Способ получения штрихов на стеклянной подложке

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШТРИХОВ НА СТЕКЛЯННОЙ ПОДЛОЖКЕ путем приведения ее в контакт с красителем и последующего облучения лазерным лучом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и прочности штрихов и упрощения процесса, подложку приводят в контакт с порошкообразным красителем, а облучение лазерным лучом ведут со стороны, противоположной контактирующей с красителем. л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

NIW5ON4

РЕСПУБЛИК..SUÄÄ 1106798 А

3(50 С 03 С 17/22

М

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21). 3473669/29-33 (22) 22. 07. 82 (46) 07.08.84. Бюл. М - 29 (72) А.П.Гуськов (71) Институт физики твердого тела

АН СССР (53) 666.1.056(088.8) (56) 1. Смирнов В.А. Обработка оптического стекла. "Машиностроение", 1980, с. 10.

2. Крылов К.И. и др. Применение лазеров в машиностроении и приборостроении. Л., "Машиностроение", 1978, с. 153.

3. Патент Великоб

Ф 1155272, кл. G 2 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШТРИХОВ НА

СТЕКЛЯННОЙ ПОДЛОЖКЕ путем приведения ее в контакт с красителем и последующего облучения лазерным лучом, о т— личaþùèéся тем, что, сцелью повышения точности и прочности штрихов и упрощения процесса, подложку приводят в контакт с порошкообразным красителем, а облучение лазерным лучом ведут со стороны, противоположной контактирующей с красителем.

1,11067

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для нанесения рисок на стекло при изготовлении штрихов как на шкалах высокоточных приборов, так и, вследствие простоты способа, — приборов . широкого применения.

В современном приборостроении для нанесения штрихов сеток на стекло известны следующие способы: нарезание 10 алмазным резцом, травление, фотографирование (1 1.

Однако нарезание алмазным резцом на делительной машине является трудоемким и сложным процессам, этим 15 способом нарезают, в основном, дифракционные решетки, при этом получают тонкие штрихи, строго параллельные между собой. Основными недостат— ками способа являются сложность заточки алмазного резца и большие требования к точности движения резца по поверхности, т.е. к глубине прорезаемой канавки. Вследствие этих недостатков способ применяется редко.25

Способ травления — один из самых распространенных. Заготовки для сетки покрывают тонким слоем специального воска. Применяют также покрытие кислостойким асфальтовым лаком.

Оправку с деталью устанавливают на соответствующей делительной машине и изображение прорезается резцом на восковом покрытии. Затем в камере ведется травление парами 65-70 -ной плавиковой кислоты. Прорезанные на воске штрихи или цифры протравливаются на стекло. Сетки больших разме-, ров травят погружением в кислоту.

После удаления покрытий (воска) штрихи сетки заполняют соответствующей

40 краской.

Недостатком споссфа травления является большая толщина штриха. Это обусловлено двумя причинами. Во-первых, при малой толщине штриха требу45 ется большая точность движения резца, снимающего слой воска, относительно поверхности. И, во-вторых, при травлении протравливаются области, выходящие за зону прореза под покрытием, которые могут быть одного порядка с шириьой штриха. Большой брак при травлении идет при толщине штриха 0,1 мм.

К недостаткам этого способа относится также непрочность окраски штриха.

При фотографическом способе конфигурация шкалы в большом масштабе вычерчивается на листе ватмана. С

98 2 чертежа снимается изображение шкалы (негатив), которое затем печатается на поверхность стекла, покрытого специальной фотоэмульсией. По другому технологическому процессу печать выполняется с дополнительной химической и термической обработкой (фототравлением позитива). Рисунок не только фиксируется на стекле, но и протравливается на нем.

Недостатком фотографического способа являются сложность и большое число операций технологического про- цесса, а также непрочность получаемого изображения.

Известен способ размерной обработки материалов лазерным излучением.

Этот способ пригоден для сверления отверстий и получения рисунков в материалах, непрозрачных для излучения.

Один из видов такой обработки — фигурная обработка. Лазерный луч через маску проектируется на обрабатываемую поверхность детали в нужном масштабе для получения фигурного изображения, повторяющего форму маски. Лазерный луч фиксируют на обрабатываемой поверхности, материал детали проплавливают и испаряют из. зоны рисунка (2).

Однако этим способом невозможно получить изображение на прозрачных материалах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения штрихов на стеклянной подложке путем нанесения на ее поверхность светопоглощающего покрытия и облучения ее через маску лазерным лучом.

Освещенная лазерным лучом часть покрытия испаряется и на подложке получают штрих. Оставшуюся часть покрытия снимают вручную кислотой (3$.

Однако известному способу присуща довольно низкая точность и прочность штрихов из-за недостаточно полного удаления покрытия и недостаточно четких, размытых границ штрихов.

Цель изобретения — повышение точности и прочности штрихов и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения штрихов на стеклянной подложке путем приведения ее в контакт с красителем и последующего облучения лазерным лучом, подложку приводят в контакт с порошкообразным красителем, а облучение

Кроме того, предлагаемый способ не требует операции нанесения светопоглощающего покрытия, которое долж35 но иметь прочность, достаточную для эксплуатации. оптического материала с нанесенной на него шкалой, а также не требует специального подбора све40 топоглощающего материала, к которому предъявляются жесткие требования. малая температура испарения и сильное светопоглощение для получения контрастного штриха.

3 1106 лазерным лучом ведут со стороны, противоположной контактирующей с красителем.

В результате поглощения порошком лазерного излучения происходит его интенсивный нагрев и передача тепла обрабатываемой детали. Деталь в области фокусировки расплавляется, и в зону расплава от прижимного усилия внедряется порошок. Вследствие внедрения в расплав порошка получается видимая область, величина которой зависит от параметров потока лазерного излучения. При перемещении луча лазера на поверхности обрабатываемой детали получается видимая зона внедрения порошка.

На фиг. 1 изображена схема нанесения штрихов на поверхность прозрачной плоской детали; на фиг. 2 — обработанная деталь.

Способ реализуется следующим образом.

К обрабатываемой поверхности (фиг . 1) прозрачной детали 1 прижимается поглощающий излучение порошок

2. Луч 3 лазера фокусируется на внутренней стороне обрабатываемой детали(точка С). Излучение лазера, пройдя через тело детали, поглощается порош- З0 ком, нагреваясь, порошок проплавля-! ет материал детали и вводится (впекается) в проплавленную зону штриха с помощью прижима, а излишки порошка свободно удаляются" сдуванием.

Пример. Проведено нанесение штрихов на шкалу деталей иэ стекла

К8 (фиг.2). Для обработки деталь закреплялась в специальном прижиме.

К обрабатываемой поверхности прижимался с помощью поршня 2 угольный порошок 3. В качестве источника излучения использовалась лазерная установка "Квант 9М". Установка дает им798 4 пульсное излучение 3 =1,06 мкм. длительностью импульсов ь 0,5 мкс в режиме свободной генерации. Луч лазера фокусировался на границе обрабатываемой детали с порошком. Внедрение порошка происходило в зону действия импульса излучения при расплавлении материала детали. Для получения непрерывного штриха луч лазера перемещался по поверхности таким образом, чтобы происходило перекрытие зон обработки отдельных импульсов. В результате получены штрихи толщиной

Ф 0,005 мм °

Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает повышение точности (чистоты) и прочности штрихов.

Прочность шкалы предлагаемого метода равна прочности самого оптического материала.

Прочность штриха и чистота поля оптического материала вне шкалы (в известном методе она зависит от выбора светопоглощающего материала, так как требуется полностью испарить слои с оптической поверхности и при малых толщинах он станет более прозрачным и не испарится весь), делают предлагаемый способ более эффективным по сравнению с известным.

1106798

Шя 04я и

Составитель,Г.Буровцева

Редактор Н.Егорова Техред Т.Дубинчак Корректор О.Луговая

Заказ 5715/18 Тирам 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобратений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиа" ППП "Патент", r.Óàãîðoä, ул.Проектная, 4