EA000269B1 - Способ и устройство для создания рисунков в литых материалах - Google Patents

Description

Настоящее изобретение относится к узорчатым структурам и поверхностям, более конкретно к конструкциям и поверхностям, выполненным из литых материалов, и еще более конкретно к конструкциям из литого материала на основе цемента, которые имеют единый цветной узор, и к способу создания таких конструкций и поверхностей, при этом данный узор может воспроизводиться с одной отливки на другую. Способ по данному изобретению легко может быть применен в автоматизированных технологиях.

Существует необходимость создания и контроля рисунка в материале на основе цемента и штукатурки или гипса как для сборных изделий, так и отливаемых по месту. В настоящее время возможность создания и контроля процесса выполнения таких рисунков весьма ограничена. Проще говоря, если необходимо создать интересный рисунок в материале на основе цемента, то это обычно достигается путем применения облицовки из гранита или мрамора.

Настоящее изобретение может способствовать устранению таких недостатков, характерных для изделий из мрамора или гранита, как неоднородность цвета или рисунка от изделия к изделию, ограничения, связанные со стоимостью погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки, трудности, связанные с обеспечением непрерывности рисунка мраморной плиты, и высокая стоимость. Помимо проблем, связанных с неоднородностью характеристик от изделия к изделию и обеспечением непрерывности рисунка, так как мрамор и гранит являются природными материалами, существует также проблема невозможности регулирования согласованности цвета и рисунка между соседними кусками материала. Часто приходится сравнивать и подгонять между собой множество различных кусков материала, чтобы в конце концов получить только небольшое число плит, способных обеспечить однородный рисунок материала на фасаде. Что же касается размеров и стоимости работ, то обычно не принято использовать куски мрамора размером больше, чем четыре фута на восемь футов.

Существует множество способов получения цвета и рисунка литых материалов для имитации рисунка природных камней, например, мрамора или гранита. Однако, в большинстве примеров либо не применяется вовсе, либо применяется только ограниченный контроль за соблюдением рисунка или за его воспроизводимостью. Кроме того, только немногие из существующих способов могут применяться на автоматизированных участках непрерывного производства изделий с согласованным рисунком.

Например, в патенте США № 27022 (автор Lamb) описан способ изготовления искусственного мрамора, в котором масса пастообразной консистенции смешивается с цементными шариками и частично покрывается сухой краской. Затем шарики помещаются в форму и прессуются, заставляя влагу, имеющуюся внутри каждого шарика, проникать в сухой материал и консолидировать его в единую массу. Затем сухая краска в виде прожилок проявляется на поверхности полученного изделия. Применение этого способа требует больших временных затрат и точности со стороны исполнителя, обеспечения совместимости рисунков на отдельных плитах. К тому же этот способ неприменим в автоматизированных производствах.

В патенте США № 106263 (автор Frear) описан способ изготовления искусственного мрамора, в котором раствор из сульфата цинка, хлорида цинка, свинцового сахара, квасцов или соли смешивается с цементным раствором до образования пастообразной массы с консистенцией раствора, который затем разливается в форму. Имитация мрамора создается путем добавления соответствующих красителей пока раствор находится в пастообразном состоянии или к тому раствору, которым смачивается масса. Очевидно, что красители, добавленные к пастообразной массе, необходимо перемешать до получения рисунка, напоминающего рисунок мрамора, точно также, как это делается в процессе смешивания двух цветов теста «мраморного торта».

В патенте США № 134300 (автор Mellen) описан способ изготовления искусственного мрамора, в котором отдельные партии цемента определенного цвета приготавливаются в отдельных емкостях с небольшим выпускным отверстием. Затем партии подготовленного цемента по отдельности мелкими струями выливаются в форму для имитации прожилок мрамора, а область между этими струями заполняется цементом другого цвета. Затем форма продувается воздухом для продвижения и смешения цемента разных цветов, до тех пор пока не будет получен желаемый результат. Используются цветные нити, которые утапливаются в цемент и укладываются в форму, а затем протаскиваются через цемент после заливки, что обеспечивает получение более тонких прожилок. Также, как и в предыдущем патенте, этот способ требует определенного внимания и опыта со стороны исполнителя для обеспечения совместимости рисунков на отдельных плитах.

В патенте США № 635005 (авторы Summers) описан искусственный мрамор, который изготавливается путем смешивания известковой воды и силиката натрия с добавлением цемента до готовности. Затем подмешиваются пигменты, смешанные с цементом, и все это перемешивается в соответствующем устройстве. Затем эта смесь заливается в форму и выдерживается. Этот способ, при котором пиг3 мент практически замешивается в основную смесь, является классическим способом «мраморного торта» и при применении этого способа очень трудно обеспечить идентичность рисунка разных плит.

В патенте США № 704621 (автор Czermak) описан способ изготовления искусственного мрамора, в котором цемент, или ему подобное, распыляется по гладкой поверхности и частично выдерживается до образования плиты. Жидкая масса или раствор, или подобная субстанция того же цвета, что и цвет прожилок, выливается сверху на плиту, которая затем подвергается растрескиванию по всей толщине для обеспечения небольшого смещения ее частей. Жидкая масса проникает в трещины и образует искусственные прожилки, которые проходят от одной грани плиты до другой. Так как форма и направление трещин в плите зависят частично от применяемого инструмента, и частично от структуры самой плиты, маловероятно, что предлагаемый способ может обеспечить хорошую совместимость рисунков разных плит. Кроме того, так как трещины в плите нарушают целостность ее структуры, этот способ, помимо всего прочего, приводит к ослаблению прочностных свойств плиты.

В патенте США № 928061 (Mitats) описан искусственный мрамор, в состав которого входит портландцемент, мраморная пыль, песок, краситель и вода, которые смешиваются вместе и прессуются в форме. Предполагается, что при применении данного способа получаемое изделие будет одного цвета с мраморной крошкой.

В патенте США № 2280488 (Jenkins и др.) описаны способ и устройство для изготовления камнеобразного блока, в котором предварительно подготавливаются партии цветного цемента и слоями укладываются в смесительную камеру. По крайней мере один раз через все слои цемента вводится решетка для перемешивания этих слоев по типу способа «мраморного торта» по патенту Summers. После перемешивания слоев смесь из камеры подается в литейную форму.

В патенте США № 5248338 (Price) описан цветной мраморный бетон и способ его изготовления, отличающийся тем, что приготавливается основная бетонная смесь желаемого первичного цвета. Вторичные цвета вводятся сверху основной бетонной смеси внутри сборной емкости, например, ведра, и перемешиваются до получения вихреобразного рисунка. Затем перемешанная таким образом смесь выливается в форму. Как и в вышеописанном патенте (Summers) это классический способ «мраморного торта», и при применении этого способа очень трудно обеспечить идентичность рисунка разных плит.

В отличие от известного уровня техники настоящее изобретение предлагает способ, в котором может быть обеспечен контроль за получением цвета и рисунка, и возможность их воспроизведения на многих отливках с обеспечением идентичности цвета и рисунка, а также, там, где это необходимо, непрерывного перехода прожилок с одного участка на другой. Способ по настоящему изобретению может применяться для получения отливок любого размера как на строительной площадке так и вне ее, и для транспортировки литейных смесей в форму, а также в автоматическую линию для изготовления однородных и идентичных изделий.

В настоящем изобретении предлагается способ изготовления литых изделий на основе цемента, которые по своему виду не отличаются от лучших сортов мрамора и гранита, но значительно дешевле, а также способ контроля за получением определенного цвета и рисунка и их воспроизведения, а также способ получения подобных изделий на строительной площадке и любого размера.

Изделия, получаемые на строительной площадке, могут быть любого желаемого размера, теоретически размером 20 на 100 футов или больше. Очевидно преимущество в цене изделий, получаемых на площадке, при обеспечении контроля за получением определенного цвета и рисунка изделия, и возможности их воспроизведения в сравнении с затратами на поиск, резку, транспортировку и монтаж облицовки из природного камня.

Главным в данном изобретении является возможность контроля за получением рисунка отливаемого материала. Эта возможность контроля за получением рисунка обеспечивает также возможность его воспроизведения на других изделиях. Этот контроль выполняется с использованием свойств вязкости разливаемой смеси, геометрического расположения двух или большего числа смесей перед разливкой, размещения двух или большего числа смесей в процессе разливки смеси и затвердевания разлитой смеси после ее размещения. В способе по настоящему изобретению используются все эти возможности, при этом материалы отливки имеют определенное геометрическое расположение в сборной емкости, в которой они находятся, данное геометрическое положение определяется формулой загрузки смесей, разработанной для определенного рисунка, или схемой для получения определенного рисунка; для получения узорчатых структур или поверхностей смесь подлежит разливке; способ отличается тем, что рисунок является совместимым и воспроизводимым каждый раз, когда соблюдаются формула изобретения и требования разливки.

Поэтому целью настоящего изобретения является разработка способа получения многоцветных конструкций и рисунков отливок, который состоит из следующих этапов:

a) подготовка формы для приема литейных смесей;

b) подготовка, по крайней мере, двух литейных растворов разного цвета такой консистенции, чтобы обеспечить контролируемую разливку;

c) заполнение сборной емкости литейной смесью с обеспечением геометрического расположения в горизонтальном и вертикальном положении в соответствии с определенной формулой загрузки смесей, разработанной для конкретного рисунка;

d) перенос смеси из сборной емкости в форму;

e) уплотнение смеси в форме с получением физически однородной массы и выдержка.

Другой целью настоящего изобретения является разработка способа отливки материалов на основе многоцветного цемента и контроль за получением рисунка, который включает следующие этапы:

a) подготовка формы для приема цементных растворов;

b) подготовка, по крайней мере, двух литейных смесей на основе цемента разного цвета;

c) подготовка сборной емкости с выемной матрицей, которая делит сборную емкость, по крайней мере, на две ячейки;

d) заполнение сборной емкости смесями с соблюдением геометрии загрузки в соответствии с применяемой матрицей и разработанным составом;

e) удаление матрицы из сборной емкости и обеспечение сборной емкости сливным отверстием с заслонкой;

f) перенос смеси из сборной емкости в форму через выпускное отверстие, при этом наличие выпускного отверстия с заслонкой обеспечивает возможность удаления смесей из сборной емкости и их контролируемое сочетание.

Еще одной целью настоящего изобретения является разработка способа изготовления воспроизводимых цветных и узорчатых отливок на основе цемента с имитацией рисунка природного камня, который включает следующие этапы:

a) подготовка двух или большего числа различных цветных вязких смесей на основе цемента, при этом данные смеси обладают текучестью, но не смешиваются между собой, когда находятся рядом;

b) заполнение сборной емкости смесями с соблюдением определенной геометрии расположения смесей в сборной емкости как по горизонтали, так и по вертикали, и в определенном количестве, задаваемым специально разработанной формулой загрузки смесей, соответствующей конкретному рисунку, формируя таким образом определенную геометрию смеси;

c) перенос смеси определенной геометрии из сборной емкости в подготовленную форму;

d) выдержка раствора.

Другие цели и преимущества будут определены в дальнейшем описании и исходя из представленных рисунков.

На фиг. 1 изображен перспективный вид на простую сборную емкость и матрицу, применяемые в данном способе по настоящему изобретению.

На фиг. 2 - другой пример сборной емкости и матрицы, применяемых в данном способе по настоящему изобретению.

На фиг. 3 - еще один пример сборной емкости и матрицы, применяемых в данном способе по настоящему изобретению.

На фиг. 4 - перспективный вид сборной емкости для приема смеси определенной геометрии с разливочной камерой, снабженной заслонкой, применяемой в данном способе по настоящему изобретению.

На фиг. 5 - еще один пример разливочной камеры, снабженной заслонкой, применяемой в данном способе по настоящему изобретению.

На фиг. 6 - способ разливки смесей определенной геометрии с использованием сборной емкости и разливочной камеры с заслонкой по фиг. 4.

На фиг. 7 - сборная емкость из эластичного материала и матрица, применяемые в другом примере по настоящему изобретению.

На фиг. 8 - способ выдавливания смесей определенной геометрии с использованием эластичной сборной емкости по фиг. 7.

На фиг. 9 - другая сборная емкость с поршнем и матрицей, применяемые в настоящем изобретении.

На фиг. 10 - сборная емкость с поршнем в сборе по фиг. 9.

На фиг. 11 - способ выдавливания смесей определенной геометрии с применением поршневого устройства по фиг. 10.

На фиг. 12 - система получения отливок по настоящему изобретению в условиях автоматизированного изготовления по месту или на заводе.

На фиг. 13 - камера для приема смеси определенной геометрии для применения в системе по фиг. 12.

На фиг. 14 - смесительная камера для применения в системе по фиг. 12.

На фиг. 15 - разливочный стол для применения в способе по настоящему изобретению.

На фиг. 16 - разливочный стол по фиг. 15 для применения с системой по фиг. 12.

На фиг. 17 - другой пример разливочного стола по фиг. 15.

На фиг. 18 - источник ударных волн для применения с разливочным столом по фиг. 15.

На фиг. 19 - вид сверху на разливочный стол с несколькими источниками ударных волн.

На фиг. 20 - план литейной формы для применения в способе по настоящему изобретению для изготовления структуры с рисунком.

На фиг. 21 - ссчснис по линии I-I изделия по фиг. 20.

На фиг. 22 - сечение отливки, полученной с использованием формы по фиг. 21.

На фиг. 23 - диаграмма разливки для применения в способе по настоящему изобретению.

На фиг. 24 - диаграмма разливки для получения непрерывного рисунка на более чем одном изделии с применением способа по настоящему изобретению.

Способ по данному изобретению имеет четыре ключевых элемента: контроль за вязкостью смеси, обеспечение определенной геометрии смесей при их загрузке в сборную емкость, разливку или перемещение загруженных смесей из сборной емкости в форму и уплотнение уложенных смесей. Сочетание этих четырех элементов обеспечивает контроль определенного уровня над процессом создания и воспроизведения рисунков в литых материалах, что ранее было невозможно. Более того, при изменении этих элементов возможно создание огромного числа рисунков, если эти изменения регистрируются, то получаемые рисунки могут быть воспроизведены.

Реализация способа начинается с подготовки смесей для получения материала отливки, а также с подготовки формы, облицовок формы и разделителя. В предпочтительном варианте изобретения перед процессом отливки все ингредиенты смешиваются в сухом виде, так как это снижает время для получения смеси. Эти материалы во влажном состоянии могут пребывать только ограниченное время. Хотя время выдержки литейных материалов может контролироваться известными способами (например, с помощью химикатов, регистрации температурных изменений), на практике этим обычно не пользуются.

Для всех рисунков, выполненных по этому способу, требуется использование, по крайней мере, двух различных смесей, которые отличались бы в основном по количеству и оттенку красящегося вещества. Для получения большей декоративности необходимо применять цвета различной контрастности. Кроме того, смеси могут отличаться величиной зерна заполнителя, вязкостью и добавками. Размер зерна заполнителя является интегральным фактором крупности или элементом окончательно обработанного рисунка. Следовательно, для создания гладкого и мелкого рисунка необходим мелкодисперсный заполнитель, что обеспечит получение мелкодисперсного рисунка и поверхности. В действительности размер зерна наполнителя является величиной переменной, которая принимается в расчет и определяется формулой загрузки смеси для каждого конкретного рисунка и может быть таким мелким, насколько мелок размер частиц песка или гравия, который обычно используется при приготовлении бетона. Подобным образом вязкость применяемых в одном составе смесей также может меняться в известных пределах, что создает определенные эффекты, хотя обычно все применяемые смеси имеют одинаковую или близкую по величине вязкость, что обеспечивает соответствующий контроль за степенью смешивания и разделения цветовой гаммы. Например, при помещении смеси повышенной вязкости внутри смесей более низкой вязкости рисунок напоминает шероховатую прожилку, проходящую через фон, образованный более мелкими деталями.

На практике в большинстве случаев предпочтительно, чтобы соотношение портландцемента и песка в сухой смеси составляло 1:3. Для создания соответствующей цветовой палитры к этой смеси подмешиваются различные порошкообразные, светонепроницаемые и щелочестойкие оксиды минералов. Так как вязкость мокрых смесей, применяемых в отливках прямо пропорционально количеству воды, подмешенной к сухим ингредиентам, эти сухие ингредиенты могут заранее расфасовываться, паковаться и храниться до применения с надписями на упаковках о том количестве воды, которое необходимо добавлять для их разведения. Количество воды и ингредиентов, которые необходимо добавлять в процессе приготовления смесей можно легко найти в стандартных справочниках, выпускаемых бетонной промышленностью.

Перед приготовлением смеси необходимо подготовить форму. В этой связи формы могут выполняться по промышленным стандартам. Однако, следует учитывать, что поверхность формы влияет на чистоту поверхности изделия. Таким образом, для получения тонкоструктурной поверхности изделия, необходимо, чтобы форма имела гладкую поверхность, такую, какая может быть получена путем создания формы из полированного металла, пластика или нечто подобного. Для более простого извлечения отливки из формы, а также для получения гладкой поверхности, на внутреннюю поверхность формы наносится разделитель в виде тонкой пленки. В другом варианте поверхность формы может быть текстурирована так, чтобы на готовую поверхность изделия мог быть нанесен таким образом необходимый трехмерный рисунок.

Хотя хорошо известны способы регулирования вязкости цементных материалов, этот вопрос является одним из важных аспектов настоящего изобретения. Чем меньше вязкость мокрых литейных материалов, тем более тонкий рисунок может быть получен, при этом чем больше вязкость, тем выше сплошность отдельных мокрых смесей по отношению к дру9 гим смесям, и тем более грубая текстура получаемого рисунка. Следует отметить, что использование определений «грубый» и «тонкий» применительно к текстуре материала, не означает наличие количественных различий, а скорее относится к относительной разнице в масштабе самого рисунка.

На практике процесс регулирования вязкости является уравновешивающим действием между необходимостью получения низкой вязкости для облегчения процесса подачи смеси в литейную форму, и низким содержанием воды для обеспечения высокой прочности конструкции. В настоящем изобретении прочность является превалирующей характеристикой, а регулированию качества рисунка придается второстепенная роль. Прочность конструкции может обеспечиваться и другими способами, например ламинированием или забутовкой железобетоном. В настоящем случае регулирование вязкости используется для контроля за степенью взаимодействия между различными применяемыми смесями. Обычно чем ниже вязкость, тем выше взаимодействие и тоньше текстура, в рисунке появляются более мелкие детали и линейность. С другой стороны, чем выше вязкость, тем меньше взаимодействий между смесями, образующими рисунок, текстура которого более груба, детали крупнее, более сгруппированы и округлее.

Таким образом, регулирование вязкости смесей является важным фактором настоящего изобретения. Вязкость смеси также учитывается при выборе тех или иных механических устройств и инструментов, применяемых на разных этапах реализации способа, так как при более высокой вязкости труднее разливать раствор и требуются более сильные ударные волны для уплотнения и сцепления смесей. С другой стороны слишком низкая вязкость позволяет смесям лучше взаимодействовать и разница между смесями в готовом изделии становится неразличимой. Таким образом, контроль вязкости является существенной составляющей настоящего способа, которая вносит свой вклад в возможность изготовления, регулирования и воспроизведения рисунков в литых материалах, хотя для регулирования вязкости смесей предложены различные специальные средства.

Предварительная подготовка сухих ингредиентов также входит в объем настоящего изобретения, при этом для получения желаемой вязкости для создания определенного рисунка достаточно к предварительно приготовленному набору смесей добавить необходимое количество воды. Такой набор предварительно приготовленных сухих ингредиентов может включать порошкообразные сверхпластификаторы и противопенные добавки, а также другие добавки, вводимые в цемент. В состав наборов предварительно смешанных и упакованных по отдельности или группами сухих ингредиентов могут входить приспособления и инструкции для изготовления конкретных изделий и/или рисунков в отливках. Например, в состав набора для изготовления литой плиты с рисунком из трех цветов мрамора может входить набор предварительно смешанных сухих ингредиентов, представляющих основной цвет и два цвета для прожилок, инструкция по смешиванию ингредиентов, формула загрузки, которая может быть представлена в виде карты или таблицы, что описано ниже, и сборная емкость и матрица. Желательно, чтобы инструкции включали описание литейной формы, если форма не предусмотрена как часть набора, и требования к разливке, необходимые для изготовления данного конкретного изделия. Формула загрузки и требования к разливке описаны ниже.

После приготовления мокрые смеси загружаются в сборную емкость с соблюдением геометрии загрузки по горизонтали и вертикали, и в количествах, предварительно определенных в соответствии с формулой загрузки, разработанной для получения конкретного рисунка готового литого изделия. Перед разработкой геометрической загрузки данного способа в качестве основного способа получения литых материалов с определенным рисунком использовался способ «мраморного торта», в котором красители дополнительных цветов добавлялись сверху красителей основного цвета и перемешивались или «закручивались» специальным инструментом, как в патенте автора Price. Очевидно, что как бы не выполнялось перемешивание, то ли вручную, то ли с помощью механизмов, этот способ вводит элемент случайности, которая затрудняет, или даже делает невозможным контроль за характером рисунка и воспроизводимость рисунка от одной отливки к другой. В отличие от этого, геометрическая загрузка по настоящему способу в основном обеспечивает контролируемое частичное перемешивание различных смесей для получения декоративного рисунка без использования элемента случайности при перемешивании.

Геометрическая загрузка литейных смесей является способом, который включает размещение определенного количества каждого красящего состава в трехмерной матрице внутри сборной емкости. В результате получается единый объемный состав, включающий дискретные трехмерные островки различной цветовой гаммы, расположенные на определенных позициях по горизонтали и вертикали внутри емкости. При разливке или другом способе подачи литейной смеси в объемном виде из сборной емкости в литейную форму, эта трехмерная матрица ведет себя также как поток жидкости, состав которой остается постоянным для каждой новой партии смеси.

Очевидно, что для получении геометрической загрузки используется масса параметров, которые могут меняться для создания различных загрузок и следовательно, различных рисунков готового изделия. Эти параметры включают число различных оттенков, количество красителя каждого оттенка, последовательность загрузки, объем каждого загружаемого островка, общее число островков и расположение каждого островка в сборной емкости как по вертикали, так и по горизонтали. Все эти параметры могут быть выражены как предварительно определенная формула загрузки для данного рисунка, которую необходимо соблюдать для получения отливки с рисунком, который не изменяется от одной отливки к другой.

Геометрическая загрузка литейных смесей упрощается при использовании матрицы внутри сборной емкости, которая делит эту емкость на части в соответствии с конкретной формулой загрузки. На фиг. 1 изображена такая матрица 1 (3x3) простой формы, которая размещается в сборной емкости 2 для создания разделенной на девять ячеек емкости 3. Матрица 1 выемная, и может извлекаться из емкости 2, чтобы не мешать разливке и упростить процесс очистки. Хотя как матрица 1, так и емкость 2 на фиг. 1 изображены прямоугольного сечения, обе они могут изготавливаться любой формы, как показано на фиг. 2 и 3. Тагам образом, емкость 2' на фиг. 2 - круглая, а матрица 1 имеет прямоугольные ячейки, в то время как матрица 1' на фиг. 3 состоит из набора трубок, расположенных вертикально внутри емкости 2'. В предпочтительном варианте изобретения как количество, так и форма ячеек, созданных матрицей, определяется специально разработанной формулой. В предпочтительном варианте изобретения эта формула имеет вид таблицы, соответствующей конкретной матрице.

При использовании матрица 1 помещается внутри емкости 2, а подготовленные смеси загружаются в ячейки в тех количествах и такие позиции, которые определены соответствующей формулой рисунка. В одну ячейку может загружаться краситель одного оттенка или комбинация красителей. В табл. 1 приведен пример формулы для простого рисунка из двух цветов.

Таблица 1

Ячейка	Загрузка
1	3 пинты белого красителя
2	3 желтовато-коричневого краси- теля
3	3 пинты белого красителя
4	3 пииты желтовато-коричневого красителя
5	3 пинты белого красителя
6	3 питы желтовато-коричневого красителя
7	3 пинты белого красителя
8	3 питы желтовато-коричневого красителя
9	3 пинты белого красителя

Более сложные рисунки получаются при использовании более сложной загрузочной формулы, например, как формула, представленная в табл. 2, или даже асимметричная формула, представленная в табл. 3.

Таблица 2

Ячейка	Загрузка
1	1 мера желтовато-коричневого красителя, 1/2 меры черного красителя, 1 мера желтовато-коричневого красителя, 1/2 меры черного красителя, Hicра желтовато-коричневого красителя, 1/2 меры черного красителя, 1 мера желтовато-коричневого красителя, 1/2 меры черного красителя
2	3 пинты белого красителя
3	1/2 меры красного красителя, 1/2 меры желтого красителя, 1/2 меры красного красителя, 1/2 меры желтого красителя, 1/2 меры красного красителя, 1/2 меры желтого красителя, 1/2 меры красного красителя, 1/2 меры желтого красителя, 1/2 меры красного красителя, 1/2 меры желтого красителя, 1/2 меры красного красителя, 1/2 меры желтого красителя
4	3 пинты белого красителя
5	1 мера желтовато-коричневого красителя, 1/2 меры черного красителя, 1 мера желтовато-коричневого красителя, 1/2 меры черного красителя, Hicра желтовато-коричневого красителя, 1/2 меры черного красителя, 1 мера желтовато-коричневого красителя, 1/2 меры черного красителя
6	3 пинты белого красителя
7	1/2 меры красного красителя, 1/2 меры желтого красителя, 1/2 меры красного красителя, 1/2 меры желтого красителя, 1/2 меры красного красителя, 1/2 меры желтого красителя, 1/2 меры красного красителя, 1/2 меры желтого красителя, 1/2 меры красного красителя, 1/2 меры желтого красителя, 1/2 меры красного красителя, 1/2 меры желтого красителя
8	3 пинты белого красителя
9	1 мера желтовато-коричневого красителя, 1/2 меры черного красителя, 1 мера желтовато-коричневого красителя, 1/2 меры черного красителя, Hicра желтовато-коричневого красителя, 1/2 меры черного красителя, 1 мера желтовато-коричневого красителя, 1/2 меры черного красителя

Таблица 3

Ячейка	Загрузка
1	3 пинты желтовато-коричневого красителя
2	3 пинты белого красителя
3	11/2 пинты белого красителя, 1/2 пинты красного красителя
4	3 пинты черного красителя
5	1 пинта красного красителя, 2 пинты белого красителя
6	3 пинты белого красителя
7	3 пинты желтого красителя
8	11/2 пинты черного красителя, 1 пинта желтого красителя, 1 мера красного красителя
9	1 пинта белого красителя, 2 пинты желтовато-коричневого красителя

Рисунок отливки представляет собой изначально трехмерную структуру сборной емкости, состоящую из отдельных цветов, которая затем преобразуется в двухмерную поверхностную структуру, а также трехмерную структуру отливки. В предпочтительном варианте изобретения порядок загрузки соответствует порядку цветов для каждой ячейки. Таким образом, главной идеей геометрической загрузки является создание специальной трехмерной геометрии в сборной емкости, которая затем разливается из контейнера в форму, что приводит к созданию определенного рисунка, соответствующего загружаемой геометрии и способу разливки. Очевидно также, что разливка (укладка) в литейную форму является отражением порядка, в соответствии с которым загружается сборная емкость. Таким образом, если ячейки составляют регулярную матрицу чередующихся цветов, как показано в табл. 1, то получаемый рисунок будет стремиться сохранить имеющийся порядок расположения цветов с начала до конца разливки. В другом варианте, если сверху и снизу ячейки загружаются по разному, как показано в табл. 2 или 3, то цвета и получаемый рисунок в начале разливки будут отличаться от цветов и получаемого рисунка в конце разливки. Точно также, если загрузка сверху и снизу производится симметрично относительно центральной части, то получаемый рисунок будет симметричен относительно центра.

После загрузки матрица осторожно вынимается так, чтобы не повредить трехмерную матрицу. При соответствующей вязкости смесей цвета не перемешиваются и удаление матрицы не приводит к перемешиванию отдельных цветов. В действительности, если смесь оставить сохнуть в сборной емкости, то полученный блок можно разрезать на сечения для получения дискретных областей отдельных цветов в их геометрической матрице загрузки.

После загрузки емкости объемная смесь разливается в литейную форму или подается в нее другим способом. Процесс разливки в литейную форму обеспечивает еще один уровень контроля получаемого рисунка, который может также определяться формулой для создания конкретного рисунка. Было обнаружено, что при соблюдении требований предлагаемой формулы, обеспечивается полное соответствие рисунка от одной отливки к другой. Таким образом, настоящий способ дает возможность получать серии литых изделий с идентичными рисунками, которые имеют сходство с природными материалами, такими как мрамор, гранит или им подобные. Контроль выполняется в соответствии с требованиями разливки, которые также подходят для других способов подачи смеси, таких, например, как выдавливание, и включают: схему разливки, угол разливки, колебательное воздействие на уложенную смесь и геометрию торца емкости.

Схема уложенной смеси связана со схемой укладки объемной смеси в литейную форму. Обычно форма имеет плоское днище или лицевую поверхность, и смесь выходит из сборной емкости параллельными струями или рядами, пока не покроет все днище. Схема укладки смеси может быть представлена в виде диаграммы, которая вместе с картой входит в формулу. На фиг. 23 показана типичная диаграмма укладки, в которой обозначена форма 16, а схема укладки показана линиями А - F, проходящими по поверхности формы 16. Направление стрелки указывает направление укладки смеси. Кроме обозначения диаграммы укладки для единой формулы, каждая линия может быть ключом для отдельных формул. Например, на диаграмме фиг. 23 линии А, В и С могут соответствовать загрузке для формулы по табл. 1, а линии D, Е и F могут соответствовать формуле по табл. 3. Расположение струй или рядов должно соответствовать естественному рисунку готового изделия. Однако могут применяться и другие формы рисунка с использованием таких элементов, как арки, волнистость или даже концентрические окружности. Каждый орнамент приводит к различным, но согласованным рисункам для данной геометрической загрузки емкости.

Угол укладки смеси определяется углом между направлением движения емкости и укладки. Этот аспект разливки включает три основные операции. Когда отверстие емкости обращено к направлению укладки смеси, состав выходит из торца емкости и создает крапчатый узор. Когда отверстие емкости расположено по касательной к направлению укладки смеси, состав образует более тонкий, линейный рисунок. А когда отверстие емкости обращено в сторону обратную направлению укладки, то при укладке смеси в литейную форму происходят небольшие изменения в соотношении отдельных цветов в сравнении с тем, как они расположены в емкости.

При высокой вязкости смеси обычно требуется вибрационное воздействие на емкость. Однако, независимо от вязкости смеси при увеличении интенсивности вибрации выходящий поток становится менее ровным. Таким образом, если емкость при укладке движется непрерывно, поток смеси переходит на форму с изменениями по ширине выходящей струи или полоски смеси. Если вибрация в дальнейшем усиливается, это приводит к нарушению целостности выходящего потока смеси и смесь выходит из сборной емкости в виде комьев. В зависимости от относительной скорости укладки смеси по поверхности формы, рисунок состоит либо из отдельно стоящих (дискретных), либо из наложенных друг на друга элементов.

Геометрия торца, через который смесь выходит из сборной емкости на поверхность литейной формы, влияет на создание рисунка одним из двух способов. В первом случае торец либо переносит геометрию загрузки смеси непосредственно на форму, если он плоский и его сторона той же ширины, что и сторона сборной емкости, либо вытягивает и удлиняет геометрию, если сторона торца уже, чем сторона емкости. Таким образом, если сборная емкость имеет квадратное сечение, то рисунок, выполненный укладкой смеси через торец и через конус будет разным. Второй эффект геометрии торца зависит от того есть ли на нем скос или нет. Скос, выполненный по длине выходного торца, приводит к образованию разрывов потока укладываемой смеси, как об этом говорилось выше в связи с углом укладки.

Геометрия торца сборной емкости может меняться путем присоединения разливочной камеры, имеющей различные размеры, форму, конструкцию торца и т.п. Кроме того, разливочная камера может включать заслонки, образующие особый проход, через который должна проходить смесь. На фиг. 4 показана емкость 2, в которую загружены мокрые смеси, и из которой удалена матрица, оставившая за собой геометрическую загрузку смеси 6. К емкости 2 подсоединяется полая разливочная камера 4 с набором заслонок 5. В этом примере заслонки состоят из пары пластин 7, перекрывающих почти половину прохода по ширине разливочной камеры, и имеющих отверстия 8, которые образуют проход для смеси 6. На фиг. 5 показана разливочная камера 4 с другой заслонкой 5', состоящей из угловой пластины 7', имеющей много отверстий 8'. На фиг. 5 показана также другая геометрия торца в виде угла 9 в отличие от торца с длинной стороной 10 разливочной камеры 4.

На фиг. 6 показана укладка смеси с использованием емкости и разливочной камеры по фиг. 4. В этом примере смесь 6 с определенной геометрией загрузки пытается принять форму плоской, широкой ленты, чтобы выйти из емкости 2 в составе всех ее отдельных смесей, расположенных в том порядке, в каком они были загружены. Однако, разливочная камера 4 с заслонкой 5, установленная поперек отверстия емкости, делит поток смеси сначала на две части для прохождения через первую заслонку с двумя отверстиями, а затем перегруппировывает его, чтобы пропустить через вторую заслонку, имеющую только одно отверстие. Характеристики потока конкретной смеси, проходящей через такую заслонку могут быть рассчитаны по известным характеристикам потоков жидкости определенной вязкости с использованием принципов гидромеханики, в которых влияние заслонки на геометрию смеси и, таким образом, на рисунок отливки, может быть предсказано с удовлетворительной точностью.

Требования для конкретной смеси могут быть представлены в виде алгоритма, включающего а) рецепты для получения смесей определенных цветов, включая из вязкость; б) инструкции или карту геометрии загрузки смеси; в) диаграммы разливки; г) инструкцию разливки, включающую угол укладки, геометрию торца сорной емкости и/или используемые заслонки, тип колебаний или частоту, и т.п. Все эти пункты являются механизмами контроля и воспроизводимости рисунка. Эти механизмы обеспечивают как диапазон создания рисунка, так и контроль за его созданием и воспроизведением в литых материалах. Кроме того, они обеспечивают средства регулирования изменчивости внутри данного рисунка, что желаемо при имитации рисунка природного камня. Таким образом при взгляде на набор мраморных плиток можно например сказать, что они из одного карьера или из одного блока мрамора, но очевидно, что они отличаются друг от друга, так как рисунок природного камня различен на отдельных его участках. Эти изменения включают оттенки цветов; угол; толщину и/или направление распространения прожилок и т.п. Путем регистрации минимальных изменений элементов алгоритма для создания определенного рисунка, можно ввести эти натуралистические изменения в рисунок, контролируя при этом как процесс создания всего рисунка, так и процесс введения небольших изменений в элементы рисунка, которые позволят получить натуралистические изменения в готовом изделии. Таким образом, тот же самый рецепт или алгоритм, которые задают требования к определенному рисунку, могут также использоваться для формулирования требований к набору рисунков, которые незначительно изменяются в соответствии с натуралистическими изменениями, но имеют, как базовый, общий специфический рисунок определенного природного материала.

Те же принципы могут применяться при переносе смеси с определенной геометрической загрузкой путем ее выдавливания либо из сборной емкости в виде эластичного баллона 11, внутри которого создается давление для выдавливания смеси как показано на фиг. 7 и 8, либо из жесткой емкости 12, которая снабжена приводным поршнем 13, как показано на фиг. 9 - 11. В случае эластичного баллона 11, нижний торец может снабжаться штуцером 1 определенной формы и размера, в который могут устанавливаться заслонки и который закрывается после загрузки в него смеси. Для геометрической загрузки баллона 11 применяется матрица 1, которая удаляется перед тем как закрыть загрузочное отверстие 15. Затем путем сдавливания баллона снаружи вручную или с помощью механизмов загруженная смесь выдавливается из баллона 11 в литейную форму 16. Тагам же образом загружается жесткая емкость 12, в которой в качестве направляющей используется матрица 1. Матрица 1 удаляется, штуцер 17 устанавливается на нижний торец емкости 12, а поршень с приводным механизмом 13 на верхний торец. Поршень служит для создания внутреннего давления для выдавливания геометрически загруженной смеси через штуцер 17 на поверхность литейной формы 16. В этом устройстве штуцер 17 может быть выполнен взаимозаменяемым с другими штуцерами другого размера и формы. Поршень может приводиться пневматикой, гидравликой или механическими средствами. В качестве варианта вместо поршня можно использовать давление воздуха на смесь для ее выдавливания. В этих примерах порядок выдавливания загруженной смеси будет таким же как и порядок загрузки отдельных смесей.

При использовании определенного оборудования этот способ по настоящему изобретению может использоваться либо на заводе, либо на строительных площадках большого масштаба. На фиг. 12 показан один набор оборудования, в котором может применяться данное изобретение. В данном примере различные смеси приготавливаются в передвижных миксерах 18, которые снабжены растворонасосами 19, соединенными с помощью шлангов 21 с камерой геометрической загрузки 20. Камера геометрической загрузки 20 выполняет ту же роль, что и сборная емкость и матрица базовой системы и более подробно показана на фиг. 13. Шланги 21 от растворонасоса 19 подают раствор в камеру геометрической загрузки 20, в матрицу 22 через систему трубопроводов и арматуры 23, которые могут регулироваться вручную или автоматически для изменения конфигурации поступающей смеси и регулирования ее расхода. Такая система обычно включает механическую матрицу и необходима для получения определенных соотношений смесей и трехмерного их расположения в соответствии с конкретной формулой рисунка.

К камере геометрической загрузки 20 подсоединена смесительная камера 24, которая выполняет ту же роль, что и разливочная камера 4 и заслонки 5 в базовой системе. Под давлением, создаваемый насосами 19, смесь поступает из камеры геометрической загрузки 20 в смесительную камеру 24 для перемешивания с помощью активных или пассивных заслонок 25 и оттуда в литейную головку 26. Активные заслонки - это заслонга, относительное положение которых в потоке смеси может меняться вручную или автоматически для изменения степени и типа перемешивания смеси в соответствии с формулой рисунка. Пассивные заслонки закреплены также как и заслонки 5 разливочной камеры 4.

С помощью литейной головки 26 регулируется выход смеси из устройства и ее подача в литейную форму 16. Путем смены литейной головки 26 можно обеспечить условия для разливки, выдавливания или распыления смеси. Таким образом для разливки смеси используется литейная головка 26 с полостью, объем которой равен или больше объема самой смеси, что позволяет частично перемешанной смеси выходить из литейной головки 26 в литейную форму 16. Как описано выше, процесс укладки смеси может контролироваться схемой и углом укладки, а также использованием вибрации для модуляции уложенной смеси и сменой геометрии отверстия на торце литейной головки.

Для выдавливания смеси используется литейная головка 26 с полостью, объем которой меньше объема смеси, что позволяет смеси появляться в виде разноцветной капли, как элемента рисунка. Что касается более простых устройств для выдавливания смеси, описанных выше, то они могут снабжаться сменными штуцерами для изменения размера и/или формы выдавливаемой капли.

Для распыления смеси используется литейная головка 26, надетая на источник сжатого воздуха, который нагнетается в литейную головку через смесь или направляется на смесь для ее выдавливания из литейной головки. Поток воздуха разбивает смесь на выходе из литейной головки на капли размером, зависящим от вязкости смеси и скорости воздушного потока и создаваемого им давления. В другом способе распыления смеси на выходе литейной головки используются устройства в виде механического прерывателя с регулированием скорости.

В предпочтительном варианте изобретения используется устройство легко перемещаемое по осям и способное пересечь большую литейную форму в процессе подачи смеси. Это устройство включает загрузочную камеру 20, смесительную камеру 24 и литейную головку 26. Для этой цели устройство подвешивается, как показано на фиг 12 и 16, или монтируется на свободно перемещаемое приспособление, например, передвижную балку с гидравлическим приводом или такой рельсовый, многокоординатный, направляющий и ходовой механизм как манипулятор робота.

После подачи смеси на форму, смесь необходимо уплотнить. Обычно при разливке цемента или бетона применяется вибрация для осадки смеси и исключения образования воздушных пузырей. Однако в обычной практике применяется высокочастотная, низкоамплитудная вибрация, воздействие которой оказывается путем непосредственного ввода виброинструмента в смесь. В настоящем изобретении такая вибрация оказывает вредное влияние на процесс получения рисунка. Поэтому уплотнение смеси сопровождается воздействием низкочастотных ударных волн на смесь внутри формы. Сначала наносится несколько главных ударов по низу формы для обеспечения основного уплотнения смеси, за которым следуют главные удары по специальным местам для получения однородной поверхности.

На практике необходимые удары по форме наносятся молотом переменной массы снизу и в специальные места. Для этой цели могут применяться механические средства, но следует избегать разжижения смеси, которое может разрушить рисунок. На фиг. 15 - 19 показаны приспособления, которые упрощают создание ударных волн в смеси.

На фиг. 15 и 16 показано базовое приспособление опорной сборки 27 литейной формы и опорной рамы 28. Форма 16 имеет установочные штифты 29, которые входят в упругие опорные элементы 30 опорной рамы 28. Опорная рама 28 и упругие опорные элементы 30 поднимают форму 16 на достаточную высоту для нанесения ударов по литейной форме 16 снизу.

Удары по форме 16 могут наносится ручными или механическими средствами. На фиг.

показан другой пример опорной сборки формы 27, которая снабжена пневматическими ударниками 31, расположенными под формой 16 для нанесения отдельных ударов. В другом приспособлении, показанном на фиг. 18, в состав которого входит ударный источник 32, в качестве привода может использоваться стандартный пневмомолот 36. В состав ударного источника 32 входит опора 33, которая передвигается или фиксируется на опорной раме 28, манипулятор с поворотной степенью подвижности 34 и передаточный манипулятор 35. Манипулятор с поворотной степенью подвижности 34 выполнен в виде прямоугольного жесткого элемента с первым поворотным шарниром 37 и вторым поворотным шарниром 38 на конце манипулятора. На конце другого манипулятора установлена ручка или головка 39, которая ударяет по низу формы 16. Первый поворотный шарнир 37 соединен с манипулятором с поворотной степенью подвижности 34 на верху опоры 33 и может свободно вращаться. Передаточный манипулятор 35 соединен со вторым поворотным шарниром 38 и выходит из-под формы 16 для соединения с концом пневмомолота 36. Таким образом возвратнопоступательное движение пневмомолота 36 передается манипулятору с поворотной степенью подвижности 34 и приводит к повороту манипулятора с поворотной степенью подвижности 34 вокруг первого поворотного шарнира 37 тагам образом, что головка 39 ударяет снизу формы 16, посылая удар в вертикальном направлении через смесь. Что касается пневмомолотов 31, то под формой 16 может быть установлено много ударных источников, как показано на фиг. 19, с передаточными манипуляторами, готовыми действовать как совместно, так и врозь.

В процессе уплотнения выравнивается поверхность смеси в форме без затирки или применения выравнивающего инструмента по верху формы, который отрицательно влияет на поверхностный рисунок отливки. Уплотнение применяется также для обеспечения связи между химическими и физическими элементами смеси и объединения их в единое целое. Кроме того, уплотнение с использованием ударных волн, в противоположность уплотнению, выполняемому с использованием широко применяемых высокочастотных погружных вибраторов или вибростендов, обеспечивает фрактализацию или переплетение элементов узора, которое сходно с натуралистическими линиями.

Важно понять, что применяемая здесь вибрация сильно отличается от вибрации, используемой традиционно в цементной/бетонной промышленности. Это различие выражено как типом, так и целями вибрации. Обычно цемент или бетон в процессе укладки разравниваются механическими средствами или вручную и излишки бетона снимаются специальным инструментом, которым разглаживается поверхность уложенной массы до получения плоской поверхности. Затем он может осаждаться и выпустить весь воздух, выделяющийся с помощью высокочастотной вибрации, создаваемой устройством, погруженным в уложенный состав. Этот тип вибрации обеспечивает горизонтальное выравнивание и приводит к разжижению уложенной массы. При использовании такой вибрации в настоящем способе такое разжижение приводит к «размыванию» рисунка, при этом механическое выравнивание обычно отрицательно влияет на рисунок и сводит на нет регулирование, полученное с помощью геометрической загрузки. Поэтому в настоящем способе применяется низкочастотная вибрация в виде ударов по низу формы для осаждения и выравнивания уложенной смеси. Так как смесь после укладки обычно лежит неровно, то для осаждения смеси, и придания ей плоской формы необходимо приложить несимметричную вибрацию. Поэтому первые удары наносятся под самыми высокими участками уложенной смеси, чтобы осадить их вниз и выровнять и заполнить соседние пустоты. Линейные рисунки вытягиваются и объединяются, при этом образуются непрерывные прожилки. Вторые удары меньшей силы наносятся по выборочным участкам для выравнивания поверхности без снятия излишков состава на поверхности уложенной смеси.

После выдерки отливка удаляется из формы и может быть доведена любым из известных способов чистки, полирования и порозаполнения. Например, чистка поверхности может выполняться мылом или раствором соляной кислоты с последующей промывкой аммиаком. Полирование выполняется тем же оборудованием, которое используется в процессе обработки камней. Однако важно помнить, что полирование может повлиять на рисунок, так как часть материала при этом удаляется, а другая часть внедряется в материал отливки. Обычно, однако, при проведении легкого полирования снимается часть материала, выступившего на поверхности, и поверхность выравнивается, рисунок становится более четким и ясным.

Порозаполнение также выполняется материалами, выпускаемыми промышленностью, и важно для защиты и усиления рисунка. Защита необходима, так как вяжущие материалы являются пористыми и поглощают воду и красители. Порозаполнение поверхности отливки предотвращает процессы поглощения влаги и окрашивания материала отливки, которые влияют на рисунок.

Для создания рисунков, напоминающих рисунок природного материала, применяются различные способы подачи материала в форму, среди них: разливка, выдавливание или распыление. Таким образом рисунки, выполненные разливкой, напоминают мрамор, выполненные выдавливанием, напоминают песчаник и известковый туф, а распыление геометрически загруженной смеси используется для получения рисунка, напоминающего гранит. Хотя эти способы подачи материала обеспечивают создание рисунков, напоминающих рисунки различных типов камней, очевидно, что пользователь может существенно менять как цвет, так и узор рисунка. С одной стороны, выдерживание цвета и фактуры рисунка позволяет приблизиться к рисункам природных камней, а с другой стороны, рисунки могут быть выполнены такими, что становится очевидным их искусственное происхождение.

На следующих примерах проиллюстрированы возможности способа при применении различных методов подачи материала с использованием формулы табл. 1.

Пример 1. Выполнена форма соответствующего размера и из соответствующего материала, с разделителем формы. В соответствии с табл. 1 приготовлены сухие смеси разных цветов, для получения мокрых смесей определенной вязкости к ним добавлена вода. Сборная емкость 2 по фиг. 3 с етейками, пронумерованными слева направо и сверху вниз, загружается смесью в соответствии с формулой декоративного рисунка. Матрица 1 удаляется, и загруженная смесь подается в форму в виде нескольких параллельных струй. Процесс разливки и геометрия торца емкости обеспечивают перемешивание загруженных красителей таким образом, чтобы получить рисунок мрамора с широкими прожилками. Для получения более узких прожилок перед разливкой на емкость устанавливается разливочная камера и заслонка. Роль заслонки состоит в получении более тонких деталей рисунка путем пропускания смеси вокруг препятствий и через них, при этом в качестве препятствий выступают заслонки обеспечивающие лучшее перемешивание цветов и более узкие потоки смеси. По форме наносится удар определенной силы, что позволяет осадить и уплотнить смесь.

Пример 2. Форма и смеси приготовлены так же, как и в примере 1. Устройство для выдавливания смеси, как показано на фиг. 9 и 10, снабжено матрицей 1 из девяти ячеек, а контейнер 12 загружен в соответствии с формулой. Удаляется матрица 1, устанавливается поршень и привод в сборе 13, штуцер 17 открывается. После приведения в действие поршня загруженная смесь выдавливается через штуцер 17, образуя большую каплю. По мере прохождения смеси через штуцер 17 и ее подачи на форму 16 островки в геометрически загруженной смеси становятся очень узкими. Для имитации узора песчаника или известкового туфа капля выдавливается в виде немного выровненных рядов. По форме наносится удар, что способствует осаждению и уплотнению смеси, которая затем выдерживается. При изменении формы и размера штуцера и с помощью способов разливки, описанных ранее, можно получить различные линии рисунка.

Пример 3. В этом примере готовится приспособление для выдавливания смеси, как описано в примере 2, и к нему крепится воздушный шланг, который идет от источника сжатого воздуха с выходом, расположенным непосредственно рядом со штуцером 17 устройства для выдавливания смеси. Геометрически загруженная смесь выдавливается из штуцера в поток воздуха и разрывается на многоцветные капли, которые осаждаются на поверхности формы. После уплотнения капель в форме получается рисунок отливки, который напоминает крапчатую поверхность гранита. Понятно, что размер частиц, и поэтому вкраплений, напоминающих гранит, могут регулироваться путем изменения соотношений между размером и формой штуцера и давлением и расходом воздуха.

Очевидно, что возможны и другие изменения способа, которые входят в состав настоящего изобретения. Например, могут изменяться размер и форма сборной емкости, а также размер, форма и число ячеек матрицы. Более важно то, что может меняться формула для геометрической загрузки емкости, при этом изменяются цвета красителей, их расположение и количественный состав. Однако после того, как разработана формула рисунка, настоящий способ дает возможность записать и воспроизвести данный рисунок.

Настоящий способ может применяться для изготовления деталей с узором мрамора или другого природного или искусственного материала, но с рисунком, который мог бы продолжаться от участка к участку, как если бы он был вырезан из одного куска камня. Для создания такого эффекта, с воспроизведением непрерывного рисунка, создается диаграмма разливки, подобная той, которая рассматривалась выше. На этой диаграмме в масштабе воспроизводится вид отливаемого участка с соседними участками. На фиг. 24 изображена такая диаграмма, линиями А - F показано направление укладки смеси, а формы соседних участков имеют номера 16а, 16b и 16с. Линии могут указывать схему укладки смесей, как на фиг. 23, или соответствовать расположению прожилок в рисунке отливки. В сложных рисунках рекомендуется проставлять обозначение для каждой прожилки, соответствующее формуле геометрической загрузки и требованиям разливки. После завершения диаграммы на краях форм проставляются отметки, обозначающие точки входа и выхода каждой прожилки, которые соответствуют таким же отметкам на соседних диаграммах каждого участка отливки. На автоматизированных производствах такая операция упрощается использованием системы сеток, нанесенных на края форм. После нанесения контуров рисунка на края форм, эти формы заполняются смесью, как это описано выше, с одним исключением, которое состоит в том, что каждый последующий участок укладываемой смеси должен следовать по заранее определенной траектории в соответствии с диаграммой разливки. Готовые отливки, извлеченные из форм, устанавливаются на свои позиции с образованием непрерывного рисунка. При использовании этой системы каждая панель может отливаться отдельно, но после выдержки и извлечения из своих форм рисунок на них будет составлять единое целое. В автоматизированных производствах для подачи смеси в форму могут использоваться роботы с программным управлением, снабженные литейной головкой, как показано на фиг. 12. На автоматизированных участках работа манипулятора контролируется программным обеспечением, в котором задана формула рисунка и требования к диаграмме разливки.

Способ по настоящему изобретению может также применяться для изготовления изделий с рисунком, полученным на основе сочетания различных рисунков. В этом примере форма 40 выполняется по формальному рисунку в виде выступающих участков 41 на основании литейной формы, как показано на фиг. 20 и 21. Форма заполняется необходимой геометрически загруженной смесью таким образом, чтобы получить утопленные области 42 с требуемым рисунком камня. Если надо, смесь может забутовываться для придания прочности готовому изделию. Получаемая отливка удаляется из формы и имеет вид, как показано на фиг. 22, отдельных участков камня 43 на под ложке 44 с зазорами 45 между участками 43, соответствующими выступающим частям 41. Затем зазоры 45 заполняются различной геометрически загруженной смесью, цементным раствором, цементом, или другим материалом залитым или затертым. В другом примере формальный рисунок имеет вид изготовленной отдельно металлической или деревянной решетки, которая размещается на основании литейной формы перед разливкой смеси, и которая затем становится единой отливкой.

Способ по настоящему изобретению может применяться для изготовления любого изделия, которое можно изготовить из литейных материалов и, в частности, из цемента и/или бетона. Таким образом изделия в виде брусчатки, плитки, бордюрного камня, домашней или уличной фурнитуры, строительных конструкций и декоративных и архитектурных элементов могут изготавливаться с помощью этого способа. В области архитектурных элементов этот способ может использоваться для изготовления сборных щитовых панелей, применяемых для отделки интерьера в виде сборных или изготовленных на месте стеновых панелей, которые снабжены средствами крепления и легко встраиваются в литой бетон.

Способ по настоящему изобретению может применяться на участках автоматизированного производства, при этом смешивание, измерение, загрузка и подача смеси регулируется в соответствии с заданной программой компьютера или другого контроллера, который наблюдает за работой миксеров, раздаточных устройств, разливочных камер, экструдеров, проходом формы по линии сборки и тому подобное. Методы контроля соответствуют как способу по настоящему изобретению, так и требованиям линии автоматизированной сборки. Кроме того, устройство, описанное в данном изобретении, может также применяться на участках автоматической или ручной настройки в рамках объема настоящего изобретения.

Описанные выше примеры и фигуры иллюстрируют предпочтительные варианты изо25 бретения и понятно, что многие варианты изобретения очевидны для опытных специалистов и могут выполняться в духе и объеме настоящего изобретения.

Claims (58)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ создания многоцветных рисунков и узоров в литых материалах, включающий следующие этапы:

   a) подготовку формы для приема литейных смесей;

   b) подготовку, по крайней мере, двух мокрых литейных смесей разного цвета с определенной вязкостью для обеспечения ровного разлива смеси;

   c) загрузку литейных смесей в емкость с соблюдением определенного геометрического (пространственного) расположения в соответствии с формулой, разработанной для получения определенного рисунка;

   d) подачу загруженных смесей из емкости в форму;

   e) уплотнение смесей в литейной форме до получения физически однородной массы и выдержку этой массы.
2. 2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что этап уплотнения смеси включает низкочастотное, высокоамплитудное воздействие ударной волны на литейную форму.
3. 3. Способ по п.2, который включает также удаление выдержанной массы из литейной формы и чистовую обработку поверхности.
4. 4. Способ по π. 1, который включает также применение удаляемой матрицы для расположения в названной емкости, которая подразделяет емкость и загружает названные литейные смеси в названную емкость с ячейками в соответствии с разработанной ранее формулой, отличающийся тем, что названная формула соответствует ячеистой структуре, созданной названной матрицей.
5. 5. Способ по п.4, который включает также удаление названной матрицы после загрузки названной емкости.
6. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что загруженная смесь подается в названную литейную форму путем разливки из названной емкости.
7. 7. Способ по п.6, который включает также применение съемной разливочной камеры, устанавливаемой на названной емкости и снабженной множеством заслонок, задающих проход, по которому названная загруженная смесь проходит при разливке, и разливку названной загруженной смеси из названной емкости через названную разливочную камеру в названную литейную форму, при этом названная загруженная смесь определенной геометрии проходит через названные заслонки для получения рисунка в названной литейной форме.
8. 8. Способ по п.5, отличающийся тем, что загруженные смеси подаются в названную литейную форму с помощью выдавливания.
9. 9. Способ по п.5, отличающийся тем, что загруженные смеси подаются в названную литейную форму с помощью распыления.
10. 10. Способ по п.4, который включает также удаление названной матрицы из названной емкости, применение штуцера с одного торца названной емкости и поршня с приводом с другого торца названной емкости и погружение названного поршня в названную емкость, при этом названные загруженные смеси выдавливаются через названный штуцер в литейную форму.
11. 11. Способ отливки многоцветных материалов на основе цемента и регулирование процесса создания рисунка из этих материалов, включающий:

    a) подготовку формы для приема мокрых материалов на основе цемента;

    b) подготовку, по крайней мере, двух мокрых литейных смесей на основе цемента разного цвета;

    c) применение емкости с удаляемой матрицей, подразделяющей названную емкость, по крайней мере, на две ячейки;

    d) загрузку названных смесей в названную емкость с соблюдением определенного геометрического (пространственного) расположения в соответствии с названной матрицей и воспроизводимой формулой, разработанной специально для этого;

    e) удаление названной матрицы из названной емкости и крепление разливочной апертуры с заслонками на названную емкость;

    ί) подачу названных смесей из названной емкости в названную литейную форму через названную разливочную апертуру, при этом названная разливочная апертура с заслонкой обеспечивает прохождение и сочетание названных смесей определенным образом.
12. 12. Способ по п. 11, который включает также уплотнение смесей в названной литейной форме путем применения низкочастотного, высокоамплитудного воздействия ударной волны на литейную форму.
13. 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что названная емкость включает эластичную емкость, из которой названные смеси выдавливаются через названную апертуру.
14. 14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что названная емкость включает жесткий цилиндр с поршнем внутри, при этом названные смеси выдавливаются через названную апертуРУ·
15. 15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что названная емкость включает опрокидывающуюся камеру с названной разливочной апертурой с заслонками, прикрепленной с одного конца, при этом, когда названная матрица удаляется, названная камера переворачивается для разлива названных смесей через названную разливочную апертуру с заслонками.
16. 16. Способ изготовления воспроизводимых цветных и узорчатых отливок на основе цемента, которые имитируют природный камень, включающий:

    a) подготовку двух или большего числа мокрых литейных смесей на основе цемента разного цвета определенной вязкости, при этом смеси должны обладать текучестью, но не сливаться, когда расположены в непосредственной близости друг от друга;

    b) загрузку названных смесей в емкость с соблюдением определенного геометрического (пространственного) положения внутри названной емкости как по вертикали, так и по горизонтали, и в определенном количестве в соответствии с формулой, соответствующей конкретному рисунку, который создается формированием загруженной смеси с соблюдением определенной геометрии;

    c) подачу названной смеси с соблюдением геометрии из названной емкости в названную литейную форму;

    d) выдержку названных смесей.
17. 17. Способ по п.16, который включает также низкочастотное, высокоамплитудное воздействие ударной волны на литейную форму для уплотнения названных смесей.
18. 18. Способ по п.17, который упрощает размещение названных смесей с соблюдением определенной геометрии в названной емкости путем применения удаляемой матрицы временно подразделяющей названную емкость, в которой названные разноцветные смеси размещены в соответствии с названной формулой, и отличающийся тем, что названная матрица удаляется из названной емкости после размещения названных смесей и перед подачей названной смеси в названную литейную форму.
19. 19. Способ по п.17, который включает также применение перемешивающего приспособления на названной емкости и подачу названной смеси разливом из названной емкости через названный смеситель, при этом названная смесь частично перемешана во время разлива, и отличающийся тем, что названное частичное перемешивание можно прогнозировать по вязкости названных смесей и гидравлическим характеристикам смеси.
20. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что названный миксер включает разливочный скос на названной емкости, при этом названный разливочный скос имеет фиксированную геометрию.
21. 21. Способ по п.19, отличающийся тем, что названный миксер включает разливочный штуцер, монтируемый на названную емкость, при этом названный разливочный штуцер включает множество заслонок, задающих проход потоку названной смеси.
22. 22. Способ по п.16, отличающийся тем, что названная предварительно разработанная формула определяет порядок, положение и количество каждой из названных бетонных смесей, погружаемых в названную емкость.
23. 23. Искусственный камень, выполненный способом по п.17 и имеющий рисунок, напоминающий мрамор.
24. 24. Искусственный камень, выполненный способом по п.17 и имеющий рисунок, напоминающий гранит.
25. 25. Искусственный камень, выполненный способом по п.17 и имеющий рисунок, напоминающий песчаник.
26. 26. Искусственный камень, выполненный способом по п.17 и имеющий рисунок, напоминающий известковый туф.
27. 27. Способ приготовления многоцветных смесей литейных материалов для размещения их в литейной форме с целью получения литых изделий с рисунком, имитирующим рисунок природного камня, при этом способ включает загрузку литейных материалов отдельных цветов в емкость с соблюдением определенного пространственного, трехмерного положения смеси как по горизонтали, так и по вертикали в соответствии с формулой для получения названных рисунков.
28. 28. Способ по п.27, отличающийся тем, что применяется удаляемая матрица, подразделяющая названную емкость на ячейки в соответствии с названной разработанной заранее формулой.
29. 29. Способ по п.28, который включает также удаление названной матрицы из названной емкости после загрузки названных литейных материалов.
30. 30. Способ по п.29, который включает также подачу названного литейного материала в виде трехмерной матрицы с определенной геометрией загрузки из названной емкости в названную литейную форму для получения расчетного конкретного рисунка.
31. 31. Способ по п.30, отличающийся тем, что литейный материал подается путем разлива из названной емкости.
32. 32. Способ по п.30, отличающийся тем, что названный литейный материал подается из названной емкости путем выдавливания.
33. 33. Способ по п.30, отличающийся тем, что названный литейный материал подается из названной емкости путем разбрызгивания.
34. 34. Способ по п.31, при этом рисунок, выполненный в литом изделии, имитирует мрамор.
35. 35. Способ по п.32, при этом рисунок, выполненный в литом изделии, имитирует песчаник.
36. 36. Способ по п.ЗЗ, при этом рисунок, выполненный в литом изделии, имитирует гранит.
37. 37. Набор для получения литых изделий с рисунком, имитирующим рисунок природного камня, включающий множество упаковок предварительно расфасованных и смешанных цветных сухих ингредиентов; загрузочную емкость и удаляемую матрицу для нее; инструкции по приготовлению отдельных мокрых смесей из названных сухих ингредиентов; карту, соответствующую подразделениям названной матрицы и задающую порядок загрузки названной емкости названными мокрыми смесями для получения трехмерной матрицы внутри названной емкости; требования к разливке, определяющие способ подачи загруженной смеси из названной камеры в литейную форму.
38. 38. Набор по п.37, который также включает съемную разливочную камеру и заслонки, установленные на названной емкости и обеспечивающие проход для разлива названных загруженных смесей из названной емкости в названную литейную форму, при этом названная трехмерная матрица преобразуется в почти линейный рисунок, соответствующий рисунку природного камня.
39. 39. Набор по п.38, отличающийся тем, что названная емкость содержит эластичную емкость и названную разливочную камеру и заслонку, включающую штуцер, установленный на названной эластичной емкости, при этом названные загруженные смеси выдавливаются из названной эластичной емкости через названный штуцер в ответ на давление, приложенное с внешней сторона названной эластичной емкости.
40. 40. Набор по п.38, отличающийся тем, что названная емкость содержит жесткий цилиндр, при этом названная разливочная камера и заслонка включают штуцер, установленный с одного конца названного цилиндра, и названный набор содержит также поршень в сборе, установленный на другом конце названного цилиндра, при этом названный поршень ходит по посадке внутри названного цилиндра и развивает усилие, приложенное к названным загруженным смесям для выдавливания названных смесей через названный штуцер.
41. 41. Способ изготовления воспроизводимых цветных и узорчатых отливок, которые имитируют натуральный камень с рисунком, продолжающимся от одного куска панели к другому, включающий следующие этапы:

    a) подготовку, по крайней мере, одной формы для приема литейных смесей путем маркирования схемы разливки;

    b) подготовку, по крайней мере, двух литейных смесей разного цвета с определенной вязкостью для обеспечения ровного разлива смеси;

    c) подачу загруженных смесей в литейные формы в соответствии со схемой разливки;

    d) уплотнение смесей в литейной форме до получения физически однородной массы и выдержку этой массы.
42. 42. Способ по п.41, отличающийся тем, что литые смеси загружаются в емкость с соблюдением определенного геометрического положения как по горизонтали, так и по вертикали в соответствии с предварительно разработанной формулой для определенного рисунка и подаются в литейную форму из емкости в соответствии со схемой разливки.
43. 43. Способ по п.41, который включает также отливку множества участков, чистовую обработку поверхности и установку выполненных участков на соответствующие позиции, при этом сохраняется непрерывность полученного рисунка от одного участка к другому.
44. 44. Способ по п.41, отличающийся тем, что подготовка литейной формы включает создание диаграммы с изображением соседних участков отливки с представлением рисунка и передачей изображения на литейную форму для маркировки схемы разливки.
45. 45. Способ по п.44, отличающийся тем, что рисунок передается в виде серии линий, расположенных поперек литейной формы.
46. 46. Способ по п.44, отличающийся тем, что рисунок передается путем маркировки точек входа и выхода линий разливки каждой части рисунка на краях литейной формы.
47. 47. Способ по п.44, отличающийся тем, что рисунок передается с использованием координатной сетки, наложенной на литейную форму.
48. 48. Способ по п.44, включающий подготовку ряда литейных форм, отличающийся тем, что литейные формы расположены в непосредственной близости друг от друга, литейные смеси подаются в литейные формы вдоль непрерывного прохода из одной формы в другую в соответствии со схемой разливки.
49. 49. Способ по п.44, включающий подготовку ряда литейных форм, отличающийся тем, что литейные материалы подаются по отдельности в каждую литейную форму.
50. 50. Способ по п.44, включающий подготовку ряда литейных форм, отличающийся тем, что литейные материалы последовательно подаются в каждую литейную форму.
51. 51. Способ по п.41 в приложении к автоматизированным производствам, отличающийся тем, что схема разливки является элементом компьютерной программы и этапы подготовки, загрузки и подачи литейных смесей контролируются компьютерной программой.
52. 52. Способ по п.41, отличающийся тем, что схема разливки определяет, по крайней мере, один маршрут, по которому укладывается хотя бы одна цветная литейная смесь.
53. 53. Способ по п.44, отличающийся тем, что схема разливки соответствует расположению прожилок отливаемого рисунка и схема разливки является такой, что получаемое расположение прожилок имеет продолжение на других участках отливки.
54. 54. Способ по п.44, отличающийся тем, что схема разливки предварительно определена для конкретного рисунка и природного камня.
55. 55. Это изделие может выполняться способом по п.41.
56. 56. Способ по п.42, отличающийся тем, что загруженные литейные смеси подаются разливкой.
57. 57. Способ по п.42, отличающийся тем, что загруженные литейные смеси подаются выдавливанием.
58. 58. Способ по п.42, отличающийся тем, что загруженные литейные смеси подаются распылением.