Патент на изобретение №2293660

(54) СПОСОБ ХУДОЖЕСТВЕННОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) И ИЗДЕЛИЕ, ПОЛУЧЕННОЕ ЭТИМ СПОСОБОМ

(57) Реферат:

Настоящие изобретения относятся к способам художественной обработки материалов и изделий и могут быть использованы для инкрустации боковых поверхностей изделий, например карнизов, бильярдных киев, тростей и т.п. Способ включает выполнение щелевых прорезей на заготовке, заполнение прорезей инкрустирующими вставками и последующую обработку заготовки. Техническим результатом является расширение возможностей инкрустации объемных изделий с использованием сложного рисунка переплетения вставок из инкрустирующего материала, повышение точности выполнения рисунка, получение симметричного рисунка изделия по всей его боковой поверхности, избегая многочасового подбора, подгонки и установки вставок. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Настоящие изобретения относятся к способам художественной обработки материалов и изделий и могут быть использованы для инкрустации боковых поверхностей изделий, в том числе длинномерных изделий прямоугольного, круглого сечения, цилиндрических, конусных, например, карнизов, бильярдных киев, тростей и т.п.

Известны способы обработки деревянных длинномерных конусных изделий, которые украшены вставками из ценных пород дерева, по цвету контрастирующих с основным материалом (см. Свидетельство РФ №16908 на полезную модель «Кий бильярдный», МПК 7 A 63 D 15/08, опубл. 27.02.01 [1]). Способ обработки предполагает выполнение клиновидного симметричной формы запила в удлиненной деревянной заготовке с использованием пильного блока, плоскость режущего инструмента которого расположена под углом к продольной оси заготовки, изготовление клиновидной остроугольной при вершине вставки из другой породы дерева, чьи формы и внешние размеры соответствуют форме и внутренним размерам запила, с последующей склейкой этих деталей между собой. Такой способ обработки используется для кия и обеспечивает декоративность его внешнего вида и высокие потребительские свойства, но он сложен в использовании. Кроме того, возможности такой обработки ограничены, в частности невозможно выполнить более тонкий и сложный рисунок иного характера.

Наиболее близким по технической сущности решением к заявляемому способу является заявка на выдачу патента РФ №94033709 на изобретение «Способ художественной обработки материалов», МПК 6 В 44 С 1/26, опубликовано 10.07.96 [2]. В соответствии с указанной заявкой способ включает выполнение прорезей на поверхности заготовки, глубина которых равна ширине вставки, а толщина – толщине вставки, с последующим их заполнением металлическим материалом, шлифовкой и полировкой основного материала с материалом вставки. Этот способ инкрустации используется для обработки плоских изделий, но не годится для обработки всей боковой поверхности объемного предмета, в частности всей боковой конусной поверхности кия. Невозможно получить симметричный рисунок по боковой поверхности изделия, выполнив одинаковые фрагменты рисунка на разных сторонах его боковой поверхности. Исполнение такого рисунка требует многочасового подбора, подгонки и установки вставок с точным их расположением в соответствии с рисунком по всей боковой поверхности. Кроме того, возможности инкрустации ограничены с точки зрения получения нового рисунка иного характера.

Известна конструкция инкрустированного изделия, включающая поверхность собственно изделия, выполненные на поверхности на некоторую глубину, равную ширине инкрустирующего материала, щелевые прорези толщиной, равной толщине инкрустирующего материала, в которые установлен инкрустирующий материал (вставка). Поверхность такого изделия украшена рисунком, соответствующим линиям расположения прорезей, выделенным инкрустирующим материалом (см. заявку на выдачу патента РФ №94033709 на изобретение «Способ художественной обработки материалов», МПК 6 В 44 С 1/26, опубликовано 10.07.96. [2]). Недостатком такой конструкции является невозможность выполнения симметричного рисунка по боковой поверхности объемного длинномерного изделия, трудности совмещения рисунка, выполненного расположением и/или пересечением разных вставок, выполнения рисунка на одном уровне (в одной плоскости сечения изделия) по разные стороны боковой поверхности, большая трудоемкость его изготовления. Эта конструкция является наиболее близким аналогом заявляемого инкрустированного изделия.

Задачей является расширение возможностей инкрустации, интарсии объемных изделий с использованием сложного рисунка расположения и/или переплетения вставок из инкрустирующего материала, повышение точности выполнения рисунка, получение симметричного рисунка изделия по всей его боковой поверхности, избегая многочасового подбора, подгонки и установки вставок с точным их расположением на всех сторонах боковой поверхности в соответствии с рисунком.

Задача решается способом художественной обработки изделия (материала), включающим выполнение щелевых прорезей (пропилов) на заготовке, глубина которых равна ширине вставки, а толщина – толщине вставки, заполнение прорезей инкрустирующим материалом (вставками) и последующую обработку поверхности заготовки со вставками – шлифовку, полировку. Отличием заявляемого способа от известного является взаимная установка продольной оси заготовки в каретке и плоскости режущего инструмента, выполняющего прорези (пропилы) – плоскости резания, под углом друг к другу 0°<<90°. После установки режущего инструмента относительно заготовки на указанный угол в зависимости от направлений линий рисунка выполняют прорези в заготовке в вертикальной плоскости, с пересечением продольной оси заготовки под указанным углом , на глубину не меньше вертикального размера стороны сечения будущего изделия, полученного после окончательной обработки заготовки. При этом каждую прорезь (пропил) выполняют под каждую вставку непосредственно перед установкой этой вставки. Прорезь может разрезать заготовку с пересечением ее продольной оси насквозь по ее высоте на две детали или пересечь продольную ось, немного не доходя до противоположной, например, нижней грани, поверхности заготовки, сохраняя целостность заготовки, при соблюдении условия «глубина прорези не меньше размера стороны сечения будущего изделия, полученного после окончательной обработки заготовки». Линии пересечения плоскостью прорези боковых поверхностей заготовки будут расположены симметрично относительно линии, лежащей в плоскости прорези и пересекающей продольную ось заготовки под углом в 90°. В качестве вставок могут быть использованы тонкие полосы шпона из разных пород древесины. Каждую последующую прорезь выполняют после установки и жесткой фиксации предыдущей вставки, что не уводит уже установленную и жестко зафиксированную предыдущую вставку от размеченного места, значительно облегчает подбор и установку вставок. Последующая обработка заготовки после установки и жесткой фиксации всех вставок заключается в механическом снятии излишков материала с заготовки до появления вставок на обрабатываемой поверхности заготовки и получения требуемого размера сечения изделия в месте его обработки, т.е. до размеров готового изделия. Выполнение каждой прорези по всем линиям рисунка с пересечением продольной оси на глубину, равную поперечному размеру изделия (его стороне сечения), позволит выполнить симметричный относительно продольной оси сложный рисунок переплетений различных вставок в технике инкрустации, интарсии без излишней подгонки одного фрагмента рисунка на одной стороне боковой поверхности изделия по отношению к аналогичному фрагменту на другой его стороне. Рисунок из вставок на боковой поверхности в указанной технике исполнения может быть получен и без переплетения вставок, если прорези выполнять, а вставки устанавливать только параллельно друг другу.

Задача решается также для изделий круглого, овального, постоянного или переменного по длине изделия сечения выполнением второго варианта способа художественной обработки изделия (материала), включающего выполнение щелевых прорезей (пропилов) на заготовке, глубина которых равна ширине вставки, а толщина – толщине вставки, заполнение прорезей инкрустирующим материалом (вставками) и последующую обработку поверхности заготовки со вставками – шлифовку, полировку. Отличием заявляемого способа от известного является также взаимная установка продольной оси заготовки в каретке и плоскости режущего инструмента, выполняющего прорези (пропилы) – плоскости резания, под углом друг к другу 0°<<90°. После установки режущего инструмента относительно заготовки на указанный угол в зависимости от направлений линий рисунка выполняют прорези в заготовке в вертикальной плоскости, с пересечением продольной оси заготовки под указанным углом , на глубину не меньше диаметра сечения будущего изделия в вертикальной плоскости, полученного после окончательной обработки заготовки. При этом каждую прорезь (пропил) выполняют под каждую вставку непосредственно перед установкой этой вставки. Прорезь может разрезать заготовку с пересечением ее продольной оси насквозь по ее высоте на две детали или пересечь продольную ось, немного не доходя до противоположной поверхности заготовки, сохраняя целостность заготовки, при соблюдении условия «глубина прорези не меньше диаметра сечения будущего изделия». Линии пересечения плоскостью прорези боковых поверхностей заготовки будут расположены симметрично относительно линии, лежащей в плоскости прорези, пересекающей продольную ось заготовки под углом в 90°. В качестве вставок могут быть использованы тонкие полосы шпона из разных пород древесины. Каждую последующую прорезь выполняют после установки и жесткой фиксации предыдущей вставки, что не уводит уже установленную и жестко зафиксированную предыдущую вставку от размеченного места, значительно облегчает подбор и установку вставок. Последующая обработка заготовки после установки и жесткой фиксации всех вставок заключается в выполнении изделия в размер путем механического снятия излишков материала заготовки до появления вставок на обрабатываемой поверхности и получения требуемого радиуса кривизны поверхности в месте обработки изделия. Последовательное выполнение каждой прорези с пересечением продольной оси на глубину, равную диаметру сечения изделия, позволит выполнить симметричный рисунок по всей боковой поверхности изделия в технике инкрустации, интарсии без излишней подгонки. Во втором варианте способа дополнительно, в процессе «округления» заготовки прямоугольного сечения до требуемого радиуса кривизны боковой поверхности изделия, со стороны, где вставка пересекает боковую поверхность изделия, фигура, образованная пересечением плоской вставки с цилиндрической, конусной или иной криволинейной поверхностью готового изделия, является трехмерной, в проекции представляющей собой параболу, гиперболу или иную подобную фигуру, предрешая совершенно иной вид рисунка, например, в виде лепестка, выполненного в технике инкрустации, интарсии. Особенно интересен вид этой фигуры, когда вставка представляет собой пакет разных вставок по цвету, контрастных или выполненных в тон друг другу и/или заготовке, как это видно на фиг.1. Пакет может быть установлен с чередованием вставок, отличающихся по твердости их материала.

Задача решается также конструкцией изделия с инкрустацией, поверхность которого выполнена со щелевыми прорезями (пропилами), соответствующими рисунку инкрустирования, длина которых равна длине линии рисунка – длине вставки инкрустирующего материала, глубина равна ширине инкрустирующего материала, толщина – толщине инкрустирующего материала. Отличием предлагаемой конструкции от ближайшего аналога является расположение щелевых прорезей (пропилов) с пересечением продольной оси изделия под углом друг к другу 0°<<90°, глубиной, равной поперечному размеру изделия – стороне прямоугольного, в частности квадратного, сечения изделия, или диаметру сечения криволинейной поверхности изделия, например цилиндрической. В качестве вставок могут быть использованы тонкие полосы шпона из разных пород древесины. Рисунок на поверхности изделия может быть выполнен в виде сетки из боковых поверхностей пересекающихся вставок инкрустирующего материала, в виде параллельных ветвей из боковых поверхностей непересекающихся вставок инкрустирующего материала или подобного характера. На концах рисунка изделия с криволинейной боковой поверхностью паутинка выполнена концами вставок, скругленных боковой поверхностью обработанного в размер изделия в виде лепестков, в проекции представляющих собой каждый параболу, гиперболу или часть эллипса. Вставка может быть выполнена из породы древесины, по твердости и/или цвету отличающаяся от породы древесины заготовки, что позволит улучшить ударные свойства таких изделий, как кий бильярдный, выполнить рисунок декора изделия рельефнее и богаче. Вставка может быть выполнена из набора (пакета) вставок, по твердости и/или цвету отличающихся друг от друга и установленных с чередованием их по указанным свойствам.

На фигуре 1 изображен фрагмент длинномерного изделия с нанесенным на его цилиндрическую поверхность одного из множества вариантов фрагментов узора из вставок из шпона дерева, контрастирующего по цвету с основным материалом заготовки. На фигуре 2 показан чертеж заготовки квадратного сечения для изготовления кия с инкрустированной боковой поверхностью, где уже сделаны под углом к продольной оси заготовки 0°<<90° две щелевых прорези с условно вставленными вставками. Позицией 1 обозначена заготовка изделия с продольной осью O-O’ с нанесенной на ее боковую поверхность базовой меткой А. На определенном расстоянии от базовой метки А расположены концы вставок 2, 3, обозначенные Б₂, Б₃ с одной стороны заготовки 1, и Б’₂, Б’₃ с другой стороны соответственно. Вставки могут представлять собой не одну деталь из одного шпона, а пакет из нескольких вставок. В частности, на фигуре 1 каждая вставка представляет собой пакет из расположенных по двум сторонам вставки шпонов светлого тона дерева и более темной вставки между ними из другой породы дерева.

Способ осуществляется, а изделие изготавливается следующим образом. Берут удлиненную деревянную заготовку квадратного или прямоугольного сечения с продольной осью O-O’, устанавливают ее в каретке станка, фрезерного или шлифовального с дисковой пилой, зажимая заготовку в каретке. Затем ориентируют каретку с заготовкой относительно плоскости дисковой пилы, с установкой плоскости резания пилы под углом 0°<<90° к продольной оси заготовки, равным углу расположения первой вставки относительно продольной оси O-O’ заготовки 1. Фиксируют расположение плоскости режущего инструмента относительно направления ориентации каретки. Далее на заготовке отмечают начало/конец первой вставки, т.е. концы первой прорези, относительно базовой метки А. При этом можно пометить точки пересечения концов первой вставки 2 с заготовкой 1 Б₂ с одной стороны и Б’₂ с другой стороны заготовки 1, последовательно поворачивая ее вокруг ее продольной оси и всякий раз производя совмещение базовой метки А с меткой на каретке, не нарушая настройки станка. Разметку можно осуществить с помощью карандаша, ручки, нанесением рисок с помощью острого предмета, более жесткого, чем заготовка. При необходимости на заготовке можно делать разметку рисунка и, в частности, для контроля точности выполнения рисунка узлы пересечения вставок в соответствии с эскизом, если они имеют место. Узлы пересечения вставок образуются автоматически вследствие жесткой фиксации направления заготовки относительно плоскости режущего инструмента и жесткой ориентации вставок под углом друг к другу, поэтому узлы можно не размечать. Включают станок и проходят режущим инструментом по заготовке слева направо вдоль намеченной линии, например, Б’₂-Б₂ предполагаемого расположения вставки 2, последовательно проходя все размеченные узлы этой вставки, лежащие на этой линии, разрезая заготовку 1 с пересечением ее продольной оси O-O’ на две части, как показано на фиг.2, либо оставляя небольшую перемычку на нижней поверхности заготовки 1 между двумя ее частями (не показано). Толщина прорези должна быть равной толщине используемой вставки с учетом допуска на посадку, глубиной, равной ширине используемой вставки и не меньше стороны/диаметра сечения будущего изделия. После выполнения первой прорези производят механическую зачистку образованного пропила и заполнение его клеящим составом, способным при застывании (высыхании) зафиксировать первую вставку 2 в первой прорези неподвижно относительно заготовки 1. Вид клеящего состава определяется используемыми материалами заготовки и вставок. В качестве такого состава для деревянной заготовки и вставок из шпона различных пород древесины может быть использована эпоксидная смола марки ЭД-20. Вставку используют в виде шпона из ценных пород дерева, по цвету и твердости отличающегося от древесины заготовки, контрастирующую с основным цветом или в тон ему. Вставка может быть выполнена многослойной, из разных пород древесины, как это и показано на фигуре 1. Для многих изделий, в частности гардин, тростей, в качестве вставок может быть использовано не только дерево, но и металл, металлическая фольга и другие материалы. После установки первой вставки 2 в первую прорезь на фиксирующий состав излишки выдавленного из прорези при установке вставки фиксирующего состава убирают и производят сушку фиксирующего состава до его полного отверждения. При этом могут быть использованы зажимные приспособления. Затем, отмечая места концов второй прорези Б₃, Б’₃ относительно базовой метки А на заготовке 1, при необходимости поворачивая заготовку в каретке на некоторый угол относительно своей продольной оси (на фиг.2 на 90° относительно первоначального положения для первой вставки), либо изменяя угол между плоскостью режущего инструмента и продольной осью O-O’ заготовки 1 в пределах 0°<₁<90°, или сдвигая плоскость режущего инструмента и каретку с заготовкой относительно друг друга, сохраняя их взаимную ориентацию, совмещая базовую метку А на заготовке 1 с меткой на каретке, выполняют второй пропил по другой намеченной линии рисунка, например по линии Б’₃-Б₃ с пересечением уже установленной вставки 2. Режущий инструмент, разрезая заготовку 1 и уже установленную и жестко зафиксированную в заготовке вставку 2, не нарушает расположения последней, не сдвигая ее. Точно пройдя все размеченные точки, фреза/дисковая пила образует вторую прорезь, под углом к первой со вставкой 2, которая также подвергается обработке и заполнению ее второй вставкой 3 с последующими описанными выше операциями. После последовательной установки всех вставок в соответствии с рисунком по описанной выше технологии заготовка вместе со вставками подвергается дальнейшей обработке. Дальнейшая обработка заключается в механической обработке изделия, включающей выполнение изделия в размер, т.е. механическое снятие излишков материала заготовки до появления вставок на поверхности и получения требуемого размера сечения в месте его обработки, т.е. до размеров готового изделия. Изделие может быть выполнено прямоугольного, например, квадратного, сечения. При этом, если заготовка была прорезана не до конца, без пересечения нижней грани заготовки, после снятия излишков материала с этой грани, как это изображено на фиг.2, до появления на ее поверхности линий вставок, на всей нижней поверхности заготовки от всех вставок «проявляются» линии рисунка из боковых поверхностей вставок, красиво переплетенные в «паутинку», симметричные линиям рисунка на других гранях, улучшая внешний вид изделия. Из прямоугольной заготовки может быть выточено цилиндрическое удлиненное изделие, например цилиндрический карниз для оконных штор, бильярдный кий в виде усеченного конуса, с прогибом по длине или бочкообразным. При обработке заготовки с получением круглого или овального сечения изделия конец вставки «раскрывается» в виде лепестка, образуя из конечного участка вставки или пакета вставок скругленный рисунок. Такой способ инкрустирования, интарсии позволяет выполнить одинаковые фрагменты рисунка по всей боковой поверхности изделия, избежать многочасового подбора, подгонки и установки вставок с точным их расположением в соответствии с рисунком, позволяет расширить графические возможности инкрустирования, выполнив вставки одной формы по линиям и преобразовав их в процессе дальнейшей обычной механической обработки заготовки в рисунок иного рода, другой формы, например в паутинку с концами рисунка в виде объемной “параболы” с ветвями, изогнутыми в иной плоскости.

Источники информации

1. Свидетельство РФ №16908 на полезную модель «Кий бильярдный», МПК 7 A 63 D 15/08, опубл. 27.02.01.

2. Заявка на выдачу патента РФ №94033709 на изобретение «Способ художественной обработки материалов», МПК 6 В 44 С 1/26, опубликовано 10.07.96 – прототип.

Формула изобретения

1. Способ художественной обработки изделия, включающий выполнение щелевых прорезей на заготовке, глубина которых равна ширине вставки, а толщина – толщине вставки, заполнение прорезей инкрустирующими вставками и последующую обработку заготовки, отличающийся тем, что перед выполнением прорези производят взаимную установку продольной оси заготовки и плоскости резания под углом друг к другу, 0°<<90°, прорези в заготовке выполняют с пересечением продольной оси заготовки на глубину не меньше размера стороны сечения изделия, каждую прорезь выполняют под каждую вставку непосредственно перед установкой этой вставки, а каждую последующую прорезь выполняют после установки и жесткой фиксации предыдущей вставки.

2. Способ художественной обработки изделия, включающий выполнение щелевых прорезей на заготовке, глубина которых равна ширине вставки, а толщина – толщине вставки, заполнение прорезей инкрустирующими вставками и последующую обработку заготовки, отличающийся тем, что перед выполнением прорези производят взаимную установку продольной оси заготовки и плоскости резания под углом друг к другу, 0°<<90°, прорези в заготовке выполняют с пересечением продольной оси заготовки на глубину не меньше диаметра сечения изделия, каждую прорезь выполняют под каждую вставку непосредственно перед установкой этой вставки, а каждую последующую прорезь выполняют после установки и жесткой фиксации предыдущей вставки, а последующую обработку заготовки проводят снятием излишков материала с заготовки до получения требуемого радиуса кривизны поверхности изделия в месте обработки сечения изделия.

3. Изделие с инкрустацией, снабженное щелевыми прорезями, в которых установлены инкрустирующие вставки, глубина прорези равна ширине инкрустирующей вставки, толщина – ее толщине, отличающееся тем, что прорези расположены под углом 0°<<90° к продольной оси изделия, выполнены с пересечением этой оси и глубиной, равной стороне прямоугольного сечения изделия или диаметру сечения криволинейной поверхности.

4. Изделие по п.3, отличающееся тем, что вставки выполнены из набора вставок из шпонов разных пород древесины, отличающихся по твердости и/или цвету, установленных с чередованием друг друга.

5. Изделие по п.3, отличающееся тем, что рисунок на поверхности изделия представляет собой сетку из боковых поверхностей пересекающихся инкрустирующих вставок.

6. Изделие по п.3, отличающееся тем, что на концах рисунка изделия с криволинейной поверхностью паутинка выполнена скругленными концами вставок в виде лепестков, в проекции представляющих собой параболу, или гиперболу, или часть эллипса.

РИСУНКИ