють вторинним формопластом;
- Охолодження залитого формопластом кожуха виробляють прискорено спрямованим потоком повітря, наприклад, від вентилятора.
Суттєвими ознаками, що відрізняють заявлене технічне рішення від найближчого аналога, є наступні:
- Перед виготовленням фотошаблона малюнка рельєфу вироби виробляють комп'ютерну обробку малюнка;
- Після виготовлення фотополімерної моделі виготовляють формопластовую форму, при цьому:
- Встановлюють модель в кожух;
- Нагрівають кожух разом з моделлю до температури 110-120 o С;
- Заливають шар формопласта, розігрітого до температури плавлення, на 1/3 висоти кожуха;
- Витримують виливок протягом 7-10 хв при кімнатній температурі;
- Доливають формопласт до повної висоти кожуха;
- Після охолодження виливка та відділення моделі від формопластовой форми наносять на робочу поверхню останньої електропровідний шар;
- Осаджують гальванически на робочу поверхню формопластовой форми металевий шар необхідної товщини.
Ознаками, що характеризують винахід в окремих випадках, є:
- Висоту кожуха вибирають в 12-15 разів перевищує товщину фотополімерної моделі;
- Долівку кожуха до повної висоти виробляють вторинним формопластом;
- Охолодження залитого формопластом кожуха виробляють прискорено спрямованим потоком повітря, наприклад, від вентилятора.
Використання заявленого способу виготовлення рельєфних виробів дозволяє отримати наступні технічні результати та економічні переваги.
Комп'ютерна обробка малюнка рельєфу вироби перед виготовленням з нього фотошаблона дозволяє отримати високоякісний фотошаблон, на якому кожна лінія рельєфу виконана чіткої, без будь-яких спотворень. Це, в свою чергу, дозволяє отримати фотополімерну модель високої якості і, як наслідок, забезпечує високу якість виробів.
Виготовлення формопластовой форми з фотополімерною моделі знижує вартість виготовлення виробів, оскільки для цієї мети використовується просте обладнання, що має малу енергоємність.
Розігрів кожуха разом з моделлю до температури 150-160 o С дозволяє виключити шлюб при литві форми. При заливці формопласта, розігрітого до температури плавлення, на кожух, нагрітий нижче 150 o С, відбувається передача тепла від формопласта моделі і кожуха. Формопласт не проникає у вузькі порожнини фотополімерною моделі внаслідок зниження його температури. При перегрів кожуха з моделлю вище 160 o С можливо викривлення моделі і порушення цілісності рельєфу вироби.
Заливка формопласта на 1/3 висоти кожуха і витримка протягом 7-10 хв дозволяє виробляти долівку в кожух вторинного формопласта, не допускаючи його перемішування з раніше залитим шаром.
Нанесення на робочу поверхню формопластовой форми електропровідного шару забезпечує традиційний процес отримання гальванічним осадженням різних виробів.
Виготовлення фотошаблона багатомісним, що включає від 2 до 200 малюнків рельєфу вироби, в кінцевому підсумку дозволяє отримати багатомісну форму і виготовляти одночасно до 200 виробів, що значно збільшує продуктивність за рахунок скорочення часу виготовлення виробу.
Доливка кожуха вторинним формопластом знижує вартість виготовлення виробів.
Прискорене охолодження кожуха, залитого формопластом, скорочує час виготовлення форми і, як наслідок, збільшує продуктивність.
Виконання кожуха висотою, в 12-15 разів перевищує товщину фотополімерної моделі, дозволяє отримати формопластовую форму, що володіє підвищеною стійкістю, витримує багаторазове виготовлення виробів. Крім того, дозволяє використовувати для заливки вторинний формопласт. Виконання кожуха висотою, менш ніж в 12 разів перевищує товщину фотополімерної моделі, знижує стійкість форми, а більш ніж в 15 разів - економічно недоцільно.
Сукупність суттєвих ознак способу виготовлення рельєфних виробів з використанням фотополімеру дозволяє використовувати даний спосіб замість трудомістких технологічних процесів гравіювання виробів (ручної, механічної і лазерної). У цьому випадку значно зменшуються трудовитрати на виготовлення рельєфних виробів, збільшується продуктивність, спрощується технологія виготовлення (в порівнянні з лазерним гравіюванням), значно знижується вартість виробів.
СПОСІБ ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ наступним чином
Виготовляють чорно-білий малюнок рельєфу вироби, піддають його комп'ютерній обробці, для чого малюнок збільшують максимально в 3 рази і прорисовують на комп'ютері лінії рельєфу. Фотографують збільшений малюнок рельєфу і роблять фотошаблон відомими способами, зменшуючи при цьому зображення малюнка до натуральних розмірів вироби. При необхідності на Фотошаблони розміщують необхідну кількість виробів від одного до 200 в залежності від їх габаритних розмірів. Накладають отриманий фотошаблон на фотополімер для друку марки NAPPLATE V S-30 і виробляють його експонування (засвічення) протягом 120 с, використовуючи відоме обладнання. Відмивають засвічений фотошаблон, видаляючи при цьому незатверділі ділянки фотополімера водою з милом при температурі 50 o С. Потім висушують отриману фотополімерну модель промисловим феном при температурі 80 o С протягом 30 хв. Виготовляють жерстяної кожух розмірами 100х100х20 (мм), встановлюють в нього фотополімерну модель. Розігрівають формопласт марки А до температури плавлення 160 o С в муфельній печі, витримують розплав при кімнатній температурі протягом 10-15 хв для усунення з нього бульбашок повітря. Нагрівають кожух з встановленої в ньому моделлю до температури 150 o С і заливають розплавлений формопласт в кожух на висоту 7 мм. Витримують виливок протягом 7-10 хв при кімнатній температурі для освіти на її поверхні плівки охололого формопласта з метою ліквідації можливості перемішування шарів формопласта. Потім доливають кожух термопластом до повної висоти. При доливці використовують розігрітий до температури плавлення вторинний формопласт. Для прискорення процесу охолодження виливок охолоджують промисловим феном. Час повного охолодження - 3 ч. Потім виймають виливок з кожуха і відокремлюють фотополімерну модель від отриманої формопластовой форми. Наносять на робочу поверхню форми електропровідний шар: бронзовий, мідний, срібний порошок або порошкоподібний графіт. Нанесення електропровідного шару необхідно при кожному наступному використанні форми. Закріплюють форму на підкладці з оргскла розмірами 400х200х4 (мм), постачають форму провідниками, які мають контакт з електропровідним шаром і катодного штангою, і занурюють в гальванічну ванну ємністю 20 л. Електроліт для осадження металу на підготовлену вищеописаним способом форму вибирають в залежності від технічних вимог до виробу. Наприклад, для осадження міді електроліт має наступний склад: мідний купорос 200-250 г / л; сірчана кислота 30-35 г / л.
Катодна щільність струму 1,5-2 А / дм 2.
Температура електроліту 18-20 o C.
Напруга 3-12 В.
Як анода використовують чисту червону мідь марок МО і M1.
Можливе використання відходів міді від гальванічного виробництва.
Після отримання необхідної товщини шару металу форму з гальванопластичним осадом видаляють з ванни, відокремлюють від неї металевий шар. Проводять його остаточну обробку - обрізку, полірування і, при необхідності, декоративне оздоблення.
Цим способом були виготовлені майстер-моделі для отримання готових виробів: значків, етикеток, графічних робіт художників, а й майстер-штампів для виробництва відзнак, значків; багатомісні матриці для художнього лиття та виробництва шевронів. Всі зазначені вище вироби були виготовлені в ПП Алієв Є.Г. в м Володимирі.
Випробування показали високу стійкість формопластових форм, можливість їх багаторазового використання, а й високу якість виробів зі складним рельєфним малюнком.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб виготовлення рельєфних виробів з використанням фотополімеру, що включає експонування фотополімеру через виготовлений фотошаблон вихідного малюнка рельєфу вироби, виготовлення фотополімерною моделі, гальванічне осадження металевого шару необхідної товщини і відділення отриманого вироби, що відрізняється тим, що перед виготовленням фотошаблона вихідного малюнка рельєфу вироби виробляють комп'ютерну обробку малюнка, а після виготовлення фотополімерної моделі проводять виготовлення формопластовой форми, при цьому, встановлюють модель в кожух, нагрівають разом з моделлю до температури 110 - 120 o с, заливають шар формопласта, розігрітого до температури плавлення, на 1/3 висоти кожуха, потім витримують виливок протягом 7 - 10 хв при кімнатній температурі і доливають формопласт до повної висоти кожуха, виливок охолоджують, а після відділення моделі від формопластовой форми наносять на робочу поверхню останньої електропровідний шар і виробляють гальванічне осадження металевого шару на її робочу поверхню.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що фотошаблон виготовляють багатомісним, що включає від 2 до 200 початкові малюнки рельєфу вироби.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що висоту кожуха вибирають в 12 - 15 разів перевищує товщину фотополімерної моделі.
4. Спосіб за п. 1 або 3, який відрізняється тим: що долівку кожуха до повної висоти виробляють вторинним формопластом.
5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що охолодження виливки виробляють спрямованим потоком повітря, наприклад, від вентилятора.
Версія для друку
Дата публікації 09.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.