RU2801147C1 - Способ изготовления рабочей поверхности штемпеля для чеканки монетовидных изделий и штемпель, изготовленный таким способом - Google Patents
Способ изготовления рабочей поверхности штемпеля для чеканки монетовидных изделий и штемпель, изготовленный таким способом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801147C1 RU2801147C1 RU2022131444A RU2022131444A RU2801147C1 RU 2801147 C1 RU2801147 C1 RU 2801147C1 RU 2022131444 A RU2022131444 A RU 2022131444A RU 2022131444 A RU2022131444 A RU 2022131444A RU 2801147 C1 RU2801147 C1 RU 2801147C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stamp
- laser
- working surface
- minting
- coin
- Prior art date
Links
Abstract
Предлагаемое техническое решение относится к области изготовления инструмента для чеканки монет, медалей и других монетовидных изделий. Способ характеризуется тем, что используют постоянную скорость работы зеркал сканаторной системы лазерной установки, устанавливают режим заполнения единичной поверхности всей или части участков полированной хромированной рабочей поверхности штемпеля на глубину 0,2 мкм углублениями от прожига лазером, при этом нанесение лазерной структуры проводят при скорости лазерного луча 800 мм/с, частоте следования импульсов 320 кГц и длительности импульса 200 мкс, что позволяет получить цветное изображение с эффектом интерференции света на рабочей поверхности штемпеля, с возможностью формирования цветного изображения на изделии посредством чеканки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области изготовления инструмента для чеканки монет, медалей и других монетовидных изделий.
Известен способ структурирования твердой поверхности объекта чеканки с помощью устройства с лазером с длительностью импульса от нано- до фемтосекундного диапазона (WO 2007/012215 A1, опубл. 01.02.2007). Лазером создаются решетчатые структуры в нанометровом диапазоне. Структурирование создается за счет поляризации лазерного излучения и осуществления относительного движения между плоскостью поляризации и поверхностью объекта для формирования сетчатых структур.
Известен способ получения цветного изображения с помощью дифракционной решетки при воздействии света (RU 2593618 C2, опубл. 10.08.2016). Способ характеризуется тем, что на поверхности твердого тела создают массивы дифракционной решетки в течение процесса микроструктурирования посредством воздействия лазера. При этом используется, по крайней мере, одна лазерная установка в наносекундном или пикосекундном диапазоне,
Известен способ структурирования поверхности твердого тела, покрытого твердым материалом, при помощи лазера (RU 2567138 C2, опубл. 10.11.2015). Способ включает облучение, как минимум, одной области поверхности лазером, при этом посредством первого лазера, имеющего продолжительность импульса, измеряемую наносекундами, создают первую структуру, на которую накладывают вторую рифленую структуру посредством второго лазера с продолжительностью импульса, измеряемой в пико- или фемтосекундах. Полученные геометрические структуры имеют размеры, соизмеримые с длиной волны светового излучения. Таким образом формируется правильная дифракционная решетка. Эта решетка наносится тиснением на тонкую металлизированную пленку.
Также известно устройство нанооптического цветного тиснения (US 2005/0211114 A1, опубл. 29.09.2005). Данное устройство содержит монолитный материал с активной областью, закрепленный на носителе. Активная область содержит поверхностную структуру с заданной наноструктурой, изготовленную путем токарной обработки, матричной эрозии или лазерной абляции. Наноструктура создает на поверхности тиснения структуру, которая создает заданную цветовую структуру при воздействии видимого света.
Все указанные выше способы требуют нанесения правильной геометрической структуры с размерами, соизмеримыми с длиной волны светового излучения, и применения лазеров, имеющих длительность импульсов в нано- или фемтосекундном диапазоне для изготовления рабочей поверхности штемпеля и штемпеля с такой рабочей поверхностью.
Задачей настоящего технического решения является создание способа изготовления штемпеля и штемпеля для чеканки монетовидных изделий с цветным изображением с эффектом интерференции света, являющимся неотъемлемой частью рабочей поверхности штемпеля, с возможностью формирования цветного изображения на изделии посредством чеканки.
Техническим результатом предложенной группы изобретений является получение цветного изображения с эффектом интерференции света на рабочей поверхности штемпеля, с возможностью формирования цветного изображения на изделии посредством чеканки.
Технический результат достигается за счет выполнения cпособа изготовления штемпеля для чеканки монетовидных изделий, характеризующегося тем, что, используя постоянную скорость работы зеркал сканаторной системы лазерной установки и подобрав частоту лазерных импульсов, устанавливают режим заполнения единичной поверхности всей или части участков полированной хромированной рабочей поверхности штемпеля, выполненной, на глубину приблизительно 0,2 мкм углублениями от прожига лазером таким образом, что геометрические характеристики их взаимного наложения позволяют получить размеры неровностей, необходимые для получения интерференционной картины, при которой отраженный от рабочей поверхности штемпеля рассеянный свет позволит наблюдать цветную интерференционную картину в режиме реального времени со свойством изменения ее интенсивности и цветового наполнения при изменении угла наблюдения цветного изображения на рабочей поверхности штемпеля.
В частности, нанесение лазерной структуры проводится при скорости лазерного луча 800 мм/сек, частоте следования импульсов 320 кГц, длительности импульса 200 μс.
Также технический результат достигается за счет выполнения штемпеля для чеканки монетовидных изделий, в том числе монет, содержащего полированную хромированную рабочую поверхность, предложенным способом.
Вид рабочей поверхности штемпеля с нанесенными на нее неровностями от прожига лазером проиллюстрирован фотографией (фиг.), которая выполнена через микроскоп с увеличением 1000х. На фотографии видна полученная в результате прожига структура, создающая интерференционную картину.
Существуют следующие решения для получения цветного изображения на изделии:
1. Цветное изображение наносится на изделие в момент чеканки посредством использования отдельной пластины с нанесенной цветной голограммой.
2. Цветное изображение наносится на изделие после чеканки методом тампонной печати.
3. Цветное изображение наносится на изделие после чеканки методом УФ печати на специализированном принтере.
Таким образом цветное изображение на изделии может получиться за счет двух технологий - цветной печати и чеканкой.
Исходя из условия, что цветное изображение должно быть неотъемлемой частью рабочей поверхности штемпеля, с возможностью формирования цветного изображения на изделии посредством чеканки для реализации технического решения был выбран слой хромового покрытия на штемпеле.
Предполагается в качестве источника цветного изображения использовать способ получения интерференционной картины на хромовом покрытии.
Интерференция света - это перераспределение интенсивности света в результате наложения нескольких световых волн, в основном имеющих близкие по значению длины волн и частоты, в идеальном приближении когерентные.
В качестве обоснования разработки технологии получения цветного изображения на штемпеле взят принцип Гюйгенса.
Согласно принципу Гюйгенса, каждая точка поверхности штемпеля, до которой дошло световое возмущение, сама становится источником вторичных световых волн.
Так как вторичные волны имеют свойство когерентности, то появляются условия возникновения интерференции в отраженном свете.
Если на поверхности изделия сформировать совокупность неровностей, позволяющих отражать рассеянный световой поток, то можно получить цветовую интерференцию отраженного света.
Для выполнения необходимых неровностей на рабочей поверхности штемпеля возможно использовать только лазерное оборудование, т.к. оно может выполнить неровности, по размеру сопоставимые с необходимыми условиями интерференции.
Диаметр светового пятна лазера, при идеальном техническом состоянии оборудования, составляет 0,02 мм или 20 мкм. Длина световой волны, например, зеленого цвета, составляет 0,00051 мм или 0,51 мкм. Длина волн всего видимого светового излучения составляет от 400 нм (0,40 мкм) до 700 нм (0,70 мкм).
Очевидно, прямым способом с помощью лазерного луча получить необходимое не представляется возможным.
Однако, если использовать постоянную скорость работы зеркал сканаторной системы лазера и подобрать частоту лазерных импульсов, то можно найти режим заполнения единичной поверхности углублениями от прожига лазером рабочей поверхности штемпеля так, что их взаимное наложение позволит получить размеры неровностей, приближенные к необходимым неровностям для получения интерференционной картины (фиг.)
Прожиг данной структуры осуществлялся на полированной хромированной рабочей поверхности стального чеканочного штемпеля на глубину около 0,2 мкм, при общей толщине хромового покрытия от 3 до 7 мкм.
Нанесение лазерной структуры проводится по следующему режиму:
1. Тип режима: «свой»;
2. Установка мощности, от максимальной: 20%;
3. Скорость лазерного луча: 800 мм/сек;
4. Частота следования импульсов: 320 кГц;
5. Длительность импульса: 200 μс;
6. Динамика: Inter I.
После завершения процесса нанесения лазерной структуры рабочая поверхность штемпеля промывается от остатков продуктов прожига ватным тампоном смоченным бензином и направляется на окончательный приемочный контроль.
В результате отраженный от рабочей поверхности штемпеля рассеянный свет позволяет наблюдать цветную интерференционную картину в режиме реального времени со свойством изменения ее интенсивности и цветового наполнения при изменении угла наблюдения за рабочей поверхностью штемпеля, тем самым создается возможность формирования цветного изображения на изделии посредством чеканки. Таким образом, достигается технический результат заявленной группы изобретений.
Интерференционная картина наилучшим образом наблюдается при освещении изделия прямым или отраженным солнечным светом или белым светодиодным точечным источником света (фонарик, телефон и пр.)
Стойкость чеканочного инструмента с нанесенной лазером структурой сопоставима со среднестатистическими значениями стойкости штемпелей, изготовленных по стандартной технологии «пруф».
Claims (2)
1. Способ изготовления штемпеля для чеканки монетовидных изделий, характеризующийся тем, что используют постоянную скорость работы зеркал сканаторной системы лазерной установки, устанавливают режим заполнения единичной поверхности всей или части участков полированной хромированной рабочей поверхности штемпеля на глубину 0,2 мкм углублениями от прожига лазером, при этом нанесение лазерной структуры проводят при скорости лазерного луча 800 мм/с, частоте следования импульсов 320 кГц и длительности импульса 200 мкс.
2. Штемпель для чеканки монетовидных изделий, в том числе монет, содержащий полированную хромированную рабочую поверхность, изготовленный способом по п. 1.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2801147C1 true RU2801147C1 (ru) | 2023-08-02 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001070516A3 (en) * | 2000-03-23 | 2002-03-07 | Konink Nl Munt N V | Stamping die for coins or medals, method for making same and coin or medal |
| DE202010018039U1 (de) * | 2009-12-18 | 2013-12-02 | Boegli-Gravures S.A. | Masken und/oder Blenden für eine Laseranlage zur Erzeugung von Mikrostrukturen auf einer Festkörperoberfläche, Mikrostruktur und Vorrichtung zur Herstellung dieser Masken und/oder Blenden sowie dieser Mikrostruktur |
| US20170129272A1 (en) * | 2015-07-13 | 2017-05-11 | Wavefront Technology, Inc. | Optical products, masters for fabricating optical products, and methods for manufacturing masters and optical products |
| WO2018088935A1 (ru) * | 2016-11-14 | 2018-05-17 | Акционерное общество "Гознак" (АО "Гознак") | Монетовидное изделие |
| US20210154964A1 (en) * | 2017-06-14 | 2021-05-27 | Boegli-Gravures Sa | Method and Embossing Structure Using High Density Pressure for Creating Shadowed Or Curved Highly Reflective Areas on Rotationally Embossed Foils |
| RU2752409C1 (ru) * | 2020-09-14 | 2021-07-27 | Акционерное общество "Гознак" (АО "Гознак") | Способ изготовления чеканочного штемпеля и чеканочный штемпель |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001070516A3 (en) * | 2000-03-23 | 2002-03-07 | Konink Nl Munt N V | Stamping die for coins or medals, method for making same and coin or medal |
| DE202010018039U1 (de) * | 2009-12-18 | 2013-12-02 | Boegli-Gravures S.A. | Masken und/oder Blenden für eine Laseranlage zur Erzeugung von Mikrostrukturen auf einer Festkörperoberfläche, Mikrostruktur und Vorrichtung zur Herstellung dieser Masken und/oder Blenden sowie dieser Mikrostruktur |
| US20170129272A1 (en) * | 2015-07-13 | 2017-05-11 | Wavefront Technology, Inc. | Optical products, masters for fabricating optical products, and methods for manufacturing masters and optical products |
| WO2018088935A1 (ru) * | 2016-11-14 | 2018-05-17 | Акционерное общество "Гознак" (АО "Гознак") | Монетовидное изделие |
| US20210154964A1 (en) * | 2017-06-14 | 2021-05-27 | Boegli-Gravures Sa | Method and Embossing Structure Using High Density Pressure for Creating Shadowed Or Curved Highly Reflective Areas on Rotationally Embossed Foils |
| RU2752409C1 (ru) * | 2020-09-14 | 2021-07-27 | Акционерное общество "Гознак" (АО "Гознак") | Способ изготовления чеканочного штемпеля и чеканочный штемпель |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2614502C2 (ru) | Способ и устройство для формирования рельефной поверхности на стальном тиснильном вале | |
| EP2414131B1 (en) | Method of and device for structuring a solid body surface with a hard coating with a laser using mask and diaphrag | |
| CA2756840C (en) | Method and device for structuring the surface of a hard material coated solid body by means of a laser | |
| EP2327502A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Strukturierung einer mit einer Hartstoff-Beschichtung versehenen Festkörper-Oberfläche mit einem Laser unter Verwendung von Maske und Blende | |
| Bruening et al. | Ultra-fast laser micro processing by multiple laser spots | |
| Kostyuk et al. | Laser microplasma as a tool to fabricate phase grating applied for laser beam splitting | |
| RU2801147C1 (ru) | Способ изготовления рабочей поверхности штемпеля для чеканки монетовидных изделий и штемпель, изготовленный таким способом | |
| CN114509836B (zh) | 一种正交光栅型微纳结构的制备方法及制备系统 | |
| EP2327503A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Strukturierung einer mit einer Hartstoff-Beschichtung versehenen Festkörper-Oberfläche mit einem Nanosekundenbereich-Pulslängen erzeugenden Laser und mit einem zweiten Piko- oder Femetosekundenbereich-Pulslängen erzeugenden Laser | |
| Meinertz et al. | Fast fabrication of diffractive patterns on glass by excimer laser ablation | |
| KR20110048061A (ko) | 광기전력 장치에서 사용되기 위한 투명서브스트레이트 상에 광포획층을 제조하는 방법, 광기전력 장치 및 광기전력 장치를 제조하기 위한 방법 | |
| Bruening et al. | Large Scale Ultrafast Laser Micro Texturing with Multi-Beams. | |
| US20230115964A1 (en) | Fast replication of laser machined micron/sub-micron scale patterns onto soft-metal substrates via embossing | |
| Kaakkunen et al. | Morphology studies of the metal surfaces with enhanced absorption fabricated using interferometric femtosecond ablation | |
| CN213053235U (zh) | 双波长飞秒激光彩色标记装置 | |
| US11656396B2 (en) | Optically variable film, apparatus and method for making the same | |
| Kaakkunen | Fabrication of functional surfaces using ultrashort laser pulse ablation | |
| Voisiat et al. | Fabrication of complex periodic patterns on a metallic drum for high throughput roll-to-roll processing | |
| Hennig et al. | Laser Precision Micro Fabrication in the Printing Industry | |
| Kuts et al. | Thermochemical laser writing of chromium grayscale masks and their application for fabrication of multilevel diffractive optical elements | |
| JP2023540855A (ja) | エンボス加工装置を製造する方法及びシステム並びに対応するエンボス加工装置 | |
| Solana et al. | Versatile femtosecond laser interference patterning applied to high-precision nanostructuring of silicon | |
| Lasagni et al. | The development of direct laser interference patterning: past, present, and new challenges | |
| CN117840598A (zh) | 基于二维预制结构阵列的材料表面百纳米周期性结构制备方法 | |
| JP2004188437A (ja) | 微細傾斜面の加工方法 |