Способ нанесения изображения на изделия из драгоценных металлов



Способ нанесения изображения на изделия из драгоценных металлов
Способ нанесения изображения на изделия из драгоценных металлов

 


Владельцы патента RU 2618283:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) (RU)

Изобретение относится к лазерной технологии и может быть использовано для обработки поверхности драгоценных металлов. Осуществляют напыление на поверхность изделия пленки из окисляющегося металла. Локально нагревают лазерным излучением пленку с последующим построением градуировочной кривой зависимости цвета модифицированной поверхности пленки от режимов лазерного воздействия. Наносят изображение воздействием лазерного излучения на режимах, выбранных по полученной градуировочной кривой. Изобретение позволяет расширить возможности нанесения изображений на изделия из драгоценных металлов. 2 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к лазерной технологии и может быть использовано для обработки поверхности драгоценных металлов.

Известен способ получения цветного изображения на металлических поверхностях (патент РФ №2357844, опубл. 10.06.2009), включающий в себя создание цветного изображения на поверхности металла за счет формирования наноструктур в виде оксидных пленок, образующихся в результате локального нагрева источником тепла импульсного действия, например лазерного излучения, плазменного, электроконтактного или иного вида нагрева. Расстояние между зонами воздействия импульсов рассчитывается в зависимости от теплофизических характеристик материала и параметров изображения таким образом, чтобы в зоне воздействия создавалась температура, необходимая и достаточная для образования оксидной пленки с заданной колориметрической характеристикой. Изобретение позволяет наносить цветное изображение на любые металлические поверхности, способные достаточно окисляться, без предварительной их обработки и без предварительного построения градуировочных кривых.

Недостатком данного способа является невозможность наносить цветное изображение на драгоценные металлы.

Известен способ получения аппликаций из драгоценных металлов на эмали ювелирных изделий, включающий изготовление металлических заготовок и закрепление их на эмали (патент РФ №2119290, опубл. 27.09.1998). Заготовку аппликации получают на пластине фольгированного диэлектрика, на которую методом фотолитографии наносят изображение будущей аппликации и на медную подложку осаждают в гальванической ванне слой драгоценного металла заданной толщины, получая, таким образом, триплет "драгметалл - фольга - диэлектрик", из которого затем выжигают диэлектрик, стравливают фольгу и подготовленную заготовку закрепляют на изделии вплавлением в эмаль.

Недостатком этого изобретения является сложность изготовления.

Известен способ получения цветного изображения на изделиях из драгоценных металлов (патент РФ №2377135, опубл. 27.12.2009). Способ заключается в том, что наносится цветное изображение на изделия из драгоценных металлов за счет нанесения на очищенную поверхность изделия прозрачной пленки с цветным изображением, с последующим нанесением холодной эмали, предварительно смешанной с катализатором и сушкой в течение 8 часов.

Недостатком этого изобретения является слабая устойчивость покрытия к внешним воздействиям, сложность изготовления и низкая производительность.

Известен способ нанесения изображения на изделия из драгметаллов, совпадающий с заявляемым техническим решением по наибольшему числу существенных признаков и принятый за прототип (патент РФ №2356743, дата публикации 27.05.2009). Способ включает в себя предварительную полировку и очистку, покрытие поверхности изделия металлической пленкой, затем его фиксацию, перенос компьютерного изображения в программный блок лазерного излучателя и последующее нанесение изображения на изделие с помощью лазерного луча точечным прожиганием.

Недостатком прототипа является то, что этим способом невозможно получить цветные изображения.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение возможностей нанесения изображений на изделия из драгоценных металлов.

Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в получении цветных износостойких изображений на поверхности драгоценных металлов.

Указанный технический результат достигается нанесением изображения лазером на изделие из драгоценных металлов, включая предварительную полировку и очистку поверхности изделия, покрытие его металлической пленкой, фиксацию изделия и последующее нанесение изображения на изделие посредством излучения лазера, в программный блок которого предварительно перенесено компьютерное изображение, наносимое на изделие. Покрытие производят пленкой из окисляющегося металла, строят градуировочную кривую зависимости цвета модифицированной поверхности пленки от режимов лазерного воздействия, при этом воздействие происходит до температуры, соответствующей порогу испарения материала пленки, нанесение изображения на поверхность изделия производят путем локального нагрева лазерным излучением пленки, приводящего к ее окислению, при режимах, выбранных по градуировочной кривой для достижения желаемого цвета поверхности, получаемого за счет явления интерференции света в образовавшейся оксидной пленке.

Реализация предлагаемого способа происходит с помощью лазерной установки (Фиг. 1). В управляющий персональный компьютер 1 заносится изображение, которое необходимо получить на поверхности драгоценного металла. Для получения изображения используется лазерный источник 2, способный локально нагреть пленку металла в диапазоне от температуры окисления до температуры испарения. На столе 3 закрепляется и фиксируется изделие. После этого поверхность изделия подвергается воздействию лазерного излучения, при этом лазерный пучок перемещается в соответствии с программой построчного сканирования поверхности по заданному рисунку.

Физическая сущность заявляемого способа заключается в прецизионном локальном окислении поверхности металлической пленки за счет ее лазерного нагрева до температуры, необходимой для образования оксидной пленки с заданной колориметрической характеристикой (цветом, который возникает вследствие интерференционных эффектов в пленке). Степень нагрева и время воздействия на материал определяются параметрами лазерной обработки: плотностью мощности излучения – q, и количеством импульсов - Nx и Ny по осям х и у, приходящихся на единицу поверхности, равную площади сфокусированного пятна лазерного излучения. Различные комбинации вышеуказанных параметров позволяют создать градуировочную кривую взаимосвязи цвета поверхности и режимов облучения, вследствие чего возможно получение полной цветовой палитры для конкретного материала пленки.

Пример

Заявляемый способ нанесения цветного изображения на поверхность драгоценных металлов рассмотрим на примере нанесения цветного изображения на поверхность золота.

При лазерном окислении титана на его поверхности образуется оксид титана TiO2, который обладает повышенной износостойкостью. Поэтому в качестве материала пленки был использован титан, толщина напыленного слоя которого на поверхности золота составляет 400 нм. Для напыления был использован метод магнетронного распыления на установке УВН-71 М (мишень - титан ВТ1-00 диаметром 115 мм, температура нанесения на металл 200°C, ток разряда равен 2 А, время напыления на поверхность металла составляет 10 мин, расстояние между подложкой и мишенью 85 мм). Перед напылением поверхность золота была отполирована до 9-го класса чистоты.

Далее была построена градуировочная кривая зависимости цвета поверхности (цветовых координат в системе Lab для источника освещения типа D65) от режимов лазерного воздействия и, следовательно, температуры, до которой нагревается поверхность обрабатываемого материала (Таблица).

Нанесение изображения (Фиг. 2) на изделие производилось посредством лазерного источника при режимах лазерного воздействия, выбранных по градуировочной кривой.

Способ осуществляется с помощью известного технологического лазерного комплекса Минимаркер 2 (Фиг. 1).

Способ нанесения изображения лазером на изделие из драгоценных металлов, включающий полировку и очистку поверхности изделия, покрытие его металлической пленкой, фиксацию изделия и последующее нанесение изображения на изделие посредством излучения лазера в соответствии c компьютерным изображением, предварительно перенесенным в программный блок, отличающийся тем, что для покрытия поверхности изделия используют пленку из окисляющегося металла, при этом строят градуировочную кривую зависимости цвета модифицированной поверхности пленки от режимов лазерного воздействия, осуществляют воздействие лазерным излучением до температуры, соответствующей порогу испарения материала пленки, а нанесение изображения на поверхность изделия осуществляют путем локального нагрева лазерным излучением пленки, приводящего к ее окислению, на режимах, выбранных по градуировочной кривой для достижения заданного цвета поверхности, получаемого за счет явления интерференции света в образовавшейся оксидной пленке.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к изготовлению декоративной стеклянной или зеркальной вставки. Технический результат изобретения – повышение четкости и мелкой детализации изображения.

Изобретение относится к способу лазерной маркировки изделия из алюминия или его сплава с оксидным внешним слоем и может быть использовано, преимущественно, при изготовлении конструкционных, оптических и электронных элементов, электрических утюгов, бритв, кнопок, в том числе дверных, и т.п.

Группа изобретений относится к способу создания, по меньшей мере, одной структуры (13, 15) посредством лазерного воздействия, по меньшей мере, на одну часть (11) стенки контейнера пластмассового изделия в виде контейнера и изделию, изготовленному способом по изобретению.

Изобретение относится к области художественно-декоративной обработки материалов. Устройство содержит корпус, пневмоцилиндр, поршень которого жестко соединен с шатуном, обеспечивающим вращение коленчатого вала, являющегося штоком поршневой расширительной машины.

Изобретение относится к области технологии формирования светопоглощающих покрытий методом гальванического осаждения никель-фосфорных пленок и может применяться для чернения конструкционных деталей оптических информационных систем для подавления рассеянного излучения и улучшения выходных характеристик оптических систем.
Изобретение относится к способу обработки деталей для создания поверхности с блестящими и матовыми участками, в котором на поверхности, предварительно покрытой первым слоем меди и вторым слоем, содержащим нижний слой никеля и верхний слой хрома, выполняют селективное удаление слоя хрома на участке или участках, подлежащих матированию.

Группа изобретений относится к области производства изделий с декоративным рисунком, нанесенным на их поверхность, преимущественно на листовых изделиях и рулонных материалах, и может быть использовано при формировании декоративного покрытия на рельефной поверхности длинномерного материала при получении изделий различного назначения, предпочтительно отделочных или облицовочных материалов.

Группа изобретений относится к способам нанесения изображений на окрашенную внешнюю поверхность механического транспортного средства и устройствам для применения таких способов.

Группа изобретений относится к гравировальным станкам и устройствам, предназначенным для художественно-декоративной обработки поверхности изделий из различных материалов путем точного переноса изображения с копируемого изображения-оригинала на поверхность заготовки.

Изобретение относится к области плазменной обработки материалов. .

Изобретение относится к области лазерной обработки и может быть использовано для формирования рельефной поверхности на стальном тиснильном вале. Формирование рельефной поверхности представляет собой выполнение макрорельефа с размерами элементов свыше 20 мкм и глубинами до 150 мкм включительно путем лазерного воздействия при следующих параметрах: плотность энергии в режиме генерации единичных импульсов равна 0,5-3,5 Дж/см2, средняя плотность энергии в режиме генерации пачек импульсов равна 0,5-70 Дж/см2 на импульс, длина волны равна 532-1064 нм, частота повторения импульсов равна от 1 кГц до 10 МГц, расстояние между импульсами на детали составляет 10-50% от диаметра пучка для фемтосекундного лазера и 10-25% или 40-50% от диаметра пучка для пикосекундного лазера, фокальная плоскость лазерного пучка расположена на поверхности детали, и скорость перемещения пучка равна или более 100 м/с.

Изобретение относится к технологии демонтажа резиновых и полимерных покрытий, приклеенных к поверхности различных конструкций. Описанный способ основан на локальном инфракрасном лазерном термическом воздействии непосредственно на зону клеевого слоя.

Установка содержит по меньшей мере два расположенных противоположно по бокам отверстия (О1, О2), через которые может протягиваться по меньшей мере одна металлическая лента, оболочку, содержащую первое и второе устройства с зажимными губками (М11, М12, M12s, М21, М22, M22s) для ленты, расположенные на пути протягивания ленты между двумя отверстиями, при этом упомянутые губки расположены поперечно, по меньшей мере, ширине ленты, головку (TL) установки для резки или сварки, испускающую пучок лазерного излучения в замкнутом пространстве, при этом упомянутый пучок является поперечно перемещаемым между парой губок (М11, М12), расположенных напротив одной из сторон поверхности ленты, причем в сжатом положении губок на ленте соединение губок (М11, М12, M12s; М21, М22, M22s) на поверхностях ленты приводит к образованию физического экрана (F1b) для лазерного излучения, препятствующего прохождению излучения через два отверстия оболочки.

Изобретение относится к способу придания супергидрофобных свойств поверхности металла. Воздействуют на упомянутую поверхность сфокусированным лучом импульсного лазерного излучения с длительностью импульсов в наносекундном диапазоне, осуществляют перемещение упомянутого луча относительно упомянутой поверхности по заранее заданному закону.

При очистке лопатки газотурбинного двигателя, содержащей тело из суперсплава с покрытием, обрабатывают покрытие лопатки посредством импульсного лазера так, что покрытие удаляют, по меньшей мере, частично, а параметры скорости подачи импульсного лазера и частоты импульсов импульсного лазера определяют так, чтобы обработанная поверхность лопатки имела шероховатость от 4 мкм до 10 мкм.

Изобретение относится к способу изготовления деталей из слюды методом лазерной резки. Подготавливают и жестко фиксируют плоскую заготовку из слюды на неподвижном основании, выполненном составным из съемной металлической сетки, опирающейся на прямоугольный выступ, выполненный по периметру окна в основании, закрепленном на предметном столе, к которому подводят вытяжную магистраль для поджатия упомянутой заготовки к съемной металлической сетке.
Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается способа изготовления многофункциональных оптических прицельных сеток. Способ включает в себя чистку подложки, нанесение на подложку элементов топологии оптической шкалы в световой зоне сетки методом лазерной абляции с использованием инфракрасного фемтосекундного импульсного лазера, запуск, поправку, чистку органическим растворителем, нанесение металлического покрытия из алюминия или серебра.

Изобретение относится к способу лазерной пробивки сквозного отверстия в неметаллической пластине и может найти применение изготовления пластин из полупроводниковых, керамических и стеклообразных материалов с отверстиями.

Изобретение относится к способу обработки поверхности для повышения степени ее черноты перед нанесением основного покрытия и может быть использовано при производстве светопоглащающих элементов объективов, гелиотермических преобразователей.

Изобретение относится к способу и устройству для структурирования поверхности (9) твердого материала, нанесенного на твердое тело, и упаковочной фольге с тиснением, которое нанесено штампами для тиснения или валами для тиснения.

Изобретение относится к способу лазерной наплавки металлических покрытий и может быть использовано при изготовлении инструментов и деталей технологической оснастки.
Наверх