Способ изготовления декоративного изделия с рисунком внутри объема

1111694399 Союз Советских Социалистических Ресиублии(088.8) 43) Опубликовано 30 ио делам изабретени тнрыт цця 28.11. 5) Дата опубликования оцц 72) Авторы изобретевия Оциско и Е. И. Книжник титут ядерных исследований АН Украинской С(71) Заявител 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯДЕКОРАТИВНОГО ИЗДЕЛИЯРИСУНКОМ ВНУТРИ ОБЪЕМА Изобретение относится к технике получения изделий с декоративным рисунком, более конкретно к радиационной технологии создания декоративных изделий, сувениров и предметов украшсния, и может быть использовано в различных отрасляпромышленности, преимущественно в легкой, 11 мичсской, электротехнической, электронной и местной, для изготовления дскоративны изделий, в частности из органического стекла, с рисунком внутри объема.Известны тенологическис лриемы с цспользованяем радиационной технологии для получения узоров различных конфигураций, рисунков и изображений на различных материалах и изделиях.Так, известен способ, сущность которого заключается в изменении структуры материала путем концентрации лучистой энергии в определенной точке объема при последовательном перемещении материала пд заданному рисунку 1. В качсстве источника излучения в этом способе используют оптический квантовый генератор (ОКГ), а в качестве фокусирующего устройства - объектив с переменным фокусным расстоянием.Изменяя энергию излучения ОКГ и фокусное расстояние объектива, концентрируют в заданной точке прозрачного материапа такую плотность энергии излучения, прц которой измененная структура матери 1 лз имеет вид кристаллообразцоц точки опре;шлсццого размера,Однако указанный способ изготовления : мест ряд существснных недостатков. Восрвы, возможности получения оригццальых (неповторимых) цзображеций ограццсць 1, поскольку рисунок внутри объема всегда точно соответствует закону псрсмсн 1 сцця материала относительно ОКГ.Во-вторы, тецологпчсскцй процесс является многостадцйцым, что це позволяет "ганцзовать крупномасштабное ц ссриц 11 ос роцзводство декоративных пзлелцй.В-третьи, этому способу присущи цс;юстатки, свойственные лазерной технологии обработки прозрачныд 11 элскт 1 рцков: возможцость появления различных поврсждсцй (трсшцц, раздроблеццыучастков, по,зерцостцысколов и кратеров, раслла"- лс 11 цыпустот в матерпалс; цсупорядочсцость пространственного распределения цзлусцця; поврсждаемость компонентов л- зеров под воздействием собственного цзлу: ения. что существенно повышает стонмостлазсрцой обработки, п ряд други.Известен также способ изготовления из, - .сл:.1 я с рцсуцком внутри объема путем о 1- -аботки заготовки цз прозрачного дцэлек трика тсоттцецтрированнот лучистой эвертчтсй 2).Однако и этот способ не устраняет перечисленных выше недостатков. Он характеризуется невысокой производительностью и це позволяет получать излслия с высокими к ложественными качествами.Цель изобретения - повышение произволцтельцости ттзготовлентя и хуложествсццых качеств изделия.Д;тя этого в способе изготовления,с "ордтивных изделий с рисунком внутри объема, который осуществляется путем обработки затотовки из прозрачного лттэлстстрт; - ка концентрированной лучистой эцерптсй. заготовку обрабатывают пучком ускоренных электронов до момента разря.д,обртзутощегося в диэлектрике обьемного здрялд ,срмолизовацных электронов, при этом размер заготовки в направлении падения пуча выбирают большим длины пробега электроцов в диэлектрике.Кроме того, с целью получения рису а с повышенной плотностью линий, заготовку облучают неоднократно, причем поверхность сс, стоте плоскости пялеця п чкд элсктроцов, покрывают фольгой, отор по и. рсл облучецисм здзсмляют.С целью варьирования глубины залеаця и объема рисунка облучение ведут при энергии пучка ускоренных электронов от 1,5 ло 25 МэВ, а с целью варьирования ллительности облучения облучение вслут прц токе пучка ускоренных электронов от 5 до 15,тткА. Вместе с этим пучок устсорсттть. элстсттоцов создаот постс ством .тикротр)- ца, а в качестве произрачцого лиэлсктрикя ;тсиользуют органическое стекло.Предлагаемый способ основан на известном явлении образования лревовилн:.тх дцялов (трещин) в дцэлектриах, оолучсццт.тх потоками быстрьх элскттото. Это явление имеет место в том случае, когда длццд пробсга электрона в материале меньше размера образца в направлении пя,сия пучка ускоренных электронов. Устасв, ено, что возникновение каналов сопровож;. астся свстовой вспышкои, хорошо замет ой несмотря ца сильное свечение образца гол действием излучения, при этом наряду со световым импульсом возникает электрический. Совпадение по времени (око ло 10- с) световых и электрических тттцу,тьсов дает основание считать, что возникающие при облучении древовидные каналы представлятот Собой след искрового разр- да, происходящего в диэлектрическом материалс в результате накопления объемного заряда тсрттолизоваттцых электронов первичного пучка. Время, необходимое для накопления объемного заряда до пробойно:с значения, зависит от интенсивности излу.си. Измецяя энергию электронов, можно регулировать глубину залегания древовидных каналов (линий) в изделии. Изобретение может быть более подробно пояснсцо ца приведенных ниже примерк.П р и м с р . Берут заготовку в виде куба размером 100 х 100 Х 100 (тт,тт) из органического стекла. Перед облучением все гряцц куба, кроме входной лля пучка электронов, обертывают металлической фольготт, оторую зазсмляют. Параметры излучения мцкротроца: ток пучка ускорецных электронов 8 лткА, энергия электронов 12,5 МэВ.Разряд в диэлектрике, фиксируемый телеямерой цо появлению яркой вспышки, происходит через 20 с после начала облучения, Глубина залегания рисунка составляет цртгблизитсльцо 50 тт.ть После облучения и с,тятия фольги заготовку полвсрггцот мешатпиеской обработке путем фрсзерогацця, шлцфования и полирования.П р ц м с р 2. Берут тдтст,то жс здготову, ка и в примере 1, обертывают фольгоц, оторуто зяземляют. Паря:ттетры излучсция микротрона: ток пучка электронов 15 А, энергття электронов 12,5 МэВ. Рдзря; процсхолит спустя 10 с после цячяля обл чсция.П р и м е р 3. Заготовку (тяую жс, кдкв примерахи 2) перел об,ту тсцттс:, в отлцчцс от примеров 1 и 2 фольгой пе обертывдтот. Параметры излучения: ток путтса электротюв 5,чкЛ, этерцт пучка 12,5 МэВ. Рдзрял происхолцт спустя 40 с после нача.та облучения. т-стсз цсоторос рсмя (около 5 я) после этого проводят повторное облуцсттттс здготози, прц том же тос и;чя. Тспеть рязрял проттсхолттт уже приблизительно через 1 с после па гала облучеттия. Повторное облучение прцволит к более густс:, дртццс лрсвоццлцых лттций.П р и м е р 4. Злссь ттспользутот такие же условия облучения ц заготовку, кяи в примере 1; отличие лишь г, том, что величина эцергцц элсктроцог, состдвлялд 7 МэВ. Прц этом глубица залегания рисунд равна 37 тт.ттополцтттельттос усиление лскоративцого эффекта может быть;остигцуто за счет меха;тичсской обтястоткт облучеццьт:с зяготоо, я азато Г римере 1, я также ц тем босой цолсвстки готового изделия. В процессе формирования разряда образование кацяля существенным образом зав сцт от скорости релаксации механичес ких цяцряжеттий в лиэлектрике, на которую,в стото очередь, влияют такие факторы, как :скат:тсстсис лсфскты ц объеме и на по:-рхтости, объемное распределение микро;месс, наличие внутренних напряжении 6) и т. и присущие самой исходной заготовке.оэтом рисуцок каждого готового декоративного сцзлслия лаже при соттертценно оли. дковой технологии изготовления уникален, .; повторить абсолютно точно характер рисунка практтптесктт невозможно..".4, 33 о 11 зд. а 645 Тираж 4,7 1 ПО П.иси Государственного комн.ста СССР по дедаа наоврстсннй 113035, Москва Ж, Раушская наб., д, 4/5Годпнснос . нрь 1 : Тип. Харьк. фнл. пред. сПатент 11 ростота способа, короткая экспозиция (10 - 40 с) при получении рисунка, возможность конвейеризации процесса смены заготовок, исключение присущих лазерной технологии недостатков в сочетании с достоин ствами микротрона - высокими моноэнергетичностью и мощностью, компактностью, стабильностью и возможностью регулирования в широких пределах параметров пучка, относительно ,низкой потребляемой мощ О ностью - позволяют упростить технологию и ускорить процесс изготовления декоративных изделий, а также обеспечить возможность крупномасштабного и серийного гроизводства изделий. При всем этом обеспечивается возможность получения ориги.альиых и высокохудожественных изделий с древовидными рисунками внутри их объемов,формула изобретения 1. Способ изготовления декоративного изделия с рисунком внутри объема путем обработки заготовки из прозрачного диэлек трика кощентрированной лучистой энергией, о тл и ч а о щ и йс я тем, что, с целью г овышения производительности изготовления и художественных качеств изделия, заготовку обрабатывают пучком ускореных электронов до момента разряда ооразуОщегося в диэлектрике объемного заряда термолпзованных электронов, при этом размер заготовки в направлении падения пучка выбирают большим длины пробега электгюнов и диэлектрике.2. Способ по и. 1, отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью получения рисунка с повышенной плотностью линий, заготовку облучают неоднократно. причем поверхность сс. кроме плоскости падения пучка электроиоз. покрываот фольгой, которую перед облучением заготовки заземляют.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью варьирования глубины залегания и объема рисунка, облучение ведут при энергии пучка ускоренных электронов от 1,5 до 25 (Иэй.Способ по п, 1, отличающийся тем, что. с целью варьирования длительности облучения, облучение ведут при токе ияка электронов От 5 до 15 лкА,5. Способ по и, 1, отличающийся тем. ото пучок ускоренных электронов соз.ан 1 т посредством микротрона.6. Способ по и. 1, отличающийся т, м, что г качестве прозрачного диэлектрика:спользуОт Органческое стекло. 1:сточнпки информации, принятые во:. В 44 С 5/00, 1971.2. Оп 1 ОлпОваная заявка ФРГЛд 2458370, кл. В 44 С 122, 1976.