способ изготовления корпусной многослойной детали

Формула изобретения

1. Способ изготовления корпусной многослойной детали, при котором формуют наружную и/или внутреннюю оболочки, после чего соединяют их между собой и образованное между ними пространство заполняют адгезивным наполнителем, отличающийся тем, что на внутреннюю поверхность оболочки, выполненной из прозрачного пластика толщиной не более 2 мм, наносят зеркальное изображение, формуют его двухэтапным вакуумированием, причем на первом этапе формируют рельеф в соответствии с нанесенным изображением, а на втором этапе формируют краевые зоны.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на внутреннюю поверхность оболочки наносят фон.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для изготовления оболочки может использоваться и окрашенный в массе пластик.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в объем между наружной и внутренней оболочками устанавливают силовые вставки.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в месте соединения оболочек корпусной многослойной детали устанавливают гибкий декоративный профиль.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области изготовления деталей и корпусов для холодильного, торгового и бытового оборудования, стеллажей и мебели с нанесенными на них полноцветными изображениями, рельефом, фактурой, которые используются в качестве рекламных и/или информационных носителей.

Известен способ изготовления корпусной многослойной детали, при котором внешняя оболочка изготавливается из листового металла, обработанного разными способами. Внутренняя оболочка - или обработанный листовой металл, либо обработанный листовой пластик. Пространство между оболочками заполняют наполнителем, например пенополиуретаном. Наглядный пример - бытовой холодильник. В этом случае корпусная деталь выполняет несущую и теплоизолирующую функции. Этот известный способ реализуется устройством по патенту RU №2252377, F25D 23/06, 2005 г.

Основным недостатком этого способа является то, что даже применяя тонкий металлический листовой прокат для придания детали формы, необходимо относительно дорогостоящее оборудование и оснастка. Обычно применяются гибочные и пробивные прессы. На этом оборудовании крайне сложно изготовить деталь со сложным криволинейным контуром и выпуклую или вогнутую при этом. Можно обработать листовой металл штампом, как при изготовлении деталей кузова автомобиля, но стоимость комплектов штампов и штамповочного оборудования будет очень большой.

И при любом способе обработки, если наружная оболочка сделана из металла, деталь окрашивается снаружи. А износостойкость покрытия является важным параметром торгового оборудования, около которого покупатели проходят с тележками для продуктов, задевают одеждой, сумками и т.п. Известные методы нанесения на металл стойкого и качественного полноцветного изображения требуют или очень дорогого оборудования для окрашивания больших поверхностей в автоматическом (полуавтоматическом) режиме, или больших затрат квалифицированного ручного труда (при окраске аэрогрофами или с помощью трафаретов) и, как следствие, мало производительны.

Часто на наружную стенку наклеивают пленку с предварительно нанесенным изображением (патент RU №2263030, G21F 5/08, 2003 г.). Но при этом сложно избежать складок при склеивании поверхности сложной формы. Поэтому применение металла приводит к резкому ограничению дизайна всего изделия.

Для расширения дизайнерских возможностей снаружи на металлическую корпусную деталь прикрепляют пластмассовые детали, изготовленные вакуумформованием или литьем под давлением. Применение этих деталей, выполняющих, как правило, декоративную и лишь иногда другую функцию (например, защита от удара тележкой), приводит к необходимости применять дорогостоящую оснастку (пресс-форму) и оборудование (термопластавтомат) для литья под давлением. При этом стоимость прессового оборудования для обработки металла не уменьшается. Очевидно, что в этом случае значительно увеличивается стоимость корпусного изделия в целом.

Известен также способ изготовления корпусной многослойной детали, при котором внешняя и внутренняя оболочки корпусной детали изготавливают из листового пластика, листы формуют, а пространство между ними заполняют наполнителем. Этот известный способ реализуется устройством по патенту RU №2216059, кл. G21F 5/08, 2003 г.

Корпусная деталь при этом выполняет декоративную и теплоизолирующую функции. Для несения нагрузки обычно изготавливают внутреннюю металлическую конструкцию, к силовым элементам которой и прикрепляются внешние корпусные детали.

Недостаток этого конструктивного решения - необходимость примения хотя бы для одной оболочки относительно толстого, более 2 мм, листового полимерного материала. Это необходимо, так как торец изделия на виду и может быть задет покупателем или сотрудником магазина, когда тот, например, берет или кладет товар, поскольку тонкий пластик может при этом обломиться или треснуть. Ущерб может быть нанесен не только торговому оборудованию, но и человеку. Использование утолщенного материала приводит к повышению стоимости и к более длительному времени обработки, а для формования используется сложное оборудование.

Кроме того, как правило, пластик берется не прозрачный и окрашенный в массе. Цвет и фактура определяются производителем пластмассового листа, и полноцветное изображение может быть нанесено (наклеено) только снаружи. Как и в случае с металлом, это приводит к серьезным ограничениям по форме и общему дизайну.

Кроме выше перечисленных способов, корпусные детали могут быть выполнены из цельной заготовки - древесно-стружечной плиты, фанеры, ДВП и т.п. Пример - кухонная и корпусная мебель.

Недостаток таких деталей заключается в том, что при изготовлении массивной детали (1000 мм на 2000 мм) сложной формы требуется заготовка, которая обрабатывается резанием на фрезерном станке. Стандартная толщина листа фанеры составляет 18-40 мм, при этом, если деталь имеет сложную форму, очень большая часть материала идет в отходы, время обработки большое и крайне ограниченный дизайн изделия. Можно вручную собрать заготовку, например склеивать или соединять саморезами, увеличивая толщину только в тех местах, где это необходимо, но тогда финишная обработка изделия (шпаклевание, полировка и т.п.) приведет к резкому снижению производительности.

К недостатку таких корпусных деталей можно отнести и то, что деталь окрашивают или оклеивают снаружи, создавая при этом ограничения в дизайне.

Технический результат заявленного изобретения заключается:

- в расширении функциональных возможностей корпусных деталей за счет одновременного выполнения ими термоизолирующей, несущей и декоративной (рекламной, информационной) функций;

- в выполении корпусных деталей сложных форм как по внешнему контуру (любая криволинейность), так и по всей лицевой поверхности (выпуклость, вогнутость, кроме глубокого поднутрения);

- в использовании полной цветовой гаммы, включая сложные оттенки, за счет использования цифровой, трафаретной печати и других известных способов нанесения изображения непосредственно на пластик, допускающих последующую термоформовку;

- в повышении износостойкости изображения, поскольку полноцветная печать находится под пластиком;

- а также в упрощении и удешевлении производства корпусных деталей, снижении себестоимости и в повышении производительности труда.

Указанный технический результат достигается за счет того, что при способе изготовления корпусной многослойной детали формуют наружную и/или внутреннюю оболочку, после чего соединяют их между собой и образованное между оболочками пространство заполняют адгезивным наполнителем, причем перед формованием на одну из поверхностей прозрачного листа наносят зеркальное изображение, а также для улучшения цветопередачи может наноситься красочный фон, после чего формуют этот лист двухэтапным вакуумированием: на первом этапе вакуумируют объем и рельеф нанесенного рисунка, а на втором этапе вакуумируют краевые зоны с высокой вытяжкой, после чего наружную и внутреннюю оболочки соединяют.

В качестве наполнителя используют любой материал, обладающий достаточной адгезией к внутренней поверхности готовых оболочек, например пенополиуритан любой плотности, пеноэпоксид, пенополистирол, макулатурная масса.

В объем между наружной и внутренней оболочками устанавливают по необходимости силовые вставки, а в месте соединения оболочек на наружной поверхности готовой корпусной многослойной детали устанавливают гибкий декоративный профиль, который является к тому же соединительным и уплотняющим элементом конструкции.

Способ изготовления корпусной многослойной детали осуществляется следующим образом.

Для изготовления по меньшей мере одной оболочки многослойной корпусной детали на тонкий, не более 2 мм толщиной, прозрачный лист полимера (полиэтилен терефталат сополимер PET g, РЕТ(АРЕТ, СРЕТ), РММА, SAN) наносят полноцветное зеркальное изображение, например рисунок рекламы на одну из поверхностей. При необходимости наносят также и фон. Изображение наносится любыми известными методами, допускающими последующую термоформовку, например методом трафаретной или цифровой печати, что позволяет использовать полную цветовую гамму.

Другая оболочка может быть выполнена как из тонкого полимерного пластика с изображением, рельефом и/или фактурой, так и плоской, например, из фанеры, стеклопластика или бумажно-слоистого пластика (БСП). При этом по меньшей мере одна оболочка выполнена объемной.

Из фанеры или стеклопластика готовят матрицу с необходимой по дизайну формой и поверхностью.

После нанесения изображения приступают к процессу формования листа пластика, необходимого по дизайну рельефа и фактуре, методом 2-этапного вакуумирования. Для этого на матрицу кладут лист пластика таким образом, чтобы изображение находилось изнутри, на внутренней стороне оболочки. При этом на первом этапе формируют важные детали рельефа для удержания их от сползания и таким образом создается форма оболочки, соответствующая нанесенному изображению.

На втором этапе доформовывают краевые зоны с высокой вытяжкой. Такая 2-этапная вакуумная формовка дает возможность, во-первых, достигнуть высокой точности в совмещении изображения с рельефом, а во-вторых, создать лицевую поверхность корпусной детали без дефектов в виде складок, защипов, пузырей.

После охлаждения на матрице пластик полностью принимает ее форму, технологические поля обрезаются.

При необходимости таким же образом формуются и другие оболочки корпусной детали.

Подготовленные по меньшей мере две оболочки, хотя бы одна из которых представляет собой прозрачный пластик с нанесенным на его внутреннюю поверхность рисунком и созданной формой, рельефом, фактурой, соединяют между собой гибким профилем оригинальных сечений.

Внутреннюю полость между наружной и внутренней оболочками заполняют любым наполнителем, имеющим хорошую адгезию одновременно к красочному слою и к материалу внутренней оболочки через небольшое отверстие. При этом наполнитель выполняет функцию связующего материала и теплоизолятора.

В качестве наполнителя обычно используют пенополиуретан любой плотности, пеноэпоксид, пенополистирол или макулатурную массу.

Заполнение происходит в формах с использованием пресса.

При необходимости для усиления корпусной детали применяют силовые вставки, устанавливаемые в объем между оболочками, которые могут быть выполнены из металла, дерева, фанеры и т.п.

Пример конкретного выполнения.

Для изготовления наружной оболочки многослойной корпусной детали для холодильника берут прозрачный бесцветный лист полиэтилен терефталат сополимер (PET) толщиной 1 мм. На одну из его поверхностей методом трафаретной печати наносят полноцветное зеркальное изображение рекламы. Этим же методом наносят фон. Из стеклопластика готовят матрицу с соответствующей рисунку рекламы формой и рельефом. Далее на матрицу кладут лист пластика таким образом, чтобы изображение находилось изнутри, на внутренней стороне оболочки и приступают к процессу формования этого листа путем 2-этапного вакуумирования. На первом этапе формируют рельеф в соответствии с изображением, а на втором этапе формуют краевые зоны с высокой вытяжкой.

После охлаждения на матрице, когда пластик полностью принимает ее форму, обрезают технологические поля.

Внутреннюю оболочку изготавливают из бумажно-слоистого пластика толщиной 1 мм.

Подготовленные оболочки соединяют между собой с помощью гибкого профиля определенного поперечного сечения, изготовленного экструзией из ПВХ, при этом оставляют небольшое отверстие в невидовом месте корпусной детали, размером, достаточным для дальнейшего заполнения, например 15 мм. В объем между панелями для усиления корпусной детали устанавливают силовые вставки из фанеры.

Внутреннюю полость заполняют пенополиуретаном низкой плотности через оставленное отверстие. При полимеризации пенополиуретан надежно прилипает к красочному слою наружной оболочки и к внутренней поверхности бумажно-слоистого пластика, из которого изготовлена внутренняя оболочка. Заполнение происходит в форме с помощью пресса.

Использование заявленного способа позволяет получить следующие преимущества перед известными способами.

Несущие корпусные детали оборудования сами становятся дизайнерскими, рекламными элементами. Производитель имеет возможность значительно экономить на оборудовании, материалах, дополнительных операциях, производственных площадях при одновременном резком расширении дизайнерских (декоративных) возможностей изделий.

Применение в качестве материала прозрачного пластика с толщиной листа менее 2 мм позволяет снизить вес и уменьшить стоимость корпусных деталей и конструкции в целом, а главное уменьшить стоимость оснастки и оборудования.

Тонкий материал позволяет, кроме этого, менять фактуру оболочки в широких пределах (Фактура задается фактурой матрицы, на которой формуется изделие).

Полноцветная печать всего изделия изнутри позволяет повысить износостойкость корпусной детали и расширить дизайнерские возможности и, как следствие, открывает новые области применения (в частности, рекламные возможности оборудования).

Конструкция имеет высокие несущие способности.

Расширяются возможности по форме и фактуре, позволяющие осуществить неплоские внешние и внутренние обводы деталей. Появляется возможность оформления в деталях пустот и универсальность для несущих и не несущих конструкций.

Предлагаемый способ дает возможность не теряя основополагающих характеристик (теплоизоляция, прочность, износостойкость) предоставить дизайнерам простор в выборе формы, фактуры и полную свободу в цветовых решениях, что отвечает нынешнему состоянию рынка.