Технология уф-печати сегодня активно используется в типографском деле. В частности, применяется УФ-печать на металле, как один из вариантов. Сама по себе технология уф-печати считается достаточно универсальной, а также является струйной. Для ее использования применяются и специальные чернила. Процесс происходит таким образом, что чернила облучаются специальными лампами. Если говорить о металлах, то самым распространенным является композитный и многослойный металл, который производится на базе алюминия.
УФ-печать на металле набрала популярность потому, что сам по себе материал отличается своей прочностью и долговечностью, а в некоторых случаях и пластичностью. Кстати, вышеупомянутые чернила могут быть разные. Как правило, применяются органические краски или сублимационный тонер. Хотя специалисты рекомендуют UV-отверждаемые чернила. Главный плюс именно последнего варианта заключается в том, что можно работать напрямую без подготовки. При этом результатом становятся очень яркие и реалистичные изображения.
Области использования печати на металлических поверхностях могут быть самые разнообразные. УФ-печать позволяет работать с сувенирами, товарами, светильниками, дверьми, мебелью, плиткой. УФ-принтеры могут быть промышленного назначения, поэтому технологические решения остаются не только уникальными, но и широкими. УФ-печать является универсальной еще и потому, что может быть как выборочной, когда необходимо произвести нанесение не на всю поверхность, а может оставаться сплошной, когда планируется большой рисунок на всю поверхность.
Стоит отметить, что на металлические листы достаточно легко садится краска. Печать происходит с первого прохода, а качество рисунка может составлять 1200 dpi. В таком случае металлические листы могут стать прекрасной основой для потенциальной инфографики. Один из нюансов УФ-печати по металлу – это оборудование, которое должно быть мощным и современным, чтобы получать красивый и правильно выполненный результат.
УФ-печать можно устраивать и на композитных материалах из металла. К примеру, это могут быть многослойные панели. Сами по себе такие панели дополнительно могут оснащаться и зеркальной поверхностью. На практике это бывают: стенды, вывески, фасады, доски, офисные таблички. Обычно такая печать отличается долговечностью при минимуме времени.
Один из незаменимых процессов в машиностроении – фрезерная обработка металла. При помощи фрезы можно создать буквально любые срезы, кромки, отверстия, фаски. Интересно, что фрезой можно обрабатывать не только металл, но и дерево или графит.
Сама по себе фреза – режущий инструмент с зубцами. Она бывает разной формы, от чего и зависит вид будущего среза. Фрезы изготавливаются из быстрорежущих сталей, цельных и твердых сплавов.
Также как и при токарной обработке, при фрезеровании существует главное движение (движение фрезы) и движение подачи (возвратно-поступательное движение заготовки).
Мастера различают попутное и встречное фрезерование. В первом случае векторы вращения фрезы и заготовки совпадают, а во втором – идут в противоположных направлениях. Если деталь, крепления и обрабатываемый материал позволяют, лучше всего предпочесть попутное фрезерование. Так металл меньше нагревается, а значит, не происходит ненужного упрочнения. Кроме того, стружка не налипает на кромки изделия. В современном производстве встречная технология применяется все реже и реже, хотя именно она считается традиционной.
Различают несколько видов фрезерной обработки, каждый из которых необходим по-своему:
• Фрезеровка с ЧПУ. Минимум погрешности, максимум точности. Производится на самых современных станках.
• Резьбо-фрезерная. Название говорит само за себя: фрезой создают резьбу любого вида и размера.
• Горизонтально-фрезерная и продольно-фрезерная. Такие методы применяется для создания больших по размеру деталей. Обычно такие востребованы в судостроении или авиации.
• Вертикально-фрезерная – подходит для деталей разного размера.
Слой материала, который нужно срезать с заготовки называют припуском. В зависимости от того, какое изделие нужно получить на выходе, припуск убирают с одного или нескольких подходов.
Разумеется, деталь выглядит намного аккуратнее, если она сделана в несколько подходов со сменой режимов в процессе. Все режимы описаны в справочных таблицах.
Сначала мастеру необходимо срезать основную массу «лишнего» металла. Для этого он работает на максимально-допустимом режиме, чтобы удалить быстро и много. При этом важно оставить небольшой припуск, чтобы была возможность точно доработать деталь. После этого он понижает скорость и работает более детально, снимая тонкие слои металла, чтобы придать изделию окончательную форму.
Обработка металлических заготовок на токарном станке – технология, не теряющая своей популярности. Именно благодаря ей простая железная чушка превращается в сложную и высокоточную деталь. Токарная обработка металла требует знаний, навыков и хорошего оборудования.
На токарных станках можно обрабатывать самые разные виды металла – сталь, медь, чугун, бронзу, титан и их сплавы.
Токарная обработка – это процесс срезания с заготовки слоев металла до указанной величины. Для этого станки оснащаются самым разным инструментарием: это могут быть резцы, сверла, приспособления для шлифовки. Сама заготовка непрерывно вращается. Это вращение в токарном деле называется главным движением. Сам режущий инструмент тоже непрерывно двигается относительно будущей детали – это «движение подачи». При помощи токарного станка можно придавать деталям цилиндрическую, сферическую, конусообразную форму, нарезать резьбы, создавать или растачивать отверстия.
Успеху в токарном деле во многом способствует подготовительная интеллектуальная работа. Особенно это касается тех, кто работает на современных высокоточных станках с ЧПУ. Исходя из материала заготовки и материала режущего инструмента, а также – формы, которую необходимо придать, задается программа точения, режим.
Существуют таблицы, в которых подробно описаны различные режимы обработки для каждого вида материала. По таблице выбирается скорость вращения детали, т.к. разные металлы обрабатываются на разной скорости. Верно выбранный скоростной режим обеспечит эффективное быстрое точение, при котором металл не перегреется и не потеряет своих свойств.
Сначала подбирается глубина резания, затем – подача и скорость. Это важное правило, которое должно соблюдаться всеми мастерами. Глубина резания определяется еще и требованиями к обточке – она может быть черновой и чистовой. Как правило, одну и ту же деталь сначала обрабатывают начерно, а затем – доводят до ума при помощи более тонкой работы.
Ключевой рабочий орган токарного станка – резец. Существует большое количество резцов из разного материала и, самое главное, с разным типом кромки, которая и позволяет производить различные операции. Различают резцы для чистовой и черновой работы. Как правило, они создаются из материалов, которые много прочнее, чем обрабатываемые – это тантал, вольфрам или титан.
Токарная обработка – это метод, позволяющий получить детали любых форм с высокой точностью. Технология практически безотходна, т.к. стружка, появляющаяся в процессе обработки, собирается и идет на переплавку.
Иногда в описании компаний или услуг встречается словосочетание «листообработка металла». Это понятие включает в себя целый комплекс технологий и работ, выполняемых с заготовками.
Листообработка – это сумма всех процессов, которые можно произвести с листовым металлом. Обычно целью листообработки является создание готового изделия из листовой заготовки. В это понятие обычно входят:
Кроме непосредственной работы с металлическим листом, есть еще и интеллектуальные процессы, которые предваряют физическую работу. Это проектирование, внесение данных в станки с ЧПУ, составление плана работы.
Предприятие, занимающееся листообработкой, должно быть прежде всего хорошо оснащено. Абсолютно все операции с листовым металлом производятся на станках, и сегодня существуют очень современные и высокоточные модели.
В первую очередь, это оборудование для резки. Разные сорта металлов разной толщины поддаются разным способам раскроя. Поэтому на хорошем предприятии обязательно должен быть плазменый или лазерный резак, гильотина. Это необходимый минимум.
Если объемы работы действительно большие, пригодится автоматизированная линия по размотке металла. Такое оборудование распрямляет лист, как правило, скрученный в рулон, отрезает необходимое количество, формирует стопки из готовых, нарезанных листов. Остаток металла машина может смотать обратно.
Второе – это гибочные станки. Их существует великое множество, и лучше всего иметь разные либо один, но достаточно универсальный. Гибочный станок позволяет согнуть даже самые тяжелые листы, сформировать из листов трубы, сделать изгибы изделия ровными, без заломов и лишних складок.
Совершенно нелишним будет вальцовочное оборудование, которое позволяет сделать из прямого листа трубу, конус, желоб и другие формы. Зиговочная машинка позволит отбортовать кромки материала.
Сварка, а также нанесение защитных покрытий производятся в отдельном цехе – производство должно обладать для этого необходимыми площадями.
Один из самых быстрых, точных и современных способов раскроя –лазерная резка металла. Несмотря на то, что эта технология в России распространяется все больше и больше, вокруг нее по-прежнему есть много мифов, которые мы постараемся развеять.
Миф 1
«Лазерная обработка – новый метод, не изученный до конца, поэтому сложно давать гарантии качества»
Методика раскроя металлических листов и заготовок при помощи лазерного луча зародилась в середине прошлого столетия. Активно использовать на производстве за рубежом ее начали в 1980-е годы. За это время мастерам удалось отточить все нюансы резки и решить все возникающие проблемы. Опытный оператор лазерного резака может дать гарантию, что металл будет раскроен чисто, и это в принципе не должно никого удивлять.
Миф 2
«Лазер разрежет что угодно»
В какой-то степени это так, но если речь идет о толщине металла, то утверждать так – не совсем корректно. Возможности лазерного резака не безграничны. То, какую толщину он может «взять», напрямую зависит от его мощности. Зависит это и от состава металла, который нужно раскроить. Так что в каждом конкретном случае нужно подбирать соответствующий резак. Средний диапазон толщины, с которыми работают лазерные резаки – от 0.2 мм до 5 см.
Миф 3
«Лазер при резке сожжет края изделия»
Это справедливо только при резке деревянных заготовок – раскроенные детали выходят с обугленными краями. Однако металла это никак не касается, даже если его толщина измеряется долями миллиметра. Площадь контакта лазера с поверхностью минимальна. Луч действует на молекулярном уровне, поэтому им можно раскроить даже пластик без оплавления и прочих «некрасивостей». Опять же, подготовка к такой резке должна производиться квалифицированным специалистом, который имеет опыт работы.
Миф 4
«Лазерная технология сложна»
Учитывая, что в основном современные резаки роботизированы, основная работа приходится на расчеты и создание чертежей резки. Остальное машина делает сама.
Как уже было сказано выше, основная работа здесь – подготовительная. Резак должен быть хорошо настроен, линзы и лазер фокусируются, чтобы достичь максимальной производительности. Крайне важно следить за состоянием электросети, чтобы не происходило сбоев в процессе работы. Необходимо следить за своевременной очисткой поверхностей и техническим обслуживанием резака.
Различные покрытия, которые наносятся на металл, помогают ему стать тверже, устойчивее к окислению, лучше проводить ток. Однако в большинстве своем – это всего лишь тонкая наружная пленка. А вот гальваническое покрытие металла – это внедрение иного вещества в саму структуру материала.
Суть метода состоит в том, что металлический лист или деталь погружается в электролитный раствор – раствор солей другого металла, который должен «отдать» свои свойства основному. В раствор опускают так же два электрода – анод и… анод. Роль катода в данном случае сыграет сам обрабатываемый материал. Аноды подключаются к плюсовому источнику тока, катод – к «минусу». Цепь замыкается, и под действием тока из электролита выделяются соли и проникают в основной металл, образуя на его поверхности покрытие. Оно во много раз прочнее, чем просто наружное нанесение.
Гальваническое покрытие можно нанести на любую, даже самую сложную по форме деталь. Оно будет отличаться равномерностью по всей поверхности. Это относительно несложная и недорогая технология.
Полученное покрытие может быть защитным или декоративным. Самые популярные виды гальванических покрытий – хромирование и оцинковка. Оба этих покрытия, нанесенные в гальванической ванне, помогают металлу долго и успешно сопротивляться коррозии. Хромирование дополнительно повышает прочность металла, его износоустойчивость, а также делается в декоративных целях. Достаточно часто при помощи гальванического метода проводят никелирование.
Гальванику в своей работе часто применяют ювелиры. Именно так получаются позолоченные и посеребренные изделия. Очень часто гальваническим методом обрабатывают ювелирные украшения после ремонта. Даже на полностью золотые изделия, бывает, наносят дополнительный гальванический слой – так колечки и кулоны начинают сиять ярче.
Для работы (неважно, что обрабатывается – колечко или кузов от автомобиля) требуется:
• ванна;
• источники постоянного тока;
• анодные пластины;
• подогревающие устройства.
Отдельно создается сам электролитный раствор. В каждом случае его состав определяется индивидуально. Пропорции веществ должны быть максимально точными! При помощи пропорций регулируется толщина будущего покрытия.
В работе важно соблюдать технику безопасности – закрывать руки, лицо, глаза и одежду защитными средствами
Металлические изделия могут быть не только прочными, функциональными и долговечными, но еще и красивыми. Художественная обработка металла производится разными способами, и один из древнейших – чеканка.
Этот метод нанесения изображений или рельефов на металл был известен еще в античном мире. Использовали чеканку в древней Руси, в Китае и Японии. Сегодня чеканка – не просто метод художественной обработки. Это вид декоративно-прикладного искусства, а изделия, украшенные таким способом, стоят больших денег.
С точки зрения технологии различают два вида чеканки – листовую и по литью. Чеканка по литью – относительно несложный процесс, позволяющий выровнять и сделать четче уже отлитый в форме рельеф. Чеканка по листу – это создание контура рисунка и рельефа, фактуры на гладком металлическом листе.
Для листовой чеканки сначала создается эскиз на бумаге. Те части рельефа, которые будут выпуклыми, закрашиваются штрихами. Затем создается заготовка (кусок металла с «припусками» до 5 см по краям). Заготовку под чеканку отжигают и тщательно очищают.
Затем производится насмолка. Металлический лист опускают в ванночку в разогретой смолой – она обеспечивает амортизацию и поддержку во время чеканки, удерживает лист в статичном положении, позволяя мастеру работать двумя руками. Слой смолы помогает получать четкий оттиск после каждого удара. Если чеканится кружка, труба, или любая другая вещь, пустая внутри, ее заполняют смолой до самого верха.
Затем эксиз рисунка переносится на металл. По современной технологии рисунок распечатывается на тонкой – тонкой бумаге и приклеивается к металлическому листу специальным клеем, который не оставит следов.
После этого начинается непосредственно сама чеканка. Мастер, используя разные чеканы (инструменты для чеканки в виде палочек с разными наконечниками) выколачивает на листе контур рисунка. Всех тонкостей работы чеканщика в одной статье не описать: требуется мастерство, опыт и художественный талант, чтобы создавать барельефные или горельефные (высоко выступающие над поверхностью) изображения.
Когда рисунок готов, чеканщик выглаживает фон и отжигает пластину с рисунком.
Существуют и дополнительные этапы – например, дальнейшее поднятие рельефа рисунка, доработка на смоле, но они не обязательны – в каждом случае это решается отдельно.
В качестве дополнительной отделки можно произвести чернение, нанести слой патины, отполировать или отшлифовать рельеф.
Все металлы, существующие в природе, делятся на черные и цветные по оттенку, который имеет природное сырье. И если черные – это производные железа, то цветные металлы – это все остальные, которые только можно найти на земле. Работать с ними не так-то просто: существуют особенности обработки цветных металлов, которые нужно знать.
Цветные металлы встречаются в природе гораздо реже железа. И добывать их значительно труднее. Сырье почти любого цветного металла стоит дороже, чем железная руда. Но каждый цветной металл имеет свои уникальные свойства, которые делают возможности металлообработки почти неограниченными.
Цветные металлы бывают легкие (алюминий, титан, литий) и тяжелые (свинец, олово, цинк). Различают малые (или редкие) металлы – ртуть, вольфрам, кадмий. Очень востребованы в металлургии тугоплавкие металлы (хром, марганец). Благородные (золото, палладий, платина, серебро) и радиоактивные металлы (уран, плутоний, радий) тоже являются цветными.
Самые «популярные» в производстве — медь, алюминий, цинк. Они используются как в чистом виде, так и в виде сплавов. Медь пластична и прекрасно проводит тепло. Часто ее используют и в декоративных целях – уж очень красивый у меди цвет.
Алюминий легок, пластичен, мягок. При этом он отлично проводит электричество. Легко соединяется при плавке с другими металлами.
Цинк чаще всего используется в качестве защитного покрытия: его «суперсила»- устойчивость к окислению.
Что можно делать с цветными металлами? Они поддаются литью, разным видам сварки, ковке, штамповке, прессовке и механическим видам обработки (на токарном станке, гравировка шлифовка и т.д).
Хотя все цветные металлы имеют разные свойства, особенности их обработки общие. Во-первых, они обладают высокой теплопроводностью, при этом при нагревании большинство цветных металлов теряют свою твердость. В разогретом состоянии цветные металлы легко взаимодействуют с газами, и это свойство часто используется при обработке. Когда цветные металлы или изделия из сплавов с ними нуждаются в физическом воздействии, используется особый режущий и точильный инструмент.
Почти все цветные металлы, за исключением цинка, легко подвергаются коррозии. Поэтому они обязательно покрываются защитными составами: грунтовками или красками. Часто в составе последних встречается цинк – получается, что один металл защищает другой.
«Красивые» медь или латунь, бронзу красками не покрывают: со временем на этих изделиях образуется патина, которая придает вещам вид «благородной старины» и защищает от окисления.
Тонкая работа по металлу всегда вызывает восхищение. Искусство «плетения» из золотых и серебряных нитей появилось еще в средние века. Филигрань – способ, которым можно изготовить совершенно любое ювелирное украшение.
Слово «филигрань» имеет итальянские (скорее даже латинские) корни — «filum» («нить») и «granum» («зерно»). Однако в России это искусство называлось «скань» — от слова «скать», то есть свивать между собой тонкие прядки. Внешне филигрань выглядит как ажурное плетение из металла, либо узор из металлических нитей, напаянный на основу.
При помощи филиграни создавались ювелирные изделия (диадемы, короны, тиары, кольца, колье, серьги), дорогая утварь и бытовые предметы (посуда, столовые приборы, вазочки, шкатулки, подстаканники и т.д.). Изделия, созданные в филигранной технике, дополняются камнями, ажурной резкой по дереву и кости и т.д. Сегодня филигрань не столь распространена в быту. Как правило, мастера создают штучные изделия – очень красивые и дорогостоящие. Техника филиграни используется в основном в ювелирном деле.
Материалом для скани служат драгоценные и благородные металлы – золото, серебро, платина, используются декоративные латунь, медь и сплавы с ними.
Ажурная филигрань – это кружево, сплетенное из металлических нитей. Это исключительно ручная работа. Мастер берет кусочки металлической проволоки, которые заранее сортируются по толщине. Часть проволоки остается гладкой, часть – скручивается в жгутики, смотря какой рисунок предполагается создать. Вообще, существует несколько традиционных элементов скани, из которых, в основном, и создаются дивные рисунки. Это колечко, репейчик (цветочек) уголок («галочка») и т.д. Мастер создает эти элементы и приклеивает их прямо на эскиз. Затем, когда какой-то определенный участок изделия готов, элементы спаиваются. Чтобы грамотно спаять такую тонкую работу, нужно иметь большой опыт, т.к. задача мастера – скрепить между собой металлические элементы, а бумага при этом просто сгорает. Важно не допустить расплавления всей филиграни и паять очень точно.
Предметы, созданные в ручной филигранной технике очень легкие на вес – это ценится, т.к. серьги, например, могут быть очень объемными, но нисколько не оттягивать уши.
Напаянная филигрань, когда на цельное металлическое изделие напаиваются кружева, дешевле, чем ажурная. В ней нет «воздушности» ажурной филиграни, зато такие изделия гораздо практичнее и не требуют особенно деликатного обращения.
Сталь получается путем соединения железа и углерода. В металлургии существует огромное количество видов и марок сталей, которые отличаются по своим свойствам. Особенности обработки сталей напрямую зависят от их состава.
Стали можно классифицировать по множеству признаков. Но основной принцип деления – это химическая составляющая. Различают углеродистые и легированные стали.
Углеродистые стали – по сути «простые», в них (если не считать природных примесей) всего два элемента. По количеству углерода они делятся на –высоко-, средне- и низкоуглеродистые. Это самый востребованный вид сталей на производстве, в частности потому, что этот материал относительно недорог. Сегодня существует почти 2000 различных марок углеродистых композиций.
Особенности их обработки стоят в прямой зависимости от количества углерода. Для термических видов обработки (закалка, отпуск, нормализация) нужно учитывать, что чем выше содержание углерода, тем более низкая температура должна быть выбрана. К примеру, высокоуглеродистые стали (от 0.8 % углерода) закаляются при температуре около 800°С, а низкоуглеродистые – выше 900°С.
Еще углеродистые стали делятся на стали обыкновенного качества и качественные. Этот параметр влияет на возможность обработки такого металла давлением. Стали обыкновенного качества делятся на:
• материалы группы А (не могут быть подвержены обработке);
• материалы группы Б (могут быть подвержены штамповке и ковке);
• материалы группы В (подходят для сварки).
Качественные стали можно подвергнуть химико-термической обработке, и множеству способов обработки давлением.
Легированные стали – это сплавы, в которых присутствуют легирующие (изменяющие свойства) элементы. Количество «добавок» огромно: хром, никель, медь, марганец – это только малая часть списка. Каждый «ингредиент» в зависимости от количества очень серьезно меняет свойства стали. Поэтому особенности обработки будут зависеть только от состава.
При термических видах обработки у легированных сталей совсем иное время нагрева, скорость, время выдержки и метод охлаждения по сравнению с углеродистыми. Любой легирующий элемент понижает теплопроводность, поэтому нагревать такой металл нужно медленно, поэтапно, чтобы максимально снять все имеющиеся в материале напряжения. Нагревают такие материалы до более высоких температур без опасности перегрева. Охлаждать их нужно тоже плавными методами, например – на воздухе.
Это только самые общие сведения об обработке сталей. В этом вопросе существует множество нюансов, потому методику обработки для каждого материала должен разрабатывать специалист.
