RU1818307C

RU1818307C - Способ художественной обработки изделий из стекла, преимущественно боросиликатного и хрустал

Info

Publication number: RU1818307C
Authority: RU
Inventors: Игорь Михайлович Чуриков; Альберт Васильевич Павшуков; Николай Николаевич Давыдов
Original assignee: Владимирский политехнический институт
Priority date: 1990-07-18
Filing date: 1990-07-18
Publication date: 1993-05-30

Abstract

Использование: в стекольной и ювелирной промышленности. Сущность изобретени : изделие из стекла подвергают термическому отжигу дл сн ти внутренних механических напр жений. Полируют внешние поверхности издели , через которые предстоит нанесение элементов внутреннего объемного рисунка, Устанавливают объектив относительно издели на рассто нии, обеспечивающем фокусирование светового п тна импульса лазерного излучени в заданной точке объема внутри материала издели . Рассто ние от внешней поверхности издели до светового п тна не менее 100 диаметров светового п тна. Охлаждают изделие до температуры 223...253К, т.е. помещают изделие на все врем обработки в охлажден- цую воздушную среДу. Воздействуют на изделие импульсом лазерного излучени с длиной волны от 1,06 до 4,5 мкм. Мощность лазерного излучени устанавливают из услови , чтобы довести температуру стекла в световом п тне за врем воздействи импульса до значени температуры стекловани . Повтор ют операции дл нанесени всех элементов объемного внутреннего ри,- сунка.1 ил.

Description

Изобретение относитс к области художественной обработки изделий декоративно-прикладного искусства из оптически пррзрачных материалов, в частности к способам получени особых световых эффектов в материалах дл художественных изделий типа стекло, нтарь, драгоценные, полудрагоценные и синтетические камни, органическое стекло, хрусталь, и может быть использовано в стекольной и ювелирной промышленности.

Цель изобретени - повышение художественной выразительности и потребительский качеств изделий.

Поставленна цель достигаетс тем, что. по/способу художественной обработки изделий из стекла, включающему термический отжиг, полирование и нанесение рисунка воздействием на стекло импульсов сфокусированного лазерного излучени , на стекло воздействуют лазерным излучением с длиной волны от 1,06 до 4,5 мкм, при нанесении рисунка световое п тно излучени фокусируют внутри материала на рассто нии от внешних поверхностей издели не менее 100 диаметров п тна излучени , а температуру стекла в световом п тне за врем воздействи импульса излучени довод т до значени температуры стекловани , Кроме того, нанесение рисунка лучом лазерного излучени осуществл ют на изделие из стекла в воздушной среде с температурой 223...253 К (-50...-20°С).

00

00 СА) О 4J

Способ реализуетс устройством, в котором трехкоординатный механизм перемещает в пространстве объектив, который обладает малой массой (дес тки грамм) и габаритами.

Художественные издели из стекла (например , вазы) имеют значительную массу (до нескольких килограмм) и габариты.

Прерывистое вращение рабочего стола с изделием в промежутке времени между воздействующими импульсами лазерного излучени обеспечивает точную ориентацию различных поверхностей обрабатываемого издели относительно объектива, что способствует высококачественному воспроизведению всей композиции объемного рисунка. Применение охлаждающей термокамеры, в которой установлен рабочий стол с изделием , обеспечивает повышение потребительских качеств за счет повышени качества наносимых элементов рисунка (точек из микротрещин в сетевом п тне).

На чертеже показана схема устройства, реализующего способ художественной обработки изделий из стекла.

На чертеже обозначены: 1 - лазер, 1 - световод импульсного лазерного излучени , 3 - объектив, фокусирующий лазерное излучение, 4 - световое п тно лазерного излучени , 5 - изделие из стекла, подвергающеес художественней лазерной обработке , 6 - рабочий стол с захватами дл фиксации издели , 7 .- трехкрординатный механизм перемещени объектива, 8 - блок управлени механизмом перемещени , рабочим столом и запуском лазера, 9 - термокамера, 10,11 -отверсти дл прокачивани через термокамеру газообразного хладагента (воздух, азот, углекислый газ и т.д.)

Световод 2 лазерного излучени представл ет собой гибкий световод на основе волоконно-оптических материалов или взаимосв занную систему подвижных зеркал, обеспечивающих передачу импульса излучени от лазера 1 ка объектив 3.

Рабочий стол 6 осуществл ет прерыви- стое вращение издели 5 в пространстве по командам блока управлени 8 и обеспечивает требуемую ориентацию различных сторон обрабатываемого издели 5 относительно объектива 3 перед воздействием импульса лазерного излучени . Рабочий стол б представл ет собой электромеханическое устройство .

Трехкоординатный механизм 7 перемещени объектива 3 осуществл ет требуемое пространственное перемещение объектива 3 относительно издели 5, следовательно, обеспечивает точную ориентацию в объеме материала 5 светового п тна 4 лазерного

излучени . Механизм относитс к электромеханическим устройствам и срабатывает по командам блока управлени . Блок управлени 8 представл ет собой вычислительное устройство, которое вырабатывает электрические сигналы воздействи на механизм 7 и рабочий стол 6 в соответствии с заданной программой нанесени элементов

рисунка в процессе художественной обработ- 0 ки издели 5. Блок управлени 8 может быть- реализован, например, в виде микроЭВМ и св зан с входом управлени запуском лазера 1.

Термокамера 9 осуществл ет охлажде5 ние обрабатываемого издели 5 до требуемой

температуры, например, путем прокачивани

через термокамеру газообразных хладагентов

(воздух, азот, СОа, фреон и др.)

Пор док выполнени операций предла- 0 гаемого способа художествен ной обработки

изделий из стекла заключаетс в следующем .

Изделие 1 из стекла подвергают термическому отжигу дл сн ти внутренних ме- 5 ханических напр жений.

Полируют внешние поверхности издели 5, через которые предстоит нанесение элементов внутреннего объемного рисунка. Устанавливают объектив 3 относитель- 0 но издели 5 на рассто ние, обеспечивающем фокусированме светового п тна 4 импульса лазерного излучени в заданной точке объема внутри материала издели .

Рассто ние от внешней поверхностииз- 5 делий 5 до светового п тна 4 не менее 100 диаметров светового п тна.

Охлаждают изделие 5 до температуры 223...253 К, т.е. помещают изделие на все врем обработки в охлажденную воздуш- 0 ную среду.

Воздействуют на изделие 5 импульсом лазерного излучени с длиной волны от 1,06 до 4,5 мкм. Мощность лазерного излучени устанавливают из услови , чтобы довести 5 температуру стекла в световом п тне 4 за врем воздействи импульса до значени температуры стекловани .

Конкретные значени параметров лазерного излучени дл различных стекол 0 уточн ют экспериментальным путем.

Повтор ют операции по пп. 3-5 дл нанесени всехэлементов-объемного внутреннего рисунка.

Работает устройство, реализующее спо- 5 соб художественной обработки изделий из стекла, следующим образом.

.В программируемое запоминающее устройство блока управлени 8 ввод т программу , описывающую пор док нлчесени на изделие 5 элементов объемней : писунка.

Термокамеру 9 подключают к системе про- качивани через отверсти 10.11 газообразного хладагента.

С выхода блока управлени 8 на э ектг ромеханизм прерывистого вращени рабочего стола 6 поступает сигнал воздействи , который обеспечивает требуемую ориентацию внешних поверхностей издели 5 относительно объектива 3.

С другого выхода блока управлени 8 на электромеханизм 7 перемещени объектива поступает сигнал воздействи , который .обеспечивает-требуемую ориентацию объектива 3 относительно полированной поверхности издели 5.

С третьего выхода блока управлени 8 на вход запуска лазера 1 поступает сигнал, который обеспечивает формирование импульса лазерного излучени требуемой мощности, воздействующего на материал издели 5.

Далее в соответствии с заданной программой обработки издели 5 в блоке управлени 8 формируетс следующий сигнал

воздействи на электромеханизм стола 6, механизм перемещени 7 и вход запуска лазера 1. В результате обеспечиваетс нанесение следующего элемента рисунка и

так далее.

Claims

Формула изобретени Способ художественной обработки изделий из стекла, преимущественно бороси- ликатного и хрустал , путем отжига стекла,

полировани поверхности и нанесени рисунка импульсами сфокусированного лазерного луча, отличающийс тем, что, с целью повышени художественной выразительнее™ и потребительских качеств изделий , нанесение рисунка лучом лазера осуществл ют в воздушной среде с температурой 223,,.253 К,, причем световое п тно излучени фокусируют в массе издели на рассто нии от внешних его поверхностей не

менее 100 диаметров п тна излучени , а температуру стекла в световом п тне за врем воздействи импульсов излучени довод т до значени , превышающего предел термостойкости.