logo
Научно-исследовательская
производственная группа
производство полимеров
ультрафиолетового
отверждения
г.Н. Новгород, пр. Ленина, 88/4
ikonka mail Е-mail: service_nn@bk.ru
ikonka telefon Тел.: +7(831) 414-38-34

СПЕКТР - УФ-клей (клей ультрафиолетового отверждения)

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЯХ БЫСТРОГО ПРОТОТИПИРОВАНИЯ

Разнообразие товаров массового спроса, а также постоянно растущая в этом сегменте конкуренция, диктуют необходимость максимально быстрого и наименее затратного протекания стадии проектирования изделия. Разработчики товаров, начиная от упаковки и заканчивая автомобилями, имеют потребность в визуальной оценке внешнего вида будущего изделия, правильности его конфигурации, его собираемости с комплектующими деталями, оценкой возможности сбыта и прочими вопросами. При ответе на них на помощь все чаще и чаще приходят реальные модели (прототипы) изделия, максимально приближенные к своей компьютерной разработке.

На смену традиционным трудоемким, с низкой точностью и плохой повторяемостью при воспроизведении способам изготовления моделей (механическая обработка деревянной или пластмассовой заготовки (легкий металл) на оборудовании с ЧПУ) приходят так называемые технологии быстрого прототипирования — RP (RapidPrototyping).

Как правило, технология быстрого создания прототипов состоит из двух основных этапов:

1. получение математической трёхмерной (3D) модели изделия. Модели изделия в 3D формате могут быть построены с использованием CAD программ или введены в ПК с оригинала при помощи объемного сканера;

2. изготовление прототипа изделия одним из методов. После получения с помощью CAD-систем сеточной 3D-модели в STL (Stereolithography Text Language) — формате можно получить прототип разработанной 3D модели.

В данной статье мы бегло рассмотрим наиболее широко применяемые технологии быстрого прототипирования, и более детально изучим те из них, где находят применение полимеры, отверждаемые под действием ультрафиолетового излучения.

ТЕХНОЛОГИИ БЫСТРОГО ПРОТОТИПИРОВАНИЯ

Характерным отличием технологий быстрого прототипирования от методов классической механообработки является принцип добавления материала (механообработка в основном отделяет от заготовки лишний материал). Весь массив RP-технологий принято подразделять по типу расходных материалов на жидкие, порошкообразные и листовые твердотельные.

Процессы с жидкими расходными материалами подразделяются в свою очередь на процессы отверждения посредством контакта с лазером, отверждения электрозаряженных жидкостей или отверждения предварительно расплавленного материала.

Процессы с порошкообразными материалами осуществляют скрепление частиц под воздействием лазера или выборочного нанесения связующих компонентов.

Процессы с твердотельными листовыми материалами могут быть классифицированы по способу их соединения: лазером либо слоем адгезива.

Наиболее используемые технологии быстрого прототипирования:

lстереолитография - StereoLithography (SLA),

lотверждение на твердом основании - Solid Ground Curing (SGC);

lнанесениетермопластов - Fused Deposition Modelig (FDM),

lраспылениетермопластов - Ballistic Particle Manufacturing (BPM),

lлазерноеспеканиепорошков - Selective Laser Sintering (SLS),

lмоделирование при помощи склейки - Laminated Object Modeling (LOM).

Каждая из RP-технологий основана на определенном методе создания прототипа, имеет свои особенности и обладает определенными преимуществами и недостатками при решении конкретных задач.

Метод послойного синтеза наиболее распространен. С его помощью могут быть получены модели-прототипы практически неограниченной сложности. При этом математическая модель изделия должна передаваться в установки в виде STL файлов. Специальное математическое обеспечение установок разбивает модель на ряд плоских параллельных сечений (рис. 2), отстоящих друг от друга на малое (0,05-0,4 мм) расстояние, определяемое требованиями установки. При этом каждое сечение исполнено с внешним и внутренним контуром, а контуры могут быть различной сложности. Далее эти сечения последовательно воспроизводятся установками (как плоские объекты) из различных материалов: ламинированной бумаги, бумаги, фотополимера, полимерного или металлического порошка, полимерной нити, воска, специального силикатного песка. Последовательное соединение (наслоение) плоских объектов-сечений приводит к синтезу изделия-прототипа.

3D1

Технология стереолитографии StereoLithography (SLA). В основу процесса положено отвердение жидкого фоточувствительного полимера под действием экспонирования ультрафиолетового излучения (UV). В основном технология используется для получения прототипов с целью проверки конструкции и собираемости, а также мастер-моделей для последующего тиражирования в силиконовых формах. Используемые расходные материалы позволяют получать функциональные прототипы с различными физико-механическими свойствами, температурной стойкостью, прозрачностью и т.д.

Прототип создается на платформе, перемещающейся в направлении оси построения моделей (Z) и находящейся внутри ванны с жидким полимером. Ультрафиолетовое излучение вырабатывается гелиево-кадмиевым либо аргон-ионным неподвижным излучателем (лазерной пушкой) и позиционируется на поверхности полимера при помощи подвижного зеркала. Поглощение и рассеивание светового пучка происходит непосредственно вблизи поверхности, в результате чего образуются трехмерные пиксели (объемные элементы).

3D2

На основание (1), расположенное в ванне (3), наносится слой фотополимера (рис. 3). Луч лазера (2), управляемый компьютером установки, перемещается по программе данного сечения и засвечивает те участки слоя, где должен быть материал. На засвеченных участках происходит полимеризация (отверждение) фотополимера. Основание опускается и заливается следующим слоем полимера, который засвечивается, и таким же образом - все сечения. Толщина слоя и поверхность калибруются специальным скребком - ракелем. После отработки всех слоев полученная модель извлекается из ванны, доотверждается, зачищается и используется по назначению. Модельный ряд установок позволяет получать детали с габаритами 500 х 500 х 500 мм. Точность позиционирования лазера составляет +/- 0,25 мм.

В процессе получения прототипа используют поддержки (то есть внутренние или внешние «переборки»), которые создаются на стадии компьютерной обработки 3-мерного вида модели при помощи различных программ.
3D7

Преимущества технологии StereoLithography (SLA):

lвысокая точность печати;

lполная автоматизация установки;

lвысокая точность воспроизведения модели;

lострые края моделей заполняются полимером, что уменьшает склонность к расслоению;

lбольшая популярность этого процесса.

Недостатки технологии StereoLithography (SLA):

lдлительное время постобработки (16 и более часов);

lусадка полимера при отверждении приводит к деформациям формы поверхности, и уменьшает точность воспроизведения;

lхимическая токсичность полимера и чистящих ванну средств;

lиспользование ограниченного количества типов полимеров и их высокая стоимость;

lнеобходимость высокой технической подготовки персонала и затраты на обслуживание оборудования;

lнеобходимость наращивания специальных подпорок и переборок для получения нависающих элементов;

lнеобходимость ручного удаления подпорок и переборок после синтеза прототипа, что может привести к его порче;

lнеобходимость зачистки поверхности;

lхрупкость, поводка моделей с течением времени (стабильность - не более 1 месяца);

lжесткие требования к помещению, где размещена установка;

lиспользование дорогостоящего лазера, имеющего ограниченный ресурс работы.

Технология лазерного спекания - Selective Laser Sintering (SLS). В основе этой технологии лежит спекание мелкодисперсных частичек расходного материала под воздействием С02 лазера. Расходный материал (пудра) предварительно разогрет до температуры, близкой к температуре плавления материала (либо связующих элементов). Для данной методики нужны порошки мелкодисперсные, термопластичные, с хорошей вязкостью и быстро затвердевающие - например, полимеры, воск, нейлон, керамика, различные специальные пластики (в том числе стеклонаполненные), песок и металлическая пудра.

В результате применения технологии можно получить функциональные прототипы пластиковых деталей, песчаные формы и стержни для металлургии, модели для литья по выплавляемым моделям, а также металлические детали или фрагменты формообразующих элементов пресс-форм.

Данная технология используется в основном для получения единичных функциональных прототипов либо как альтернатива тиражированию в силиконовых формах для получения партии деталей в несколько десятков экземпляров.

3D3

Принцип действия установок схематично отражен на рис. 4.

Преимуществатехнологии Selective Laser Sintering (SLS):

lполученная модель обладает свойствами монолитного материала (например, упругостью пластмассы, жесткостью спеченного металла, жаростойкостью песка), что значительно расширяет сферу применения;

lнедорогие и нетоксичные материалы;

lиспользуется широкий спектр порошков: от литейного воска до полимеров для соединения сложных и/или крупных деталей;

lне нужно поддержки;

lнизкий уровень деформации моделей и напряжения;

lвозможность одновременного производства нескольких моделей в одной камере.

Недостаткитехнологии Selective Laser Sintering (SLS):

lвысокая шероховатость полученных моделей,

lпористость моделей,

lнеобходимость формирования первого слоя из подобного материала для снижения термических эффектов,

lвозможное изменение плотности моделей,

lизменение материала требует чистки всей камеры.

Технология отверждения на твердом основании Solid Ground Curing (SGC) - сложный, многошаговый процесс (см. рис. 5).

3D4

Компьютер разделяет модель на сечения (слои, поз. 1, рис. 5). Далее с помощью специального тонера на стеклянной пластине (2) создается изображение заданного слоя, образующее его «фотомаску» - фотошаблон. Вначале на поверхность стола, а далее (после построения очередного слоя) на образованный слой наносится и выравнивается тонкий слой смолы (фотополимера, поз. 4, рис. 5). Над этим слоем и над находящимся над ним фотошаблоном (2) включают свет ультрафиолетовой лампы (поз. 3, рис. 5). В результате того что лампа включается лишь на несколько секунд, отвердевает только тот слой смолы, фотомаска которого использовалась в данный момент. Неотвердевшая смола удаляется, полости заполняются расплавленным воском, который быстро затвердевает (поз. 5, рис. 5).

Созданный слой из отвердевшей смолы и воска выравнивают (фрезеруют) до нужной толщины (поз. 6, рис. 5). Далее деталь вновь подвергается воздействию ультрафиолетового излучения для окончательного формирования слоя. Затем процесс повторяется: создается фотошаблон для следующего слоя (поз. 1, рис. 5), по уже сформированному слою распределяется новый слой жидкой смолы, и т.д. Таким образом, количество фотошаблонов соответствует количеству формируемых слоев. Процесс идет в вакууме. Точность построения - 0,084 мм, скорость построения - 70 и 120 сек/слой, толщина слоя составляет 0,1-0,2 мм.

Преимущества технологии Solid Ground Curing (SGC):

lне нужна постпроцессная обработка;

lсложность модели влияет только на время ее полного изготовления и не влияет на скорость изготовления ее частей;

lдополнительное засвечивание уменьшает внутренние напряжения модели;

lпроцесс можно приостанавливать;

lв центре тяжести модель может быть утяжелена;

lне нужно подпорок при синтезе;

lможно создавать модель с движущимися составными частями;

lдефектные слои можно удалить, а после этого продолжить процесс;

lвозможность синтезирования нескольких деталей одновременно.

Недостатки технологии Solid Ground Curing (SGC):

lперегрев дорогого полимера увеличивает его вязкость и делает невозможным повторное использование,

lматериал токсичен и требует УФ излучения в специальной камере;

lбольшой вес установки,

lшум при работе установки,

lнеобходимость постоянного присутствия оператора,

lвозможность использования только нескольких материалов,

lнеобходимость удаления воска после синтеза модели.

Технология послойной заливки экструдируемым расплавом - Fused Deposition Modeling (FDM) - основана на послойной укладке разогретой полимерной нити (рис. 1, а) в соответствии с геометрией математической модели детали, разработанной в CAD системе. FDM процесс предусматривает протягивание обжимными роликами через экструдер диаметром менее 0,178 мм нити из стирол-бутадиен-акрилонитрила (СБА), поликарбоната, воска или эластомера. Нить при этом нагревается, переходит в полужидкое состояние и наносится на матрицу формируемого 3-мерного объекта в ходе построчного сканирования экструдером. Компоновочное вещество, осаждаясь на матрице объекта, при температуре окружающей среды быстро затвердевает.

3D5

Широкий набор основных цветов используемого материала (белый, синий, желтый, черный, красный и зеленый) позволяет моделировать изделие любого цвета.

Процессор FDM системы управляет перемещением головки экструдера по трем осям и регулирует температуру нагрева подаваемого материала. Особенность FDM системы - прецизионный нагрев материала до температуры, лишь незначительно превышающей температуру его затвердевания. Во многих FDM устройствах используется несколько бобин с различными по цвету или составу нитями, причем сменой бобин также управляет процессор. Время смены не превышает 1 мин.

Двойной экструдер (4) системы имеет два сопла (рис. 1, б). Одно сопло подает компоновочный материал с катушки (2), а другое - с катушки (3) легко удаляемый материал поддержки (например, воск), необходимый для формирования сложных составных объектов.

При работе установки математическая модель детали (1) передается в формате STL в специальное программное обеспечение ПК, под управлением которого работает установка FDM. Программа оптимально ориентирует модель, разбивает ее на горизонтальные сечения (слои) и рассчитывает пути перемещения головки, укладывающей нити. При необходимости автоматически генерируются опорные элементы (поддержка) для нависающих фрагментов модели.

Если для построения модели-прототипа использовалась поддержка, то после завершения процесса она легко отделяется от модели механическим способом или вымывается специальным водным раствором в ультразвуковой ванне.

Преимуществатехнологии Fused Deposition Modeling (FDM):

lлегкая перестраиваемость с материала на материал,

lсравнительно низкая стоимость затрат,

lвысокая производительность,

lточность - +/-127 мкм,

lминимальный контроль оператора,

lнетоксичность материалов,

lкомпактность установки,

lнизкие температуры переработки.

Недостатки процесса:

lналичие швов между слоями;

lнеобходимость постоянного движения головки экструдера для предотвращения ее засорения застывшим материалом;

lв определенных случаях в процессе изготовления модели необходимо создавать подпорки для поддержки свисающих частей;

lмалая сдвиговая прочность полученных моделей;

lувеличение длительности процесса для больших площадей;

lвозможные колебания температуры в течение цикла обработки, приводящие к расслоению модели.

Технология баллистического осаждения частиц - Ballistic Particle Manufacturing (ВРМ) по сути аналогична обычному процессу струйной печати. Реализуется она путем перемещения пьезоэлектрической головки, выбрасывающей на поверхность синтезируемой модели крошечные капли расплавленного нетоксичного цветного термопласта, закрепляющиеся на этой поверхности.

Для получения гладкой поверхности иногда применяется вторая нагревающая головка.

Формирование модели осуществляется послойно путем разбрызгивания по поверхности материала (это может быть и воск) капельками размером 50 мкм со скоростью 12 500 капель/сек.

Уровень формирует тонкий слой. Толщину слоя варьируют путем изменения скорости разбрызгивания.

При синтезе объекта с выступающими формами используется специальный связующий материал, который поддерживает их на стадиях формирования объекта, а затем легко удаляется с помощью растворителя. Достоинства ВРМ технологии - дешевизна, малые габариты ВРМ системы, относительно низкое энергопотребление, отсутствие необходимости системы вентиляции. Сейчас отмечается лишь один недостаток этой технологии - низкая производительность ВРМ систем.

Многоструйная технология жидкими фотополимерами - Objet's PolyJet photopolimer inkjet technology - предполагает использование установок, которые обеспечивают послойное напыление полимеров в соответствии со слоями, предлагаемыми ПК с 3D моделью в формате STL. Такая установка (рис. 2) имеет головку (1), в которой размещены сопла в количестве более полутора тысяч. Половина сопел может распылять специальный фотополимер, определенный как основной материал, а другая половина связана с картриджем, из которого к соплам подается материал поддержки.

3D6

Построение прототипа осуществляется на столе-основании (4), относительно которого в соответствии с направлениями X-Y может перемещаться головка с соплами. Каждый ход головки (при включенных для напыления соплах) определяет напыления слоя полимера толщиной 20 мкм, который тут же отверждается светом размещенной на головке ультрафиолетовой лампы. В соответствии с программой, определенной ПК для каждого слоя, происходит напыление как основного материала (2), так и материала поддержки (3). По мере напыления слоев стол с создаваемым прототипом смещается по оси Z.

В изготовленном прототипе материал поддержки удаляется водой.

Технология послойного формирования объемных моделей из листового материала - Laminated Object Manufacturing (LOM). Эта технология и установки для ее реализации используют CAD модель в виде STL файла. Данные поступают на управляющий компьютер LOM установки, где с помощью специального программного обеспечения из CAD модели создается набор сечений детали. Модель выращивается из рулонной ламинированной бумаги или другого материала. Толщина листов зависит от материала и изменяется от 50 до 500 мкм. В настоящее время показана возможность использования следующих материалов: бумага, пластик, керамика-композиты.

Процесс отражен на рис. 3. Бумага (9) с рулона (8) протягивается над платформой (6) в рабочую зону и горячим валиком (10) прикатывается к основанию или предыдущему слою бумаги (в обойме) (5), к которому и приклеивается. Затем луч (1) лазера (3), управляемый компьютером, прорезает в введенном слое бумаги контур (2) (рис. 3,б), повторяющий границу сечения модели.

Можно одновременно раскраивать более одного листа, однако точность метода при этом уменьшается. Ошибки, возникающие при синтезе объемного изделия, можно устранить путем удаления части слоев. Поле, расположенное вне контура сечения (внутри и снаружи), прорезается лазером на мелкие квадраты (4) для их последующего удаления.

Платформа (6) опускается на шаг, поступает новая порция материала, а отработанный участок бумаги свертывается в рулон (7). Далее процесс повторяется для следующих слоев: новый слой-скрепление-резка лучом лазера (рис. 3, в). Изготовление модели завершается ручным удалением ненужного материала. При необходимости поверхность зачищается и покрывается защитными лаками (рис. 4).

При синтезе объемной модели возможно наличие переборок-подпорок. В этом случае после окончания процесса требуется их удалить и тщательно контролировать влажность детали, чтобы избежать расслоения при чрезмерной просушке.

Преимущества LOM технологии:

lотсутствие физико-химических превращений при синтезе, минимальные усадка и деформации за счет минимального прогрева слоев;

lвозможность компенсации усадки за счет дополнительных слоев;

lне требует дополнительного подогрева материала;

lпри раскраивании лазерное излучение не воздействует на внутренние части материала;

lв большинстве случаев формирование модели может осуществляться без применения подпорок;

lбольшой выбор тонких листовых материалов по доступным ценам;

lбыстрое обучение персонала;

lнетоксичность материалов;

lминиатюрность установки и легкость в управлении;

lвозможность механической обработки изготовленных прототипов (сверление отверстий и проч.), склейки с другими частями для получения большего габарита модели;

lпростота эксплуатации.

Эти и другие преимущества обеспечили LOM технологии большую применимость. В частности, в машиностроении она может использоваться для изготовления:

lфункциональных прототипов деталей и изделий, подготавливаемых к производству; для контроля их компьютерной разработки, дизайна, функционального тестирования, представления на презентациях, изучения рынка;

lфункциональных прототипов деталей для образцов изделий на стадии опытно- конструкторской разработки;

lформ точного литья по выплавляемым моделям;

lформовочных моделей и комплектов для формовки в землю, гипс, эпоксидные смолы;

lстержневых ящиков;

lмоделей для вакуум-пленочной технологии литья в песчаные формы;

lмоделей для вакуумного и центробежного литья в силиконовые формы;

lформ для вакуумной формовки листовых пластмассовых материалов;

lформ для литья полиуретанов, силиконовых двухкомпонентных резин, компаундов;

lдеталей оформляющих поверхностей пресс-форм литья под давлением, изготавливаемых холодно-плазменным напылением;

lмоделей для копировально-фрезерных станков.

Кроме машиностроения LOM технология находит применение в архитектуре и искусстве - при макетировании зданий и сооружений, изготовлении скульптур, художественной мебели, рам для картин, театральной бутафории.

Недостатки LOM технологии:

lтрудность удаления отходов в случае неполного прорезания листа;

lвероятность повреждения сложноконтурных деталей при удалении отходов (обрезков);

lматериал поддержки может быть неудачно соединен с основным материалом модели;

lизменение свойств материала в направлении ламинирования;

lбольшие расходы материала;

lшероховатость поверхности;

lвозникновение трудностей при обработке синтезированной модели из-за возможности деламинации (расслоения);

lнеобходимость вентиляции, так как при пайке (склеивании) возможны испарения;

lнеобходимость защиты модели от влаги, например, покрытием лаком;

lотносительно невысокая точность;

lневозможность получения тонких (менее 1-1,5 мм) стенок и ребер.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В БЫТУ ОЧКОВ, ПОГЛОЩАЮЩИХ ИСКУССТВЕННЫЙ УЛЬТРАФИОЛЕТ

Сегодня уже ни для кого не секрет, что яркие солнечные лучи помимо красивого загара могут обеспечить человеку неудобства в виде повреждения глаз ультрафиолетом. Повреждается прежде всего незащищенная сетчатка глаза, которая наиболее уязвима для прямых солнечных лучей. Качественные солнцезащитные очки способны защитить глаза от провоцирующего развитие катаракты и дистрофии сетчатки ультрафиолета. Очки с фильтрами, защищающими глаза и от UVA, и от UVB-лучей, имеют пометку «UV400», что указывает на их способность фильтровать все УФ-лучи с длиной волны до 400 нм.

Однако, в современном мире опасность для здоровья человека может представлять не только ультрафиолет, поступающий к нам непосредственно от Солнца. Электронные устройства такие, как мобильные телефоны, компьютеры, энергосберегающие люминесцентные и светодиодные лампы также способны излучать ультрафиолет, причиняющий вред здоровью. В частности, эти устройства негативно влияют на естественную выработку мелатонина в организме, который является естественным гормоном, улучшающим сон. Эксперты в области сна считают, что искусственные источники ультрафиолета нарушают так называемый циркадный ритм - способность тела человека использовать ультрафиолетовые лучи, исходящие от солнца, для того, чтобы регулировать естественный сон и циклы бодрствования.

Очки для защиты от УФ излучения

На помощь людям, которые много времени проводят за компьютером, приходят разработчики специальных очков с желтыми линзами, способствующих поглощению искусственного ультрафиолета и снятию с глаз излишнего напряжения. Их нужно одеть за час до сна и заняться тем, что вы обычно делаете в это время. Исследования показали, что пользователи, носящие такие очки, в среднем спят на 24 минуты дольше, чем те, кто ими не пользуется.

ochki z

ТЕХНОЛОГИЯ ПОКРЫТИЯ САНТЕХНИКИ ПОЛИМЕРАМИ УФ-ОТВЕРЖДЕНИЯ

Замена ванны или другой сантехники из металла или фаянса — дело недешевое. Принято считать, что правильнее и экономичнее по общим расходам делать замену вместе с ремонтом всего помещения. Однако, могут возникнуть ситуации, когда сантехника требует реставрации прямо сейчас и на её замену нет средств.

Рассмотрим вариант, когда сама сантехника является предметом основательным, капитальным, только лишь в некоторых местах присутствуют следы коррозии и отслоившейся эмали.

В данном случае имеют право на реализацию два способа решения проблемы:

1. обновление лакокрасочного покрытия ванны своими руками;

2. реставрация с помощью установки вкладыша из акрила.

vklad1

Второй вариант уже давно известен и широко применяется во всем мире, однако, по стоимости реализации этот вариант сравним с приобретением и установкой новой ванны. Кроме того, для изготовления и монтажа акрилового вкладыша необходимы профессиональные навыки и специальное оборудование, что делает этот способ малопригодным к самостоятельному воплощению в жизнь — придется обращаться за помощью в специализированные компании.

Что касается варианта под номером один «Обновление лакокрасочного покрытия ванны своими руками», то здесь известны три способа:

1. Эмаль на основе эпоксидной смолы

2. Эмаль на основе акриловой смолы

3. Эмаль на основе УФ-отверждаемых полимеров

Первые два способа в этой статье подробно рассматривать не будем. Скажем лишь, что в мире реставрируют сантехнику этими способами уже более 20 лет. Самое главное, о чем нужно помнить — это:

1. мастер должен знать основы техники безопасности при работе с летучими агрессивными веществами;

2. эпоксидные и акриловые смолы необходимо наносить при открытых окнах преимущественно летом, соответственно, в доме в течение недели никого не должно быть;

3. работать необходимо в специальном респираторе с патроном-поглотителем органики (в гражданском или военном противогазе), в прорезиненном или клеёнчатом фартуке и в резиновых перчатках;

4. необходимо внимательно изучить технологию приготовления и нанесения смол;

5. необходимо уметь перед нанесением качественно очистить: создать на поверхности сантехнического изделия шероховатость для лучшей адгезии, обеспылить и обезжирить поверхность.

Принципиальное отличие реставрации сантехнических изделий с помощью полимеров, отверждаемых под действием ультрафиолета, от нанесения эпоксидной и акриловой смол заключается в том, что при работе с УФ-полимерами не требуется специальных средств для защиты от летучих агрессивных веществ, хотя работать лучше всего в резиновых перчатках и очках, обеспечивающих защиту глаз от ультрафиолета. Также при работе с УФ-полимерами не придется тратить силы и нервы на приготовление компаунда — УФ-полимеры — это односоставные жидкости. Кроме того, время получения конечного покрытия будет сводиться к времени УФ-сушки эмали (несколько минут). После окончательного отверждения УФ-эмали сантехническим изделием можно будет пользоваться практически сразу.

Правила подготовки поверхности к нанесению УФ-полимера в качестве эмали такие же, как для эпоксидной и акриловой эмалей. Необходимо зачистить, обезжирить изопропиловым спиртом и высушить поверхность сантехнического изделия. Затем необходимо нанести на поверхность прозрачный УФ-полимер в качестве грунтовочного слоя. Толщина слоя должна быть 0,5 мм. Липкость грунтовочного слоя обеспечит хорошую адгезию последующего слоя. После засветки первого слоя УФ-лампой в течение требуемого для отверждения времени необходимо нанести второй слой УФ-полимера. Также делаем засветку УФ-лампой.

Второй слой УФ-полимера уже может содержать пигменты-красители. Необходимо помнить о том, что пигментов-красителей в составе УФ-полимера не должно быть слишком много, чтобы не снизить способность полимера к УФ-отверждению. Финишный слой покрытия принято также делать прозрачным, чтобы обеспечить поверхности изделия красивый глянец. Остаточную липкость необходимо удалить салфеткой, смоченной в изопропиловом спирте.

Современные полимеры ультрафиолетового отверждения позволяют эффективно и с низкой трудоемкостью делать заливку кратеров и ямок на поверхности сантехнического изделия. В этом случае требуется немного увеличить время засветки УФ-лампой места заливки.

Плоскость, содержащую источники УФ-излучения лучше всего держать максимально параллельно облучаемой поверхности на расстоянии 4-5 см.

Рекомендуемая длина волны УФ-ламп — 365, 395нм. Чем толще слой отверждаемого полимера, тем больше должно быть значение длины волны.

По аналогичной технологии возможно производство покрытий эксклюзивной сантехники из дерева, пластика и металла. Поверхность, покрытая уф-полимерами обладает свойствами акрилового стекла, обеспечивая красивый внешний вид и износостойкое покрытие.


rakovina

МЕТОДИКА РАБОТЫ С ЮВЕЛИРНОЙ ЭМАЛЬЮ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ

Многим ценителям ювелирных изделий, бижутерии и сувениров хочется иметь у себя в коллекции эксклюзивные изделия высокого качества, а производители таких изделий мечтают о легко и быстро обрабатываемых материалах, которые легко шлифуются и полируются, и, к тому же, придают всему изделию высокую степень износостойкости.

uvemal

Покрытие ювелирного изделия УФ-отверждаемой эмалью — это тот метод, который в этом случае способен оправдать ожидания как покупателей, так и производителей изысканного драгоценного декора.

Эмалями принято называть стекловидные покрытия нанесенные на металлическую или стеклянную поверхность.

Различают холодные (полимерные), и горячие эмали.

Горячие эмали производятся в основном из кремниевых стекол и требуют высокотемпературного воздействия (600-900°С).

uvemal2

Из холодных (полимерных) эмалей широкое распространение получили двухкомпонентные эпоксидные покрытия. Именно их чаще всего используют художники-ювелиры путем нанесения на поверхности цветных и драгоценных металлов. После нанесения смесь прочно закрепляется при комнатной температуре в течение 48 часов. В конечном итоге эмаль выглядит, как керамическое покрытие. Для получения различных оттенков и цветов эмали различного цвета могут смешиваться.

Однако, с недавнего времени все большим спросом начинают пользоваться УФ-отверждаемые (фотоотверждаемые, светоотверждаемые) холодные эмали. Обычно это смесь диметакрилатов, неорганических наполнителей (керамики), инициаторов фотополимеризации, стабилизаторов (чтобы наполнитель не выпадал в осадок) и пигментов. То есть этот УФ-отверждаемый полимер, сродни тому, что используется в светоотверждаемых пломбах, светоотверждаемом клее или, скажем, для выращивания трехмерных моделей на печатающих 3D-установках. Основа этого полимера также служит основой для изготовления обычного оргстекла (полиметилметакрилата). УФ-отверждаемые эмали просты и технологичны в применении, практически не требуют оборудования и специфической подготовки поверхности изделия, отлично закладываются на любые сплавы не только золота, но даже и не неметаллические поверхности. Они пластичны и редко скалываются, обладают хорошей ремонтопригодностью. Появившиеся дефекты и сколы таких покрытий достаточно легко устранить. Сроки обучения технике закладки УФ-отверждаемых эмалей исчисляются днями, профессиональные навыки у начинающего мастера появляются весьма быстро.

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ С УФ-ЭМАЛЯМИ

Природа УФ-отверждаемых полимеров (эмалей) примерно одинакова: все они полимеризуются под воздействием УФ-излучения. Но, в зависимости от свойств фотоинициатора и длины волны УФ-излучения, скорость полимеризации может быть от нескольких часов до нескольких минут или даже секунд.

Лучше всего эмали хранить в охлажденном состоянии в оригинальных контейнерах.

Помимо абсолютно прозрачных эмалей, под которыми может читаться рисунок, есть эмали цветные. Они получаются при добавлении в прозрачную эмаль наполнителей или пигментов. Следует помнить, что, если эмали долгое время бездействуют, то наполнитель осаживается на дно емкости с эмалью, поэтому нужно всегда перемешивать. При перемешивании нужно избегать замешивания пузырьков воздуха.

Для смешивания больших количеств эмалей контейнеры помещают в ванну с горячей водой, их осторожно взбалтывают, эмали перемешивают с помощью мешалки, так что бы избежать замешивания воздушных пузырьков. Толщина отверждаемого слоя эмали от 0,1 мм, до 1 мм.

Эмали могут быть удалены с изделия только механическим путем, либо путем сжигания.

Для лучшей сцепки эмали с изделием на последнем должно быть не гладкое дно, а шероховатость, в этом случае возможности сдвигов эмали будут минимизированы.

Если изделие, на которую должна наноситься эмаль, металлическое, то поверхность металла должна быть сухая и чистая, без жира или масла, если требуется, покрытая родием заблаговременно. Пыль и влага ухудшают рабочие свойства УФ-эмалей. Для наведения глянца необходимо отполировать затвердевшую поверхность или проводить отверждение эмали в глицерине.

Для получения различных форм (имитаций не ограненных камней, бусинок) можно отливать УФ-эмаль в прозрачную силиконовую форму. При этом необходимо обращать внимание на толщину отверждаемого слоя эмали: рекомендуется послойная отливка изделия.

Порядок нанесения эмалей:

• Очистка поверхности от жира и пыли электролитическим путем или с помощью ацетона.

• Нанесение небольшого количества эмали на стеклянную плиту для перемешивания. Нагрев плиты для перемешивания до 70-80°С. Для этого можно использовать нагреваемую плитку.

• Удаление пузырьков и частичек пыли с помощью иглообразной штанги. Для их выявления можно использовать увеличительные стекла.

• Нанесение тонкого слоя связующего состава, с использованием одноразовой щетки (необходимо дождаться пока связующий состав высохнет. Для этого потребуется примерно 5 минут). После нанесения связующего состава на этом месте нужно провести всю дальнейшую работу в течение одного часа, после этого времени реагирующая способность связующего состава снижается.

• Нанесение подходящего количества эмали с помощью шпателя. Проверка эмали на наличие пузырьков и включений.

• Отверждение эмали в течении 10 секунд с использованием источника УФ-излучения (лампы, фонаря или прожектора). После нанесения слоя эмали на рабочую поверхность, последующие слои могут наноситься без применения связующего состава. После отверждения эмали, последующий слой будет формироваться на ее поверхности. При послойном нанесении эмали необходимо избегать соприкосновений с промежуточными слоями. Каждый промежуточный слой должен быт отвержден в течение не менее 10 секунд с использованием источника УФ-излучения. Круглые фрагменты (кольца) должны отверждаться как минимум в трех разных положениях, в каждом по 20 секунд.

При нанесении эмали на рабочую поверхность необходимо учитывать возможность появления незначительной усадки. Следует наносить эмали немного больше, чем нужно, слегка перенаполняя полости.

После окончания работы с эмалями инструменты и плита для перемешивания требуют протирки спиртом и промывки в воде с мылом.

Удалить отвердевший фрагмент эмали можно путем срезания или сжигания. Если эмаль не отвердела до конца, то удалить ее можно спиртом.

Отвержденные эмали в дальнейшем могут подвергаться шлифовке, полировке, обработке в пескоструйной машине, или на токарном станке. Ручной гравировки на эмалях лучше избегать, а машинная гравировка возможна только при высоких разрешающих способностях оборудования.

Полностью покрытые эмалью металлические изделия или изделия с эмалевыми вставками могут быть использованы для нанесения покрытий электролитическим путем, без ограничений. Алкалиновые, цианидные или кислые ванны не влияют на насыщенность цвета эмалей. Не следует подвергать нагреву свыше 100°С законченные эмалевые фрагменты.

Изготовление вставок из ювелирных эмалей УФ-отверждения возможно на любом этапе. Для этого необходимо отшлифовать или отфрезеровать отвердевшие эмали, промыть их в воде и хорошо высушить. В данном случае, нанесение эмали УФ-отверждения на поверхность не потребует применения связующего вещества.

Ювелирные эмали УФ-отверждения могут быть также использованы для реставрации эмалей и декоративного стекла. Обеспечение долговечной связки при этом может быть достигнуто применением связующего состава - праймера. Поверхность должна быть сухая, чистая и обезжиренная, заблаговременно обработанная с помощью ацетона. Предпочтительно огрубить поверхность с помощью пескоструйного оборудования или отшлифовать.

Ювелирные УФ-эмали могут наноситься на органические поверхности, такие как дерево, если поверхность деревянного изделия твердая и не пластичная. Деревянные изделия должны быть полностью высушены, финишная обработка должна осуществляться непосредственно перед нанесением эмалей. Перед нанесением связующего состава поверхность должна быть обезжирена при помощи ацетона, поскольку древесина обычно содержит масла и смолу. На деревянных поверхностях так же рекомендуется предварительное нанесение поднутрений. Необходимо помнить, что любая древесина гигроскопична, что приводит к увеличению объема изделия во влажном состоянии и уменьшению объема в сухом состоянии.

Итак, ювелирная эмаль УФ-отверждения представляет собой прозрачный УФ-полимер, который затвердевает под воздействием ультрафиолетовых лучей.

Он однокомпонентный и не требует смешивания с отвердителем или чем-либо еще (за исключением дополнительных пигментов — красителей, которые можно добавлять в эмаль для получения различных оттенков).

Время экспонирования зависит от толщины нанесенного слоя, количества добавленного пигмента и может составлять 10 сек - 10 мин.

В отличие от 2-компонентных эпоксидных смол, ультрафиолетовые эмали не требуют длительной выдержки для затвердения, предоставляют возможность наносить достаточно тонкие слои, дают очень чистый, прозрачный цвет и обладают выдающимися свойствами по качеству и твердости.

Если дизайн изделия предполагает тонкую декоративную работу, то работать с более низковязкой консистенцией будет проще. Для получения более текучего состава необходимо нагреть густой УФ-полимер феном в течение нескольких минут.

Перед нанесением следует обязательно обезжиривать поверхность и удалять пыль.

При смешивании УФ-эмали с пигментами следует помнить о том, что слишком большое количество пигмента может сделать полное отверждение эмали невозможным.

Для сдерживания смолы и предупреждения ее растекания за предусмотренные границы следует устанавливать временные бортики.

Первый базовый слой эмали должен быть тонким и прозрачным. Последующие слои могут быть пигментированными. Каждый слой необходимо экспонировать УФ-лампой отдельно.

Работать следует осторожно и медленно, чтобы избежать образования пузырьков. Если они появились, следует нагреть поверхность эмали перед экспонированием - пузырьки с поверхности должны исчезнуть.

Если эмаль нагреть заранее, то это поможет предупредить образование пузырьков, но консистенция эмали станет более жидкой.

При добавлении слоев поверх уже затвердевших, не следует забывать выдерживать их под ультрафиолетом до тех пор, пока не будет достигнут нужный объем, высота и толщина.
uvemal3

ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ УФ-ОТВЕРЖДЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ДЕКОРАТИВНЫХ СТЕКЛЯННЫХ ПАНЕЛЕЙ (СКИНАЛИ, ПОСТЕРЫ)

Технология изготовления декоративных панелей с нанесенным на них напечатанным фотоизображением (скинали) - одна из наиболее перспективных сфер применения современных полимеров ультрафиолетового отверждения. Особую актуальность полимеры УФ-отверждения имеют при склейке стекла со специальной синтетической бумагой, на которой напечатано фотоизображение. Изготовленные по такой технологии скинали применяются для декора интерьера как в жилых, так и в общественных помещениях. В домашнем интерьере скинали часто используют в качестве кухонного фартука и делают вставки в двери шкафов-купе и другой мебели. Часто из таких панелей делают столешницы для кухонных и журнальных столов.

скинали2

Самым распространенным материалом, который используется для основы скинали является стекло. Хотя параметры стоимости изготовления, прочности, долговечности, внешнего вида и места эксплуатации могут продиктовать применение ПВХ-пластика, МДФ, металла и других материалов.

Для изготовления скинали может быть использовано 3 вида стекла:
1. Обычное (сырое) стекло. Панели из обычного стекла не подходят для использования в качестве кухонных фартуков, шкафов-купе и столешниц, т.к. такое стекло легко повредить и это может быть опасно. К тому же обычное стекло со временем оплывает, что приводит к появлению зазоров и скоплению влаги и пыли, что ухудшает внешний вид панели.
2. Закаленное стекло. Закаленное стекло намного прочнее обычного и может выдерживать перепады температуры, что немаловажно при использовании панелей в качестве кухонного фартука возле плиты.
3. Триплекс — многослойное прочное стекло. Такие стекла используются в автомобилях.
Максимальный размер стекла используемого для панелей - 3200-1000 мм, но желательно использовать листы до 2,5 метров в длину, т.к. длинное стекло легко повредить во время транспортировки или монтажа. Если нужно сделать панель из стекла большего размера, то её делают составной из нескольких листов. Толщина стекла может быть разной. В зависимости от типа используемого стекла, может отличатся и технология изготовления панели, а точнее, способ переноса изображения.

Изображение на стеклянную основу скинали может наносится разными способами: широкоформатная фотопечать на специальной синтетической бумаге, прямая печать на основном материале, матирование стекла, художественная роспись красками.

Самым популярным способом нанесения изображений является широкоформатная фотопечать. Печать может производиться двумя способами: печать на пленке с последующим наклеиванием и прямая печать.

1. Печать на пленке (синтетической бумаге) и «накатка» на основу. Это самый распространенный и дешевый способ нанесения изображения на панель.

2. Прямая УФ-печать на поверхности материала. При использовании прямой печати изображение сразу печатается на стекле.

Описание технологического процесса производства декоративного стекла с полноцветным изображением фотографического качества с использованием полимеров УФ-отверждения

В настоящее время стремительно набирает популярность организация технологических линий по производству интерьерной печати с использованием стекла, синтетической бумаги, красителей (чернил) на водной основе, полимеров УФ-отверждения и оборудования для УФ-сушки. Эти технологические линии позволяют получать насыщенные фотореалистичные изображения, сохраняя при этом тончайшие цветовые оттенки, полутона и переходы. Конечное изделие приобретает привлекательный красочный внешний вид.

Вслед за выбором, подготовкой и обработкой файла с нужным фотоизображением следует этап печати изображения на синтетической бумаге с последующей обычной сушкой.

Напечатанное изображение размещают на ламинаторе и наносят полимер УФ-отверждения. При нанесении полимера обычно используют валик и резиновые защитные перчатки. Норма нанесения полимера — 50-60 г на кв.м поверхности.

Промытое и обезжиренное стекло укладывают на ламинатор поверх синтетической бумаги с нанесённым УФ-полимером.
lm 4

С помощью холодного ламинатора удаляют пузырьки воздуха и готовят изделие к полимеризации. После удаления излишков полимера производят засветку изделия лучами ультрафиолета в течение 5 минут.

Необходимо отметить, что в настоящее время панели для УФ-засветки декоративных изделий из стекла все чаще производятся из ультрафиолетовых светодиодов, которые в отличие от люминесцентных УФ-ламп являются более надежными, долговечными, обеспечивают необходимую плотность светового потока.

Перед отправкой готовой скинали клиенту производят обрезку излишков синтетической бумаги, мойку и упаковку.

Научно-исследовательская производственная группа «СПЕКТР» для применения в технологии УФ-склейки стекла и синтетической бумаги разработала полимеры:

УФ-полимер BC-150 "Premium"

УФ-полимер B240 "Premium"

В качестве основы панели могут использоваться силикатное стекло, акриловое стекло, поликарбонат.

Материалы, разработанные компанией СПЕКТР, позволяют получать на выходе высококачественные изделия с низкой себестоимостью (порядка 150-200 руб за кв.м), что может обеспечить компании-изготовителю скинали существенные конкурентные преимущества.

Видеоотзывы

videootzyvy dekor forma
fon
videootzyvy videootzyvy videootzyvy
knopka smotret vse otzyvy
Задать вопрос