Объемные буквы из нержавеющей стали

Материалы XXI века должны сочетать в себе несколько качеств-быть недорогими, надежными и при этом легко поддаваться преобразованиям. Таким требованиям нержавеющая сталь отвечает вполне. Хотя используют ее в своей работе далео не все.Для освоения нового материала существует необходимость в разработке конкретного технологического процесса с последующим внедрением его в производство.

Основная задача заключается в сохранении всех положительных качеств стали после обработки. Но начинается все с понимания свойств материала и того, какое изделие мы изготавливаем.

Исходный материал

В производстве объемных букв используют два вида листовой нержавеющей стали:

• Нержавеющая сталь с напылением. Цветовые оттенки поверхностного слоя: золотой (нитрид титана), синий (оксинитрид титана), темно-серый или черный (оксиды титана). Тип поверхности: матовая и полированная (зеркальная, суперзеркальная).
• Нержавеющая сталь без напыления. Также имеет разнообразные типы поверхностей: шлифованная, матовая, зеркальная, суперзеркальная

Натуральный оттенок нержавеющей стали без напыления - серебро. Для придания других цветов и иных типов поверхности изделия из этого вида стали повергают дополнительной обработке, о которой будет сказано ниже.

Нержавеющая сталь всегда имеет лицевую (внешнюю) и изнаночную (внутреннюю стороны). Это важно, так как только лицевая стороны имеет вышеперечисленные оттенки и свойства поверхности. Изнаночная сторона - рабочая, на конечном изделии ее видно не будет, поэтому все работы для придания элементу требуемого вида производятся на ней.

Составные части

По существующей технологии, изготавливаемые объемные буквы состоят из двух частей: лицевая сторона (панель) и обкладки (боковые стенки).

Толщина стали обкладки объемных букв, как правило, меньше, чем у лицевой стороны. Это обуславливется, с одной стороны, экономией материала, с другой-облегчением выполнения рабочих операций (материал наименьшей толщины легче поддается воздействию). Например, если лицевая сторона объемных букв изготовлена из стали миллиметровой толщины, то толщина обкладки-0,5мм. Но при выполнении необходимо учитывать прочностные характеристики конечных изделий. Поэтому для производства объемных букв, габариты которых начинаются от 500мм, обкладки и «лицо» делают из материала одной толщины.

Для вырезания лицевых сторон простой формы, а также прямоугольников, квадратов, полос используют нож по металлу гильотинного типа. При изготовлении лицевой стороны объемных букв сложной геометрической формы оптимальна лазерная резка. Рез делается по внешней стороне металла, исключая появление на ней окалин и шлаков.

В зависимости от сложности производимых объемных букв число обкладок может доходить до десяти и более, тогда как лицевых сторон может быть не более двух. Чем сложнее геометрическая форма лицевой стороны изделия, тем сложнее процесс изготовления обкладки. При этом используется приспособление, называемое «кондуктором», представляющее собой плоскость с прикрепленными на нее брусками округлой формы. Чтобы не царапать поверхность стали, она делается из дерева либо из другого металла, но обязательно обтянутого плотной бумагой.

На риcунке под буквой «а» изображена буква с прямыми углами - обкладки примут форму прямоугольников и квадратов. Под буквой «б» - лицевая сторона сложной геометрической формы. Следовательно, обкладки примут сложную форму, так как они должны четко повторять контур.

Для соединения составных частей объемных букв используются две технологии:

• Спайка материалов между собой с использованием олова и кислотного раствора.
• Сварка материалов между собой с применением лазерного оборудования.

Разница между этими способами в следующем: по технологии спайки две поверхности соединяются расплавом другого металла (олово). При лазерной сварке происходит минимальное расплавление поверхности металла, после затвердения которого происходит скрепление.

Конфигурации букв

Как известо буквы могут быть несветовыми и световыми ( с внутренней подсветкой). Буквы без внутренней подсветки обычно не имеют задней стенки. Они крепятся на штифтах, припаянных или приваренных к передней или боковым стенкам. Другой вариант-псевдообъемные буквы. Предварительно вырезанная на фрезеровальном станке или лазерной установке буква из оргстекла или ПВХ совмещается с лицевой панелью из нержавеющей стали при помощи клея или двустороннего скотча.

В буквах с внутренней подсветкой на заднюю стенку или стену здания крепится источник света, например газосветные лампы. Если лицевая панель прозрачна, мы имеем дело с фронтальной подсветкой. Если непрозрачна, мы достигаем эффекта «контражур»-буквы крепятся на некотором расстоянии от стены здания, и по периметру создается дымчатое свечение.

Наряду с классической технологией изготовления объмных букв, когда обкладки перпендикулярны лицевой поверхности, не так давно появилась технология выполнения объемных букв с наклонными боковыми стенками. Обкладка в данном случае составляет с лицевой стороной буквы острый угол, соответсвенно она уже не может быть прямой полосой, и для раскроя необходимо провести математические расчеты. Благодаря наклону на боковой стенке возникают дополнительные блики, что сохраняет ощущение фактуры полированного металла даже в темное время суток.Еще одно преимущество наклонных стенок в том, что они увеличивают ширину и яркость светового пятна «контражура».

Популярна технология комбинированных объемных букв. Лицевая панель прорезается и с обратной стороны лицевой панели в прорезь вставляется светопропускающий полимер (например, оргстекло).Места соприкосновения полимерасо сталью заполняют герметиками. Таким образом, происходит закрепление двух компонентов друг с другом и одновременная герметизация объекта целиком во избежание проникновения света наружу. Этот способ используется при комплектации конечного продукта неоновыми лампами. В том случае, когда не требуется дополнителтных обработок, оргстекло крепится при помощи лепестков из нержавеющей стали, которые, в свою очередь, припаиваются к обкладкам. Комбинированные объемные буквы-самые яркие за счет сочетания технологии «контражур» и фронтальной подсветки.

Технология спайки

Рассмотрим технологический процесс спайки металлов с помощью олова и кислоты. Необходимые расходные материалы:

• Олово
• Кислота паяльная
• Кислота ортофосфорная
• Паяльный аппарат

Лицевая панель объемной буквы кладется лицевой поверхностью вверх. После этого обкладка припаивается к ней при помощи паяльного аппарата, кислоты и олова. Процесс носит пошаговый характер, так как после припаивания одной позиции необходимо изгибать обкладку, плавно посторяя контур лицевой стороны.

В процессе спайки материалов необходимо четко контролировать действия, не допуская соприкосновения наконечника паяльного аппарата с поверхностью нержавеющей стали. Это приведет к перегреву поверхности и появлению на лицевой стороне объемных букв белесых пятен, устранить которые будет невозможно. Также важна используемая кислота. Если применять только паяльную кислоту, на металле также останутся неустранимые пятна, поэтому существуетнеобходимость в изготовлении специального раствора. Для этого смешиваются 70% от необходимого объема ортофосфрной кислоты и 30%-паяльной.

Повторим еще раз, что поверхность нержавеющей стали не стойка к механическим воздействиям. В связи с этим все преобразования слкдует производить на поверхности, изготовленной из материала, не способного причинить повреждения такого рода, например дерева.

Лазерная сварка

Рассмотрим технологический процесс сварки материалов с применением лазерного оборудования, к примеру, установки КВАНТ-15. Для осуществления операции необходимы:

• Излучатель импульсной энергии
• Источник питания
• Световод для передачи импульсной энергии
• Лампа накаливания для источника питания

Существуют две технологии изготовления объемных букв с применением лазерного оборудования.

Первый способ-точечная сварка примыкающих поверхностей при помощи световода. В процессе сварки световод подает сконцентрированный пучок энергии, который несет температуру 2000С.Происходит подплавление поверхностного слоя металлов, и после остывания поверхностей происходит затвердевание. Световод является переносчиком энергии,но в то же время это расходнй материал. В процессе сварки он сгорает. Сварные швы не делаются сплошными, поскольку это влечет дополнительные затраты электроэнергии и времени. При осуществлении данного процесса в материал вносятся напряжения, что может привести к сокращению срока службы изделия или ухудшению внешнего видв в процессе эксплуатации. Рассмотренный способ применяется для изготовления объемных букв, которым предстоит пройти порошковую окраску в термокамерах. При этом объемные буквы помещают в камеру с предварительно выставленной в ней тмпературой в 200С. Соответственно, использование спайки исключается, так как олово переходит в жидко-вязкое состояние при температуре 180С, и конструкция просто распадется на части. Конечно, возможно использование более тугоплавких компонентов, но их цена соизмерима с затратами по лазерной сварке.

Во втором способе изготовления объемных букв лазерная сварка используется только для того, чтобы «прихватить» плоскости.Далее шов подвергается спайке. После чего происходит обваривание швов и придание объекту конечной жесткости и прочности. Этот метод используется, если объемные буквы не подвергается воздействию температур, критичных для расходных материалов процесса спайки. Необходимо отметить экономическую выгоду в применении способов спайки и сварки вместе. Комбинирование методов позволяет экономить ресурсы и время, что в некоторой степени снижает стоимость продукции.

Спайка обкладок круглых и элипсообразных форм должна происходить так, чтобы шов, образовывающийся в процессе, был незаметен. Таким образом, при установке буквы на определенной высоте швы не будут заметны. Если объемные буквы требуется устанавливать на уровне глаз, швы необходимо располагать в обратном порядке. То есть повернуть изделие на 180 градусов.

Неоспоримое преимущество лазерного оборудования-возможность выполнения нескольких заказов одновременно.

Обработка поверхности объемных букв

Порошковая окраска зарекомендовала себя как качественный и надежный способ защиты изделия от осадков, агрессивных сред и механических воздействий. Позволяет исправить некоторые технологические недостатки объемных букв. Доступны все цвета по шкале RAL, а также различные виды металликов и лаков.

Основным преимуществом автомобильных эмалей является разнообразие оттенков. Возможна окраска как отдельных частей, так и всей объемной буквы в различные цвета. Недостаток-лакокрасочный слой не обладает стойкостью к механическим воздействиям.

Самоклеющиеся пленки наносятся на поверхность объемных букв с помощью ракеля. При этом предусматривается комбинирование множества цветов на отдельной части буквы.Однако, в целом, перспективность использования самоклеющихся пленок в объемных буквах из стали вызывает большие сомнения. Сталь выглядит благороднее.

Одним из радикальных способов решения проблем, связанных с очисткой и увеличением ресурса изделий из нержавеющей стали, является покрытие их лаком подходящего состава.

Александр Чистяков
Журнал ВЫВЕСКИ №3, март 2007

Объемные буквы из нержавеющей стали в Волгограде

Наши партнеры