Способ изготовления глобусов из термопластичного листового материала

Способ изготовления глобусов из термопластичного листового материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсинк

Соцнапистнчеснни

Респубпнн

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. синд-ву— (22) Заявлено 05. 03. 80 (21) 2889080/23-05 с прнсоеанненнем заявки %в (23) П рноритет— . Опубликовано 15. 05. 82. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 15. 05. 82

В 29 С 17/00 тссударствеииый кенитет

СССР ко делам изсеретеиий и открытий (53) УДК678.027 (088. 8) Г. Н. Петров, В. M. Богинский и С. В. Нов

I

I

1 с

Центральный ордена "3нак Почета" научно-иИследрвательский

4 1 институт геодезии, аэросъемки и картографйИ им. ф. 1Т. Красовского м

{ 72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54} СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЛОБУСОВ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО

ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к созданию наглядных пособий, в частности к производству глобусов из термопластичного листового материала.

Существующие способы изготовления пластмассовых глобусов заключаются в раздельном формовании северного и южного полушарий из листового термопластичного материала с заранее отпечатанным картографическим изображением и соединении отформованных . полушарий. Если полушария сделаны из тонкой пленки, не обеспечивающей достаточной жидкости, то их насаживают на жесткий шар-основу.

Известен способ изготовления гло.1% бусов, в котором полушария формуют обжатием на полусферической форме разрезанной особым образом заготовки с картографическим изображением Г13.

Однако данный способ не обеспе" чивает получение качественных изделий, так как при обжиме разрезной

2 заготовки в ходе сворачивания ее

"лепестков" в полушарие) происходит их частичное налезание друг на друга, приводящее к несовмещению изображения в этих местах. Наличие швов соединения ухудшает также внешний вид глобуса.

Наиболее близким к предлагае-. мому является способ изготовления глобусов из термопластичного листового материала, включающий нанесение на листовой материал картографического изображения, закрепление материала по краям изображения, формование полушария, обрезку плоских кромок материала и последующую сборку глобуса из двух полушарий. формование полушарий в данном способе осуществляют путем,пневмо. — HflN вакуумной вытяжки нагретого листа в матрицу полусферической формы Г2).

Данный способ позволяет получить цельновытянутые полушария, но не обеспечивает равномерное растя"

16 ф. репление листа пленки 3 по краям изображения осуществляется йа столе над отверстием при помощи зажимного кольца 4, укрепленного на шарнире 5; 3ажим осуществляется замками 6.

Пуансон показан на фиг.3 в крайнем верхнем положении после завершения вытяжки, а пунктиром — в исходном положение, когда верх пуансона на 30-40 мм ниже уровня пленки.

Толщина пуансона порядка 5-6 мм обеспечивает ему минимальную теплоемкость при достаточной прочности. Усилие, необходимое для вытяжки пленки толциной 0,4 мм, нагретой до 82 С, равно 32 кг при диаметре плоского картографического изображения 319 мм, или 4,3 г/см . Поверхность пуансона полированная, что обеспечивает равномерное скольжение пленки по его поверхности в процессе формования.

Вокруг точки пересечения вертикальной оси с поверхностью пуансона на площади диаметром 15 мм для фиксации пленки в начале вытяжки эпоксидной смолой наклеен электрокорунд с зернистостью 12П, а для облегчения снятия готового полушария сделано s центре сквозное отверстие 7, через которое поступает воздух под полушарие.

Внутри пуансона на поддоне 8 размещен злектронагревательный злемент 9 (,показан только каркас), укрепленный на изоляторах 10.

Подбор нужной температуры пуан. сона может быть осуществлен при помощи автоматического регулирующего устройства, поддерживающего установленный режим, а в простейшем варианте - регулированием напряжения, подаваемого на нагреватель.

Подъем и опускание пуансона осуществляется механизмом с регулируемой скоростью. В данном примере это подъемный винт 11, червячная передача 12 и реверсионный двигатель . с регулируемым числом оборотов (не показан}. После того, как скорость подъема пуансона подобрана, она больше не изменяется до смены сорта пленки. Предотврацение проворачивания пуансона вокруг оси врацения винта обеспечено скользящим в отверстии неподвижнбй опоры 13 штоком 14. Начало .рабочего подъема обеспечивается термоэлектрическим датчиком по достижении задаНной температуры,а отпускание - по остывании пуансона до 45Э 9275 жение нагретого материала, так как лист в свободном пространстве растягивается неодинаково из-за неоднородного влияния внутренних напряжений, освобождающихся сразу на

Б всей площади формуемого листа при его нагревании, что приводит к искажению изображения.

Целью изобретения является повышение качества изделий за счет обес- 1о печения точного положения картографического изображения на глобусе.

Это достигается тем, что в cnoco-, Ge изготовления глобусов из термопластичного листового материала, 35 включающем нанесение на листовой материал картографического изображения, закрепление материала по краям изображения, формование полушария, об1эезку плоских кромок материала и Э, последующую сборку глобуса из двух полушарий, формование полушария осуществляют пуансоном полусферической формы, нагретым до температуры размягчения материала, причем перед формованием осуществляют фиксирование материала на пуансоне в точке пересечения вертикальной оси с полусферой. .На фиг. 1 приведен исходный лист термопластичной пленки с заранее отпечатанным картографическим изображением (показана только географическая сетка); на фиг. 2 - отформованное полушарие с необрезанными плоскими кромками; на фиг. 3 — уст35 ройство для осуществления способа (возможный вариант выполнения), вид сбоку; на фиг. 4 - то же, вид сверху.

Пример. Проводят формова4О ние полушарий диаметром 319 мм из термопластичной непоозоачной пленки пласткарт (ТУ-6-05-1850"78), имеющей температуру размягчения 65оС, температуру плавления 160 С, толщину 0,35 0,05 мм, матированную лицеь ь Ь фф вую сторону и глянцевую - оборотную сторону. Картографическое изображение наносят на лицевую сторону. Лучшую вытяжку полушария получают при нагреве пуансона до 82 С и скорости его равномерного перемецения 44 мм/мин.

Предлагаемый способ осуществляют на устройстве, показанном на фиг. и фиг.4.

Устройство представляет собой стол 1, в котором сделано круглое отверстие для прохождения пуансона, выполненного в виде полусферы 2. Зак(температура пуансона и скорость его продвижения ) устанавливается опытным путем, так как он зависит от целого ряда свойств конкретного термопластичного материала, как толщина, скорость и степень размягчения при определенной температуре, теплопро- водность, сопротивление растяжению в нагретом состоянии и других факторов не связанных единой функциональной зависимостью. Выбранный режим постоянный только для принятого типа материала.

Необходимую для формования эластичность термопластичные материалы получают при их нагревании не ниже температуры размягчения. При нагревании выше температуры плавления они переходят в вязко-текучее состояние и становятся не пригодными в качестве носителей картографического изображения. Этим определяется диапазон изменения рабочих температур пуансона.

Для изготовления глобусов целесообразно использовать пленки толщиной от 0,3 до 3,0 мм. Более тонкие пленки при растяжении в 1,5 раза рвутся. Более толстые пленки использовать нерационально, так как это не нужно для обеспечения необходимой жесткости глобусов.

Для термопластичных материалов толщиной от 0.3 до 3,0 мм рабочая скорость перемещения пуансона подби- рается в интервале 20-80 MM/ìèí. Снижение скорости делает способ непроизводительным. При скорости выше

80 мм/мин времени прогревания пленки становится недостаточно для ее размягчения в местах формования.

Отступление от оптимального соотношения температуры и скорости перемещения пуансона нарушает равномерность вытяжки, следовательно снижает точность получения картографического изображения, что наиболее наглядно проявляется в различии расстояний между параллелями. формула изобретения

Способ изготовления глобусов из термопластичного листового материала, включающий нанесение на листовой материал картографического изображения, закрепление материала по краям изображения, формование полушария, об5 927516

50 С, что ниже температуры размягчения. Охлаждение пуансона осуществляется под вентилятором.

Изготовление глобуса на описанном устройстве осуществляется следующим 5 образом.

Термопластичный лист с картографическим изображением зажимают по краям изображения кольцами. Затем поднимают нагретый пуансон 2 и формуют полушарие. После охлаждения пуансона производят снятие полушария. Таким образом формуют и второе полушарие после чего обрезают плоские кромки и собирают глобус из двух по- 1 лушарий.

Применение способа вытяжки полушарий глобуса из цельного листа термопластичной пленки с заранее отпечатанным изображением при помощи на- 20 гретого пуансона позволяет получать глобусы высокого качества за счет обеспечения точного положения карто-. графического изображения, чем вытяжкой нагретого листа под действием 2$ пневмо- или вакуумпрессования, так как формование осуцествляется под постоянным давлением нагретого полусферического пуансона, при этом лист дополнительно зафиксирован на 30 пуансоне. Постоянство давления обеспечивается равномерным перемещением пуансона (или формуемого материала) в направлении,,перпендикулярном плос-. кости кольцевого зажима. Последовательное размягчение и вытяжка термо" пластичного материала происходят на участке непосредственного кон" такта пуансона с термопластичным материалом и в близлежащей области 4в на расстоянии порядка 5-7 мм в зависимости от теплопооводности формуемого материала. Этим создаются условия для умейьшения отрицательного влияния освобождающихся внутренних напряжений термопластичного материала на равномерность его вытяжки.

Необходимое для вытяжки полушария размягчение термопластичного мате-. риала обеспечивается его нагреванием от пуансона, имеюцего температуру винтервале между температурами размягчения и плавления формуемого ма" териала.

Необходимым условием обеспечения равномерности вытяжки полушария является согласование скорости перемещения пуансона с температурой его нагревания. Рабочий режим формования резку плоских кромок материала и последующую сборку глобуса из двух полушарий, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий за счет обеспечения точного положения картографического изображения на глобусе, формование полушария осуществляют пуансоном полусферической формы, нагретым до температуры размягчения материала, при- to

927516 8, чем перед формованием осуществляют фиксирование материала на пуансоне, в точке пересечения вертикальной оси с полусферой.

Источники информации, принятые во внимание. при экспертизе

1. Патент США Ь 2877540, кл. 29-604, 1959.

2. Патент США 3225454, кл. 34-65, 1965 (прототип).

927516

Составитель И. фролова редактор Jl. Авраменко Техред Е.Харитончик Корректор И. Кос а

Заказ 3091/19 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4