СИСТЕМА ПРИСПОСОБЛЕНИЙ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ИЗДЕЛИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЩИТЫ

Заявляемая полезная модель относится к технологии изготовления изделий из металла, представляющих собой художественную, историческую или материальную ценность. Она может быть использована для предотвращения фальсификаций на рынке торговли изделиями из благородных металлов.
Известна система приспособлений для нанесения на металлическое изделие элементов защиты [1], содержащая экспонирующее устройство для образования на слое фоторезиста под гибким негативом защитной метки.
Однако, такая система, в которой применен процесс фотолитографии для получения защитной метки, не обеспечивает необходимую прочность связи защитной метки с металлическим изделием. В связи с чем защитная метка может быть достаточно легко отделена от его поверхности. Кроме того, рисунок защитной метки может быть воспроизведен на изделии другими лицами, что создает предпосылки для подделки изделия.
Более перспективен метод защиты металлического изделия от подделки путем придания материалу метки определенных свойств, известных только изготовителю метки.
Поэтому за ближайший аналог (прототип) заявляемой полезной модели принята более простая и надежная, чем аналог [1], система приспособлений для нанесения на металлическое изделие элементов защиты [2], содержащая матрицу с участками оттисков макрорельефа и голографического микрорельефа для нанесения на поверхности металлического изделия информационной метки, которую формируют в виде участков голографического микрорельефа и участков макрорельефа, получая комбинированное изображение с голограммой.
Хотя система прототипа [2] проще в применении, чем система по аналогу [1], однако она сложна и трудоемка в технологии своего получения, так как в одной плоскости матрицы необходимо обеспечить высокой степени точности комбинацию микро- и макрорельефа и их элементов.
Кроме того, все же введение комбинированного изображения в прототипе [2] с применением оттисков в матрице с макрорельефом и голографическим микрорельефом недостаточно для нанесения на металлические изделия элементов с высокой степенью защиты от подделки.
Поэтому задачей полезной модели является упрощение технологии изготовления системы приспособлений для нанесения на металлическое изделие элементов защиты и повышение эффективности ее применения.
Поставленная задача решена тем, что в системе приспособлений для нанесения на металлическое изделие элементов защиты, состоящей из матрицы с участками оттисков макрорельефа и голографического микрорельефа для нанесения на поверхность металлического изделия информационной метки в виде участков голографического микрорельефа и участков макрорельефа с получением комбинированного изображения с голограммой имеются следующие отличительные признаки:
центральная часть матрицы выполнена выступающей над периферийной ее частью, а оттиски голографического микрорельефа и макрорельефа на матрице разнесены по разным плоскостям их средних линий профиля, кроме того, система содержит также первую промежуточную матрицу со сформированным оттиском голографического микрорельефа и вторую промежуточную матрицу со сформированными участками голографического микрорельефа и макрорельефа, при этом участок голографического микрорельефа выполнен с растровой структурой, образующей муаровое скрытое изображение, с возможностью визуализации его линзовым растровым декодером.
Выполнение центральной части матрицы выступающей над периферийной ее частью направлено на получение качественного отпечатка на металлическом изделии всех участков изображений. Это необходимо для того, чтобы учитывать особенности операции прессования.
Как известно из практики кузнечно-прессовых работ, при использовании -плоской матрицы всегда более четкий оттиск на штампуемой детали получается по ее периферийной части. Введение же данного отличительного признака позволит устранить этот недостаток, что будет способствовать упрощению всей системы приспособлений, так как не понадобится дополнительных доводочных средств.
Разнесение оттисков голографического микрорельефа и макрорельефа на матрице по разным плоскостям их средних линий профиля позволит при ударе матрицы по металлической заготовке получать равномерный рисунок участков микро- и макрорельефа, средние линии профиля которых на металлической детали будут практически совпадать.
Введение в систему первой промежуточной матрицы со сформированным оттиском голографического микрорельефа позволит устранить необходимость в применении дополнительных доводочных приспособлений по формированию голографического рельефа.
Введение в систему второй промежуточной матрицы со сформированными участками голографического микрорельефа и макрорельефа позволит также обойтись без дополнительных средств нанесения на металлическом изделии участка макрорельефа.
Выполнение голографического микрорельефа с растровой структурой, образующей муаровое скрытое изображение, позволит повысить эффективность применения системы, так как повысится степень защищенности металлических изделий от подделки.
Обеспечение возможности визуализации муарового скрытого изображения линзовым растровым декодером позволит производить оперативно проверку подлинности защитной метки.
Вариантами полезной модели являются нижеследующие отличительные признаки:
в качестве материала матрицы и промежуточных матриц применен металл на основе никеля;
растровая структура образована в виде набора несимметричных фигур, расположенных случайным образом в узлах растра;
муаровое скрытое изображение образовано сдвигом несимметричных фигур относительно узлов растра;
линзовый растровый декодер закреплен поверх участка голографического микрорельефа металлической детали.
Полезная модель поясняется следующими иллюстрациями.
На фиг.1 показан общий вид металлического изделия с участками макрорельефа и голографического микрорельефа.
На фиг.2 показан увеличенный разрез А-А по фиг.1.
На фиг.3 - начало воздействия матрицы на заготовку металлического изделия.
На фиг.4-5 - начальная стадия операции изготовления матрицы.
На фиг.6 - увеличенный вид Б сверху по фиг.2 и фиг.5.
На фиг.7 - увеличенный вид В выделенного участка на фиг.6.
На фиг.8 - общий вид линзового растрового декодера, выполненного отдельно.
На фиг.9 - увеличенный вид выделенного участка по фиг.8.
На фиг.10 - увеличенный вид части металлического изделия при промежуточном расположении линзового растрового декодера над участком голографического рельефа.
На фиг.11 - то же, что и на фиг.10, но при окончательном расположении линзового растрового декодера с визуализацией муарового скрытого изображения.
На фиг.12 - показана стадия получения первой промежуточной матрицы.
На фиг.13-18 - стадии получения второй промежуточной матрицы и самой матрицы.
На фиг.19 показан вариант изготовленного при помощи системы металлического изделия с визуализируемым муаровым скрытым изображением.
На фиг.20 - увеличенный разрез Г-Г по фиг.19.
Система по полезной модели применяется, когда необходимо наладить массовое производство металлического изделия 1 (фиг.1, 2) с нанесением на него информационной метки 2, на которой имеются участки макрорельефа 3 и голографического микрорельефа 4. Это можно осуществить прессованием (тиснением) информационной метки 2 на металлической заготовке 5 (фиг.3) с помощью матрицы 6.
Материал матрицы 6, например никель, тверже материала, например золота, металлической заготовки 5. При этом центральная часть 7 матрицы 6 сделана выступающей над периферийной ее частью 8. В центральной части 7 матрицы 6 выполнен оттиск голографического микрорельефа 9, а в периферийной части 8 матрицы 6 выполнен оттиск макрорельефа 10.
Матрицу 6 изготавливают поэтапно следующим образом. Вначале наращивают на органическом стекле 11 (фиг.4) фоторезисторный слой 12. В нем формируют участок голографического микрорельефа 13 (фиг.5), который точно такой же, как и необходимый для получения участок голографического микрорельефа 4 на металлическом изделии 1 (фиг.2). Формирование участка голографического микрорельефа 13 может осуществляться различными известными способами. Например, методом записи, воспроизведения и преобразования волновых полей. Этот метод основан на интерференции волн с образованием картины (голограммы), содержащей информацию об объекте, в виде участка голографического микрорельефа 13, который фиксируется на светочувствительной поверхности фоторезистивного слоя 12. При этом микрорельеф 13 (4) имеет растровую структуру 14 (фиг.6).
Растровая структура 14 (фиг.6) образована в виде набора несимметричных фигур 15, расположенных случайным образом в узлах 16 растра (фиг.7). Горизонтальные и вертикальные габариты этих фигур 15 лежат в пределах 150-260 мкм. Шаг "h" растра приблизительно 300-400 мкм. При этом сдвигом некоторых несимметричных фигур 15 (показаны условно затемненными) относительно узлов 16 растра на определенные величины "б" (приблизительно 90-160 мкм) образовано муаровое скрытое изображение 17, которое выполнено полутоновым, например, в виде буквы "Н" (фиг.11). Причем, величины этого сдвига выбраны при кодировании полутонового муарового скрытого изображения 17 пропорционально уровню серого тона в этом изображении.
Для кодирования такого изображения 17 на растре растровой структуры 14 применено программное обеспечение. Входными параметрами для него может быть составленный программный графический файл полутонового изображения в формате TIF или BMP, a также набор несимметричных фигур 15, величина шага "h" растра, горизонтальные и вертикальные габариты несимметричных фигур 15 и их величина сдвига "б".
Линзовый растровый декодер 18 может выполняться отдельно (фиг.8) из прозрачной полимерной пленки, толщиной не более 2 мм. Он содержит в себе растровую структуру 19 (фиг.9), выполненную в одном направлении растра с помощью цилиндрических линз 20 с постоянной величиной шага "с".
Растровая структура 14 участка голографического микрорельефа 13 (4) и растровая структура 19 линзового растрового декодера 18 выполнены таким образом, что при совмещении этих структур (фиг.10) появляется муаровый эффект в виде полос 21 и, в конечном итоге (фиг.11), четко проявляется закодированное муаровое скрытое изображение 17 (фиг.7).
Затем наращивают на фоторезистивном слое 12 слой материала 22 (фиг.12), например никеля, и, отделяя его, получают промежуточную матрицу 23 (фиг.13). При этом на ее центральной выступающей части 24 сформируется оттиск голографического микрорельефа 25, точно такой же, как и необходимый оттиск голографического микрорельефа 9 на матрице 6 (фиг.3).
После этого поверх оттиска голографического микрорельефа 25 наращивают другой слой материала 26, например также никеля (фиг.14), и удаляют первую промежуточную матрицу 23, получая вторую промежуточную матрицу 27 (фиг.15) с выступающей периферийной частью 28 и со сформированным участком голографического микрорельефа 29 в ее углубленной части 30, причем точно такого, как и необходимого на изделии 1 участка голографического микрорельефа 4 (фиг.1).
Далее на поверхности периферийной части 28 второй промежуточной матрицы 27 известными способами, например механической или лазерной гравировкой, формируют участок макрорельефа 30 (фиг.10), точно такой же, как и необходимый участок макрорельефа 3 (фиг.1) на металлическом изделии 1.
После чего на вторую промежуточную матрицу 28 наращивают третий слой материала 31 (фиг.17), например никеля, и удаляют вторую промежуточную матрицу 28, получая окончательную матрицу 6 (фиг.18) с окончательно сформированным оттиском голографического микрорельефа 9 на ее выступающей центральной части 32 и с окончательным сформированным оттиском макрорельефа 10 на ее периферийной части 33.
В результате данные оттиски получаются с разнесением по разным плоскостям их средних линий профиля 34 и 35 на величину Δ. Это необходимо для того, чтобы учитывать особенности операции прессования (фиг.3). Как известно из практики кузнечно-прессовых работ, при использовании плоской матрицы всегда более четкий оттиск на штампуемой детали получается по ее периферийной части. В случае же применения матрицы 6 (фиг.18 и 3), введение величины Δ разнесения по плоскостям средней линии профиля 34 оттиска микрорельефа 9 и средней линии профиля 35 оттиска макрорельефа 10, позволит при ударе матрицы 6 (фиг.3) по металлической заготовке 5 получить равномерный рисунок участков микро- и макрорельефа 4 и 3 (фиг.2), средние линии профиля которых будут практически совпадать.
Возможен вариант изготовления металлической детали 1 (фиг.19), у которой наблюдается эффект проявления муарового скрытого изображения 17. Это достигается за счет закрепления (фиг.20) линзового растрового декодера 18. Например, с помощью напыления с последующей обработкой поверх участка голографического микрорельефа 4.
Заявляемая полезная модель технически осуществима и обладает промышленной применимостью.
Источники известности:
1. А.с. СССР №1757864, МПК В25Н 7/00, 1992;
2. Патент RU №2077071 C1, МПК G07D 5/00, 1997 (прототип).