Технология изготовления фотокристаллов
Фотокристалл - oграненое, отшлифованное и отполированное стекло с фотоизображением внутри или на поверхности, напечатанным как правило на специальной прозрачной пленке.
Размер и форма фотокристаллов может быть различной. От формата брелка для ключей до внушительных размеров (стеклянная плита формата A4 или A3 на пьедестале). Форма может быть геометрически правильной - параллелепипед, ромб, овал или неправильной - имитирующей естественные природные формы "яблоко", "айсберг", неправильный многогранник. Фотокристалл может быть функциональным - пепельница или подставка для визиток с изображением на нижней поверхности. В этом случае вместо прозрачной пленки используется белая пленка, поскольку восприятию изображения может мешать текстура поверхности стола.
С точки зрения технологии изготовления, кристаллы делятся на однокомпонентные кристаллы и двухкомпонентный кристаллы 1-го и 2-го поколения. Достоинством технологии 2-го поколения является простота технологии и возможность организации производства фотокристаллов в чистых "офисных" условиях.
Конструктивно фотокристалл может состоять из одного или двух кусков стекла и тонкого слоя с изображением, находящегося на поверхности стекла (в случае однокомпонентного кристалла), или вклеенного между двумя стеклами (в случае двухкомпонентного кристалла).
Однокомпонентный фотокристалл - слой с изображением печатается или приклеивается к поверхности кристалла, иногда покрывается защитным лаком. В связи с тем, что идеально ровную поверхность при заливке лаком получить трудно, такие кристаллы заметно уступают по качеству и долговечности двухкомпонентным кристаллам. Для их изготовления используются такие же заготовки как и для двухкомпонентных кристаллов 1-го поколения. Для печати изображения используется специальная тонкая пленка для струйной печати на основе ПВХ.
Двухкомпонентный фотокристалл - состоит из двух частей стекла, между которыми вклеена тонкая пленка с изображением. Подразделяются на кристаллы требующие использования шлифовального круга (1-е поколение) и не требующие шлифовки (2-е поколение).
1-е поколение двухкомпонентных кристаллов, требующее шлифовки граней:
- В качестве заготовок для изготовления фотокристалла используется толстая основа кристалла и кусок тонкого стекла, размеры которого больше на 2- 3 мм размеров толстой основы. В процессе изготовления фотокристалла пленка с изображением с помощью УФ отверждаемого клея вклеивается между толстой основой и тонким стеклом. После чего на шлифовальном круге выступающий край тонкого стекла сошлифовывается и формируется фаска. Затем на края отполировываются на мягком круге с использованием шлифовальной пасты.
- В качестве заготовок для изготовления фотокристалла используются две, как правило, одинаковых основы кристалла. В процессе изготовления пленка с изображением с помощью УФ отверждаемого клея вклеивается между ними. В связи с тем что практически невозможно абсолютно точно совместить два одинаковых куска стекла, на поверхности боковых граней такого кристалла после склейки образуется заметный стык. Поэтому на шлифовальном круге плоские грани шлифуются, а затем полируются на мягком круге с использованием шлифовальной пасты для достижения зеркальной гладкости боковых граней.
2-е поколение фотокристаллов - в качестве заготовок кристалла используется толстая основа кристалла и кусок тонкого стекла , размеры которого абсолютно точно совпадают с размерами основы. Тонкое стекло и основа имеют фаски, благодаря которым скрадываются неровности совмещения и после склейки получаются гладкие края. Для изготовления кристаллов из таких материалов кроме струйного принтера требуется только УФ лампа для отверждения клея.
Оборудование и материалы, необходимые для изготовления кристаллов 2-го поколения:
- УФ лампа
- Оптический УФ клей
- Нож
- Бумага для стирания клея
- Пленка с напечатанным изображением
- Кристалл - тонкая основа с фасками на краях и толстая основа
Помещение
должно быть проветриваемым (для выветривания запаха клея), хотя
мощность отраженного излучения УФ ламп очень мала, рекомендуется
работать в защитных очках и перчатках.
При
изготовлении кристаллов 1-го поколения нужен шлифовальный станок.
Заготовки для изготовления таких кристаллов стоят дешевле, но процесс
производства требует больше времени и дополнительных площадей. Как
правило шлифовальные станки устанавливаются в отдельных "грязных"
помещениях, поскольку процесс шлифовки сопровождается распылением
стеклянной пыли и разбрызгиванием шлифовальной пасты.
Процесс
полировки и шлифовки необходим при производстве кристаллов первого
поколения, форма заготовок для которых предполагает использование
шлифовального станка на завершающем этапе производства . Шлифовка - это
стачивание значительного объема стекла для получения ровной и гладкой
поверхности грани кристалла или формирования фаски. На этапе полировки
круг с наждачной поверхностью меняется на мягкий войлочный. В процессе
полировки на круг должен постоянно увлажняться водой с полировальным
порошком. Для этого над кругом устанавливается капельница в которую
заливается вода с полировальным порошком.
УФ-клей
должен обеспечивать прочное скрепление частей кристалла, быть оптически
прозрачным, не приводить к замутнению изображения, не повреждать слой с
изображением, обладать оптимальной вязкостью и временем отверждения для
того чтобы процесс изготовления был технологичным. Испытания показали,
что пока ни один из предлагающихся на рынке УФ клеев, предназначенных
для склейки стекла и металла, не обладает полным комплексом этих
свойств. Однако технический УФ клей можно использовать для приклейки к
кристаллов пьедесталам и держателям кольца для брелков.
Процесс
отверждения клея происходит под воздействием УФ излучения в диапазоне
200 - 400 нм. Интенсивность и спектральный состав излучения лампы
определяют скорость и качество склеивания. Чем интенсивнее излучение
лампы на длине волны, воспринимаемой фотоинициатором клея, тем быстрее
идет процесс отверждения. Факторами, влияющими на интенсивность
облучения клея, являются мощность лампы, расстояние между лампой и
кристаллом, тип рефлектора и толщина стекла. Большинство УФ ламп
испускают широкий спектр ультрафиолетового излучения 300 - 400 нм,
поэтому могут использоваться для производства кристаллов. Важным
фактором, особенно при изготовлении кристаллов с изображеним большой
площади является равномерность облучения. Неравномерная засветка клея
создает локальные механические напряжения, приводящие к видимым
дефектам в склеиваемом слое.
Профессиональные
установки для склеивания кристаллов, имеют эргономичный дизайн,
обеспечивающий высокую производительность, низкий уровень брака,
удобство и безопасность работы. Кроме нескольких УФ ламп,
обеспечивающих оптимальную и равномерную засветку клеевого слоя
установки оснащены обычными лампами, позволяющими легко обнаруживать и
устранять дефекты при нанесении клея; имеют подвижный монтажный столик
легко перемещаемый в зону засветки. Стоимость оборудования также
зависит от качества и ресурса работы УФ ламп, который может составлять
от сотен до тысяч часов.
Специальная
пленка представляет собой ПЭТ подложку толщиной около 200 мкм с тонким
прозрачным трансферным печатным слоем, обеспечивающим высокое качество
струйной печати, идеальную прозрачность, механическую прочность
кристалла и химическую стойкость по отношению к УФ клею. В процессе
производства кристалла этот слой переносится на поверхность стекла, а
ПЭТ подложка удаляется, Благодаря очень малой толщине печатного слоя
достигается высокое качество поверхности по периметру склейки.
Использование обычных прозрачных пленок для струйной или лазерной
печати может приводить к замутненной картинке после склеивания,
расслоению кристалла, и заметному шву на стыке двух компонент кристалла.
