Светодинамическое демонстративное устройство и способ его изготовления Российский патент 2019 года по МПК G09B25/04 G09F19/00 

Изобретение относится к области обучения проектно-конструкторским работам с использованием обучающих пособий и учебного оборудования, в частности, наглядных пособий для обучения дизайну, архитектуре и может быть использовано в процессе обучения для выполнения моделирующих и демонстративных функций с обеспечением возможности моделирования размещения конструктивных элементов, максимально приближенным к реальным объектам архитектуры. Также заявленное техническое решение относится к области осветительных устройств и может быть использовано для декоративных и осветительных целей. Изобретение также относится к области производства художественных и декоративных изделий, а именно к изготовлению разнообразных сувениров, обладающих качественным изображением и высоким декоративным эффектом, а также широкой информативностью, и может быть использовано для ознакомления с архитектурно-скульптурными объектами культурно-исторического наследия и значимых достопримечательностей и их изучения.

Задачей заявленного технического решения является разработка такого многофункционального устройства и способа его производства, которые обеспечивали бы получение такого устройства, которое может быть использовано как обучающее оборудование, в частности как пособие при дизайнерских работах и архитектурных конструкторских работах, при этом обладать эффективной наглядной и различительной способностью, а также имело бы сравнительно не трудоемкий способ производства, позволяющий сократить время изготовления и иметь возможность тиражирования устройства.

Поставленная задача решается посредством способа производства светодинамического демонстративного устройства, являющегося приближенной уменьшенной копией существующих, построенных зданий, который заключается в том, что для его создания и максимально близкого повторения внешних параметров существующих построенных зданий, применяют объемное графическое моделирование с использованием графических компьютерных программ, в последующем совместимых с работой оборудования, имеющего числовое программное управление, позволяющее создать, путем работы фрезерного оборудования, геометрически точные конструкцию и элементы светодинамического устройства, максимально схожие с элементами оригинальных, существующих зданий, при этом возможен и альтернативный способ - ручное изготовление путем лепки, резки, гравирования из пластичных материалов (пластилин и пр.), применяемыми при этом материалами являются продуктами нефтепереработки и нефтехимии, относящиеся к категории реактопластов (многокомпонентные полимерные материалы на основе термореактивных полимеров, которые под действием тепла, отвердителей, катализаторов или инициаторов химических реакций переходят в нерастворимое и неплавкое состояние), используемых для производства в том числе литьевым способом, в частности такие материалы как: полиэфирные смолы, эпоксидные смолы, полиуретановые смолы и др., а также материалы, являющиеся продуктами переработки осадочных минеральных пород, относящихся к классу сульфатов (по составу гидрат сульфата кальция), имеющих порошкообразный вид, который замешивается с водой и образует химическую реакцию присоединения воды к сульфату кальция, с последующим выделением тепла и переходом в твердое состояние. Порядок изготовления устройства заключается в том, что осуществляют объемное (3D) графическое компьютерное моделирование здания, являющегося уменьшенной копией оригинального существующего объекта (далее - 3D-модель), далее посредством фрезерного оборудования с числовым программным управлением, изготавливают в соответствии с 3D-моделью, элементы материнского объекта, представляющие собой составные части копии здания (стены, основание, крыша и пр.), являющего уменьшенной копией оригинального существующего объекта (далее - мастер-модель), далее на основании полученной мастер-модели изготавливают формы (далее - матрицы) для последующего изготовления устройства, в том числе литьевым способом (с использованием матриц открытого типа (односоставные) или закрытого, полнобъемного (многосоставные, сборные)) или штамповкой (посредством металлических пресс-форм), повторяющие параметры, внешние и конструктивные, мастер-модели, при этом материалы - многокомпонентные полимерные на основе термореактивных полимеров, относящихся к категории реактопластов, или материалы, являющиеся продуктами переработки осадочных минеральных пород, относящихся к классу сульфатов, вступивших в реакцию с водой (далее - смесь), приготавливают для использования в матрицах, далее приготовленную смесь добавляют в матрицы для последующей полимеризации (отвердевания), при этом, для уменьшения числа брака и улучшения визуальных характеристик изделия, при производстве используют оборудование для дегазации (извлечение воздуха) смеси, в том числе: вибростолы, вакуумные камеры, камеры избыточного давления, для сокращения времени полной полимеризации конструктивных элементов изделия, используют тепловые (сушильные) камеры, в которых размещают извлеченные из матриц элементы изделия, и при заданной температуре проходит процесс ускоренной полимеризации, по окончанию процесса полимеризации, элементы изделия обрабатывают механизированным способом для придания геометрической точности в стыковочных местах устройства, снижения шероховатости поверхностей, детализации элементов экстерьера и корректировки дефектов, далее осуществляют пробную сборку элементов изделия, при этом элементы изделия подвергают обработке материалами, позволяющими обезжирить их поверхность и подготовить к последующему окрашиванию, нанесению лака, жидкой резины, при этом конструктивные элементы устройства могут быть дополнительно обработаны водоотталкивающим составом, после чего дополнительно просушены, далее обработанные и просушенные заготовки раскрашивают красками, в том числе с применением технических средств для покраски (аэрограф), после чего просушивают, далее окрашенное изделие собирают, в том числе с использованием клея на основе эфира цианоакриловой кислоты (цианокрилат), при этом для устранения дефектов, используют специализированный материал быстрого отвердевания, выполненного на основе смеси модифицированных эпоксидных, полиуретановых, или полиэфирных смол, в том числе включающий в себя мелкодисперсный инертный наполнитель, добавки и отвердитель и осуществляют установку устройства блока электропитания, элементов источника света изнутри и снаружи изделия, функциональных кнопок включения и выключения, после чего на задней части устройства (изделия) осуществляется монтаж фирменного логотипа изготовителя в виде съемной крышки-таблички, с указанием на ней торгового названия (HOME FROM), названия города, где находится оригинальный, существующей объект, уменьшенную копию которого представляет собой устройство (изделие), и дату его постройки, функционально съемная крышка-табличка также служит доступом к элементам электропитания для возможности их последующей замены, монтируется крышка-табличка как на магнитной основе, так и посредством крепежных элементов.

А также посредством светодинамического демонстративного устройства, состоящего из взаимосвязанных сборных конструктивных элементов, изготовленных в соответствии с этапами вышеуказанного способа, причем конструктивные элементы включают: боковые и/или торцевые стены (при необходимости с прорезанными насквозь окнами, для последующего излучения света изнутри устройства, проходящего сквозь светопрозрачную мембрану, закрепленную с внутренней стороны стен, при этом закрывающую доступ внутрь изделия через оконные проемы), фасадные стены (при необходимости с прорезанными насквозь окнами, для последующего излучения света изнутри устройства, проходящего сквозь светопрозрачную мембрану, закрепленную с внутренней стороны стен, при этом закрывающую доступ внутрь изделия через оконные проемы), крышу, заднюю стену, опорное основание устройства, блок электропитания с кнопками включения и выключения, светодиодную нить или иной излучатель света, крышка-табличка, причем стены устройства устанавливают и скрепляют между собой вертикально к основанию за счет углублений в основании (желоба), клея на основе эфира цианоакриловой кислоты (цианокрилат) и специализированного материала быстрого отвердевания, выполненного на основе смеси модифицированных эпоксидных, полиуретановых, или полиэфирных смол, в том числе включающего в себя мелкодисперсный инертный наполнитель, добавки и отвердитель, позволяющего усилить связи элементов конструкции и исключить проникновение света изнутри наружу, причем крыша устройства также скрепляется на установленных стенах за счет вышеуказанного клея на основе эфира цианоакриловой кислоты (цианокрилат) и/или специализированного материала быстрого отвердевания, выполненного на основе смеси модифицированных эпоксидных, полиуретановых, или полиэфирных смол, в том числе включающего в себя мелкодисперсный инертный наполнитель, добавки и отвердитель, и собственного веса, при этом блок электропитания размещают внутри изделия, с учетом возможности замены источников электропитания с наружной задней стороны изделия, при этом светодиодные нити размещают внутри изделия с возможностью их выведения посредством технологических каналов в опорном основании и стенах (визуально скрытые углубления в опорном основании изделия и вырезы в нижней части стен изделия, представляющие собой единые каналы, проходящие сквозь стены изделия и соединяющие его внутреннюю и внешнюю части) устройства таким образом, чтобы часть светодиодов выполняли функцию подсветки изделия с его внешней стороны (фасадные, боковые и/или торцевые стены), а часть светодиодов выполняли функцию внутренней подсветки изделия. Дополнительным способом усиления декоративного эффекта изделия, является устройство навесных конструктивных элементов (копии табличек с названием улиц, повторяющие внешних вид оригинальных табличек с названием улиц существующих зданий по их местонахождению; надписи, геометрические узоры, изображения мифологических персонажей, животных и пр.) отдельно изготовленных и закрепленных на мастер-модели в виде элементов убранства фасадной части, торцевых стен, крыши, опорного основания и задней стенки, потребность в отдельном изготовлении и закреплении которых обусловлена либо отсутствием технической возможности фрезерного оборудования (станка) в изготовлении элементов малых и сверх-малых размеров, либо дороговизны выполнения работ в результате дополнительной наладки работы фрезерного оборудования (станка) в целях изготовления элементов малых и сверх-малых размеров. Под опорным основанием изделия, при помощи встроенных магнитов и ответной металлической части, размещается карточка объекта, представляющая собой культурно-историческую справку, дающую описание существующего оригинального здания.

Варианты скрепления (соединения) торцевых и фасадной стен могут быть следующие: - посредством «ступенчатого» соединения (торцевое соединение в виде уступов (ступенек) в местах соединения, высота которых будет равна половине толщины каждой стенки);

- посредством таврового соединения, где торцевые стены имеют тавровую конструкцию в местах присоединения фасадной и торцевых стен. Торцевая стена имеет вертикальный уступ (тавр), расположенный в расчетном месте стены таким образом, чтобы при прилегании фасадной стены к уступу образовывался стык по осям, формируя цельную конструкцию, при это торец торцевой стенки направлен на фасадную часть изделия;

- посредством диагонального соединения (угловое соединение на ус), при котором фасадная и торцевые стены имеют угловой срез (скос) в 45 градусов в местах их соединения;

- стыковое соединение посредством угловой врубки в фальц, в четверть, в фальц с полупотемком;

- посредством соединения стен в паз и боковой гребень (один элемент соединения имеет паз, второй элемент имеет гребень, они между собой соединяются);

- посредством соединения стен между собой под прямым углом.

При этом блок электропитания размещают внутри изделия, с учетом возможности замены источников электропитания с наружной задней стороны изделия, светодиодные нити размещают внутри изделия с возможностью их выведения посредством технологических каналов в опорном основании и стенах (визуально скрытые углубления в опорном основании изделия и вырезы в нижней части стен изделия, представляющие собой единые каналы, проходящие сквозь стены изделия и соединяющие его внутреннюю и внешнюю части) устройства таким образом, чтобы часть светодиодов выполняли функцию подсветки изделия с его внешней стороны (фасадные, боковые и/или торцевые стены), а часть светодиодов выполняли функцию внутренней подсветки изделия. На задней части устройства (изделия) осуществляется монтаж фирменного логотипа изготовителя в виде съемной крышки-таблички, с указанием на ней торгового названия (НОМЕ FROM), названия города, где находится оригинальный, существующей объект, уменьшенную копию которого представляет собой устройство (изделие), и дату его постройки, функционально съемная крышка-табличка также служит доступом к элементам электропитания для возможности их последующей замены, монтируется крышка-табличка как на магнитной основе, так и посредством крепежных элементов. Под опорным основанием изделия, при помощи встроенных магнитов и ответной металлической части, размещается карточка объекта, представляющая собой культурно-историческую справку, дающую описание существующего оригинального здания.

Технический результат заключается в расширении функциональных и эксплуатационных возможностей, а также в сокращении времени изготовления и сокращении количество брака, а также в улучшении физико-механических (устойчивость к ударам, изгибам; воздействию факторов внешней среды: влажность, ультрафиолетовое излучение, перепады температур) и эксплуатационных характеристик (срок эксплуатации, удобство окрашивания, возможность влияния на вес, устойчивость к механическим повреждениям) изделия.

Таким образом, посредством заявленной группы технических решений может быть получено универсальное и многофункциональное светодинамическое демонстративное устройство, которое представляет собой надежный, прочный, долговечный макет любого существующего или вновь разработанного здания, который может быть использован как обучающий макет при проектно-конструкторских работах, архитектурных и дизайнерских разработках, при этом обладает функциями осветительного устройства с динамическими режимами подсветки и освещения как самого устройства, и моделирования таким образом освещения при естественных условиях существующих или вновь разработанных зданий, так и внешнего освещения помещения, при этом обладающий качественным изображением и высоким декоративным эффектом, а также широкой информативностью, и может быть использовано для ознакомления с архитектурно-скульптурными объектами культурно-исторического наследия и значимых достопримечательностей и их изучения.

Изобретение относится к области обучения проектно-конструкторским работам с использованием обучающих пособий и учебного оборудования, в частности наглядных пособий для обучения дизайну, архитектуре, и может быть использовано в процессе обучения для выполнения моделирующих и демонстративных функций с обеспечением возможности моделирования размещения конструктивных элементов, максимально приближенных к реальным объектам архитектуры. Также заявленное техническое решение относится к области осветительных устройств и может быть использовано для декоративных и осветительных целей. Изобретение также относится к области производства художественных и декоративных изделий, а именно к изготовлению разнообразных сувениров, обладающих качественным изображением и высоким декоративным эффектом, а также широкой информативностью, и может быть использовано для ознакомления с архитектурно-скульптурными объектами культурно-исторического наследия и значимых достопримечательностей и их изучения. Заявленная группа изобретений включает способ производства светодинамического демонстративного устройства и светодинамическое демонстративное устройство. Технический результат заключается в расширении функциональных и эксплуатационных возможностей, а также в сокращении времени изготовления и сокращении количество брака, а также в улучшении физико-механических (устойчивость к ударам, изгибам; воздействию факторов внешней среды: влажность, ультрафиолетовое излучение, перепады температур) и эксплуатационных характеристик (срок эксплуатации, удобство окрашивания, возможность влияния на вес, устойчивость к механическим повреждениям) изделия. 2 н.п. ф-лы.

1. Способ производства светодинамического демонстративного устройства, являющегося приближенной уменьшенной копией существующих построенных зданий, заключающийся в том, что для создания и максимально близкого повторения внешних параметров существующих построенных зданий применяют объемное графическое моделирование с использованием графических компьютерных программ, в последующем совместимых с работой оборудования, имеющего числовое программное управление, позволяющее создать, путем работы фрезы, геометрически точные элементы светодинамического устройства, максимально схожие с элементами оригинальных существующих зданий, при этом применяемые материалы являются продуктами нефтепереработки и нефтехимии, относящимися к категории реактопластов, или продуктами переработки осадочных минеральных пород, относящихся к классу сульфатов (по составу гидрат сульфата кальция), при этом осуществляют объемное (3D) графическое компьютерное моделирование здания, являющегося уменьшенной копией оригинального существующего объекта (далее - 3D-модель), далее посредством фрезерного оборудования с числовым программным управлением изготавливают в соответствии с 3D-моделью элементы материнского объекта, представляющие собой составные части копии здания, являющего уменьшенной копией оригинального существующего объекта (далее - мастер-модель), далее на основании полученной мастер-модели изготавливают формы (далее - матрицы) для последующего изготовления устройства, при этом многокомпонентные полимерные материалы на основе термореактивных полимеров (далее - смесь) приготавливают для использования в матрицах, далее приготовленную смесь добавляют в матрицы для последующей полимеризации (отвердевания), при этом при производстве используют оборудование для дегазации (извлечение воздуха) рабочего материала (смеси), используют тепловые камеры, в которых размещают извлеченные из матриц элементы изделия, и при заданной температуре проходит процесс ускоренной полимеризации, при этом по окончании процесса полимеризации элементы устройства обрабатывают механизированным способом для придания геометрической точности в стыковочных местах устройства, снижения шероховатости поверхностей, детализации элементов экстерьера и корректировки дефектов, далее осуществляют пробную сборку элементов изделия, при этом элементы изделия подвергают обработке материалами, позволяющими обезжирить их поверхность и подготовить к последующему окрашиванию, нанесению лака, жидкой резины, при этом заготовки устройства обрабатывают водоотталкивающим составом, после чего дополнительно просушивают, далее обработанные и просушенные заготовки раскрашивают акриловыми красками, в том числе с использованием технических средств для покраски, после чего просушивают, далее окрашенное изделие собирают, в том числе с использованием клея на основе эфира цианоакриловой кислоты (цианокрилат), при этом для устранения дефектов в местах стыковки элементов изделия используют специализированный материал быстрого отвердевания, выполненный на основе смеси модифицированных эпоксидных, полиуретановых или полиэфирных смол, в том числе включающий в себя мелкодисперсный инертный наполнитель, добавки и отвердитель, далее осуществляют установку устройства блока электропитания, элементов источника света изнутри изделия, функциональных кнопок включения и выключения.

2. Светодинамическое демонстративное устройство, состоящее из взаимосвязанных конструктивных элементов, изготовленных в соответствии с этапами способа по п. 1, при этом применяемые материалы являются продуктами нефтепереработки и нефтехимии, относящимися к категории реактопластов, или продуктами переработки осадочных минеральных пород, относящихся к классу сульфатов (по составу гидрат сульфата кальция), причем конструктивные элементы включают: боковые и/или торцевые стены, фасадные стены, крышу, заднюю стену-крышку, опорное основание устройства, блок электропитания с кнопками включения и выключения, светодиодную нить, элементы крепления задней крышки, причем стены устройства устанавливают и скрепляют между собой вертикально к основанию за счет углублений в основании (приямки), клея на основе эфира цианоакриловой кислоты (цианокрилат) и специализированного материала быстрого отвердевания, выполненного на основе смеси модифицированных эпоксидных, полиуретановых или полиэфирных смол, в том числе включающего в себя мелкодисперсный инертный наполнитель, добавки и отвердитель, позволяющего усилить связи элементов конструкции и исключить проникновение света изнутри наружу, причем крыша устройства удерживается на установленных стенах за счет вышеуказанного клея, специализированного материала быстрого отвердевания, выполненного на основе смеси модифицированных эпоксидных смол, включающего в себя мелкодисперсный инертный наполнитель, добавки и отвердитель, и собственного веса, при этом блок электропитания размещают с внутренней стороны задней крышки изделия с учетом возможности замены источников питания с наружной стороны крышки, при этом светодиодные нити размещают изнутри изделия в технологических приямках основания устройства таким образом, чтобы часть светодиодов выполняли функцию подсветки изделия с его внешней стороны (фасадные, боковые и/или торцевые стены), а часть светодиодов выполняли функцию внутренней подсветки изделия, причем крепление задней крышки, в том числе съемной ее части для замены источников питания, осуществляют за счет крепежных элементов и магнитов, расположенных как на задней стенке-крышке с внутренней и внешней стороны, так и с внутренней и внешней стороны основания и/или торцевых стен изделия.