Спосіб виготовлення трафарету для декорування виробів

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, описанный в[1'1- По этому способу шаблон изготавливают с помощью известных методов резания металлов (фрезерование 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 (2J. По этому способу трафарет вырезают ножницами и ножом из бумаги, а затем наклеивают его на поверхность изделия и высушивают. Недостатком способа является низкая износостойкость бумажного трафарета, в результате чего трафарет используют только однократно. Наиболее близким к заявляемому известным техническим решением является способ изготовления трафарета для декорирования изделий абразивным гравированием, описанный в [3]. По этому способу 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. Недостатком описанного известного способа изготовления трафарета является ! его сложность, трудоемкость, и большая длительность. Это обусловлено необходимостью раздельно изготавливать методами механического резания два идентичных по форме шаблона - одного из стали, другого ; из полиуретана, а затем тщательно совмещать их при склеивании, Осуществлять же совместное вырезание методами механического резания магнитного и защитного шаблонов после склеивания их заготовок, в упомянутом способе, описанном в [3], не представляется возможным, поскольку материалы шаблонов имеют существенно разные механические свойства и каждый из них требует своего режима механической обработки. В основу предлагаемого, изобретения поставлена задача усовершенствования известного способа изготовления трафарета для декорирования изделий, в котором предлагаемым изменением порядка операций и метода вырезания прорезей и отверстий в шаблонах трафарета обеспечивается совместное выполнение прорезей и отверстий одновременно в обоих шаблонах, и за счет этого упрощается технология изготовления трафарета, повышается производительность изготовления трафарета, снижается трудоемкость его изготовления, а также появлялась бы возможность быстро изготавливать трафареты с повышенной сложностью рисунка. Поставленная задача решается тем, что в известном способе изготовления трафарета для декорирования изделий, состоящего из чередующихся слоев, выполненных из магнитного и абразивостойкого материалов, включающем образование в них прорезей и/или отверстий, соответствующих воспроизводимому изображению, и скрепление слоев шаблона друг с другом, согласно изобретению прорези и/или отверстия образуют лучом лазера после скрепления слоев шаблона друг с другом. Возможность решения поставленной задачи предлагаемым путем не очевидна заранее, поскольку лазерная обработка применяется обычно для проплавлення и прожигания отверстий в однородных материалах, и переход от одного материала к другому требует изменения 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 металлов могли сжигать неметаллический материал, приводить к отслоению защитного слоя. 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 склеивании и за счет исключения необходимости раздельно изготавливать два идентичных по форме шаблона, что требовало в известном способе высокой точности механической обработки; -повышается производительность изготовления трафарета, особенно при использовании координатного стола с числовым программным управлением для перемещений трафарета под лучом лазера; - 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. Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен изготавливаемый заявленным способом двухслойный трафарет; на фиг. 2 - трехслойный, 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 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 скрепленных заготовках прорезей и/или отверстий, соответствующих изображению, которое хотят воспроизводить с помощью изготавливаемого трафарета. При этом вырезание осуществляют лучом лазера, а перемещение изделия под лучом лазера рекомендуется осуществлять с помощью координатного стола, управляемого компьютером. 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 №88, наложив поверх стального листа 1 резиновый 2 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, на чертеже не изображен). Вводят в память системы ЧПУ лазерного комплекса программу обработки трафарета и включают комплекс. Он автоматически вырезает по заданной программе на трафарете лучом лазера с мощностью до 100 Ватт 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, управляемыми от системы ЧПУ. Продолжительность вырезания трафарета лучом лазера составляет 30 мин. При этом в трафарете прожигаются лучом лазера сквозные прорези и отверстия одновременно сквозь резиновый 2 и стальной 1 листы. 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 от плоскошлифовального станка, а трафарет укладывают поверх стекла металлической стороной книзу. Включив электропитание электромагнита магнитного стола, прижимают с помощью магнитного поля трафарет к стеклуй Затем осуществляют пескоструйное гравирование поверхности стекла через прорезной отверстия трафарета. Закончив пескоструйное гравирование, выключают магнитный стол, снимают трафарет со стекла и снимают со стола стеклянное изделие с выгравированным (матированным) рисунком на нем. Спомощью 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 1 (Ст 3 толщиной 2 мм) заготовку магнитного шаблона такого же размера, как стекло. На нее наклеивают клеем "Момент" с одной стороны лист резины 2 толщиной 2 мм, а с другой стороны лист резины 3 толщиной 0,5 мм. Отверстия и прорези рисунка и 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 его износа. Пример 3. Для декорирования пескоструйной гидроабразивной обработкой стекла книжной полки, имеющего размеры 300 х 400 мм и толщину 5 мм изготавливают трафарет так же, как в примере 1, но с тем отличием, что на обе поверхности стального листа заготовки магнитного шаблона наклеивают по листу резины толщиной 1 мм (на чертеже не показано). Гидроабразивную обработку поверхности изделия 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 износа трафарета.