Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор и анализ способов изготовления форм трафаретной печати и контроля сопутствующих технологических процессов 8
1.1. Технологические факторы, оказывающие влияние на качество трафаретной печати 8
1.2. Сетчатые основы трафаретных печатных форм 10
1.2.1. Влияние сетчатых материалов на процесс трафаретной печати 10
1.2.2. Классификация сетчатых основ трафаретных печатных форм 11
1.3. Обзор и анализ способов и устройств натяжения сетчатых основ трафаретных печатных форм 22
1.4. Анализ способов контроля натяжения сетчатых основ трафаретных печатных форм 27
1.5. Выводы 34
Глава 2. Разработка оптического способа контроля натяжения сетчатых основ трафаретных печатных форм 36
2.1. Разработка требований к оптическому способу контроля натяжения сетчатых основ трафаретных печатных форм 36
2.2. Разработка оптического способа контроля натяжения сетчатых основ ТПФ 37
2.3. Устройство для контроля натяжения сетчатых основ ТПФ, как система технического зрения 51
2.4. Выводы 54
Глава 3. Объекты и методы экспериментального исследования... 56
3.1. Выбор и обоснование оборудования для проведения .экспериментальной проверки работоспособности способа 56
3.1.1. Обоснование выбора источника излучения 60
3.1.2. Обоснование выбора приемника излучения 65
3.1.3. Обоснование выбора натяжных устройств для моделирования процесса натяжения сетчатого материала 68
3.2. Выбор программного обеспечения 71
3.3. Выводы 78
Глава 4. Исследование возможностей оптического способа контроля натяжения сетчатых основ трафаретных печатных форм 80
4.1. Экспериментальное подтверждение возможности применения методов когерентной оптики для контроля натяжения сетчатых основ ТПФ 80
4.2. Исследование взаимосвязи между относительным удлинением сетчатого материала, показаниями тензометра и размерными параметрами Фурье-образа сетчатого материала 85
4.3. Исследование зависимости конфигурации дифракционной картины от конфигурации и материала сетчатой основы ТПФ 94
4.3.1. Исследование влияния линиатуры сетчатой основы ТПФ на формирование дифракционной картины 95
4.3.2. Исследование влияния переплетения нитей сетчатой основы на формирование дифракционной картины 103
4.4. Исследование особенностей конструкции ряда натяжных устройств с помощью оптического способа 104
4.5. Испытание лабораторного макета устройства для контроля качества натяжения сетчатых основ ТПФ по оптическому способу 113
4.6. Выводы 115
Заключение 116
Список литературы 118
- Обзор и анализ способов и устройств натяжения сетчатых основ трафаретных печатных форм
- Разработка оптического способа контроля натяжения сетчатых основ ТПФ
- Обоснование выбора натяжных устройств для моделирования процесса натяжения сетчатого материала
- Исследование влияния линиатуры сетчатой основы ТПФ на формирование дифракционной картины
Введение к работе
Актуальность работы
Трафаретная печать находит применение для производства малых и средних тиражей различной полиграфической продукции. Она обладает рядом возможностей, присущих данному виду печати: широкий диапазон запечатываемых поверхностей, толстые красочные слои, различные специальные эффекты. Кроме полиграфии трафаретная печать применяется в ряде других отраслей производства. Среди них можно выделить текстильную, электронную промышленность, производство керамических изделий. Это объясняется возможностью способа воспроизводить изображение на поверхностях различной формы и фактуры, ассортиментом применяемых материалов, широким диапазоном регулирования толщины красочного слоя [113, 121].
В связи с увеличением объема продукции, производимой трафаретным способом печати, и повышением требований к ее качеству, возникают задачи расширения возможностей и улучшения качества продукции. Это напрямую зависит от характеристик печатной формы.
Одним из факторов, влияющих на качественные показатели оттисков, такие как совмещение красок в многокрасочной печати, графическая точность, точность передачи градаций, является величина и равномерность натяжения сетчатой основы трафаретной печатной формы [3, 15, 18, 117]. Кроме того, данный фактор оказывает влияние на тиражестойкость форм. В связи с этим важно отметить необходимость точного и объективного контроля натяжения сетчатых основ на этапе изготовления форм трафаретной печати. Существующие на данный момент способы контроля натяжения не дают информации о величине и конфигурации ячейки сетчатой основы. Это представляется важным в связи с возрастающими требованиями к качеству трафаретных печатных форм [119, 129, 132]. Существует необходимость в разработке нового способа контроля натяжения сетчатых основ трафаретных печатных форм, позволяющего контролировать не только
величину, но и равномерность натяжения, способного фиксировать изменение значений этих параметров в процессе натяжения. Разрабатываемый способ не должен зависеть от материала, из которого изготовлены сетчатые основы, и от формата трафаретной- печатной формы (ТПФ). Он должен позволять получать информацию о величине натяжения по всей поверхности ТПФ.
Таким образом, разработка нового способа контроля натяжения сетчатых основ ТПФ представляется актуальной.
Цель и задачи исследования
Целью диссертационной работы является разработка нового способа контроля натяжения сетчатых основ, позволяющего, в отличие от известных способов, контролировать равномерность натяжения сетчатого материала и исследование его возможностей для оценки качества изготовления ТПФ.
В соответствии с поставленной целью в ходе выполнения* диссертационной работы были поставлены и решены следующие задачи.
Разработаны теоретические основы оптического способа контроля натяжения сетчатых основ ТПФ (далее оптический способ).
Разработаны принципиальные схемы устройства контроля натяжения, в которых реализован оптический способ.
Подтверждена работоспособность оптического способа.
Проведены исследования по оценке эффективности данного способа.
Объектом настоящего исследования является процесс натяжения
сетчатых основ трафаретных печатных форм.
Предметом исследования является возможность применения методов когерентной оптики для контроля качества натяжения сетчатых основ ТПФ.
Методы исследования. Исследования осуществлялись путем проведения вычислительных и натурных экспериментов на специально изготовленных лабораторных моделях натяжного устройства и устройства для контроля натяжения сетчатых основ ТПФ по оптическому способу.
Исследования проводились при помощи математического моделирования и методов когерентной оптики. Оценка результатов производилась с применением методов математической статистики и преобразований Фурье.
Положения, выносимые на защиту
Оптический способ контроля натяжения сетчатых основ ТПФ.
Математическая модель светораспределения в зоне дифракции Фраунгофера, возникающего при прохождении когерентного излучения через сетчатую основу ТПФ.
Экспериментальное обоснование работоспособности способа.
Научная новизна
Разработан оптический способ контроля натяжения сетчатых основ ТПФ, позволяющий определять величину относительного удлинения сетчатой основы, размер и конфигурацию ячеек сетчатого материала ТПФ.
Впервые разработана математическая модель формирования дифракционной картины в зависимости от параметров натягиваемой на раму сетчатой основы и конструктивных особенностей устройства для контроля натяжения по оптическому способу.
Найдена экспериментальная зависимость между относительным удлинением сетчатого материала и геометрическими параметрами дифракционной картины в зоне дифракции Фраунгофера.
Практическая ценность выполненной работы заключается в разработке оптического способа контроля натяжения сетчатых основ трафаретных печатных форм. Разработанный способ подходит для контроля сетчатых основ вне зависимости от материала нитей, вида плетения и размеров как на стадии изготовления сетчатого материала, так и на стадии изготовления трафаретной печатной формы. Полученные результаты могут быть использованы при разработке натяжных устройств, применяемых при изготовлении ТПФ.
Реализация результатов исследования. Проведено внедрение разработанного оптического способа контроля натяжения сетчатых основ ТПФ в технологический процесс производства ТПФ на предприятиях ООО «AMT Электронике» (г. Омск) и ООО «Полиграф центр» (г. Новый Уренгой) (см. приложение 4), а также в учебный процесс в виде учебного пособия «Контроль качества натяжения сетчатых основ ТПФ» [15]. Данное пособие используется при проведении лабораторных работ по курсу «Специальные виды печати» на кафедре «Дизайн, реклама и технология полиграфического производства» Омского государственного технического университета.
Апробация работы была проведена на научных конференциях различного уровня, где были раскрыты основные положения диссертации [35, 10, 13, 14]. В частности:
международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Творчество молодых: дизайн, реклама, полиграфия", которая проводилась в Омском государственном техническом университете в 2005 [2] 2006 [3] и 2007 [9];
международная научно-техническая конференция "Визуальная культура: дизайн, реклама, полиграфия", которая проводилась в Омском государственном техническом университете в 2006 [4], 2007 [6, 7, 8], 2008 [14] годах;
седьмая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Друкарство молоде", проходившая в Киевском политехническом институте в 2007 году [10].
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ [215], отражающих основные результаты данного исследования, в том числе 1 публикация в журнале, входящем в перечень ВАК [13]. Получен патент на изобретение [111]. Зарегистрировано электронное учебное издание, содержащее описание оптического способа контроля натяжения сетчатых основ трафаретных печатных форм [15].
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, библиографии, состоящей из 162 наименований, приложений и содержит 133 страницы основного текста, 56 рисунков, 13 таблиц и приложения на 13 страницах.
Обзор и анализ способов и устройств натяжения сетчатых основ трафаретных печатных форм
Все они выделяют ряд факторов, влияющих на качество оттисков трафаретной печати на стадии изготовления форм. В частности, среди важнейших факторов, оказывающих влияние на качество трафаретной печати, выделяются следующие: - линиатура сетчатой основы (количество нитей на 1 см); - толщина нитей; - плетение нитей; - способ изготовления трафаретной печатной формы; - величина технологического зазора при печати; - величина натяжения сетчатого материала; - соотношение размеров формной рамы и изображения. В рамках данного исследования представляют интерес факторы, влияющие на качество оттиска на этапе изготовления трафаретной печатной формы, в частности, величина натяжения сетчатой основы ТПФ. Во всех вышеназванных источниках на первом месте по степени своего влияния на качество оттисков трафаретной печати находятся такие факторы, как величина натяжения сетчатой основы ТПФ и величина технологического зазора. Значение данного параметра может колебаться от 0 до 5 мм [33, 39, 67], однако в ряде источников указывается, что оптимальный зазор находится в пределах 1-3 мм [32, 33]. В большинстве случаев печатный контакт осуществляется по линии. Технологический зазор необходим для отделения сетчатой основы от запечатываемого материала и перехода на него слоя краски, находившегося в печатных элементах формы. Технологический зазор является важнейшим фактором, от которого зависят деформации сетчатой основы, необходимое усилие натяжения сетчатой основы на раму и давление печати. Технологический зазор и величина натяжения сетчатой основы - параметры взаимосвязанные. Чем больше величина натяжения сетчатой основы ТПФ, тем меньше необходимая величина технологического зазора, при этом уменьшаются графические искажения в процессе печати, увеличивается тиражестойкость печатной формы. Все исследователи сходятся во мнении, что величина натяжения сетчатых основ на раму является одним из важнейших факторов, влияющих на качество трафаретной печати. Равномерное натяжение сетчатой основы обеспечивает ее корректное поведение в процессе печати, что повышает графическую точность, точность передачи градаций изображения, тиражестойкость форм трафаретной печати [37, 45, 52, 119, 129]. Следствием недостаточного и неравномерного натяжения могут являться перечисленные ниже дефекты оттиска. 1. Несовмещение красок при многокрасочной печати. Является следствием воздействия тянущих усилий со стороны ракеля на сетчатую основу в процессе печати. Таким образом, сетчатые основы, натянутые по- разному, при одинаковом тянущем воздействии будут смещаться в сторону движения ракеля на различную величину. Вследствие этого будут возникать проблемы с совмещением красок при печати. 2. Графические искажения (изменение размера и формы элементов изображения по сравнению с оригиналом). Возникают по той же причине. Воздействие тянущего усилия со стороны ракеля приводит к растяжению сетчатого материала, что приводит к искажению геометрической формы изображения на печатной форме и в последствии на оттиске. 3. Увеличение расхода краски. В случае недостаточной величины натяжения сетчатого материала ухудшается отделение его от запечатываемого материала в процессе печати. Это приводит к увеличению расхода краски на оттиске. 4. Муарообразование. В растровой трафаретной печати велика вероятность образования муара из-за наличия нескольких периодических структур, в частности, растра, сетки, структуры запечатываемого материала. Для того чтобы уменьшить вероятность возникновения муара, используют углы поворота растровых структур для каждой краски и определенные соотношения линиатур сетки и растра [4]. В случае неравномерного натяжения сетчатой основы ТПФ происходит искажение равномерности ее структуры. В этом случае даже при точном расчете правильного соотношения линиатуры сетки и линиатуры растра муара избежать не удастся (см. приложение 1). 1.2. Сетчатые основы трафаретных печатных форм Под основой ТПФ здесь и далее подразумеваем плетеный сетчатый материал или материал, имеющий отверстия в своей непрерывной структуре, служащий основой для печатных и пробельных элементов. Далее рассмотрено влияние сетчатых основ ТПФ на технологический процесс печати, а также приведена классификация существующих на сегодняшний день и применяемых в качестве основ ТПФ материалов. Сетчатые основы печатных форм непосредственно оказывают влияние на следующие параметры: - точность воспроизведения размеров деталей изображения; - расход краски; - толщина красочного слоя; - точность приводки; - срок эксплуатации ТПФ; - стоимость продукции. К сетчатым основам предъявляются следующие требования: - высокая равномерность структуры; - высокая стойкость к истиранию; - достаточная прочность на разрыв; - стойкость к химикатам, используемым в процессе изготовления ТПФ и в процессе печати; - достаточная область упругой деформации; - хорошая адгезия с копировальными слоями и капиллярными плёнками, использующимися при изготовлении ТПФ [67]. По структуре основы трафаретных печатных форм можно разделить на плетёные и имеющие цельную структуру (цельнометаллические ТПФ, цельнополимерные ТПФ). Цельнометаллические ТПФ (далее ЦТПФ) применяются в тех областях промышленности, где применение полимерных и металлических сетчатых материалов, имеющих плетёную структуру, невозможно из-за требований к качеству печати и тиражестойкости. Такими областями являются микроэлектроника, производство линзовых растров, полиграфия (ротационная трафаретная печать), производство керамических изделий и текстильная промышленность.
В микроэлектронике цельнометаллические ЦТПФ используются в технологии поверхностного монтажа (в международной терминологии - SMT — surface mount technology). Синтетические сетки непригодны для SMT, т.к. не удовлетворяют существующим требованиям по своим печатно- техническим характеристикам. Они имеют малую тиражестойкость, т.к. паяльные пасты содержат абразивные частицы олова, свинца, неточно воспроизводят размеры и геометрическую форму печатных элементов за счёт возникновения прогибов полимерной сетчатой основы при печати.
ЦТПФ представляют собой металлическую фольгу с отверстиями нужной конфигурации, которые являются печатающими элементами. Печать с таких форм осуществляется без технологического зазора, что значительно снижает искажения геометрии деталей изображения.
Также к преимуществам цельнометаллических ТПФ перед сетчатыми ТПФ можно отнести удобство хранения: отработанные формы снимаются с рамки и хранятся свернутыми в рулон. Это существенно уменьшает площади для их хранения.
Разработка оптического способа контроля натяжения сетчатых основ ТПФ
В случае, показанном на рис. 2.2 (а), волна, излучаемая лазерным диодом, является плоской, поэтому расстояние от лазерного диода 1 до сетчатого материала 3 не влияет на размер и конфигурацию дифракционной картины, попадающей на фотоприемник 5. В случае, показанном на рис. 2.2 (б), с изменением расстояния между источником излучения и сетчатым материалом дифракционная картина будет масштабироваться.
Основными недостатками работы в проходящем свете являются относительно большие размеры установки, необходимость размещения источника и приемника излучения по разные стороны от сетчатого материала, а также необходимость точного позиционирования источника и приемника излучения друг против друга на одной оптической оси.
Также были разработаны схемы, работающие в отраженном свете. Работа в отраженном свете представляется более предпочтительной, т.к. дает возможность сконструировать устройство менее громоздкое и более удобное- в эксплуатации. Ограничимся случаем, когда на сетку падает плоская волна. Схема для работы в отраженном свете (рис. 2.3) работает по следующему принципу: в обоих случаях плоская волна падает на полупрозрачное зеркало, отражаясь от которого падает на сетчатый материал. Сетчатый материал размещен на светоотражающей поверхности. Отражаясь от сетчатого материала, дифрагировавшая волна, проходя через полупрозрачное зеркало, образует в задней фокальной плоскости объектива А" фурье-образ (дифракционную картину), с которым нам предстоит работать далее. В задней фокальной плоскости объектива находится фотоприемник. Нити сетчатого материала являются полупрозрачными, поэтому возможно предположить, что возникнут дополнительные нежелательные изображения на дифракционной картине, которые необходимо нейтрализовать. Для этого в оптическую схему были введены поляризатор и анализатор. Поляризатор расположен сразу после объектива. Анализатор находится за полупрозрачным зеркалом, перед плоскостью Фурье.
Анализ полученного Фурье-образа объекта и расчет параметров сетчатой основы ТПФ. Необходимо отметить, что перед анализом полученного изображения его необходимо обработать, т.к. процесс формирования изображения сопровождается его искажением за счет несовершенства технических средств, наличия шумов и помех. В ходе процесса получения изображения происходит его дискретизация - первый раз на телекамере через телевизионную развертку и второй раз на экране монитора с последующей фильтрацией на зрачке наблюдателя. Это приводит к снижению качества наблюдаемого с экрана изображения по сравнению с изображением, получаемым в визуальном канале оптического прибора, и как следствие к неоходимости предобработки изображения с целью улучшения его качества до уровня, необходимого для успешного решения задачи прибора - регистрации, измерения и так далее.
Предварительная обработка может выполняться автоматически по заложенному в прибор программному обеспечению, полуавтоматически или вручную - режим диалога. Обычно в предварительную обработку изображения включают следующие основные операции [68]: - коррекцию уровней яркости по всему полю изображения; - подавление шумов; - преобразование изображения. Основой для проведения первой операции служит калибровка шкалы яркостей, которая должна быть проведена еще до начала формирования изображения. Коррекция позволяет устранить систематические искажения исходного изображения, носящие аддитивный либо мультипликативный характер: где Е(х, у) - мультипликативные искажения; Ы(х, у) - фон (аддитивная добавка); 8(х, у) - исходное изображение; Р(х, у) - наблюдаемое изображение. Определив заранее при калибровке функции Р(х, у) и М(х, у), можно восстановить исходное изображение 8(х, у) по наблюдаемому Р(х, у). Операции подавления шумов и преобразования изображения иногда объединяют под одним названием — улучшение качества, под которым обычно понимают набор самых разнообразных операций обработки, видоизменяющих некоторые свойства изображения: контрастность, разрешение, размытость, зашумленность и т. п. Существуют два различных подхода к повышению качества изображений [68]: - реставрация (восстановление) изображений, при которой стремятся убрать все искажения, возникшие в процессе формирования и передачи изображения и максимально приблизить полученное изображение к оригиналу; улучшение изображений путем обработки, обеспечивающей лучшее восприятие изображения человеком, либо облегчающей последующую машинную обработку изображения; при этом четкий критерий качества не формируется, а результаты оцениваются визуально. Несмотря на различие, в обоих подходах используются практически одни и те же математические методы обработки изображений. Подавление шумов (сглаживание, фильтрация). В обработке изображений весьма широко применяют самые различные методы линейной и нелинейной фильтрации. В указанных задачах метод фильтрации образуется в результате оптимизации заданного критерия качества восстановления изображения, причем очень важную роль играет выбор модели формирования изображения. Как правило, исходное изображение полагают детерминированным, а образование искажений относят за счет действия аддитивных шумов и прохождения исходного изображения через искажающую линейную систему или среду. Тогда основная задача фильтрации сводится к максимальному подавлению аддитивных шумов, для чего необходимо знать их статистические свойства, и устранению остальных искажений за счет использования априорных сведений о характеристиках линейной системы и исходного изображения.
Обоснование выбора натяжных устройств для моделирования процесса натяжения сетчатого материала
Результаты, приведенные в таблице 4.15, позволяют говорить о том, что измерения при помощи лабораторного макета устройства для контроля натяжения сетчатых основ ТПФ и специально разработанного программного обеспечения для анализа дифракционной картины обеспечивают большую точность измерений и имеют меньшую погрешность. Также использование данного устройства с программным обеспечением позволяет значительно сократить время на анализ полученной дифракционной картины. 1. Доказана работоспособность оптического способа контроля натяжения сетчатых основ трафаретных печатных форм и правомерность применения методов когерентной оптики к определению величины, равномерности натяжения и шага сетчатых основ ТПФ. Относительная погрешность измерений не превышает 1%. 2. Получена экспериментальная зависимость между относительным удлинением сетчатой основы ТПФ, показаниями тензометра (НУсм) и ее шагом. 3. Доказана правомерность применения разработанного способа контроля натяжения для всех видов основ ТПФ, вне зависимости от материала, из которого они изготовлены. 4. Показана возможность применения разработанного способа контроля натяжения сетчатых основ ТПФ без наличия сложной приборной базы. В результате проведенного в работе анализа было выяснено, что среди факторов, влияющих на качество трафаретной печати, наиболее значимыми являются величина и равномерность натяжения сетчатых основ трафаретных печатных форм. От этих параметров зависят графическая точность воспроизведения оригинала, точность совмещения красок при многокрасочной печати, срок службы трафаретной печатной формы.
Из всех рассмотренных способов контроля натяжения сетчатых основ ТПФ наиболее широко применяется инструментальный способ, осуществляемый при помощи тензометра. Инструментальный способ, наряду с другими известными способами контроля натяжения сетчатых основ ТПФ, не обеспечивает возможности контроля перекосов сетчатого материала в процессе натяжения.
С целью устранения недостатков известных способов контроля натяжения, в рамках данной диссертации был разработан оптический способ контроля натяжения сетчатых основ ТПФ. Он основан на расшифровке дифракционной картины, возникающей в области дифракции Фраунгофера, при прохождении лазерного луча через сетчатую основу ТПФ. Разработанный способ, в отличие от известных способов, позволяет определять величину перекоса сетчатой основы в любой ее точке. Таким образом, осуществляется контроль равномерности натяжения сетчатого материала, что позволяет избежать муара при наложении растровой структуры изображения на неравномерно натянутую сетчатую основу.
Разработана математическая модель формирования дифракционной картины в области дифракции Фраунгофера вследствие прохождения когерентного излучения через сетчатую основу ТПФ. Данная модель позволяет получать конфигурацию и размерные параметры дифракционной картины по известным характеристикам сетчатой основы ТПФ. Экспериментально подтверждена работоспособность разработанной математической модели. Особенность оптического способа состоит в том, что точность измерений возрастает с уменьшением структуры сетчатого материала.
Разработан и опробирован лабораторный макет устройства для контроля натяжения сетчатых основ ТПФ по оптическому способу и программное обеспечение для анализа дифракционной картины, полученной при помощи данного устройства. В результате выполненной работы сформулированы следующие практические выводы: 1. Разработан оптический способ контроля натяжения сетчатых основ ТПФ. 2. Разработана математическая модель формирования дифракционной картины в зоне дифракции Фраунгофера, вследствие прохождения когерентного излучения через сетчатую основу ТПФ. 3. Доказана работоспособность разработанной математической модели. 4. Разработаны оптические схемы устройств для контроля натяжения сетчатых основ ТПФ по оптическому способу. 5. При помощи разработанного способа исследована взаимосвязь относительного удлинения, расстояния между максимумами на дифракционной картине и нормального усилия в поперечном сечении на единицу длины. 6. При помощи разработанного способа исследованы натяжные устройства различной конструкции. 7. Разработан лабораторный макет устройства для контроля натяжения сетчатых основ по оптическому способу и программное обеспечения для анализа дифракционной картины, полученной при помощи данного устройства.
Исследование влияния линиатуры сетчатой основы ТПФ на формирование дифракционной картины
В главе приведено экспериментальное доказательство применимости разработанного оптического способа для контроля натяжения сетчатых основ ТПФ. Также приведены результаты исследования взаимосвязи основных измеряемых параметров. К основным измеряемым параметрам относятся относительное удлинение, нормальное усилие в поперечном сечении на единицу длины и расстояние между максимумами интенсивности излучения1 на дифракционной картине. Кроме того, приведены результаты исследования- зависимости конфигурации дифракционной картины от конфигурации и материала сетчатой основы ТПФ, а также результаты исследования особенностей конструкции ряда натяжных устройств с помощью разработанного способа и результаты испытаний лабораторного макета утройства для контроля качества натяжения сетчатых основ ТПФ по оптическому способу.
Для проверки работоспособности математической модели формирования дифракционной картины при прохождении когерентного излучения сквозь сетчатую основу мы воспользовались тремя модельными сетчатыми основами с известными характеристиками, указанными1 производителем. В качестве модельных сетчатых основ использовались материалы, приведенные в таблице 4.1.
Для подтверждения корректности применения методов когерентной оптики к определению величины и равномерности натяжения сетчатого материала ТПФ на базе лаборатории ЦКБ ООО «ЛОМО» проведен эксперимент, суть которого заключается в получении Фурье-образа модельного сетчатого материала и его дальнейшем анализе. Для этого была собрана экспериментальная установка на базе автоматизированного рабочего места оптика-исследователя.
На приборном столе поляризационного микроскопа ПОЛАМ Р312 размещалось натяжное устройство. В зажимах данного устройства фиксировался модельный сетчатый материал, который освещали гелий- неоновым лазером марки ЛГ 78 (длина волны X — 632,8 нм).
Для уменьшения интенсивности излучения лазера использовался серый нейтральный светофильтр. Далее при помощи программного обеспечения 08С16 фиксировали изображение сетчатой основы, получаемое на фотоприемнике телевизионной камеры УМС-743. С помощью линзы Бертрана, находящейся в конструкции микроскопа, получали Фурье-образ модельного сетчатого материала, который также фиксировался при помощи программного обеспечения 08С16.
Затем осуществлялось натяжение модельного сетчатого материала с заданным относительным удлинением. Шаг изменения относительного удлинения составлял 1%. Максимальное значение относительного удлинения модельного сетчатого материала выбиралось с учетом рекомендаций производителя.
Результаты измерений и расчетов приведены в табл. 4.2, 4.3, 4.4. По результатам измерений были построены графики (рис. 4.1, 4.2, 4.3), отражающие зависимость изменения периода сетчатой основы от ее относительного удлинения. удлинения модельной сетчатой основы №3 На основе полученных данных были сделаны выводы о прямой зависимости шага сетчатой основы от ее относительного удлинения.
Исследование взаимосвязи относительного удлинения сетчатого материала (AI, %), нормального усилия в поперечном сечении на единицу длины (N, Н/см) и расстояния между максимумами интенсивности излучения на дифракционной картине (см).
Эксперимент проводился на пневматическом натяжном устройстве M&R Мах Newton с использованием рамы форматом 430x530 мм. Измерения жесткости сетчатого материала производились при помощи тензометра Grunig. В отличие от предыдущего эксперимента (п. 4.1), приемником излучения служил экран, расположенный на расстоянии 4 м от натягиваемой сетчатой основы.
Для проведения эксперимента замерялось расстояние между захватами в двух направлениях, после чего рассчитывается с учетом относительного удлинения сетчатого материала от 2 до 10% с шагом в 1%. Далее производилось натяжение и при- помощи измерительной линейки контролировалось расчетное удлинение. В момент достижения заданного значения натяжное устройство останавливалось, и при помощи тензометра производились замеры показаний данного прибора.
Замеры производились как в направлении утка, так и в направлении основы. Расстояние между максимумами интенсивности излучения дифракционной картины измерялись на экране при помощи миллиметровой линейки. Показания тензометра и остальные измерения были зафиксированы и сведены в таблицы 5-7. По табличным данным были построены графики зависимости относительного удлинения сетчатого материала (%) от его жесткости (рис. 4.4), от расстояния между максимумами на дифракционной картине (рис. 4.5) и от шага сетчатой основы (рис. 4.6).
