СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРАФАРЕТА ДЛЯ ДЕКОРИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1997 года по МПК B24C1/04 

Изобретение относится к декоративной обработке поверхностей и может быть использовано при изготовлении трафаретов для декорирования изделий пескоструйной и гидроабразивной обработкой.

Известен способ изготовления металлических шаблонов и трафаретов для декорирования изделий пескоструйной обработкой, по которому шаблоны изготавливают обработкой резанием металлов (фрезерованием со слесарной доработкой.

Недостатком металлического шаблона является то, что частицы абразива при пескоструйной обработке измельчаются в пыль, ударяясь о шаблон, а сам шаблон быстро изнашивается от воздействия частиц абразива.

Известен также способ изготовления бумажного трафарета для декорирования изделий, по которому трафарет вырезают ножницами и ножом из бумаги, а затем наклеивают его на поверхность изделия и высушивают. Недостатком бумажного трафарета является его низкая износостойкость, в результате чего трафарет используют только однократно.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления трафарета для декорирования изделий абразивным гравированием, по которому сначала изготавливают шаблон из листа жесткого магнитного материала (например, стали) и выполняют в нем методом резания металлов прорези и отверстия, соответствующие изображению, воспроизводимому потом на декорируемых изделиях с помощью данного трафарета. Затем изготавливают методом резания идентичный ему защитный шаблон из листа более эластичного абразивно-стойкого материала (например полиуретана). После этого накладывают защитный шаблон на поверхность магнитного шаблона и скрепляют их (например склеиванием), совмещая прорези и отверстия в обоих шаблонах. При эксплуатации трафарет укладывают на поверхность изделия защитным шаблоном кверху и прижимают его к изделию с помощью магнита, устанавливаемого с другой стороны изделия. После чего осуществляют абразивно-струйное гравирование поверхности изделия через шаблоны трафарета. При этом частицы абразива упруго отскакивают от эластичного защитного шаблона, мало разрушаясь и слабо изнашивая шаблон. Трафарет допускает многократное использование до износа защитного шаблона. После его износа остатки защитного шаблона удаляют с поверхности магнитного шаблона и наклеивают на него новый такой же защитный шаблон, либо напыляют на поверхность магнитного шаблона слой полиуретанового покрытия, образующий новый защитный шаблон.

Недостатками описанного известного способа изготовления трафарета являются его сложность, трудоемкость и большая длительность. Это обусловлено необходимостью раздельно изготавливать методами механического резания дав идентичных по форме шаблона одного из стали, другого из полиуретана, а затем тщательно совмещать их при склеивании. Осуществлять совместное вырезание методами механического резания магнитного и защитного шаблонов после склеивания их заготовок, не представляется возможным, поскольку материалы шаблонов имеют существенно разные механические свойства и каждый из них требует своего режима механической обработки.

Задача изобретения усовершенствование известного способа изготовления трафарета для декодирования изделий, в котором предлагаемым изменением порядка операций и метода вырезания прорезей и отверстий в шаблонах трафарета обеспечивалось бы совместное выполнение прорезей и отверстий одновременно в обоих шаблонах, и за счет этого упрощалась бы технология изготовления трафарета, повышалась бы скорость и производительность изготовления трафарета, снижалась трудоемкость его изготовления, а также появлялась бы возможность изготавливать трафареты с повышенной сложностью рисунков.

Задача решается тем, что в известном способе изготовления трафарета для декорирования изделий, включающем операции изготовления шаблона из магнитного материала и шаблона из абразивно-стойкого материала с выполнением в них прорезей и/или отверстий, соответствующих изображению, воспроизводимому с помощью этого трафарета, и скрепления шаблонов друг с другом, согласно изобретению, выполнение прорезей и/или отверстий осуществляют лучом лазера после скрепления шаблонов друг с другом.

Возможность решения поставленной задачи предлагаемым путем не очевидна заранее, поскольку лазерная обработка применяется обычно для проплавления и прожигания отверстий в однородных материала, и переход от одного материала к другому требует изменений режима лазерной обработки. Особенно различаются режимы лазерной обработки металлов и неметаллов [4] Поэтому возможность совместного прожигания лучом лазера отверстий и/или прорезей в трафарете, склеенном из металлического и неметаллического шаблонов, до наших экспериментов была неясной: горячие испарения металла могли сжигать неметаллический материал, проводить к отслоению защитного шаблона. Однако нами найдены режимы, позволяющие избежать этого.

Реализация предлагаемого изобретения дает следующие преимущества:
упрощается технология за счет исключения операции совмещения прорезей и отверстий в шаблонах при их скреплении и за счет исключения необходимости раздельно изготавливать два идентичных по форме шаблона, что требовало в известном способе высокой точности механической обработки.

повышается скорость и производительность изготовления трафарета, особенно при использовании координатного стола с числовым программным управлением для перемещений трафарета под лучом лазера.

снижается трудоемкость изготовления трафарета за счет уменьшения продолжительности его изготовления и исключения необходимости высокоточной механической и слесарной обработки.

появляется возможность изготавливать трафареты с повышенной сложностью рисунков за счет исключения необходимости вырезать прорези узоров по - отдельности в металлическом и неметаллическом шаблонах, а затем совмещать их, и за счет большей мобильности лазерного луча, чем фрезы, пилы и ножниц.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. По предлагаемому изобретению трафарет рекомендуется изготавливать в следующей последовательности операций:
1. Вырезают заготовку для магнитного шаблона из листа магнитного материала (углеродистой стали, магнитной резины или др.).

2. Вырезают заготовку для защитного шаблона из листа более эластичного, чем материал магнитного шаблона, абразивно-стойкого материала.

3. Скрепляют обе заготовки (например склеиванием), наложив одну на другую и совместив их края.

4. Осуществляют совместное вырезание в закрепленных заготовках прорезей и/или отверстий, соответствующих изображению, которое хотят воспроизводить с помощью изготавливаемого трафарета, лучом лазера.

Пример 1. Трафарет для декорирования пескоструйной обработкой стекла книжной полки с размерами 300 х 400 мм толщиной 5 мм изготавливают следующим образом. С помощью гильотинных ножниц вырезают заготовку указанных размеров из листа стали 20 толщиной 1 мм. Затем вырезают ножницами заготовку такого же размера из листа резины толщиной 1 мм. Обе заготовки склеивают клеем N 88, наложив резину поверх стального листа и совместив их края. После высыхания клея укладывают скрепленные заготовки на координатный стол АП-400 лазерного комплекса ГПЛТ-100-400/500, серийно выпускаемого в НПО "Ротор" (г. Черкассы). Вводят в память систему ЧПУ лазерного комплекса программу обработки трафарета и включают комплекс. Он автоматически вырезает по заданной программе на трафарете лучом лазера с помощью до 100 Вт фигурные прорези и/или отверстия рисунка и орнамента, заложенного в программу. При этом луч лазера, направляемый на трафарет сверху вниз, неподвижен, а трафарет перемещают под ним в горизонтальной плоскости с помощью координатного стола, на котором лежит трафарет. Координатный стол приводится в движение в двух перпендикулярных направлениях линейными электродвигателями от системы ЧПУ. Продолжительность вырезания трафарета лучом лазера составляет 30 мин. При этом в трафарете прожигаются лучом лазера сквозные прорези и отверстия одновременно сквозь резину и металл. Они имеют аккуратные края без заусенцев и неровностей. Площадь отверстий и прорезей рисунка достигает 80% от площади трафарета. Полученный трафарет используют для пескоструйной обработки через него стекла книжной полки. Для этого стекло помещают на магнитный стол плоскошлифовального станка, а трафарет укладывают поверх стекла металлической стороной книзу. Включив электропитание электромагнита магнитного стола, прижимают с помощью магнитного поля трафарет к стеклу. Затем осуществляют пескоструйное гравирование поверхности стекла через прорези и отверстия трафарета. Закончив пескоструйное гравирование, выключают магнитный стол, снимают трафарет со стекла и снимают со стола стеклянное изделие с выгравированным (матированным) рисунком на нем. С помощью одного трафарета удается обработать 600 изделий до износа трафарета.

Пример 2. Для декорирования рисунком и орнаментом стекла двери, имеющего размеры 580 х 1280 мм и толщину 4 мм, вырезают из листа стали Ст3 толщиной 2 мм заготовку магнитного шаблона такого же размера, как стекло. На нее наклеивают клеем "Момент" с одной стороны лист резины толщиной 2 мм, а с другой стороны лист резины толщиной 0,5 мм. Отверстия и прорези рисунка орнамента на трафарете вырезают так же, как в примере 1, лучом лазера с помощью того же оборудования. Все остальные операции осуществляют так же, как в примере 1, с тем отличием, что трафарет при пескоструйной обработке укладывают на стекло слоем более тонкой резины книзу. После пескоструйной обработки стекла с одной стороны его переворачивают и также обрабатывают с другой стороны. Продолжительность пескоструйной обработки стекла с одной стороны составляет 5 мин. А весь цикл декорирования стекла с двух сторон занимает 15 мин. С помощью одного трафарета удается обработать 400 изделий до выхода трафарета из пригодности в результате износа.

Пример 3. Для декорирования пескоструйной гидроабразивной обработки стекла книжной полки, имеющего размеры 300 х 400 мм и толщину 5 мм изготавливают трафарет также, как в примере 1, но с тем отличием, что на обе поверхности стального листа заготовки магнитного шаблона наклеивают по листу резины толщиной 1 мм. Гидроабразивную обработку поверхности изделий через трафарет осуществляют струей воды с песком на таком же магнитном столе, как в примере 1. С помощью одного трафарета удается обработать 500 изделий до диапазона трафарета.

Изобретение относится к декоративной обработке поверхностей и может быть использовано при изготовлении магнитных трафаретов для декорирования стеклянных и др. изделий пескоструйной и гидроабразивной обработки. Трафарет, состоящий из магнитного шаблона, покрытого защитным слоем из абразивно-стойкого материала, изготавливают наложением друг на друга и скреплением (например, склеиванием) заготовок из листа магнитного материала (например, стали) и из листа абразивно-стойкого материала (например, резины), в которых согласно изобретению выполнение прорезей и/или отверстий, соответствующих изображению, воспроизводимому с помощью данного трафарета, осуществляют лучом лазера после скрепления шаблонов друг с другом. Предлагаемый порядок выполнения операций и использование луча лазера дают возможность упростить технологию, повысить скорость и производительность изготовления трафаретов и изготавливать трафареты с повышенной сложностью рисунков. 2 ил.

Способ изготовления трафарета для декорирования изделий, состоящего из чередующихся слоев, выполненных из магнитного и абразивостойкого материала, включающий получение в них прорезей и/или отверстий, соответствующих воспроизводимому изображению, и скрепления слоев шаблона друг с другом, отличающийся тем, что получение прорезей и/или отверстий осуществляют лучом лазера после скрепления слоев шаблона друг с другом.