Способ декоративной металлизации поверхности стекла



Способ декоративной металлизации поверхности стекла
Способ декоративной металлизации поверхности стекла
Способ декоративной металлизации поверхности стекла
Способ декоративной металлизации поверхности стекла
Способ декоративной металлизации поверхности стекла

 


Владельцы патента RU 2611058:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Костромской государственный университет" (КГУ) (RU)

Изобретение относится к способам покрытия обратной поверхности стекла металлическими материалами при помощи излучения лазера, в частности с помощью передачи лазерного луча через стекло, являющееся обрабатываемым изделием. Технический результат - формирование на обратной поверхности листового стекла, прозрачного для луча лазера, декоративного изображения из тонкой металлической пленки, сформированной путем испарения лазерным лучом металла, находящегося в непосредственном контакте с обратной поверхностью стекла. Достигается тем, что металлическое изображение на обратной стороне прозрачного для луча лазера листового оконного стекла состава SiO2 - 71,8%, Na2O - 14,8%, CaO - 6,7%, MgO - 4,1%, Al2O3 - 2%, SiO3 - 0,5%, Fe2O3 - 0,1% в результате испарения металла формируется за два прохода луча иттербиевого импульсного волоконного лазера длиной волны 1,06 мкм. При этом осуществляется механический прижим металлической подложки из испаряемого с ее поверхности металла с обратной стороны листового стекла, а поверхности стекла и металлической подложки предварительно очищаются, поверхность металлической подложки выравнивается и шлифуется с целью улучшения взаимного прилегания. 4 ил.

 

Способ относится к способам покрытия обратной поверхности стекла металлическими материалами при помощи излучения лазера, в частности с помощью передачи лазерного луча через стекло, являющееся обрабатываемым изделием.

Известен способ лазерной металлизации диэлектрической подложки №2192715, класс H05K 3/02, в котором диэлектрическую подложку обрабатывают лазерным излучением в атмосфере продуктов сгорания углеводородов. Размер области металлизации диэлектрической подложки задают размером пятна лазерного излучения, а толщину слоя меди регулируют мощностью и продолжительностью воздействия лазерного излучения (аналог).

На поверхность изделия в виде диэлектрической пластинки наносится глицерин, сверху пластинка материала покрывается пленкой лавсана. В технологическом процессе используется лазер ближнего ИК-диапазона, пленка лавсана является прозрачной в этом диапазоне. В результате воздействия луча лазера происходит локальный разогрев подложки и слоя глицерина. При мощности излучения Р~50 Вт/см2 глицерин сгорает в локальном объеме в области воздействия луча, пленка лавсана препятствует разлету продуктов его сгорания и лазерная термообработка подложки происходит в атмосфере продуктов сгорания глицерина. При времени воздействия лазерного излучения t~2 мин на поверхности подложки образуется медное покрытие толщиной до 5 мкм. Размер области металлизации определяется размером пятна лазерного излучения, толщину слоя меди можно регулировать величинами Ρ и t. Использование сканирующего луча лазера позволяет получать топологический рисунок проводящего покрытия на диэлектрической подложке любой сложности с высокой точностью. Однако рассматриваемый способ достаточно сложен в практическом осуществлении, требует дополнительных материалов и приспособлений.

Известен способ лазерного нанесения металлических покрытий и проводников на диэлектрики №2444161 класс H05K 3/18, заключающийся в помещении поверхности диэлектрика на поверхность раствора, фокусировании излучения лазера на границу раздела диэлектрик-раствор и сканировании лазерным излучением по поверхности диэлектрика, при этом в раствор вводят фотоактивные гетерометаллические металлоорганические комплексы в количестве 0,005-0,1 г на 10 г и с контролируемым отношением металлов в их составе, а сканирование по поверхности диэлектрика осуществляют гелий-кадмиевым лазером (прототип).

Однако рассматриваемый способ требует дополнительного использования различных дорогостоящих химических веществ и растворов сложно контролируемого состава.

Техническая задача изобретения - формирование на обратной поверхности листового стекла, прозрачного для луча лазера, декоративного изображения из тонкой металлической пленки, сформированной путем испарения лазерным лучом металла, находящегося в непосредственном контакте с обратной поверхностью стекла.

Поставленная техническая задача достигается тем, что металлическое изображение на обратной стороне прозрачного для луча лазера листового стекла в результате испарения металла формируется минимум за два прохода этого луча. При этом осуществляется механический прижим металлической подложки в виде пластины из испаряемого с ее поверхности металла с обратной стороны листового стекла. Поверхность стекла очищается от загрязнений, а металлическая подложка дополнительно выравнивается, шлифуется либо полируется с целью удаления рисок, царапин, вмятин на поверхности металла, после чего поверхности прижимаются с силой, обеспечивающей устранение возможного зазора.

Суть способа можно пояснить следующим образом. Для нанесения декоративного изображения из тонкого слоя металла используется стекло, прозрачное для лазерного луча определенных параметров. С обратной от луча лазера стороны стекла размещается металлическая подложка, с поверхности которой и испаряется металл, образующий впоследствии декоративное изображение. Поверхность стекла очищается от загрязнений, а металлическая подложка дополнительно выравнивается, шлифуется либо полируется с целью удаления рисок, царапин, вмятин на поверхности металла. При необходимости осуществляется механический прижим металлической подложки к стеклу. Прижим необходим для уменьшения зазоров между поверхностями стекла и металла, приводящих к искажению формируемого декоративного изображения. Минимум два прохода луча лазера необходимо для формирования устойчивого декоративного изображения.

ПРИМЕРЫ КОНКРЕТНОГО ИСПОЛНЕНИЯ

Для нанесения покрытия используется листовое оконное стекло состава SiO2 - 71,8%, Na2O - 14,8%, CaO - 6,7%, MgO - 4,1%, Al2O3 - 2%, SiO3 - 0,5%, Fe2O3 - 0,1% толщиной 4-8 мм и листовой прокат различных металлов толщиной 0,6 мм. Поверхности образцов из стекла и металла тщательно очищаются и выравниваются. Поверхность металла отшлифовывается или отполировывается.

Излучение иттербиевого импульсного волоконного лазера с длиной волны 1,06 мкм фокусируется на границе раздела стекло - металлическая подложка. В управляющей программе программного обеспечения лазерной системы задаются 2 прохода лазерного луча, со следующими параметрами:

Параметры 1 проход 2 проход
Частота излучения, кГц 20 23
Скорость перемещения луча, мм/сек 900 600
Мощность излучения, Вт 10 3

Металлическое покрытие в виде рисунка формируется согласно растровому изображению, заложенному в управляющую программу лазерной установки.

Пример 1

Стеклянный образец толщиной 4 мм устанавливается на отполированную подложку из латуни Л68 и механически к ней прижимается с силой, достаточной для устранения возможного зазора. Изображение - рисунок в виде дракона размером 7×12 мм (рис. 1).

Пример 2

Стеклянный образец толщиной 4 мм устанавливается на отшлифованную подложку из титана ВТ-3-1. Изображение - рисунок в виде дракона размером 7×12 мм (рис. 2).

Пример 3

Стеклянный образец толщиной 4 мм устанавливается на отполированную подложку из мельхиора МН19. Изображение - квадрат размером 15×15 мм.

Пример 4

Стеклянный образец толщиной 8 мм устанавливается на отполированную подложку из стали 08Х18Н10. Изображение - портрет размером 20×20 мм (рис. 3).

Пример 5

Стеклянный образец толщиной 4 мм устанавливается на отполированную подложку из мельхиора МН19 и механически к ней прижимается с силой, достаточной для устранения возможного зазора. Изображение - портрет размером 20×20 мм (рис. 4).

Способ декоративной металлизации поверхности листового оконного стекла состава SiO2 - 71,8%, Na2O - 14,8%, CaO - 6,7%, MgO - 4,1%, Al2O3 - 2%, SiO3 - 0,5%, Fe2O3 - 0,1%, отличающийся тем, что металлическое изображение на обратной стороне прозрачного для луча листового стекла согласно растровому изображению, заложенному в управляющую программу лазерной установки на основе иттербиевого импульсного волоконного лазера с длиной волны 1,06 мкм, в результате испарения металла подложки формируется за минимум два прохода луча лазера, при этом осуществляется механический прижим металлической подложки из испаряемого с ее поверхности металла с обратной стороны листового стекла, поверхности стекла и металлической подложки предварительно очищаются, а поверхность металлической подложки выравнивается и шлифуется с целью улучшения взаимного прилегания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам металлизации различных изделий из стеклокремнезита, в том числе и строительных материалов.. Способ включает предварительное нанесение промежуточного слоя на лицевую поверхность изделия из стеклокремнезита, плазменное напыление покрытия из металлов или сплавов и контроль качества, причем промежуточный слой наносят из пасты, состоящей из смеси порошка металла, жидкого стекла и тонкомолотого стеклопорошка в массовом соотношении 2:1:2 соответственно, а плазменное напыление металла проводят при мощности работы плазмотрона 4,0 кВт и расходе плазмообразующего газа 0,6 м3/мин.

Изобретение относится к стеклоизделиям с электрообогреваемой поверхностью. Технический результат изобретения заключается в исключении градиента температур и зон концентрации тепловыделения.

Изобретение относится к способу и устройству для неэлектролитической металлизации поверхности подложки путем напыления одного или нескольких окислительно-восстановительных растворов.

Способ формирования серебряных наночастиц в стекле относится к технологии оптических материалов и может быть использован в интегральной оптике и биосенсорных технологиях.
Изобретение относится к производству стеклянной декоративно-облицовочной плитки. .

Изобретение относится к технологии оптических материалов и может быть использовано в интегральной оптике. .
Зеркало // 2083517
Изобретение относится к области оптических устройств, создающих оптическое изображение предметов, используемых в приборостроении, технике, медицине, быту. .
Наверх