Краткая предыстория. Стала перед нами задача: изготовить энное количество резиновых кнопок от ключей автомобиля по образцу. Пробовали мы их печатать на 3D принтере из резинового филамента, но качество не устроило. Тогда-то и пришла мысль реверсировать технологию литья в силикон. Что из этого вышло, читайте под катом.
Очень много фото.
Обзор технологий
Литьё пластмасс под давлением
Не совсем резина, но суть та же: специальная машина - термопластавтомат (ТПА) - доводит сырье (2) до температуры плавления и через выходную фильеру (3) впрыскивает расплав в пресс-форму (4,6). Как правило, в качестве исходного сырья используются термопласты .
Плюсы: технологичность, высокая скорость получения изделия, широчайший перечень материалов, высокое конечное качество, высочайшая степень детализации. Минусы: сюда же - технологичность, неоправданно высокая стоимость для домашнего применения, большое потребление электроэнергии, окупаемость исключительно на больших тиражах.
Литьё в силиконовые формы
Технология проста и изящна, кто желает ознакомится подробнее, может пройти по ссылкам в заголовке, ну а здесь приведу краткое описание. Мастер-модель помещают в ванночку и заливают жидкой силиконовой смесью, спустя некоторое время силикон затвердевает. Получившееся абы-что разрезают и достают из него мастер-модель. Благодаря своим физическим свойствам, силикон сразу же принимает изначальную форму с пустотелостью в виде мастер-модели, куда и следует заливать что угодно твердеющее. Затвердевшее что угодно, извлекают тем же путем, что и мастер-модель.Плюсы: простота, дешевизна, повторяемость. Минусы: не все так просто, пузыри в изделии, местами довольно длительный процесс, ограниченный спектр материалов, грязища - потом ходишь и ко всему прилипаешь.
Итак, поехали! Потренировавшись немного на кошках, было принято решение изготовить матрицу не на основе силикона, а на основе тех же пластиков, что льют в эти самые силиконы. Принцип здесь тот же: два компонента реактопласта смешиваем между собой и заливаем в готовую матрицу до отверждения. Есть ряд причин, почему я решил не использовать силикон в качестве матрицы. Во-первых, даже при использовании большого количества разделяющей смазки не всегда удавалось нормально оторвать модель от матрицы, несколько штук пришлось выкинуть. Во-вторых, силиконовые матрицы довольно быстро приходят в негодность, особенно если их кипятить для ускорения процесса полимеризации. В-третьих, силикон все же деформируется, особенно если выжимать пузырьки воздуха вручную, а не компрессором. В-четвертых, у меня было много пластика и мало силикона, правда, после нескольких неудачных попыток успеть влить смесь в матрицу до ее полимеризации, ситуация изменилась на противоположную. Ну и в-пятых, просто хотелось "как на заводе". Классическая пресс-форма состоит из матрицы (как правило, нижняя часть) и пуансона (обычно верхняя, создающая давление, часть). Начать я решил с изготовления матрицы, в которую и будет "влита" мастер-модель.Сразу прошу прощения за возможную скрытую рекламу на визитках, постарался все убрать пот каты, изначально не ставилась цель размещать пост здесь. Как видно, сама деталь небольшая, а значит в качестве опалубки можно использовать ламинированные визитки. Ламинация, помимо эстетически гладкой поверхности, позволяет обойтись без использования разделяющего состава. Отталкиваясь от предыдущего опыта, я решил что модель будет не просто лежать задней частью на визитке, а на небольшом пластилиновом возвышении. В результате изделие будет как бы утоплено в ванночке, что даст дополнительную возможность избежать пузырей.
Приклеил суперклеем к пластилину, иначе не клеится.Ванночка наизнанкуЗаклеиваем отверстияРезультатДля прижима пуансона, я решил в матрицу "влить" четыре шпильки по краям. Суть такова: задняя часть кнопок, та, что приклеена к пластилиновой ванночке, есть ответная часть для пуансона, к которой он будет прижиматься. Соответственно в эту же часть мы будем "вливать" резьбу.
На фото часть резьбы закрыто трубкой, это ответная часть пуансона.Поскольку очень сложно на глаз выставить параллельность шпилек, на другой визитке я продырявил в тех же местах отверстия и собрал что-то вроде вот такого каркаса:Как видим, концы с резьбой обращены внутрь матрицы.
Результат с опалубкой будет выглядеть уже так:В качестве непосредственно материала для заливки я использовал то, что рекомендовал продавец со словами: "Держит 120 по цельсию и твердеет за три минуты". Собственно, сие представляет картонную коробочку с двумя баночками желтого и синего цветов по пол-литра каждая. Жижа в баночках прозрачная, одна жиже другой. Ну то есть содержимое синей банки более густое, а содержимое желтой банки имеет желтоватый оттенок. После полимеризации состав теряет прозрачность и становиться, даже и не знаю как выразиться иначе, но нежно белым. Хим состав толком не известен, на желтой написано: 4,4′-Methylenebis(phenyl isocyanate) и предупреждение о срочной и неумолимой гибели в самых страшных муках, если вдруг что. Зато синяя баночка нам сообщает, что "No hazardous ingridients", но WARNING таки имеется и на ней. Так или иначе, но детей Советского Союза не запугать такими пустяками, а значит работать будем с тем, что имеем.
Собственно, фото банок:Мешать все это дело необходимо в пропорции один к одному, что чертовски удобно, в отличии от силикона, в который надо влить 3-4% катализатора. Поди отмерь, когда конечное изделие весит полграмма!
Познавательная страничка
Итак, поехали!Если смешивать в любых пропорциях разные варианты содержимого из всех четырех баночек (желтой, синей, силикон и катализатор силикона), то не произойдет ровным счетом ничего. Ибо фазы жидкостей не совпадают и они не смешиваются. Зато, если смешать все вместе, да еще и в нужных пропорциях, мы получим невнятную массу, похожую на очень хрупкий пенополиуретан.
Готовим пропорции:Смешиваем:При помощи банки и компрессора от холодильника обезгаживаем (избавляемся от газов то бишь) :И......не успеваем ничего сделать. Смесь затвердела.
Зато теперь у меня есть красивое абы-что и минус одна пятая пластика:Это, кстати, весьма важный момент: необходимо точно знать и быть уверенным в том, что именно ты собрался делать. Если весь процесс выполняется вручную, включая смешивание, дегазацию, переливание туда-сюда, надо понимать, что время жизни смеси должно быть достаточным для выполнения всех этих процедур. Ну и масса мелких моментов, которые сложно предусмотреть, не имея печального опыта или совета бывалых. Например, камера дегазации. Я ее собрал на коленке из компрессора от холодильника и стеклянной банки с крышкой. Вроде ничего сложного, но сразу же вылезла масса багов. Первое - из банки невозможно достать руку, если в это время держать стаканчик.
Вот как-то так я выглядел, когда в первый раз попытался это сделать:Второе - шланг от компрессора входит ровно в центр крышки от банки, соответственно, при нормализации давления воздух с силой бьет ровно в центр смеси. Как результат, минус вторая пятая часть пластика и белые, непрозрачные стенки банки. Третье - шланг короткий и твердый, так и норовит опрокинуть мелкую и легкую баночку с содержимым. Минус третья пятая пластика. Разумеется, после этого я все свои действия стал продумывать наперед, с различными вариантами развития событий. В результате кое-чего смог таки добиться:Должен сказать, что в этом случае я решил обойтись без использования компрессора. Далее необходимо "раздеть" матрицу:Очистить от пластилина и полюбоваться результатом:Поставить на место мастер-модельИ собрать новую опалубку:Сюда мы будем заливать смесь, которая сформирует пуансон, это ответная часть матрицы. Разумеется, чтобы шпильки не залило пластиком, на них насажены трубки. При желании, их потом можно вытянуть из пуансона. Нутро необходимо смазать разделительным составом, я для этого использую восковой раствор в форме спрея.
Результат после снятия опалубки:Небольшая обработка и вот результат:Пару слов о пластике. В процессе полимеризации пластик может довольно сильно греться, причем нагрев ускоряет реакцию. Соответственно, чем больший объем смешиваем, тем больше тепла выделяется и тем быстрее твердеет смесь. Это надо учитывать. Промежуточная стадия - гель - длится буквально минуту, на этом этапе еще есть возможность исправить небольшие огрехи. После полной полимеризации получается изделие, напоминающее по фактуре слоновую кость. Он легче ABS и менее прочен, вроде температуру держит лучше. Легко обрабатывается механически, клеится, красится (лучше использовать краситель в процессе смешивания компонентов), тонет в воде, горит. При сильном нагреве сначала переходит в менее твердую фазу, затем становится очень пластичным. Но не текучим! То есть его нельзя мять, иначе он просто треснет. При деструктивном перегреве пластик начинает крошиться, внезапно превращается в текучую массу, становится прозрачным и меняет свой цвет на цвет жженого сахара. Вонища и все такое конечно присутствует. Можно ли его использовать в качестве замены термопластов? Смотря для чего, но в общих случаях да, а учитывая тот факт, что это не самый прочный вариант из существующих на рынке - однозначно можно.
Ну и теперь то, ради чего все это дело затевалось - изготовление силиконовых копий. Поскольку, силикон был у меня только белый,..
Собственной персоной:...а кнопки нужны черные, пришлось импровизировать с тонером от лазерного принтера: Я уже упоминал о сложностях с подбором соотношения силикон/катализатор, здесь выручил инсулиновый шприц. Все это дело я размешал и получившуюся каку намазал сперва на пуансон, а затем остатки влил в матрицу, где и пригодилась "впуклость", которую я сделал из пластилина.Спустя 10 минут:Результат после обрезки:Выводы
Технология рабочая, сложного ничего нет, материалы доступные. Для дома или мелких серий отличный вариант. Для больших изделий подходит так же, как и термопласты. Очень серьезный минус - это грязюка. Может это я такой свин, но тот факт, что я обгадил донельзя свое рабочее место, очень расстраивает.
Мы изготавливаем матрицы из МДФ , модельных плит, мягких металлов, алюминия. Матрицы используются для формовки изделий из стеклопластика, углепластика, абс пластика и прочих материалов.
Изготовление матрицы - ответственный этап производственного процесса и является самой сложной и ответственной работой, поскольку именно от ее качества зависит и качество будущего изделия. При некачественно изготовленной матрице обязательно проявятся изъяны в изделии, что в конечном итоге приведет к финансовым издержкам, задержке производственного цикла, браку конечного изделия. Доверяя изготовление матрицы (прототипа) нам, вы можете быть уверены в том, что получите матрицу высокого качества в оговоренные сроки.Наша компания располагает опытными специалистами и всем необходимым оборудованием для изготовления матриц.
Из каких материалов может быть изготовлена матрица:
Матрица из МДФ
Матрица изготавливается путем фрезерования на станке ЧПУ, необходимая высота матрица достигается склейкой плит МДФ. Предварительно мы выполняем трехмерное проектирование в специальной программе на компьютере, далее выполняется 3D фрезеровка на станке с ЧПУ. Фрезерование значительно сокращает время и стоимость изготовления матрицы, обеспечивается очень высокая точность всех участков матрицы. Далее верхний слой МДФ (примерно 1 мм) пропитывается специальным составом, и полируется, в результате получается твердая и прочная поверхность. Матрица из МДФ наиболее экономичный вариант, но, к сожалению, матрица МДФ выдерживает не более 10 съемов.
Матрица из модельных плит
Матрица изготавливается путем фрезерования на станке ЧПУ модельных плит разной плотности. Технология похожа на МДФ, но модельные плиты не требуют дальнейшей обработки и более долговечны, матрица из модельной плиты выдерживает несколько десятков съемов, но сам материал значительно дороже МДФ
Матрица из алюминия
Традиционно для изготовления матрицы используется металл, который отличается своей долговечностью. Но это самый дорогой и долгий способ изготовления технологической оснастки, поскольку сам металл дорог и время на его обработку требуется очень много. Алюминий очень хорошо подходит для матрицы, с помощью которой изделия будут изготавливаться большими партиями.
Звоните нам - мы дадим вам максимально подробную консультацию!
Инструкция по изготовлению матриц из стеклопластика
Болван (модель, матрица) как правило изготавливается из дерева. Для изготовления матрицы с высокой чистотой поверхности для поверхностного слоя необходимо использовать филлер FI-175, который легко обрабатывается и шлифуется. Более высокую чистоту поверхности можно достичь, применяя затем FI-167 имеющий более мелкую структуру. До нанесения FI-167, болван (матрица) необходимо выровнить и зашкурить с использованием наждачной бумаги №600. Для финишного покрытия рекомендуется применять топкоат марки МТ темных цветов. Толщина покрытия должна составлять не менее 0.6-0.8 мм с учетом доводки и полировки поверхности.
Покрытие следует обработать, используя мокрую шкурку постепенно снижая номер зерна от 400 до 1200. Начальный размер зерна зависит от исходной подготовки поверхности. Для полировки поверхности матрицы рекомендуется использовать полировочные пасты NORPOL
Впоследствии, как желаемое качество поверхности достигнуто, болван (матрица) покрывается 4-6 слоями разделительного воска W-70. Технология нанесения воска рекомендует производить 2 слоя в день с промежуточной сушкой не менее 6 часов. На следующий день еще 2 слоя с тем же интервалом и т.д.
После нанесения заключительного слоя воска нужно подождать еще одну ночь перед нанесением матричного гелькоата. Следует иметь в виду, что для качественного отверждения и полировки воска температура воздуха во время нанесения должна соответствовать примерно 20 о С
При нанесении матричного гелькоата следует придерживаться следующих рекомендаций:
- Температура окружающей среды в пределах 20-23 о С. Помните, что температура у пола всегда ниже.
- Болван (матрицы) требуется выдержать некоторое время при этой температуре до нанесения матричного гелькоата.
- Следите за тем, чтобы помещение не было запылено и содержите поверхность матрицы в чистоте. Никогда не пользуйтесь компрессором для удаления пыли с матрицы, используйте для этой цели влажную фланель.
- Перед применением гелькоата его необходимо выдержать в данном помещении (см.п.1) как минимум неделю. Использование холодного гелькоата гарантировано приведет к плохому отверждению и образованию пор на поверхности матрицы.
- Влажность воздуха должна быть в пределах 50-70%.
- Убедитесь, что Вы используете правильный тип гелькоата: NORPOL GM 9000 S (6014 S)- Матричный гелькоат для нанесения методом напыления(Spray) NORPOL GM 9000 H (6014 H)- Матричный гелькоат для ручного нанесения. NORPOL GM это матричный гелькоат умеренной пластичности с жесткой поверхностью и высокой теплостойкостью.
- Во всех случаях необходимо проверить срок желатинизации, особенно при применении старого гелькоата. Для этого нужно смешать 100 г. гелькоата с 1.5% катализатора. Период желатинизации менее 30 мин. Открыв ведерко с гелькоатом, его необходимо тщательно перемешать, т.к. за время хранения жидкий гелькоат может расслоиться по фракциям, а по завершении использования его нужно надежно закрыть во избежании испарения стирола.
- В процессе нанесения гелькоата и на ранней стадии отверждения вентиляция и иные воздушные потоки нежелательны ввиду возможности загрязнения декоративного слоя и возможной неравномерности процесса полимеризации. Обильная вентиляция необходима когда процесс отверждения зашел достаточно далеко.
- Необходимо контролировать правильную дозировку катализатора (1.3-1.8%) и тщательное перемешивание его с гелькоатом.
- Важно обратить внимание на количество разведенного гелькоата. Добавив катализатор необходимо выдержать 10-15 мин. прежде чем начнется химическая реакция. К этому времени он должен быть нанесен на поверхность болвана (матрицы). Для больших площадей рекомендуется делать несколько небольших замесов, во всяком случае не более 2 кг на одного оператора за один прием.
- До начала работы убедитесь в том, что емкости, инструмент и кисти полностью очищены от растворителя.
Нанесение матричного гелькоата с помощью кисти
- Необходимо использовать широкую, мягкую кисть с длиной щетины 5-7 см.
- Первый слой покрытия - толщиной 0.4-0.6 мм., что проверяется с помощью калибра для измерения толщины мокрой пленки. Во избежании слишком толстой пленки и ухудшении качества покрытия, кистью наносится как правило 2 слоя гелькоата. Гелькоат следует наносить максимально равномерно. Для этого целесообразно это делать вдвоем. Один наносит гелькоат кистью, а второй следит за равномерностью распределения по поверхности и проверяет толщину пленки с помощью калибра. Не следует работать одной кистью больше 15 минут без ее промывки. Рекомендуется в этом случае иметь две кисти.
Нанесение матричного гелькоата методом напыления
Наиболее распространенным на сегодняшний день является чашечный пульверизатор. Из опробованных лучше всего этому соответствуют пульверизаторы фирмы BINRS со следующими комплектующими:
Кроме того разработан метод использования Апликатора IPG 6000 для нанесения матричного гелькоата.
- IPG 6000 + пистолет 18 N с форсункой 68 SS , кожухом А 68 РВ и воздушным шлангом, соединенным с пистолетом- пульверизатором для регулировки давления распыления.
- Давление насоса 1 кр/см 2
- Давление распыления 4 кр/см 2 - регулируется винтом.
- Катализатор добавляется автоматически Апликатором.
- Матричный гелькоат наносится в 4 слоя,150-200 мк каждый с интервалом 5-10 мин.
Ламинирование матрицы
Для изготовления ламината матрицы можно использовать стекломат марки М 601 и М 501. Мат на эмульсионной связке М 501 обеспечивает легкое освобождение от воздуха, но дает белый ламинат. Это не оказывает вредного воздействия на прочность ламината при условии, что его общая толщина состоит из слоев каждый из которых не толще 2 мм и он нанесен на отвержденный предыдущий слой. Мат на порошковой основе не дает белого ламината, но выход воздуха более затруднителен.
Первый слой ламината матрицы
1х450г/м 2 стекломат.
Полиэфирная смола Polylite 410-900.
МЭК NORPOL Peroxide №1 - 1%
Нанесите обильный слой смолы на гелькоат и положите 1 слой мата. Убедитесь, что поверхность мата равномерно пропиталась и не имеет пузырей. Тщательно прикатайте валиком и оставьте отверждаться до следующего дня.
Второй и последующие слои ламината матрицы
2х450г/м 2 стекломат.
До нанесения стекломата зачистить предыдущий слой отвержденного ламината. Во избежание образования внутренних напряжений и усадок не следует наносить больше 2 слоев стекломата в день. Матричные ламинаты изготавливаются так же с помощью Апликатора при этом первый слой порядка 1 мм, а последующие до 2 мм. каждый.
ООО "Композит" - материалы и технологии для вашего бизнеса.
Жидкокристаллическая матрица TN+film состоит из следующих элементов:
⁃лампа подсветки из ртути;
⁃система отражателей для равномерной подсветки;
⁃стеклянная подложка с контактами;
⁃фильтры‐поляризаторы;
⁃жидкие кристаллы
Пиксель в жидкокристаллической матрице формируется из 3 ячеек или точек синего, красного и зелёного цветов. Включая и выключая эти точки, комбинируя эти состояния, получают тот или иной цвет. Управление матрицей происходит по‐пиксельно. Здесь кроется большой недостаток данных пассивных матриц: пока сигнал дойдёт до последних пикселей, яркость первых, вследствие потери заряда уменьшится. Да и строить матрицы с большой диагональю по подобной технологии также нецелесообразно. Потребуется увеличить напряжение, что приведёт к росту помех.
Для преодоления этих препятствий была разработана технология TFT(Thin Film Transistor) или тонкоплёночный транзистор. Поскольку транзистор это активный элемент, соответственно, матрицы стали активными. Применение таких транзисторов позволило управлять каждым пикселом отдельно, что позволило значительно увеличить время реакции и производить жидкокристаллические матрицы больших размеров.
В каждой ячейке того или иного цвета, входящей в состав пикселя, расположены молекулы жидких кристаллов. В технологии TN+film они выстроены друг за другом, но развёрнуты относительно друг друга по‐спирали таким образом, что крайние молекулы развёрнуты относительно друг друга на 90 градусов. Данные молекулы расположены в специальных бороздках, которые и создают такое расположение на стеклянной подложке.
К концам данной спирали подсоединены электроды, к которым подаётся напряжение, управляющее пикселом. В ответ на это, в зависимости от напряжения, спираль начинает сжиматься. Таким образом при отсутствии напряжения свет проходит через первый фильтр‐поляризатор, затем молекулы жидкого кристалла разворачивают свет на 90 градусов, чтобы он был в одной плоскости со 2 фильтром и прошёл сквозь него. Таким образом получаем белый пиксель.
Если будет подано максимальное напряжение, молекулы кристалла займут такое положение, при котором свет будет поглощён полностью вторым фильтром‐поляризатором. Соответственно пиксель окрасится в чёрный цвет. При вариациях поданного напряжения, свет будет частично поглащаться поляризатором из‐за расположения кристаллов. Пиксель будет окрашен в серые оттенки, что означает свет будет частью проходить, а частью поглощаться.
Поскольку матрица, изготовленная по этой технологии обладают малыми углами обзора, применили специальную плёнку, накладываемую сверху и раширяющую обзор. Получилась технология TN+film, у которой при смене угла обзора интенсивность цвета меняется не так резко. Данная технология применяется и сейчас, поскольку она самая дешёвая. Но для работы с графикой она не подходит.
Плюсы технологии TN+film:
⁃высокое быстродействие матрицы;
⁃низкая стоимость;
Недостатки технологии:
⁃малые углы обзора;
⁃малая контрастность;
⁃качество цветопередачи;
Технология S‐IPS основана на тех же принципах, отличие состоит в том, что молекулы выстраиваются друг за другом параллельно, а не скручиваясь в спираль, как в технологии TN+film. Электроды расположены на нижней подложке. При отсутствии напряжения свет не проходит через 2 поляризационный фильтр, плоскость поляризации которого расположена под углом 90 градусов. Таким образом получается насыщенный чёрный цвет. Углы обзора матриц, выполненных по этой технологии, составляют до 170 градусов по горизонтали и вертикали, что очень выгодно отличает данные мониторы от предыдущих.
П
люсы
технологии S‐IPS:
⁃большие углы обзора по горизонтали и вертикали;
⁃высокая контрастность;
Недостатки технологии;
⁃большое время отклика, так как надо развернуть молекулы на больший угол;
⁃более мощные лампы для подсветки панели;
⁃необходимы более мощные напряжения для разворота молекул, так как электроды в одной плоскости;
⁃высокая стоимость;
Исходя из характеристик матриц, выполненных по данной технологии, применять их лучше всего в дизайнерских задачах, там где не требуется высокое быстродействие динамичных сцен, но требуется качественная цветопередача.
Компромиссом между высокой цветопередачей технологии S‐IPS и быстродействием TN+film, стала технология MVA. Суть данной технологии состоит в том, что молекулы распологаются параллельно друг другу, а по отношению ко 2 фильтру по углом 90 градусов. Второй фильтр имеет сложное строение, он состоит из треугольников, к боковым сторонам которым и развёрнуты молекулы кристаллов таким образом. Попадая на второй фильтр через молекулы, свет поляризуется на 90 градусов(работа молекул кристалла) и поглощается 2 фильтром, который такой свет не пропускает. В результате получаем чёрный свет.
П
одавая
напряжение, молекулы начинают
поворачиваться и тем самым направляя
свет на 2 фильтр уже под углом, отличным
от 90 градусов. В результате свет начинает
проходить сквозь 2 фильтр с интенсивностью
пропорциональной приложенному напряжению.
Данная технология вольно или невольно
делит экран на 2 части, по направленности
молекул к 2 фильтру, получается то, что
находясь по отношению к экрану со
стороны, для нас молекулы кристаллов
другой стороны не действуют. Мы видим
только ту зону, которая ближе к нам и
которая цвет не искажает. Применение
подобной технологии значительно
усложняет строение фильтров‐поляризаторов
и самих матриц, так как каждую точку
экрана дублируют с 2 зон.
Фирма Samsung не пожелала платить за лицензию и разработала свою технологию PVA, очень похожую на MVA, и имеющую ещё большую контрастность. Поэтому зачастую в характеристиках мониторов указывается MVA/PVA.
П
люсы
технологии MVA/PVA:
⁃большие углы обзора;
⁃хорошая цветопередача и контрастность;
Недостатки технологии:
⁃сложность изготоления матрицы;
⁃время отклика больше, чем матриц технологии TN+film
На этом обзор технологий жидкокристаллических матриц завершаем. Что касается сравнительно недавно ананосированной фирмой Samsung технологии PLS(Plane‐to‐Line Switching), то она скорей всего развитие технологии S‐IPS. Во вском случае сторонние эксперты изучив матрицы PLS и S‐IPS под микроскопом, отличий не выявили. Более того Samsung выдвинула иск против LG, в котором утверждала, что используемая LG технология AH‐IPS, является модификацией PLS, что косвенно подтверждает вышесказанное.
Плазменные мониторы в настоящее время получили широкое распространение благодаря тому, что подешевела технология производства. Производятся мониторы с большой диагональю, поскольку производить с малой диагональю технологически затруднительно. Поэтому и цены на них могут быть больше, чем на широкоэкранные.
Матрица плазменного монитора состоит из ячеек, на стенки которой нанесено покрытие из фосфора, а сами ячейки заполнены инертным газом: неоном или ксеноном. При подаче напряжения на ячейку происходит разряд, инертный газ начинает испускать фотоны, которые в свою очередь бомбардируют фосфорное покрытие ячейки. Фосфор в свою очередь начинает испускать фотоны света. Всем известно, как фосфор люминесцирует даже при дневном свете.
Я
чейки
плазменной матрицы имеют 3 цвета: красный,
зелёный, синий, и в таком составе образуют
пиксель. Соответственно, подавая
напряжения разной интенсивности и
комбинируя цвета, получают на данный
момент тот цвет, который необходим.
Принцип такой же, как и у жидкокристаллических
матриц, просто вместо кристаллов
используется ячейки с инертным газом.
Причём, каждая ячейка пикселя управляется
отдельно, что самым лучшим образом
сказывается на цветопередаче и
контрастности.
В целом экран плазменной матрицы состоит из 2 стёкол, наружного и внутреннего, между которыми располагаются 2 слоя диэлектрика с электродами. Один слой диэлектрика примыкает к внешнему стеклу. В этот диэлектрик встроены питающие электроды или электроды экрана. После слоя диэлектрика идёт тонкий слой оксида магния или защитный слой. А затем сам слой с ячейками инертного газа.
Со стороны внутреннего стекла также есть слой диэлектрика в который встроены электроды, которые называются адресными или управляющими. Таким образом, при подаче напряжения между питающим и адресным электродом и возникает газоразрядный ток, который приводит к испусканию фотонов в отдельной ячейке и всей плазменной панели в целом, согласно необходимому сюжету.
Как видно из этого описания, технология матрицы плазменных мониторов несколько проще, чем жидкокристаллических. Рассмотрим теперь плюсы и минусы данной технологии.
⁃большие углы обзора;
⁃бесподобное качество цветопередачи и контрастности, насыщенность передаваемого цвета;
⁃абсолютно плоский экран и его малая толщина;
⁃небольшое время регенерации изображения;
У всякой технологии есть какой‐либо предел, поэтому свои недостатки есть и у плазмы:
⁃повышенное энергопотребление, поскольку используется газоразрядный эффект;
⁃большой размер пиксела, что влияет на разрешающую способность картинки с мелкими деталями;
⁃ресурс плазменных панелей ниже, чем жидкокристаллических;
⁃панели с малой диагональю дороже аналогичных жидкокристаллических;
OLED‐матрица состоит из органических светодиодов. Светодиод состоит из катода и анода, между которыми находится органическое вещество. При прохождении электрического тока катод испускает электроны, а анод-положительные ионы. Электрическое поле направляет эти частицы навстречу друг другу и рекомбинируя друг с другом они испускают свет. Анод, выполненный изоксида индия с добавками олова пропускает свет в видимом диапозоне.
Для создания цветных OLED‐дисплеев были подобраны вещества, которые могут излучать свет разной длины волны, и соответственно, цвета. Светодиоды синего, красного и зелёного цвета образуют ячейку матрицы. Данная ячейка управляется путём подачи к ней напряжения. Контроллер матрицы на большой скорости последовательно подаёт управляющее напряжение, как в строчной развёртке электронно‐лучевой трубки. За счёт этого человеческий глаз не успевает почувствовать разницу цвета, когда ячейка получила импульс, а когда он перестал воздействовать на ячейку. Такая OLED‐матрица является пассивной.
Е
сть
и активные OLED‐матрицы, где каждой
ячейкой управляет свой транзистор, и
все диоды загораются практически
одновременно. Такая матрица дороже
пассивной, из‐за сложности производства.
Возможности OLED‐технологии удивительны. Так, например, прозрачным можно сделать не только анод, но и катод. В этом случае дисплей будет полностью прозрачным, а на восприятии картинки за счёт яркости свечения светодиодов, это не отразится. Или же вместо подложки из стекла, использовать гибкий материал. В этом случае экран можно сворачивать в трубочку.
Массовое производство OLED‐мониторов пока наблюдать не приходится в связи с большой ценой. Да и производить дисплеи с большими диагоналями трудней. Тем не менее, фирмы не останавливаются в своих оисследованиях. Не так давно фирма Samsung анонсировала монитор с диагональю 55 дюймов, поэтому проблемы, возникающие в технологии изготовления OLED‐матриц преодолеваются.
Рассмотрим достоинства технологии OLED:
⁃углы обзора самые большие по сравнению с другими технологиями;
⁃самая высокая контрастность среди существующих технологий;
⁃время отклика измеряется в микросекундах, а у жидкокристаллических матриц в миллисекундах;
⁃отсутствие лампы подсветки, значит, энергопотребление ниже;
⁃толщина экрана ёщё меньше;
⁃могут использоваться в широком диапозоне температур;
К недостаткам технологии относятся:
⁃время жизни органических светодиодов;
⁃необходимость тщательной герметизации матрицы от влаги;
Пластилиновый макет — это какая-то недоматериализованная мысль. Уже можно потрогать, но нельзя пользоваться. Причем, пластилин при нагреве и остывании деформируется. Поэтому стоит поторопиться закрепить его стеклопластиком.
Мне известны три способа ручного изготовления деталей из стеклопластика (пластмассы, упрочненной стекловолокном). Но, если мы хотим повторить наше изделие, то нам не обойтись без промежуточного этапа-изготовления матрицы.
Матрица из стекловолокна это такая же деталь, только “вывернутая наизнанку” (лицевой поверхностью внутрь). Внутренняя поверхность матрицы копирует форму поверхности пластилиновой модели. Поэтому деталь, “склеенная” в матрице, будет точной копией нашей модели.
Такую сложную форму, как кузов автомобиля, необходимо разделить на фрагменты, для того, чтобы матрица получилась разборной. Мы ведь не хотим ее резать, вытаскивая деталь? Фрагменты матрицы должны скрепляться между собой, образуя общую внутреннюю поверхность. Для этого по контуру каждого фрагмента матрицы делают отвороты наружу- фланцы. Фланцы соседних фрагментов скрепляют болтами.
Еще на этапе проектирования тюнинга стоит подумать о сложности его изготовления. А уж во время ваяния модели из пластилина, мысль о матрице должна дисциплинировать разгулявшуюся фантазию.
01. В случае с Copen, я рискнул обойтись одним разъемом по контуру капота. В пластилине ставить опалубку разъема сравнительно просто. Для этого продираем борозду и загоняем в нее полосу оргалита (жести, фольги, картона, ПВХ, пластилина).
Процесс контактного формования стеклопластика тюнингеры часто называют клейкой. Возможно, причиной тому чей-то неудачный опыт “ приклеивания” полиэфирной смолы к модели или матрице с печальными последствиями… Поэтому, перед формовкой стеклопластика на поверхность модели или матрицы необходимо нанести разделительный слой. Разделителем может быть воск, разведенный в скипидаре, полироль для паркета, автомобильная тефлоновая полироль или профессиональные термостойкие воски.
02. Изготовление любой матрицы желательно начинать с нанесения гелькоута (специальной густой смолы с наполнителем). Специалисты-технологи рекомендуют использовать дорогие профессиональные матричные гели, а наши колдуны обвеса превращают в гелькоут обычную полиэфирку мешая ее с чем- попало (тальк, цемент, сажа, алюминиевая пудра). Гелькоут наносится на модель тонким слоем плоской кистью или из малярного пистолета. Сразу замечу, что надо научиться работать быстро, так как смола доходит до желеобразного состояния за 20-40 минут.
03. На затвердевшую пленку гелькоата послойно, с промежуточной выдержкой на полимеризацию (“сушку”) наносим 1слой стекломата марки 300 и 3 слоя стекломата марки 600 с пропиткой полиэфирной смолой. Каждый затвердевший слой зашкуриваем наждачной бумагой. (Когда такие материалы как стекломат недоступны, можно использовать стеклоткань и стеклорогожу на последние слои).
04, 05. Для того, чтобы избежать деформаций, я решил усилить матрицу капота. Шаблон из картона перенес на лист фанеры и выпилил две одинаковые полосы, нижним краем повторяющие форму матрицы капота. Теперь приформовываем усилители к матрице капота полоской стекломата 600 (или стеклотканью).
06. Перед съемом матрицы, главное, не забыть просверлить монтажные отверстия во фланцах. Я задаю расстояние между отверстиями 15см под болт М8 поближе к углу фланца.
07. И вот, наступил торжественный момент первого съема. В этом мероприятии полезно участие крепких парней и применение макетной смекалки. Мне, например, часто помогает маленький домкрат. Снятую матрицу капота очищаем от остатков модели и подрезаем фланцы по контуру.
08. На гелькоате матрицы капота заметны шероховатости и неровности- отпечатки поверхности пластилина модели. При нагревании гелькоата феном кое-где надуваются пузырьки- это скрытые раковины. Все эти дефекты устраняются при помощи ножа, наждачной бумаги и шпаклевки.
09. После съема матрицы капота, я очищаю подкапотное пространство от остатков модели. Теперь у меня открылся доступ к местам крепления на кузове “родных” крыльев и решетки радиатора. На этих же местах я планирую закрепить свои новые детали. Я вылепливаю пластилином форму фланцев новой решетки радиатора и крыльев, отмечая канавками точки их крепления на кузове.
Естественно, что изготовление дополнительной съемной детали матрицы фланцев было предусмотрено заранее.
10. Предварительно обработав разделителем поверхности для формовки, выклеиваем матрицу фланцев в том же порядке что и всю матрицу. Перед съемом матрицы не забываем сверлить монтажные отверстия во фланцах новой детали!
11. Готовую деталь аккуратно снимаем, обрезаем и, при необходимости, дорабатываем шпаклевкой и наждачной бумагой.
12. Никогда нельзя быть полностью уверенным в успехе мероприятия по съему большой и сложной матрицы. Почему-то всегда хочется поскорее оторвать ее от модели. Но, в спешке можно повредить матрицу. Поэтому, сначала необходимо отделить края матрицы по всему контуру от поверхности кузова и модели. Затем, аккуратно, при помощи деревянных клиньев и линеек постараться оттянуть края матрицы. Если есть точка опоры, то можно воспользоваться домкратом. Но в любом случае нужно быть готовым к тому, что матрица может треснуть и что пластилиновая модель будет разрушена.
13. Когда матрица сдвинулась, ее можно снимать руками. Как правило, матрица отваливается вместе с кусками пластилина, пенопласта, ДСП и оргалита. Потом все это приходится выковыривать, счищать скребками, отмывать керосином.
14. Очищенную внутреннюю поверхность матрицы мы также как и матрицу капота проверяем на наличие пузырей, раковин, сколов и других дефектов. Выступающие на рабочей поверхности матрицы неровности, сошкуриваем наждачной бумагой. Большие раковины шпаклюем, маленькие (на черновой матрице, как в нашем случае) можно оставить. По секрету скажу, что матрицу, рассчитанную на один съем, я вообще “шпаклюю” пластилином.
15. Чистую и обрезанную по краям матрицу крыльев с бампером и решеткой радиатора лучше сразу соединить с матрицей капота болтами. Матрица в сборе меньше подвержена деформации чем отдельные фрагменты. Надо помнить о том, что стеклопластик, как и любая другая пластмасса, со временем “течет”, скручивается и провисает под воздействием температурных колебаний и напряженного состояния. Поэтому хранить матрицу рекомендуют в собранном виде и естественном для нее положении.
Созерцание готовой матрицы успокаивает. Глядя на форму, заключенную в матрице, понимаешь, что дело сделано. Склеить по матрице детали- дело техники, хотя и здесь есть свои тонкости.
Статьи о тюнинге: «Горбатый дизайн» часть 2, автор: Михаил Романов, публиковалась в журнале «Тюнинг Автомобилей» №05, 2007
