在硬質材料上刻製圖形的裝置的製作方法
2023-06-01 04:56:41
專利名稱：在硬質材料上刻製圖形的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種採用高壓旋轉氣流將已顯影、曝光的掩膜板轉移刻蝕到硬質材料上的裝置。
隨著人們生活水平的提高和觀念的改變，對環境的改善及室內裝璜的要求越來越高。在雕刻工藝方面，傳統的作法採用手工操作，用雕刻刀具在硬質材料刻制已有的名家圖形及文字。雕刻時全憑操作者的技巧和經驗，除了雕刻速度緩慢，難以達到要求以外，在刻製圖形及文字方面，也難免失真，很難達到形神兼備的境界。
近年來，在印刷、半導體器件的加工處理領域，發展了一種光刻技術，如CN86103644A公開了一種光刻工藝，包括在襯底上旋塗保護層，並將掩膜圖形轉移到保護層上而後進行曝光，圖形被曝光後在襯底上形成該圖形。它在襯底上的圖形是通過顯影得到的平面圖形，這種圖形在耐久性、形象的逼真程度以及裝飾美感方面，都還存在一些不足。
在光刻技術使用的設備方面，CN86107270公開了一種將光掩膜敷在基片上的裝置，它用輥子把光掩膜敷在基片上，用真空限制裝置使用在把光掩膜敷在基片的過程中限制光掩膜，使其保持張力。它將光掩膜圖象在光敏接收元件上曝光，這種光敏接收元件在印象框或類似裝置中與帶有圖象的光掩膜接觸，並在特殊光源下曝光，並公開了一種定位裝置，然後用橡膠刮刀或硬度為50的輥子在光掩膜表面上往返移動，大氣壓使光掩膜和光聚合物表面保持緊密接觸，複製出清晰的光掩膜圖形。按照這種設備，得出的圖形是複製圖形而不是立體圖形，難以達到裝飾品的藝術效果。
本實用新型的目的是提供一種在硬質材料上刻製圖形的裝置，它藉助機加工工藝，利用高速射流技術在玻璃、石英、花崗巖、大理石、金屬等硬質材料上雕刻圖象，使圖案具有立體感和裝飾效果。工作效率提高數十倍。由於圖象是按真跡作品攝影、顯影、曝光以後再進行機加工的，其圖案自然與真跡一致，從而增加了真實感。
本實用新型是這樣實現的一種在硬質材料上刻製圖形的裝置，在操作箱中設託板10，其上放置帶有已攝影、曝光、顯影掩膜板的硬質材料，利用高壓噴射槍8對該經過感光處理的硬質材料進行機加工雕刻，可移動噴射槍8設風、砂雙向進口端1、2，槍身18、與噴咀16；槍身18與噴咀16通過固定套15螺紋連接，噴咀中段設螺旋套管14，槍身18與噴咀16之間設橡膠套17與槍身和噴咀緊配合，噴咀中段管壁與螺旋套管14緊配合。螺旋套管14長度為噴咀長度的1／3，螺旋線傾斜角與中軸線呈30°±5°。操作箱中的進砂口2，柔性輸砂管道3，集砂口4呈循環通路。
本實用新型具有下述特點1.產品能夠廣泛應用於車站、地鐵的裝飾壁畫，飯店、賓館、舞廳劇院、商場酒吧的門面及室內裝飾，家庭布置，格調高雅、華麗耐久、接近真跡。
2.產品具有立體感。
3.提高雕刻效率數十倍。能用於工業化生產。
4.工藝簡單，容易掌握。
圖1為操作箱內部結構示意圖。
圖2為操作箱工作裝置示意圖。
圖3為噴射槍結構示意圖。
圖4為橡膠套結構示意圖。
圖5A為固定套套箍與槍體卡環連接示意圖。
圖5B為固定套俯視示意圖。
圖6A為噴咀結構示意圖。
圖6B為噴咀B－B剖面示意圖。
現結合附圖進一步敘述本實用新型的結構與實施例參見
圖1～4襯底硬質材料採用人造大理石、陶瓷、玻璃、花崗石、金屬中的任一種。其上塗抹感光膠膜，本實用新型採用的感光膠膜是醇溶三元共聚尼龍MXD－10／66／6，或BSL－重氮鹽感光膠。在感光膠膜上復蓋掩模板，掩膜板的製作是將帶有感光材料的底片，對原作圖象拍照所形成的墨白軟片。然後於其上復蓋玻璃，用紫外線曝光8～10分鐘。其顯影過程採用丙酮或溫水。將光掩膜圖象晾乾後，在操作箱中噴射高壓氣流對硬質材料進行機加工。
帶電磁閥開關的高壓壓縮空氣從噴射槍進氣口1進入，噴射槍的進砂口2，柔性輸送管道3連通下罩集砂口4，操作人員從操作箱的工作窗將要進行雕刻機加工的已曝光光掩膜放在託板10上，將手伸入帶橡皮膠套的孔洞11，根據需要移動噴射槍8，整個加工過程可從觀測窗9中觀測。擬雕刻件從窗13放入，備用窗口12供零星輸入。在操作期間將備用窗口12和孔洞11密封關閉。工作廢氣從出氣口7排出。
通過試驗證實，在噴射槍8中採用一種空氣介質，其工作壓力需要達到20～30個大氣壓的旋轉氣流，才能得到穩定的雕刻圖象，如此高壓，除了在工藝上增加費用以外，還會使圖象邊緣不清晰。故而本實用新型在噴射槍中採用兩種介質，即空氣和一部分細砂，它們可以將工作氣壓降至6～8個大氣壓，雕刻圖象清晰，工作效率高。
高壓氣流從進氣口1通過柔性輸送管進入噴射槍8，與進砂管道2輸入的金剛砂混合，輸出的空氣與砂旋轉氣流對放置在託板10上的已曝光、顯影的掩膜板進行雕刻，噴射槍8可以在託盤上方移動如虛線位置，在機加工過程中的粉塵通過上罩6的出口7流出，稍大顆粒金剛砂通過託盤10與操作箱四周的間隙通過下罩5流入集砂口4，通過柔性進砂管道3再次進入噴射槍8參加循環。
在操作箱中的託盤可以傾斜設置。
噴射槍從進氣口1輸入高壓空氣，從柔性輸砂管道輸入金剛砂，二種介質在噴射槍8的內壁混合，噴射槍槍體18與噴咀16之間，填塞橡膠塞17，用固定套15一端與槍體18螺紋連接，另端與噴咀16緊配合。在噴咀的中間段，設螺旋套管14。該螺旋套管14可以使混合的空氣與金剛砂介質形成旋轉氣流並產生了加速度。橡膠塞17的的卡盤19與固定套15的套箍20在螺紋21處連接。
參見圖7A、B噴咀16套管呈流線形，從進口端向出口端傾斜，其套管中段內側設螺旋套管14，它的螺旋線22與中軸線傾斜角30°±5°。
空氣壓縮機功率2m3／分，風機1.1千瓦，刻製圖象深度8mm。硬質材料為人造大理石、陶瓷、玻璃。完成機加工雕刻的操作時間僅需2分鐘。
權利要求1.一種在硬質材料上刻製圖形的裝置，在操作箱中設託板10，其上放置帶有已攝影、曝光、顯影掩膜板的硬質材料，利用高壓噴射槍8對該經過感光處理的硬質材料進行機加工雕刻，其特徵是可移動噴射槍8設風、砂雙向進口端1、2，槍身18、與噴咀16；槍身18與噴咀16通過固定套15螺紋連接，噴咀中段設螺旋套管14，槍身18與噴咀16之間設橡膠套17與槍身和噴咀緊配合，噴咀中段管壁與螺旋套管14緊配合。
2.按權利要求1所述的在硬質材料上刻製圖形的裝置，其特徵是螺旋套管14長度為噴咀長度的1／3，螺旋線傾斜角與中軸線呈30°±5°。
3.按權利要求1所述的硬質材料上刻製圖形的裝置，其特徵是操作箱中的進砂口2，柔性輸砂管道3，集砂口4呈循環通路。
專利摘要一種在硬質材料上刻製圖形的裝置，它在玻璃、人造大理石、陶瓷硬質材料上塗膜塑性膠膜，將攝影的掩膜板覆蓋在塑性膠膜與硬質材料的重疊層上，曝光清洗之後，用高壓空氣和砂的混合氣流通過噴射槍8形成高速旋轉氣流在已曝光、顯影的硬質基材上往返移動形成圖象，噴射槍8設風、砂雙向進口端1、2，槍身18與噴嘴16通過固定套15螺紋連接，噴嘴中段設螺旋套管14。經過機加工雕刻產品逼真，具有立體感，提高工效數十倍。
文檔編號B24C1/00GK2124798SQ9222212
公開日1992年12月16日 申請日期1992年5月22日 優先權日1992年5月22日
發明者袁樹森 申請人:中國科學院半導體研究所職工技術協會