CN101169908A - 一种金属地球仪的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属地球仪的制备方法，首先根据球表面大小制作有相应图案的球面图制作到曝光膜片上备用，在球表面上全面涂敷感光耐腐蚀油墨，在远红外烘箱中对油墨进行加热固化，然后将曝光膜片贴敷到球表面的相应位置上，对贴敷曝光膜片的油墨进行曝光处理，再对曝光后的油墨进行显影处理，清掉未感光的油墨，露出金属球表面基底，对露出的金属球表面基底进行腐蚀处理形成凹陷构成图案，最后清除金属球表面的曝光油墨，再经后整理得产品。本发明球表面带有永久性图文的金属制品，尤其是金属地球仪的制备方法，快速、精确，而且成本低，易操作，适宜大小尺寸的各种规格产品，制作的产品耐风候，寿命长。

Description

一种金属地球仪的制备方法

技术领域

本发明涉及一种球表面带有永久性图文的金属制品的制备方法，尤其是金属地球仪的制备方法，地球仪用于教学和观赏。

背景技术

球表面带有永久性图文的制品，如何使图文准确地敷制球表面上，是一种不容易的事，以地球仪为例说明，当今人们使用的地球仪，按其球壳的材质和表面图形来分，有塑壳贴印刷纸面、塑壳贴印刷塑面、在球壳上贴金属画面、贝壳和彩石粘结磨光后局部网印图文、木质雕刻和整块石料雕刻等。

按其旋转结构来分，一般为绕着固定在底座上的，并与铅垂线呈倾斜的球轴旋转的，也有制作成双轴万向旋转的。按其用途来分，绝大部分供室内教学、办公或家庭使用，少数为摆放在厅堂类公共场所供人们使用和观赏。其规格大小，直径范围在110-2500mm。河北省一家生产直径为800mm的塑壳贴印刷纸面，木架万向旋转的；苏州一家公司曾制造直径为1000mm、1200mm、1600mm、2500mm的塑壳贴印刷纸面，金属架定轴旋转的；青岛一家公司生产的金属地球仪是将图形印刷并蚀刻在平面的铜板上，然后将铜板压制成球缺面，再将球缺面裁剪成球面二角形，最后逐片将其贴在球壳上；济南一家艺术发展中心在2000年曾选用一块重23吨的大理石刻制出一具球直径为1600mm，仅球体就重达6吨的定轴旋转地球仪，置于济南舜耕山庄露天供人游人观赏。此外，人们所见到的没有图文内容或只有经纬线骨架的地球仪模型那就是室内外雕塑了。

综观上述产品，球壳外贴印刷纸面或塑面者成本低，使用轻便，但是寿命短；贝壳或彩石粘结磨光后局部网印者，外形精美，但所印内容及制造尺寸受限；先印刷再成形的金属贴片式由于压制过程中难免图形拉伸时的畸变，造成贴片后“橘瓣皮″之间的接缝上的图形错位；手工木质雕刻者图形难以精密。大部分地球仪都只能在室内摆放而不能置于露天，石雕者虽可供室外观展，但是小型的图文难以雕刻，其图文的精密程度受限，而且制造、运输、安装的费用也高的惊人。如何快速、精确地制作这类包括地球仪在内的球表面带有永久性图文的制品，是人们一直在关注和要致力解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球表面带有永久性图文的金属制品的制备方法及得到的金属地球仪。

本发明的目的是这样实现的，一种金属地球仪的制备方法，其特征在于将设计的图文制作到金属球面上，依次按下列步骤进行：

1、根据球表面大小制作有相应图案的球面图，并制作到曝光菲林片上；

2、在金属球表面上喷涂感光耐腐蚀油墨，油墨选用为北京力拓达科技有限现任公司生产的“光成像抗蚀抗电镀油墨”型号L--P2109；

3、在远红外烘箱中进行加热固化，烘箱功率12KW温度80度(要求75--85度)  固化时间：35分钟(要求30--40分钟)；

4、将菲林片贴敷到金属球体表面上进行曝光，时间：15分钟；

5、对曝光处理后的感光油墨进行显影处理，即用浓度为1％的碳酸钠水溶液进行冲洗显影，时间为2分钟；

6、对感光显影后的球体进行紫外线光固，即将已显影部分油墨，在紫外线曝光箱中进行兴固，时间为1分钟；

7、对感光露出金属球体进行蚀刻，构成图案，蚀刻可用两种方法进行，

a电刻方法：向球面喷洒氯化钠水溶液，对球体连电，可将球体和喷头分别接电源正负极完成电蚀刻；

b化学蚀刻方法：用浓度10％的三氯化铁水溶液喷洒到球壳表面上，球体旋转，使球壳表面受到液体的喷淋腐蚀；

8、对蚀刻后的球壳喷涂着色，喷涂的油漆是各种颜色的金属烤漆，色漆喷涂到蚀刻后的凹陷部分；

9、清除球壳表面剩余的感光油墨和多余的色漆，形成彩色图案，即

a用浓度6％的氯化钠水溶液浸泡，清除球壳上被曝光但已经无用的油墨；

b用人工拉丝的方法，即使用砂布精细喷方向打清除掉球壳凸出部分多余的色漆。

由本发明制备方法制得的产品规整，图文与打印的一样清晰、精致、准确。可以看出，本发明球表面带有永久性图文的金属制品，尤其是金属地球仪的制备方法，快速、精确，而且成本低，易操作，适宜大小尺寸的各种规格产品，制作的产品，寿命长，结构简单，重量轻，既可置于室内，也可置于室外，可以作为教具，也可以观赏，金属材质还大大增加了装饰性能，直径达3米乃至5米多的地球仪置于露天广场中，雄伟壮观。

具体实施方式

以制做直经为1000mm的地球仪为例，首先取1000×2000mm，厚度1.5mm的黄铜板两张(即4m²)然后剪裁，焊接、吹压、打磨制作成圆球体。

1、根据球壳面积大小，电脑制做相应的图案，并制做到菲林片上；菲林片是由12张球面二角形组成，整体的球形图案。将球壳确定地球两极位置，然后将球表面顺经线方向分成12等分，将12片菲林片对应12等分贴敷到球面上。

2、球壳表面经精细打磨后，喷涂感光耐腐蚀油墨，喷涂厚席在0.03--0.05mm之间。

3、球壳喷涂一墨后，放入远红外线烘箱中进行加热固化，温度掌握在80度左右，烘烤35分钟。

4、将贴好菲林片的球放在曝光机支架上，球体自动旋转，均匀通过曝光窗口进行曝光，时间15分钟；

曝光光源用紫外线碘架灯(合计6KW)组成的曝光箱，曝光窗口是一个带弧度的长方形窗口光线通过窗口照射到球体，通过球体转动实现球面均匀曝光。

5、对曝光处理后的感光油墨进行显影。其过程是使球体旋转，不断用1％碳酸钠水溶液喷淋冲洗，时间2分钟，被感光的部分在地球面上形成图案，未感光的部分被清洗掉，此时至少面上形成了一个完整图案。

6、把已形成图案的球体放入曝光箱中进行第二次光固，时间1分钟，实际是等于实现第二次曝光，使显影部分在球体上固化更好，附着力更强。

7、把球体放入自动腐蚀机内，球体自动旋转，球体侧上方有U型喷头，腐蚀体从喷头中不间断喷淋到球体上，这样使球体上未显影部分蚀刻下去腐蚀液是三氯化铁水溶剂，经过耐酸泵加压从喷头中喷出。

腐蚀时间可根据所需要的蚀刻深度，或根据三氯化铁溶液的浓度掌握。将腐蚀好的球体和均匀碱水和清水充分清洗干净，并烘干。

8、球体蚀刻完成后，根据需要在蚀刻下去的凹陷部分喷或涂上不同颜色的油漆(其颜色是根据图案不同颜色确定)。

9、用浓度为6％的氢氧化钠水溶液浸泡球体表面，涉及除被光显影但已经无用的油墨。用2000号细砂纸顺球两极方向进行拉丝打磨，清除凸面上的多余油漆，这样凹陷部分的油漆不会被打磨掉，从而在球表面形成了彩色的地图图案

球体图案完全成后，喷涂护光涂料对球面进行封闭保护，并放入烘箱中烘干，这样图案可永久性保护，且铜面不会氧化。

Claims (1)

1.一种金属地球仪的制备方法，其特征在于将设计的图文制作到金属球面上，依次按下列步骤进行：

①、根据球表面大小制作相应图案的球面图，并制作到曝光菲林片上；

②、在金属球表面上喷涂感光耐腐蚀油墨，油墨选用为北京力拓达科技有限现任公司生产的“光成像抗蚀抗电镀油墨”型号L——P2109；

③、在远红外烘箱中进行加热固化，烘箱功率12KW  温度75——85度，固化时间：30——40分钟；

④、将菲林片贴敷到金属球体表面上进行曝光，时间：15分钟；

⑤、对曝光处理后的感光油墨进行显影处理，即用浓度为1％的碳酸钠水溶液进行冲洗显影，时间为2分钟；

⑥、对感光显影后的球体进行紫外线光固，即将已显影部分油墨，在紫外线曝光箱中进行光固，时间为1分钟；

⑦、对感光露出金属球体进行蚀刻，构成图案，蚀刻可用两种方法进行：

a电刻方法：向球面喷洒氯化钠水溶液，对球体连电，可将球体和喷头分别接电源正负极完成电蚀刻；

b化学蚀刻方法：用浓度10％的三氯化铁水溶液喷洒到球壳表面上，球体旋转，使球壳表面受到液体的喷淋腐蚀；

⑧、对蚀刻后的球壳喷涂着色，喷涂的油漆是各种颜色的金属烤漆，色漆喷涂到蚀刻后的凹陷部分；

⑨、清除球壳表面剩余的感光油墨和多余的色漆，形成彩色图案，即

a用浓度6％的氯化钠水溶液浸泡，清除球壳上被曝光但已经无用的油墨；

b用人工拉丝的方法，即使用砂布精细喷方向打清除掉球壳凸出部分多余的色漆。