Спосіб отримання матриці, матриця та спосіб отримання микроструктурного рельєфу светорассеивающей панелі з її використанням

 

Винахід відноситься до області електротехніки, більш конкретно до способів виготовлення світильників загального застосування, що використовують "точкові" джерела світла переважно великої яскравості, зокрема світлодіодні, і забезпечують рівномірний розподіл світлового потоку на освітлюваної площі.

В існуючих в даний час світильниках, в яких в якості джерела світла використовують лампи розжарювання або люмінесцентні лампи, світлорозсіювальні панелі (плафони) виконані зазвичай з молочного (опалового) або матового скла, а також з прозорого або опалового скла, має призматичну або іншого виду структуру.

Ефект розсіювання світла досягається за рахунок глушіння скла в масі сполуками фтору та фосфору (молочні скла) або деформацією поверхні виробів з прозорого скла, наприклад, матуванням, утворенням на поверхні при формуванні нерівностей невизначеної форми, зривом поверхневого шару скла.

Матоване плоске і об'ємне скло виготовляють шляхом абразивної обробки поверхні скла за допомогою піскоструминного апарата, в який одночасно подається пісок і стиснене повітря (Заявка на винахід UA 94033247/0�даряясь про поверхню скла, порушують її цілісність і утворюють каверни-виїмки, які, діючи подібно лінзам, розсіюють світло.

Відомий спосіб виготовлення листового профільованого скла шляхом подачі скломаси у ванну на поверхні розплавленого металу, формування стрічки і подальшого формування профілю з допомогою охолоджуваного профільованого валка, розташованого поперек стрічки скла, формування профілю здійснюють парою валків, розташованих над і під стрічкою скла, причому останній встановлюють вище рівня розплаву металу. Спосіб дозволяє отримати високоякісне конструктивне та декоративне візерункове скло з вогненно-полірованими поверхнями і з профілем поперечного перетину, що забезпечує підвищену міцність (С03В 18/02. Патент на винахід UA 1443351 A1, опубл. 27.07.1995. «Спосіб виготовлення листового профільованого скла»).

Більш перспективним є використання в якості матеріалу светорассеивающей панелі замість скла оптично прозорих полімерів, наприклад поліметилметакрилату або полікарбонату, що дозволяє зменшити вагу світильника, підвищити ступінь його травмобезопасності. Крім того, застосування таких матеріалів дозволяє отримати велику раЋх полімерів дозволяє підвищити к.к.д. світильника за рахунок більшого коефіцієнта пропускання виготовленої з них светорассеивающей панелі. При цьому виникає необхідність отримання на панелях з такого матеріалу ефекту світлорозсіювання, що особливо актуально при використанні «точкових» джерел світла великий яскравості на базі потужних світлодіодів широкого спектру випромінювання.

Відомий спосіб отримання рифленої поверхні листів полімерів, коли при формуванні полімерної маси використовують механічний вплив на її поверхню, застосовуючи, наприклад, для цієї мети вальці (B29D 7/01, В29В 7/56, В29К 27/06. Патент на винахід UA 2250165 C2, опубл. 20.04.2005. «Пристрій вальців для виготовлення полімерних рифлених листів»). Пристрій вальців містить валки з обігрівом і регулюванням зазору між ними. Валки мають рифлений профіль формуючих поверхонь у вигляді опуклих і увігнутих кривих. Формоутворювальна поверхню валків виконана у вигляді параболічних кривих за формою з різною кривизною для виступів і западин. Винахід забезпечує більшу деформаційну здатність і рівномірність розподілу розплаву полімеру.

Відомий спосіб отримання рифленої поверхні экструдируемих листів полімеру, коли використовувана�адишами, утворюють між собою формуючу щілину, що сполучається з проточним каналом, при цьому формующая щілина має рівне поперечний переріз по всій ширині у вигляді синусоїдальної кривої (В29С 47/14. Патент на винахід UA 2203184 C1, опубл. 27.04.2003. «Екструзійна головка для виготовлення полімерних рифлених листів»).

Недоліком цих способів є те, що вони дозволяють отримати рельєф з досить великими розмірами.

Найбільш близьким за заявленою сутності і взятим за прототип є спосіб ротаційного тиснення, при якому рельєф на поверхні листа полімеру формують, прокочуючи по ній заготовки циліндричної форми, що має на своїй поверхні рифлену поверхню, утворену чергуються з заданим кроком у поздовжньому і поперечному напрямках виступами, звужуються і/або несужающимися догори, і канавками. При цьому рифлену поверхню заготовки отримують шляхом її обробки в поперечному напрямку ріжучим інструментом, а поздовжні канавки виконують за допомогою електроерозійної або електрохімічної обробки, а крок виступів у поздовжньому і поперечному напрямках заготовки вибирають постійним або змінним (В23Н 9/00. Заявка на винахід UA 2008106867 A, опубл. 10.09.2009. «м прототипу є те, що на валках складно отримати механічним способом мікроструктурний рельєф необхідної геометрії, забезпечує належні параметри світлорозсіювання, наприклад, представляє собою нерегулярну тривимірну структуру хаотично розташованих нерівностей у вигляді пітів (поглиблень) або опуклостей довільної геометричної форми з розмірами по трьом координатам менше 50 мкм.

Завданням винаходу є створення нового економічного способу отримання микроструктурного рельєфу поверхні светорассеивающей панелі з оптично прозорого полімеру з характерними розмірами нерівностей (поглиблень або виступів) в діапазоні (500-50000) нм.

З метою вирішення поставленого завдання відповідно до першого аспекту винаходу заявлений спосіб отримання матриці, яка використовується для отримання микроструктурного рельєфу светорассеивающей панелі, згідно з яким на першому етапі створюють модель поверхні з необхідним мікроструктурним рельєфом шляхом нанесення на лист кислотостійкого матеріалу адгезиву з подальшим розміщенням поверх нього шару з суміші фракцій твердих кристалічних порід з приляганням гранул в цьому шарі один до одного, потім на отриману модель поверхні з заданим рельєфом �після чого отриману таким чином заготівлю завантажують в якості катода в гальванічну установку і вирощують металевий осад по всій поверхні заготовки, згодом вирощений осад відокремлюють від моделі і надають форму з утворенням металевої матриці з заданим мікроструктурним рельєфом.

У кращому випадку металеве покриття на модель поверхні наносять вакуумним напиленням металу, зокрема, до утворення шару металу 100-150 нм.

У кращому випадку осадження металу на поверхні заготовки проводять до утворення осаду на поверхні моделі товщиною близько 100-300 мкм.

У кращому випадку металеве покриття на моделі і металевий осад виконують з нікелю.

Відповідно до другого аспекту заявлена матриця, отримана будь-яким з описаних способів (загальним або будь-яким з бажаних).

Для вирішення поставленого завдання відповідно до третього аспекту заявлений спосіб отримання микроструктурного рельєфу светорассеивающей панелі, поверхню светорассеивающей панелі з мікроструктурним рельєфом формують литтям під тиском, причому в литну форму розміщують матрицю, що містить на своїй поверхні копію необхідного микроструктурного рельєфу, отриману одним з вищеописаних способів.

В результаті створено новий, порівняно нескладний і технологічний спосіб одержання свалогични характерним розмірам часток твердих кристалічних фракцій, тобто становлять близько 500-50000 нм. При цьому за рахунок нескладної варіації розміщення частинок твердих кристалічних фракцій (кристалічної крихти) шару адгезиву на початковій стадії виготовлення моделі можна в результаті отримувати практично будь-яку геометрію рельєфу.

Винахід пояснюється далі більш докладно на конкретному прикладі його здійснення.

Для отримання светорассеивающей панелі з мікроструктурним рельєфом заданої форми спочатку виготовляють матрицю, одна з поверхонь якого містить заданий рельєф і яка потім неодноразово використовується при виробництві панелей.

Для цього спочатку створюють модель необхідної поверхні. З цією метою на лист кислотостійкого матеріалу, наприклад силікатного скла або полікарбонату, наносять шар адгезиву (клею). Потім по ньому укладають шар із суміші частинок фракцій твердих кристалічних порід, наприклад карбіду кремнію, так, щоб гранули досить щільно прилягали один до одного. Розмір і вид гранул обирають у кожному конкретному випадку в залежності від розмірів і геометрії рельєфу светорассеивающей панелі (Айзенберг Ю.Б. Основи конструювання світлових приладів. М.: Вища Школа, 1996).

На отриману таким озанов. Вакуумна техніка. - М: Вища школа, 1982; Хайнц Б. Технологія магнетронного розпилення для виготовлення тонких плівок для електронної промисловості. Лейбольд - Хераус ГМБХ, Ганау, ФРН) металеве покриття, переважно з нікелю, товщиною не більше 100-150 нм для створення електричного контакту по всьому тривимірному профілю моделі поверхні.

Далі по технології гальванопластики (Г.А.Садаков, О.В.Семенчук, Ю.А.Филимонов. Технологія гальванопластики. Довідковий посібник. М: Машинобудування, 1979; Nickel electroplating solutions by Dr.S.Aleċ Watson. Dr.S. Alec Watson operates Watson Consultancy Service. Solihull, England, and is a consultant to the Nickel Development Institute. Nickel Development Institute. 1989) заготовлену модель завантажують в якості катода в гальванічну установку (ванну) осадження нікелю і вирощують нікелевий осад по всій поверхні моделі товщиною порядку (100-300) мкм. Причому початковий етап осадження ведуть при щільності струму від 0,5 до 1,0 А/кв.дм поверхні в цілях отримання точної нікелевої копії моделі поверхні. Вирощений таким чином осад нікелю промивають водою і піддають ретельній шліфовці і поліровці з тильного боку. Потім осад нікелю відокремлюють від моделі і відрізають розмір, зручний для наступних операцій.

Отримана таким�поверхні, повторює профіль моделі, яка може бути неодноразово використана для отримання світлорозсіювальних панелей. Поверхня панелі з заданим мікроструктурним рельєфом легко отримати литтям - отриману вищеописаним способом матрицю поміщають в литну форму і далі формують панель із заданою микроструктурной поверхнею з використанням відомої в інших областях техніки технології лиття під тиском (Кіркланд К. Надточне лиття. Переклад з англійської А.Ракова. // Plastics Technology, april 1985).

Використання ряду відомих в інших областях техніки, а тому добре відпрацьованих технологій для здійснення групи винаходів забезпечує їх високу технологічність і зручність. Отримані в результаті панелі з рельєфом, характерні розміри елементів (виступів/поглиблень) яких досягають часток мікрона, здатні забезпечувати ефективне розсіювання світла в освітлювальних приладах, використовують спрямовані джерела світла великої потужності, зокрема світлодіодні.

На закінчення слід зазначити, що описаний приклад наведено для пояснення заявленої групи винаходів і жодною мірою не повинен розглядатися як обмежує обсяг домагань. Спеціалісту �ті відмінності в режимах здійснення та/або використовуваних матеріалах будуть тим не менш, як і заявлений винахід, охарактеризовано тією ж сукупністю суттєвих ознак, наведених в прикладеній формулою.

1. Спосіб виготовлення матриці для отримання микроструктурного рельєфу на поверхні светорассеивающей панелі, що характеризується тим, що на першому етапі створюють модель поверхні з заданими мікроструктурним рельєфом шляхом нанесення на лист кислотостійкого матеріалу адгезиву з подальшим розміщенням поверх нього шару з суміші фракцій твердих кристалічних порід з приляганням принаймні частини частинок в цьому шарі один до одного, потім на отриману модель поверхні з заданим рельєфом наносять металеве покриття для створення електричного контакту по всьому тривимірному профілю моделі, після чого отриману таким чином заготівлю завантажують в якості катода в гальванічну установку і вирощують металевий осад по всій поверхні заготовки, а потім вирощений осад відокремлюють від моделі і надають форму утвореною металевої матриці з заданим мікроструктурним рельєфом.

2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що металеве покриття на модель поверхні наносять вакуумним напиленням металу, зокрема до утворення�і проводять до утворення осаду на поверхні моделі товщиною близько 100-300 мкм.

4. Спосіб за п.1 або 2, який відрізняється тим, що металевого покриття на моделі і металевий осад виконують з нікелю.

5. Спосіб за п.3, відрізняється тим, що металеве покриття на моделі і металевий осад виконують з нікелю.

6. Матриця для отримання микроструктурного рельєфу на поверхні светорассеивающей панелі, одержана способом по кожному з пп.1-5.

7. Спосіб отримання микроструктурного рельєфу на поверхні светорассеивающей панелі, що характеризується тим, що поверхня светорассеивающей панелі з мікроструктурним рельєфом формують литтям під тиском, причому в литтєвий формі розміщують матрицю, що містить на своїй поверхні копію заданого микроструктурного рельєфу, виконану у відповідності з п.6.



 

Схожі патенти:

Спосіб виготовлення абажура

Винахід відноситься до товарів народного споживання, зокрема освітлювальних приладів, що застосовуються в побутових і промислових цілях

Спосіб виготовлення абажура

Винахід відноситься до товарів народного споживання, зокрема освітлювальних приладів, що застосовуються в побутових і промислових цілях

Абажур і спосіб його виготовлення

Винахід відноситься до електротехніки

Абажур і спосіб його виготовлення

Винахід відноситься до електротехніки

Пристрій для передачі світловій енергії

Винахід відноситься до світлової техніки та застосовується для передачі світловій енергії великої потужності, через світловод, який представляє собою волоконно-оптичний кабель, з метою освітлення небезпечних і важкодоступних місць, таких як високі цехи промислових підприємств; приміщення, в яких накопичуються вибухонебезпечні гази; території електрофіцированних залізниць, де електричні лампи розташовані поблизу від струмопровідних проводів, зміна яких при їх перегорання пов'язана з певним ризиком для життя обслуговуючого персоналу

Спосіб антифрикционно-зміцнюючої обробки внутрішніх циліндричних поверхонь

Винахід відноситься до галузі технології машинобудування, зокрема до способів антифрикционно-зміцнюючої обробки внутрішніх циліндричних поверхонь

Спосіб отримання наноструктурованого металевого листа

Винахід відноситься до хіміко-термічної обробки металевих виробів, а саме до створення наноструктурованих матеріалів конструкційного призначення

Спосіб формування наноструктурованого металевого шару на поверхні сталевого листа

Винахід відноситься до хіміко-термічної обробки металевих виробів, а також до створення наноструктурованих матеріалів конструкційного призначення

Спосіб виготовлення функціональної поверхні

Винахід відноситься до способу виготовлення функціональної поверхні і може бути використане в машинобудуванні, наприклад, для формування відображають та інших металовмісних покриттів

Спосіб виготовлення тонкостінних художніх виробів методом електродугової металізації

Винахід відноситься до ливарного виробництва та може бути використане в техніці, образотворчому мистецтві та архітектурі
Винахід відноситься до методів створення виробів з регламентованими властивостями поверхневого шару і може бути використане в машинобудуванні, зокрема, для підвищення стійкості пресового інструменту при пресуванні профілів з титанових сплавів

Спосіб нанесення покриття на поверхню металевого матеріалу, пристрій для його здійснення і отримане виріб

Винахід відноситься до нанесення покриттів на металеві поверхні
Винахід відноситься до області електрохімічного одержання шарів благородних металів і може бути використане для каталізу в хімічній промисловості, для створення електролітичних конденсаторів в радіоелектронній та електротехнічній промисловості
Винахід відноситься до області гальванопластики та застосовується при виготовленні художніх виробів
Up!