авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Разработка технологии получения декоративных металлических покрытий для дизайна изделий из стекла с использованием трансферной методики

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Николенко Светлана Владиславовна

Разработка технологии получения декоративных

металлических покрытий для дизайна изделий

из стекла с использованием трансферной методики

Специальность 17.00.06 –Техническая эстетика и дизайн

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург

2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» на кафедре технологии художественной обработки материалов и ювелирных изделий

Научный руководитель: кандидат технических наук

Лисицын Павел Геннадьевич 

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Пряхин Евгений Иванович

кандидат технических наук

Петрова Светлана Георгиевна

Ведущая организация: СПГХПА им. А. Л. Штиглица,

г.Санкт-Петербург

Защита состоится 22 декабря 2010 г. в 18 часов на заседании диссертационного совета Д 212.236.04 в Санкт-Петербургском государственном университете технологии и дизайна по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 18, Инновационный центр, 1 этаж.

Текст автореферата размещен на сайте: http://www.sutd.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, д. 18.

Автореферат разослан «22» ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета С.М. Ванькович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Во всей истории развития материальной культуры и декоративного искусства шло постоянное взаимопроникновение художественных, технических и научных начал, которые в итоге создали такое фундаментальное направление в эволюции нашей цивилизации как дизайн, проявляющий себя в каждой вещи, необходимой человеку в повседневном быту, на празднике, в частном обиходе в виде скромного, доступного каждому предмета или как ювелирной драгоценности.

Обсидиан, горный хрусталь, цветное стекло, стекло с покрытием – это материал, который, как показали нанотехнологии, трудно однозначно отнести к одному из двух состояний материи – жидкому или твердому. Современная наука позволяет сегодня получать металл в стеклообразном состоянии, стекло с кристаллической структурой, обладающее ценными механическими, оптическими и электрическими свойствами, которые можно целенаправленно менять в ходе решения дизайнерских задач, изменяя или химический состав стекол или создавая композиты на основе адгезии и когезии.

Деколирование на стекле, как одна из форм технологии декорирования, послужило основой проведения научных исследований и разработки метода нанесения металла на стекло, гармонично развивая дизайнерские тенденции в данной группе материалов, имеющих широкую область применения.



Определяющим в современном процессе создания художественного изделия на стадии проектирования объекта дизайна является системный анализ свойств материалов и технологий создания данного покрытия, проведенный с использованием последних достижений в области информационных технологий и искусственного интеллекта.

Методика нанесения металлических покрытий оказывает существенное влияние на национальный и международный потребительский рынок за счет улучшения эстетических свойств, экологичности технологии и экономии энергоресурсов и материалов.

В настоящее время вопросы использования металлических покрытий на стекле в художественно-декоративных целях изучены недостаточно. В большинстве периодических и научных источниках информации в области получения покрытий рассматриваются вопросы технологии нанесения декоративных покрытий, но отсутствуют исследования декоративных свойств

в процессе создания художественно­го произведения или объекта дизайна.

Получение металлических покрытий на стекле, особенно с сюжетным изображением, определяет ряд художественных и технологических проблем, требующих разработки научно-методического обеспечения, позволяющего управлять их декоративными свойствами, что показывает актуальность работы.

Цели и задачи исследований

Целью работы является разработка научно обоснованного метода получения декоративных металлических покрытий на стекле с заданными колористическими свойствами, используя возможности технологии деколирования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

1. Провести комплексное исследование влияния технологических параметров процесса изготовления печатных изображений посредством трансферной технологии на качество передачи изображения.

2. Провести анализ и комплексное исследование влияния содержания благородных металлов в покрытии на его цветовые показатели.

3. Установить зависимость температуры и времени обжига на цветовые характеристики декоративных покрытий.

4. Установить зависимость температуры и времени обжига на качество передачи контура изображения на металлическом покрытии.

5. Разработать методику количественной оценки цвета, использование которой на практике позволит воспроизводить покрытия требуемого оттенка.

6. Разработать рекомендации для производства по внедрению технологий с применением предложенных методик.

Объекты и предмет исследования

– объектами исследования являются пастообразные препараты, содержащие благородные металлы; образцы металлических покрытий на стекле;

– предметом исследования являются технологические и физико-химические процессы нанесения металлических покрытий на стекло.

Методы исследования

В работе использовались основные положения теории спектрофотометрии, применённые для получения количественных характеристик цвета покрытия. В основу этих методов положены принципы светотехнических измерений, в частности, основные положения теории цвета. Экспериментальные измерения для получения сравнительных характеристик выполнены с помощью спектрофотометра СФ-10, Пульсар 1 и блескомера БФО-1.

Химический состав материала покрытий определяли при помощи сканирующего электронного микроскопа CamScan, структуру изучали методом оптической микроскопии на микроскопе Leica DFC 320 High Resolution Color Digital Camera, шероховатость измеряли оптическим методом на приборе МИС 11, размеры покрытий –методом неразрушающего контроля с помощью электромагнитного толщиномера Константа-К5.

Для получения образцов в работе использовалось специальное оборудование: муфельная печь JP Selecta S. A. N – 80 L 1100 (Испания), с погрешностью измерения температуры ± 10 °С; низкотемпературная печь с принудительной конвекцией SNOL 24 / 200 LFN (Литва); засветочный шкаф Beltron beltromat 815 (Германия); печатная машина Thieme 1010 (Германия); автоматическое оборудование для нанесения копировальных слоев Harlacher (Швейцария); пресс гидравлический Orofranco 15 тонн (Италия); принтер Canon Pixma iP 1600 (Япония); пневматический диспенсер EFD (США).

Обработка результатов проводилась с применением методов математической статистики на ПК с использованием стандартных программ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1.Установлена зависимость между изменением цвета, блеска покрытий и режимом обжига в интервале температур 480-690°С.

2. Установлена зависимость между изменением цвета покрытий и процентным соотношением благородных металлов, входящих в состав покрытия.

3. Выявлена зависимость между применяемой технологической оснасткой для печати деколей, режимом обжига деколей и качеством передачи контура изображения.

4. Определены технологические параметры печати деколи и режимы обжига, обеспечивающие заданные декоративные свойства покрытий.

5. Разработаны рекомендации, позволяющие расширить спектр информационных и дизайнерских решений при внедрении трансферной методики в технологический процесс нанесения декоративных металлических покрытий на стеклянные изделия.

Практическая значимость работы

Разработанные в диссертации методики позволяют получать покрытия с необходимыми декоративными свойствами, повышать точность воспроизведения требуемого оттенка покрытия посредством варьирования режимов обжига, минимизировать материальные затраты в процессе производства художественных изделий из стекла, а также способствовать увеличению серийности изделий, снижению трудозатрат и себестоимости продукции.

Результаты работы внедрены с положительным эффектом в ювелирные производства: ООО «ювелирная группа» Безар» (СПб) и СПТБ ЗАО «Звездочка» (г. Полярный, Мурманская обл.) и в производство художественных изделий из стекла ООО «МиК» (СПб).

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на: научно-технических конференциях и семинарах СПГУТД (СПб., 2004–2010); заседаниях кафедры технологии художественной обработки материалов и ювелирных изделий СПГУТД (СПб., 2008–2010); Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современная техника и технологии» (Томск, 2008, 2009); Х111 и Х1V СПб Ассамблеи молодых ученых и специалистов: Фонд «ГАУДЕАМУС» (СПб., 2008, 2009). Х111 Всероссийской конференции (с Международным участием) «Технология художественной обработки материалов» (М., 2010 г.); 11 областной научно-практической конференции «Проблемы совершенствования и перспективы развития художественного образования и эстетического воспитания в регионе» (Липецк-Елец, 2010); 1V Международной конференции: Технические университеты: интеграция с европейскими и мировыми системами образования (Россия, Ижевск, 2010);

Работа была поддержана Премией Министерства образования и науки РФ в рамках программы Национальный проект «Образование» (М., 2009) и Грантом (№№ 3.4/3.4/ 30-04/20 и 3.4/04-05/071) Правительства СПБ (СПб, 2008, 2009).

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованных источников из 66 наименований, 3 приложений. Текст работы изложен на 157 страницах, содержит 55 рисунков, 15 таблиц.

Достоверность результатов подтверждается научным обоснованием положений, выносимых на защиту, апробацией методики на ювелирных производствах, производствах художественных изделий из стекла и использованием современных средств и методов проведения исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цели и задачи исследования, отражается научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе «Состояние вопроса» представлен обзор научной литературы по тематике диссертации.

Описаны методы исследования свойств покрытий (В. И. Савченко, Э. Бреполь, И. А. Булавин, И. В. Пищ, Е. И. Орлов, Д. Макграс, М. К. Никитин и др.). Приведены способы получения изображений и прогнозирования их качества в процессе трафаретной печати (С. Т. Ингрэм, В. В. Аверьянов др.). Сделан анализ существующих методов и средств спектрофотометрического и колориметрического измерения (М. В. Домасев, М. М. Гуревич, Д. Вышецки, Й. Иттен, М. Ферчайльд и др.). Рассмотрен исторический аспект использования декоративных покрытий и их роль в системе современного проектного творчества, проанализированы декоративные функции и особенности технологий формирования декоративных металлических покрытий на стекле (А. А. Романов, А. П. Зубехин, Н. А. Ашарина, В. П. Храмкова, Н. О. Гончукова и др.).

Характерной особенностью деколирования является возможность получения изображения методом трафаретной печати с последующим формированием металлического покрытия посредством обжига в муфельной печи. Помимо этого, технологический процесс создания покрытия характеризуются широкими возможностями применения компьютерной техники, воспроизводства цветовых характеристик и мобильностью производства.

Анализ существующих литературных и патентных источников выявил отсутствие системы контроля цветовых параметров металлических покрытий на стекле в процессе производства художественных изделий. Таким образом, при рассмотрении трансферной технологии с позиций технической эстетики и оценки возможности ее внедрения в процесс производства художественных изделий выявилась необходимость создания научно-методической базы, которая позволила бы получать заданные колористические свойства, управлять цветовыми параметрами металлических покрытий и создавать сюжетные изображения на поверхности стекла.





Основой научного подхода является решение ряда задач, поставленных в работе: систематизация технологических параметров формирования декоративного покрытия; установление теоретических связей и экспериментальных зависимостей между технологическими параметрами изготовления деколи и режимом обжига; создание и верификация математического аппарата, описывающего данные связи и зависимости.

Во второй главе « Методика изготовления образцов покрытия методом деколирования» отражены экспериментальные исследования по систематизации технологических особенностей метода печати деколи, нанесения и обжига трансфера, влияющие на цветовые характеристики металлических покрытий. Сформулированы основные принципы методики.

С целью исследования декоративных характеристик покрытий была изготовлена партия образцов. В качества основы под трансферы использовались стёкла различного химического состава (кварцевое, ГОСТ 15130–86; боросиликатное марки М1 и М3, ГОСТ 111–90, СТ СЭВ 5447–85), толщиной 2, 3 и 5мм. Основная цель эксперимента – установить зависимость цвета получаемого покрытия от химического состава материала основы.

Подготовка стеклянной основы заключалась в удалении масляных и других органических загрязнений путём термического обезжиривания и одновременном снятии внутренних напряжений в стеклянных образцах в муфельной печи при температуре 450 С в течение 10 минут. Скорость подъёма температуры в рабочем пространстве печи не превышала 100 С в час. Остывание образцов осуществляли вместе с печью.

Для изготовления деколей использовали блестящие препараты, представляющие собой органо-металлические комплексы, в состав которых входят благородные металлы Au, Pt, Pd и Ag, а также вещества, способствующие адгезии, такие как органические растворители, смолы и другие вспомогательные материалы.

Блестящие препараты, предлагаемые производителями содержат 7 - 12 % благородных металлов. В работе использовались готовые препараты глянцевового золота и платины (гланцпрепараты) производства фирмы Heraeus, которые приготовляются смешиванием лаковой основы с органическими соединениями благородных металлов, частично скомбинированными с флюсами на основе металлоорганики в качестве связующих и загустителей при пленкообразовании. После обжига на гладкой подложке образуется высокоглянцевая металлическая пленка. По послеобжиговому оттенку различают: гланцгольд (красновато-желтый), гланццитронгольд (зеленовато-желтый, сплав Au/Ag), а также гланцплатину (оттенок белого золота, сплав Au/Pt) или гланцпалладий (оттенок белого золота, сплав Au/Pd). Препараты благородных металлов содержатся в гомогенной пасте в растворенном виде и практически не имеют осадка. Расход паст зависит от особенностей технологий их изготовления различными производителями и от параметров печатания (трафарета, его положения, давления ракеля). Если в результате длительного хранения возникает загустение, возможно разбавление паст 5–10-м % растворителем V 170. Паста должна быть гомогенизирована в трехвалковой мельнице.

Подготовка рисунка для образцов заключалась в изготовлении векторного макета. Итоговый макет сохранялся в формате TIFF.

Деколи изготавливались методом прямой трафаретной печати. Для печати блестящих препаратов применялись трафареты из полиэстера 100, 110 и 120Т.

Подготовку стеклянной основы и нанесение на неё деколей производили в лаборатории при постоянной температуре 18-20 С. Удаление органических остатков осуществляли посредством этиловового спирта. Выдержка образцов перед обжигом составляла 24 часа при температуре 25 С.

В табл. 1 приведены используемые в работе деколи, их цвет, номенклатура и металлы, входящие в состав паст.

В качестве основных факторов, влияющих на цветовые характеристики металлических покрытий, рассматривались такие показатели как состав и процентное содержание благородных металлов в пасте, максимальная температура и режим обжига деколей.

Обжиг образцов производился в муфельной печи JP Selecta S. A. N – 80 L 1100, в интервале температур от 490 до 680 С с шагом 30 С (рис. 1).

Время выдержки образцов в печи при максимальной температуре варьировалось от 1 до 15мин с шагом 5мин (табл. 2).

Таблица 1 – Цвет, номенклатура блестящих препаратов и содержание благородных металлов, применяемых для изготовления деколей*

Цвет препарата Номенклатура препарата Содержание благородных металлов, %
Содержание золота, % Содержание платины и палладия, %
Светло-жёлтый GGР 2121 7
Жёлтый GGP 1230 / 3 1 10
Жёлто-красный GGP 2096 / ТН 10
Белый GPP 1260 2 7
Серый стальной GGP 2052 7


Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.