Способ изготовления глобусов из термопластичного листового материала

Союз СоветсиикСоцнапистичесникРеспубпии СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 61) Дополнительное к авт, санд-ву - 22) Заявлено 05. 03. 80 (21) 2889 080/23-05 3 Кл.. Опублнков аретвеный кените СССР ДК 678.027 С 088.8)ко делам кзфбретеикЯ к открытий) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЛОБУСОВ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА Изобретение относится к созданию . наглядных пособий, в частности к производству глобусов из термоплас" тичного листового материала.Существующие способы изготовления пластмассовых глобусов заключа" ются в раздельном Формовании северно го и южного полушарий из листового термопластичного материала с заранее отпечатанным картографическим изобра жением и соединении отформованных . полушарий. Если полушария сделаны из тонкой пленки, не обеспечивающей достаточной жидкости, то их насаживают на жесткий шар-основу,Известен способ изготовления гло бусов, в котором полушария формуют обжатием на полусферической форме разрезанной особым образом заготовки с картографическим изображением Г 13.Однако данный способ не обеспе" чивает получение качественных изде" лий, так как при обжиме разрезной 2заготовкив ходе сворачивания ее"лепестков" в полушарие) происходитих частичное налезание друг на друга,приводящее к несовмещению изображения в этих местах. Наличие швов ф соединения ухудшает также внешнийвид глобуса.Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовленияглобусов из термопластичного листового материала, включающий нанесение на листовой материал картографического изображения, закреплениематериала по краям изображения, Формование полушария, обрезку плоских 1кромок материала и последующую сборку глобуса из двух полушарий, формование полушарий в данном способеосуществляют путем,пневмо- или вакуумной вытяжки нагретого листа в матрицу полусферической формы 21.Данный способ позволяет получить цельновытянутые полушария, ноне обеспечивает равномерное растя"164репление листа пленки 3 по краям изображения осуществляется йа столе надотверстием при помощи зажимного кольца ч, укрепленного на шарнире 5. Зажим осуществляется замками 6.Пуансон показан на фиг.3 в крайнем верхнем положении после завершения вытяжки, а пунктиром - в исходном положение, когда верх пуансона на 30-ч 0 мм ниже уровня пленки,Толщина пуансона порядка 5-6 мм обеспечивает ему минимальную теплоемкость при достаточной прочности, Усилие, необходимое для вытяжки пленкитолщиной 0,Й мм, нагретой до 82равно 32 кг при диаметре плоскогокартографического изображения 319 мм,или 1,3 г/см . Поверхность пуансонаполированная, цто обеспецивает равномерное скольжение пленки по егоповерхности в процессе формования.Вокруг точки пересечения вертикальной оси с поверхностью пуансона на площади диаметром 15 мм дляФиксации пленки в начале вытяжкиэпоксидной смолой наклеен электрокорунд с зернистостью 12 П, а дляоблегчения снятия готового полушария сделано в центре сквозноеотверстие 7, через которое поступаетвоздух под полушарие.Внутри пуансона на поддоне 8размещен злектронагревательный злемент 9показан только каркас), укрепленный на изоляторах 10,Подбор нужной температуры пуан. сона может быть осуществлен при помощи автоматического регулирующегоустройства, поддерживающего установленный режим, а в простейшем варианте - регулированием напряжения, подаваемого на нагреватель,Подъем и опускание пуансона осуществляется механизмом с регулируемой скоростью. В данном примере этоподъемный винт 11, червячная передача 12 и реверсионный двигательс регулируемым числом оборотовнепоказан). После того, как скоростьподъема пуансона подобрана, она больше не изменяется до смены сорта пленки. Предотвращение проворачиванияпуансона вокруг оси врацения винтаобеспечено скользящим в отверстии неподвижнбй опоры 13 штоком 11. Начало.рабочего подъема обеспечивается термоэлектрическим датчиком по достижении заданной температуры,а отпускание - по остывании пуансона до 15 Э 9275жение нагретого материала, так каклист в свободном пространстве растягивается неодинаково из-за неоднородного влияния внутренних напряжений, освобождающихся сразу наБвсей площади Оормуемого листа приего нагревании, цто приводит к искажению изображения.Целью изобретения является повышенИе качества изделий за счет обес опечения тоцного положения картографического изображения на глобусе,Это достигается тем, цто в спосо-,бе изготовления глобусов из термопластичного листового материала, 35включающем нанесение на листовой материал картографицеского изображения, закрепление материала по краямизображения, Формование полушария,об 1 эезку плоских кромок материала ипоследующую сборку глобуса из двухполушарий, формование полушария осуществляют пуансоном полусферическойФормы, нагретым до температуры размягчения материала, причем передФормованием осуществляют Фиксирование материала на пуансоне в точкепересечения вертикальной оси с полусферой,.На фиг, 1 приведен исходный листтермопластичной пленки с заранее отпечатаннцм картографическим изображением (показана только геогрдфическая сетка); на фиг, 2 - отформованное полушарие с необрезаннымиплоскими кромками; на Фиг, 3 - уст 3ройство для осуществления способа(возможный вариант вцполнения), видсбоку; на Фиг. 4 - то же, вид сверху.П р и м е р, Проводят формова 4 Оние полушарий диаметром 319 мм изтермопластичной непоозоачной пленкипласткарт (ТУ-05-1850-78), имеющей температуру размягчения 65 оС,температуру плавления 160 С, толщину 0,35 0,05 мм, матированную лицеффвую сторону и глянцевую - оборотнуюсторону. Картографическое изображение наносят на лицевую сторону. Лучшую вытяжку полушария получают принагреве пуансона до 82 С и скоростиего равномерного перемещения М мм/мин.Предлагаемый способ осуществляютна устройстве, показанном на фиг. 3и Фиг.ч.Устройство представляет собойстол 1, в котором сделано круглоеотверстие для прохождения пуансона,выполненного в виде полусферы 2. Зактемпература пуансона и скорость его продвижения ) устанавливается опытным путем, так как он зависит от целого ряда свойств конкретного термопластичного материала, как толщина,скорость и степень размягчения приопределенной температуре, теплопро-водность, сопротивление растяжениюв нагретом состоянии и других факторов не связанных единой функциональной зависимостью. Выбранный режим постоянный только для принятого типа материала.Необходимую для формования эластичность термопластичные материалы получают при их нагревании не ниже температуры размягчения. При нагревании выше температуры плавления они переходят в вязко-текучее состояние и становятся не пригодными в качестве носителей картографического изображения. Этим определяется диапазон изменения рабочих температур пуансона,Для изготовления глобусов целесообразно использовать пленки толщиной от 0,3 до 3,0 мм. Более тонкие пленки при растяжении в 1,5 раза рвутся. Более толстые пленки использовать нерационально, так как это не нужно для обеспечения необходимой жесткости глобусов.Для термопластичных материалов толщиной от 0,3 до 3,0 мм рабочая скорость перемещения пуансона подби- рается в интервале 20-80 мм/мин. Снижение скорости делает способ непроизводительным. При скорости выше 80 мм/мин времени прогревания пленки становится недостаточно для ее размягчения в местах формования. Отступление от оптимального соотношения температуры и скорости перемещения пуансона нарушает равномерность вытяжки, следовательно снижает точность получения картографического изображения, что наиболее наглядно проявляется в различии расстояний между параллелями,формула изобретения Способ изготовления глобусов из термопластичного листового материала, включающий нанесение на листовой материал картографического изображения, закрепление материала по краям изображения, формование полушария, об 5 927516 50 оС, что ниже температуры размягцения. Охлаждение пуансона осуществляется под вентилятором,Изготовление глобуса на описанном устройстве осуществляется следующим 5 образом.Термопластичный лист с картографическим изображением зажимают по краям изображения кольцами. Затем поднимают нагретый пуансон 2 и фор муют полушарие. После охлаждения пуансона производят снятие полушария. Таким образом формуют и второе полушарие после чего обрезают плоские кромки и собирают глобус из двух по лушарий.Применение способа вытяжки полушарий глобуса из цельного листа термопластицной пленки с заранее отпечатанным изображением при помощи на гретого пуансона позволяет получать глобусы высокого качества за счет обеспецения точного положения карто-. графического изображения, чем вытяжкой нагретого листа под действием 25 пневмо- или вакуумпрессования, так как Формование осуществляется под постоянным давлением нагретого полусферического пуансона, при этом листдополнительно зафиксирован на 30пуансоне, Постоянство давления обеспечивается равномерным перемещениемпуансона 1,или формуемого материала)в направлении, перпендикулярном плос".кости кольцевого зажима, Последова- зтельное размягчение и вытяжка термо"пластичного материала происходят на участке непосредственного кон"такта пуансона с термопластицнымматериалом и в близлежащей области 4 она расстоянии порядка 5-7 мм в зависимости от теплопооводности формуемого материала. Этим создаются условия для умейьшения отрицательного влияния освобождающихся внутренних напряжений термопластичного материала на равномерность его вытяжки.Необходимое для вытяжки полушария размягчение термопластичного мате-. риала обеспечивается его нагреванием от пуансона, имеющего температуру в . интервале между температурами размягчения и плавления формуемого ма" териала.Необходимым условием обеспечения равномерности вытяжки полушария является согласование скорости переме" щения пуансона с температурой его нагревания. Рабочий режим формованиярезку плоских кромок материала ипоследующую сборку глобуса из двухполушарий, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качества изделий за счет обеспечения точного положения картографическогоизображения на глобусе, формованиеполушария осуществляют пуансоном полусферической формы, нагретым до температуры размягчения материала, при 927516 8,чем перед формованием осуществляютфиксирование материала на пуансоне, в точке пересечения вертикальной осис полусферой.Источники информации,принятые во внимание. при экспертизе1, Патент США ь 2877540,кл. 29-60 Й, 1959,2. Патент США У 3225 Щ,кл. 31-65, 1965 (прототип) .927516 Составитель И. Фроловаедактор Л. Авраменко Техред Е.Харитончик Корректор М. Кост дписное Филиал ППП нПатент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3 3091/19 Тира ВНИИПИ Государственно. по делам изобретени 113035, Москва, Ж, 67.3 Поо комитета СССРи открытийРаушская наб., д, 4/5