Установка для изготовления плоской матрицы из термодеформируемого материала

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 3 19) ( ) 5)5 В 41 С 1/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ц ЗИМ ИЕ ИЗОБРЕТ И 3 Гак); ЫИГ) Т. ПИС ЕНТУ(71) Де Ля Рю Жиори С, А. (СН)(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯПЛОСКОЙ МАТРИЦЫ ИЗ ТЕРМОДЕФОРМИРУЕМОГО МАТЕРИАЛА(51) Использование: для изготовления матриц. Сущность изобретения: установка имеет узел держателя электрода, несущийпластинчатцй электрод, узел держателяпластинынесущий пластину-оригинал с выетение относится к полиграфичецшленности.изобретения является повышева изготовления матрицы.г, 1 изображен первый вариант я установки для использования бщий вид; на фиг. 2 - то же, вид фиг. 3 - вариант установки, вид иг. 4 - вид в плане оригинальной на которой схематично показан линия контура или огибающая, ружает зону рисунка, причем эта тура в действительности не суще- оказана лишь для удобства опифиг. 5 - пластинчатый электрод, контур, соответствующий этому. а фиг. 6 - вид того же электрода, иного на изолирующую опору и Установка (фиг,жащую основанием ановкиПервая имеет станину 1, с я остальной части ользящая рамка Изобр ской пром Целью ние качест На фи исполнени способа, о сбоку: на сбоку; на ф пластины,рисунок и которая ок линия кон ствует., и и сания; на имеющий рисунку; н но помещегравированным рисунком, и скользящие рамки, несущие термодеформи руемую пластмассовую пластину, расположенные между и переносимые относительно пластины-оригинала и указанного электрода. Пластина-оригинал формирует второй электродпричем два электрода соединены с ВЧ-аппаратом. Первый пластинчатцй электрод имеет контур, который соответствует огибающей рисунка пластины-оригина. ла и, следовательно, производимой стереотипной матрице, Край первого электрода окружен изолирующим бордюром, толщина которого равна толщине первого электрода. В результате этих мероприятий в процессе литья оод давлением с ВЧ-подогревом нагревается практически лищь зона стереотипной матрицы. 7 3. и. ф-лы, 12 ил. окруженного изолирующим краем; на фиг.7.-сечение йо УП-Уд фиг. 6; на фиг. 8 - вторая форма исполнения установки, показывающая основные элементы изобретения; на фиг. 9 - схематичный вид по направлению стрелки ХХ фиг. 8; на фиг. 10 - сечение устройства держателя электрода по фиг. 8 и 9, по Х-Х фиг. 9; на фиг. 11 - вид, аналогичный фиг, 6, но с отличиями, состоящими в том, что форма электрода соответствует не. точно контуру рисунка, а более грубой огибающей его, и что бордюр покрывает всю изолирующую опору и образует одну деталь с ней; на фиг, 12- сечение по Х 1-ХИ на фиг.11,3828433 РР И Составитель Н.КалааниковаРедактор Т.Иванова Техред М,Моргентал Корректор С Писине здатвльский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин Оиэаодстае Заказ 2364 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ври ГКНТ СССР 113035; Москва, Ж, Раувская наб., 4/5или холодной жидкости, в зависимости от дл необходимости, от которая может перемещаться в горизон. тальном направлении 2; установлена на станине 1. Вторая скользящая рамка 3 установлена внутри скользящей рамки 2 и перемещается внутри нее в.направлении 5 3. Внутри второй рамки 3 размещается пластмассовая пластина 4, которая закрепляется зажимами 5 и образует матрицу с множеством стереотипных матриц. : Несколько стереотипных матриц 6 показа ны на фиг 1.В, середине области перемещения первой скользящей рамки 2 под плоскостью , скольжения. располагается устройство держателя электрода. Как показано нз фиг. 2, . 15 это устройство имеет опорную подушку 7, жестко связайную со станиной 1, на которой располагается изолирующая. пластина 8 с установленным на ней устройством подо- грена и охлаждения 9, образованным пло ской металлической коробкой, в которой может циркулировать жидкость и которая снабжена для этого двумя каналами 10 и 11 для входа и.выхода горячей или холодной жидкости в зависимости от необходимо сти), На этом:устройстве нагрева и охлаждения 9 расположена изолирующая пластина 12, на которой размещается изолирующаяопора 13, несущая первый пластинчатый электрод 14. 30На вертикали к электроду 14 располагается устройство держателя пластины для крепления оригинальной пластины 15, которая в рассматриваемом примере имеет гравированный рисунок. Зта оригинальная 35 пластина используется в качестве второго . электрода. Указанное устройства держателя пластины установлено с помощью каркаса 16, который в.примере по фиг,. 1 имеет четыре наклонные стойки и верхнюю плиту 40 17. Силовой цилиндр двойного действия 18 закреплен на этой плите 17, 3 шток 19 поршня указанного силового цилиндра пересекает плиту 17 и несет нз своем нижнем конце устройство держателя пластины. Оно 45 состоит иэ опорной пластины 20, снабженной двумя направляющими стержнями 21, 22, расположенными параллельно штоку 19 силового цилиндра 18 и пересекающими. верхнюю плиту 17. Четыре стержня,23, 50снабженные гайками для регулировки уров- ня, обеспечивают подвеску держателя пластины, несущего оригинальную пластину 15.Этот держатель пластины состоит Ьдновре.менно из устройства нагрева и охлаждения 5525, образованного .плоской металлической :коробкой, снабженной двумя каналами 26 и 27, служащими для входа и выхода горячей Под устройством 25 располагается камера 28, в которой можно создать относительный вакуум. Зта камера 28 сформирована сильфоном, верхний конец которого жестко связан с устройством 25, а нижний конец находится в тесном контакте с пластмассовой пластиной 4.Наконец, на консоли 29 располагается ВЧ-аппарат 30, а также различные системы управления, например, перемещением скользящих рамок 2 и 3, и система управления силовым цилиндром 18. В примере, показанном на фиг. 1 и 2, электрод 14 связан с выводом напряжения этого ВЧ-аппарата 30, тогда как оригинальная пластина 15 заземлена; т. е. находится в контакте с устройством 9 из металла и другими элементами металлической станины 1.Фиг. 4 показывает оригинальную пластину 15 с гравированным рисунком 31, который располагается и нерегулярной зоне, отмеченной линией контура, образованной огибающей 32 этой гравированной зоны,. Очевидно, что этз линия контура не существует в действительности; она указана на фиг. 4 для лучшей иллюстрации границы рисунка,Фиг, 5 показывает электрод 14, вырезанный таким образом, что его контур 33 соответствует огибающей 32. Зтот электрод 14, который предпочтительно выполняется из листа меди, толщиной приблизительно 0,5 мм, закрепляется (фиг. б и 7), например, наклеиванием на изолирующей опоре 13, толщиноЧ 1 приблизительно 1,5-2,0 мм и окружен изолирующим бордюром 34, наклеенным нз изолирующую опору 13, внутренняя кромка которой имеет форму контура электрода 14 и охватывзет его бордюр. Бордюр 34 имеет ту же толщину, что и толщина электрода 14, поэтому их поверхности образуют единуюплоскость (фиг. 7),Изолирующая опора 13 и бордюр 34 выполнены из электрически и термически изолирующего материала, предпочтительно из силикона, армированного стекловолокном, вырезанного в упругой ленте. В рзсматриваемом примере бордюр 34 представляет собой деталь, отделенную от изолирующей подложки 13 и окружающую лишь область, примыкающую к электроду 14 и не покрывающую всю поверхность изолирующей подложки. 13; размеры которой соответствуют приблизительно размерам оригинальной пластины 15 или немного больше них. Минимальная ширина бордюра 34 должна составлять приблизительно 5 мм для обеспечения одновременно хорошей опорыя пластмассовой пластины 4 вокруг стереипной матрицы в процессе отливки и хо 1828433рошей электрической и термической изоляции для того, чтобы нагрев был практически сконцентрирован в определенной зоне контура 33 и электрода 14. В этихусловиях удается избежать любых.деформаций поверхности пластмассовой пластины вокруг стереотипной матрицы игарантировать идеальную плоскостностьвне стереотипных матриц, причем эта плоскостность является основной характеристикой для последующего изготовленияпластин для печати с гравированием помеди,Поскольку изолирующая подложка 13является гибкой и сравнительно тонкой; 15предусмотрена (фиг. 2) еще изолирующаяпластина 12, выполненная из прочного материала, например бакелита, толщиной 4-5мм, которая помещается между устройством 8 и изолирующей подложкой 13 для 20предотвращения диссипации ВЧ-энергии идля обеспечения надежной опоры.Соединение электрода 14 с ВЧ-аппаратом 30 (не показано на рисунках) может выполняться через изолирующую подложку 2513,По варианту на фиг; 3 тонкая жесткаяизолирующая пластина 35, предпочтительно выполненная из мика, имеющаятолщин; приблизительно 0,7-1,0 мм, помещается на указанный электрод и егобордюр 34. Такая конструкция обеспечивает идеальную стереотипную матрицу ипредотвращает возможность снижения качества стереотипного отпечатка вследствие 35наличия зазора между краем электрода 14 иего бордюром.На фиг. 8-10 показана вторая формаисполнения установки, в которой оригинальная пластина 15 связана полосой меди 40Зб с выходом под напряжением ВЧ-аппарата 30. На каркасе 1 б установлен с помощьюпластин 17, 37 силовой цилиндр 18, а к концу штока 19 его поршня подвешена опорнаяпластина 20, снабженная направляющими 45стержнями 21, 22 (фиг. 9). К этой опорнойпластине 20 крепится посредством электрически и термическим изолированной пластины 8 держатель пластины, образованныйустройством 25 нагрева и охлаждения, снабженного каналами 26, 27. Крепление оригинальной пластины 15 реализуетсяпосредством рамки 38 удержания в металлическом контакте с устройством 25 так, чтобы комплекс устройства 25 и оригинальной 55пластины 15 формировал бы в этом случаеэлектрод высокого потенциала. причем медная полоса Зб закреплена на рамке 38, Установка по фиг, 8 и 17 работает безвакуумной камеры,Что касается держателя электродов, онвновь имеет устройство подогрева и охлаждения 9, образованное плоской коробкой,снабженной двумя каналами 10, 11 для циркуляции горячей или холодной жидкости, икоторая установлена без изоляции на опорную плиту 7 посредством трехточечной опоры.На фиг. 10 показана точная конструкцияэтого держателя электрода. В этом случаепредусмотрена металлическая пластина 37,поддерживающая изолирующую пластину12, на которой располагается изолирующаяподложка 13, несущая электрод 14, окруженный изолирующим бордюром 34, который образует единую деталь с указаннойподложкой 13. Весь комплекс предварительно собирается с помощью винта 38, который пересекает эти элементы и нижнийконец которого выходит в полость 39 метал-лической пластины 40 и завинчивается вгайку 41. Головка винта 38 утоплена в конические отверстия 42, выполненные в электроде 43 так, чтобы зти винты 38 касалисьповерхности электрода. Предусмотренатакже пластина из мика 35 над электродом43 и его бордюром 34, Металлическая пластина 40 имеет наклонные края, которыепозволяют ей быть зафиксированной на устроййстве 9 с.комплексом иэ других элементов посредством установочных клиньев 44,также имеющих наклонные поверхности,которые захватывают наклонный край металлической пластины 40,Такая конструкция позволяет соединить электрод 43 с землей посредством винтов 38, устройства 9 и станины.Изолирующая деталь, формируя суппорт и бордюр 34, является, предпочтительно, гибкой пластиной из силикона толщиной2-3 мм, на поверхности которой полость вформе контура электрода 43, была вырезанапо.огибающей 32 рисунка и ее зафиксировавв .полости изолирующей подложки 13 так,чтобы она была окружена бордюром 34 (фиг,Я 1).Подготавливают пластмассовую пластину 4 из материала, термодеформируемого,отливкой и сжатием, например из материала СО ЕХ ПВХ, имеющего практически те жеразмеры, что и требуемый размер пластиныдля печати с гравированием по меди. Этупластмассовую пластину 4 помещают вскользящую рамку 3 и закрепляют там регулируемыми зажимами 5, обеспечивающимиее удержание в однородно натянутом состоянии в скользящей рамке 3 (фиг. 1). С помощью скользящих рамок 2 и 3пластмассовую пластину 4 приводят в первое положение, которое соответствует поло 1828433жению первой стереотипной матрицы 6 (фиг, 1), В этом положении зона, деформируемая матрицированием, находится между электродом 43 и оригинальной пластиной 15, которая расположена вертикально над электродом 43.Электрод 43, а также оригинальная пластина 15, которая сама является электродом, в приподнятом над оригинальной пластиной 15 положений, предварительно нагреваются циркуляцией горячей воды через два устройства 9, 25 до тех пор пока эти электроды "достигнут температуры 40 и .50 С, в частности 45 ОС, что длится обычно приблизительно 2 мин. Такой предвари. тельный"подогрев позволяет обеспечить наилучшее качество стереотипной матрицы, поскольку предотвращается проблема различия в расширениях контактирующих. элементов, что могло бы нанести вред отпечатку,После достижения температуры предварительного нагревания оригинальную пластину 15 опускают с помощью силового цилиндра 18 до момента ее контакта с пла.стмассовой пластиной 4 и, прижимая ее небольшим давлением порядка 5 кг(см подаютВЧ-поле через два электрода до достижения пластмассовой пластиной 4 температуры приблизительно в 200 С,. Для этого используется, например, частота в 27 МГц, которая подается в течение 15-20 секунд, Выполненные испытания позволили констатировать, что электроды, изолирующая подложка и изолирующий бордюр 34 достигают лишь температуры 40-50 С, Температура в 200 С пластмассовой пластины 4 более высока, чем температура в извест, ных до настоящего времени способах, и позволяет, затем, приложить пониженное давление, что предотвращает деформацию вокруг зоны отпечатка.После достижения этой температурысиловой цилиндр 18 создает давление матрицирования для.получения отпечатка, например, порядка 20-25 кг/см, т, е.в 5-10 раз меньше, чем в известных способах, отключают питание электродом и, сохраняя это давление матрицирования, охлаждают оригинальную пластину 15, электрод 43, а также пластмассовую пластину 4 циркуляцией холодной воды в устройствах 9, 25. Когда пластина-оригинал 19 достигает температуРы, т. е.приблизительно 20 С, что продолжается приблизительно 2-2,5 минуты, давление снимается и пластина-оригинал 15 отводится от пластмассовой пластины:4 путем поднятия устройства держателя пластины, Следовательно, операции дляматрицы из термодеформируемого материала, содержащая установленные на станине держатель пластинчатого электрода, соединенный с ВЧ-нагревательным аппаратом, 55 держатель пластины-оригинала, расположенной напротив электрода, на расстоянии от него, по меньшей мере одну скользящую рамку для удержания пластмассовой пластины, расположенную между электродом и пластиной-оригиналом с возможно 102050 производства одного отпечатка продолжаются приблизительно 5 минут,Затем, пластмассовую пластину 4 перемещают во второе положение, причем перемещение выполняется либо в направлении 2, либо в направлении 3, и повторяют те же операции, что и ранее для получения второго отпечатка и т. д. до нанесения на пластину 4 стольких отпечатков по строкам и столбцам, столько этогонеобходимо,Таким образом, получают матрицу в форме пластины с множеством стереотипных матриц б (Фиг. 1). Поскольку основойявляется одна гравированная пластина-оригинал, матрица, котерую получают этим способом, является позитивной пластмассовой матрицей. Тем не менее, используя этот же способ можно получить и негативную пластмассовую матрицу, если за основу взять позитивную пластину-оригинал, которая сама могла бы быть получена на основе гравированной первоначальной пластины.Кроме того, в случае необходимостивозможно отказаться от предварительногонагревания.Если используется установка по фиг, 1-3 для использования способа после фазы предварительного нагрева, устройстводержателя электрода опускают до тех. пор,пока. нижний конец сильфона камеры 28 непридет в контакт с пластмассовой пластиной 4, и в этой камере будет создан с помощью устройства, которое не показано,вакуум приблизительно в 80 , Матрицирование в вакууме может иметь в некото рых случаях преимущества, но не является обязательным, Очевидно, что после охлаждения и перед установкойпластины-оригинала 15 камеру 28 соединяют с атмосферой,Вместо устройства держателя пластины, которое опускается для обеспечения давления на пластмассовую пластину 4, можно предусмотреть, чтобы держательпластины был неподвижным, а электрод 14 со своей опорой поднимался для приложения давления,Формула изобретения 1. Установка для изготовления плоскойстью перемещения относительно последних по двум перпендикулярным в горизонтальной плоскости направлениях и средства для изменения расстояния между соответствующими. держателями, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества изготовления матрицы, пластина- оригинал представляет собой второй пластинчатый электрод, .соединенный с ВЧ-нагревательным аппаратом, при этом первый электрод имеет контур, огибакнций зону соответствующую печатным элементам пластины оригинала, а край электрода окружен изолирующим бордюром с внутренней гранью, согласованной с указанным контуром и толщиной, равной толщине первого электрода.2. Установка по и.1. отл и ча ю ща яс я тем, что первый электрод снабжен изолирующей подложкой, на которой он закреплен.З.Установка попп, 1 и 2, о тл ича Ь- щ а я с я тем, что изолирующие подложка и бордюр являются монолитной пластмассовой деталью, сформированной предпочтительно из упругого материала, на поверхности которой выполнена полость в Форме упомянутого контура,4, Установка по пп. 1-3, о т л и ч а.ющ а я с я тем, что первый электрод и его бордюр покрыты тонким слоем прочного изолирующего материала, предпочтительно шика,5, Установка по пп. 1-4, о т л и ч а ющ а я с я тем, что по меньшей мере один из соответствующих держателей имеет средства нагрева и охлаждения посредством циркуляции рабочей жидкости. 6, Установка по пп. 1 - 5, о т л и ч а ющ а я с я тем, что держатель пластины-оригинала имеет средства нагрева и охлаждения, выполненные в виде плоской5 металлической коробки, контактирующей спластиной-оригиналом, образуя упомянутый второй электрод, при этом держательпервого электрода снабжен опорной плитой, на которой установлены соответствую 10 щие средства нагревания, охлаждения,выполненные в виде плоской коробки, поддерживающей первый электрод, причем держатель пластины-оригинала снабженсредствами, предпочтительно силовым ци 15 линдром двойного действия для вертикального перемещения и создания давления напластмассовую пластину,7, Установка по и. 6, о т л и ча ю щ а яс я тем, что, комплекс, образованный пла 20 стиной-оригиналом и соответствующей ко-.робкой, связан посредством проводника с, выходом под напряжением ВЧ-аппарата,причем указанная коробка снабжена изолирующей пластиной, а первый электрод свя 25 занс землей.8. Установка по пп, 2-7, о т л и ч а ющ а я с я тем, что изолирующая подложка,несущая первый электрод и. ее бордюр,снабжена металлической и закрепленной наЗО ней изолирующей пластиной, при этом весьуказанный комплекс имеет фиксирующиевинты с фрезерованными головками, проходящими через указанные элементы и выходящими на поверхность первого электрода,35 и закреплен средствами крепления на основании держателя первого электрода, в частности соответствующей коробки средстванагревания и охлаждения.