Способ художественной обработки изделий из стекла, преимущественно боросиликатного и хрусталя

(5 БРЕТЕНИ ИСА ЛЬСТВУ нический инс уков и Н,Н.Д обработка стек 740. фВЕННОЙ ОБРАЕКЛА, ПРЕИМУЛИКАТНОГО И ьной и ювелирсть изобретения: т термическому х механических шние поверхноредстоит нанеего объемного Ф%а О. тем, что, тки изГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИД 1(54) СПОСОБ ХУДОЖЕСТБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТ(57) Использование: в стеконой промышленности. Сущноизделие иэ стекла подвергаотжигу для снятия внутреннйапряжений. Полируют внести иэделия, через которыесение элементов внутрен Изобретение относится к области художественной обработки изделий декоративно-прикладнОго искусства из оптически прозрачных материалов, в частности к способам получения особых световых эффектов в материалах для художественных изделий типа стекло, янтарь, драгоценные, полудрагоценные и синтетические камни, органическое стекло, хрусталь, и может быть использовано в стекольной и ювелирной промышленности.Цель изобретения - повышение художественной выразительности и потребительский качеств изделий.Поставленная цель достигается по,способу художественной обрабо рисунка, Устанавливают объектив относительно изделия на расстоянии, обеспечивающем фокусирование светового пятна импульса лазерного излучения в заданной точке объема внутри материала изделия. Расстояние от внешней поверхности изделия до светового пятна не менее 100 диаметров светового пятна. Охлаждают изделие до температуры 223253 К, т.е. помещают иэделие на все время обработки в охлажденную воздушную среду, Воздействуют на изделие импульсом лазерного излучения с длиной волны от 1,06 до 4,5 мкм. Мощность лазерного излучения устанавливают из условия, чтобы довести температуру стела в световом пятне за время воздействия импульса до значения температуры стеклования. Повторяют операции для нанесения всех элементов объемного внутреннего ри;сунка. 1 ил,делии из стекла, включающему термическии отжиг, полирование и нанесение рисунка воздействием на стекло импульсов сфокусированного лазерного излучения, на стекло воздействуют лазерным излучением с длиной волны от 1,06 до 4,5 мкм, при нанесении рисунка световое пятно излучения фокусируют внутри материала на расстоянии от внешних поверхностей изделия не менее 100 диаметров пятна излучения, а температуру стекла в световом пятне за время воздействия импульса излучения доводят до значения температуры стеклования, Кроме того, нанесение рисунка лучом лазерного излучения осуществляют на изделие из стекла в воздушной среде с температурой 223253 К (-50.-20 С),Способ реализуется устройством, в котором трехкоординатный механизм перемещает в пространстве объектив, которыйобладает малой массой (десятки грамм) игабаритами,Художественные изделия из стекла (например, вазы) имеют значительную массу(до нескольких килограмм) и габариты.Прерывистое вращение рабочего стола сизделием в промежутке времени между воздействующими импульсами лазерного излучения обеспечивает точную ориентациюразличных поверхностей обрабатываемогоиэделия относительно объектива, что способствует высококачественному воспроизведению всей композиции объемного рисунка,Применение охлаждающей термокамеры, вкоторой установлен рабочий стол с изделием, обеспечивает повышение потребитель. ских качеСтв эа счет повышения качествананосимых элементов рисунка (точек измикротрещин в сетевом пятне),Ба чертеже показана схема устройства.реализующего способ художественной обработки изделий из стекла.На чертеже обозначены: 1 - лазер, 1 -световод импульсного лазерного излучения, 3 - объектив, фокусирующий лазерноеизлучение, 4 - световое пятно лазерногоизлучения, 5 - изделие из стекла, подвергающееся художественной лазерной обработке, 6 - рабочий стол с захватами для фиксацииизделия, 7. - трехкоординатный механизмперемещения объектива, 8 - блок управления механизмом перемещения, рабочимстолом и запуском лазера, 9 - термокамера,10,11 - отверстия для прокачивания черезтермокамеру газообразного хладагента(воздух, азот, углекислый газ и т.д.)Световод 2 лазерного излучения представляет собой гибкий световод на основеволоконно-оптических материалов или взаимосвязанную систему подвижных зеркал,обеспечивающих передачу импульса излучения от лазера 1 на объектив 3,Рабочий стол б осуществляет прерыви стое вращение изделия 5 в пространстве покомандам блока управления 8 и обеспечивает требуемую ориентацию различных сторонобрабатываемого изделия 5 относительнообъектива 3 перед воздействием импульсалазерного излучения. Рабочий стол 6 представляет собой злектромеханическое устройство,Трехкоординатный механизм 7 перемещения обьектива 3 осуществляет требуемоепространственное перемещение объектива3 относительно изделия 5. следовательно,обеспечивает точную ориентацию в объемематериала 5 светового пятна 4 лазерного излучения. Механизм относится к электромеханическим устройствам и срабатываетпо командам блока управления.Блок управления 8 представляет собой5 вычислительное устройство, которое вырабатывает электрические сигналы воздействияна механизм 7 и рабочий стол б в соответствиис заданной программой нанесения элементоврисунка в процессе художественной обработ"0 ки иэделия 5. Блок управления 8 может быть"реализован, например, в виде микроЭВМ исвязан с входом управления запуском лазера 1,Термокамера 9 осуществляет охлажде 15 ниеобрабатываемогоизделия 5 дотребуемойтемпературы, например, путем прокачиваниячерез термокамеру газообразных хладагентов(воздух, азот, С 02, фреон и др,)Порядок выполнения операций предла 20 гаемого способа художественной обработкиизделий из стекла заключается в следующем,Изделие 1 из стекла подвергают термическому отжигу для снятия внутренних ме 25 ханических напряжений.Полируют внешние поверхности изделия 5, через которые предстоит нанесениеэлементов внутреннего объемного рисунка.Устанавливают объектив 3 относитель 30 но иэделия 5 на расстояние, обеспечивающем фокусирование светового пятна 4импульса лазерного излучения в заданнойточке объема внутри материала изделия,Расстояние от внешней поверхности из 35 делий 5 до светового пятна 4 не менее 100диаметров светового пятна.Охлаждают изделие 5 до температуры223;253 К, т,е. помещают изделие на всевремя обработки в охлажденную воздуш 40 ную среду.Воздействуют на изделие 5 импульсомлазерного излучения с длиной волны от 1,0 бдо 4,5 мкм, Мощность лазерного излученияустанавливают из условия, чтобы довести45 температуру стекла в световом пятне 4 завремя воздействия импульса до значениятемпературы стеклования,Конкретные значения параметров лазерного лзлучения для различных стекол50 уточняют экспериментальным путем,Повторяют операции по пп, 3 -5 для нанесения всех элементов объемного внутреннего рисунка,Работает устройство, реализующее спо 55 соб художественной обработки изделий изстекла, следующим образом.В программируемое запоминающее устройство блока управления 8 вводят программу, описывающую порядок нанесенияна изделие 5 элементов объаглнг : писунка,Термокамеру 9 подключают к системе прокачивания через отверстия 10, 11 газообразного хладагента,С выхода блока управления 8 на элект-.ромеханизм прерывистого вращения рабочего стола 6 поступает сигнал воздействия,который обеспечивает требуемую ориентацию внешних поверхностей изделия 5 относительно объектива 3.С другого выхода блока управления 8 на 10электромеханизм 7 перемещения объектива поступает сигнал воздействия, которыйобеспечиваеттребуемую ориентацию объектива 3 относительно полированной поверхности изделия 5, 15С третьего выхода блока управления 8на вход запуска лазера 1 поступает сигнал,который обеспечивает формирование импульса лазерного излученияфтребуемоймощности, воздействующего на материал 20изделия 5,Далее в соответствии с заданной программой обработки изделия 5 в блоке управления 8 формируется следующий сигнал воздействия на электромеханизм стола б, механизм перемещения 7 и вход запуска лазера 1. В результате обеспечивается нанесение следующего элемента рисунка и так далее.Формула изобретения Способ художественной обработки изделий из стекла, преимущественно боросиликатного и хрусталя, путем отжига стекла, полирования поверхности и нанесения рисунка импульсами сфокусированного лазерного луча, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения художественной выраэительнести и потребительских качеств изделий, нанесение рисунка лучом лазера осуществляют в всздушной среде с температурой 223,253 Кпричем световое пятно излучения фокусируют в массе изделия на расстоянии от внешних его поверхностей не менее 100 диаметров пятна излучения, а температуру стекла в световом пятне за время воздействия импульсов излучения доводят до значения, превышающего предел термостойкости.