Форум стекольщиков — glass-furniture

Форум стекольщиков — glass-furniture (http://glass-furniture.ru/forum/index.php)
-   Технологии (http://glass-furniture.ru/forum/forumdisplay.php?f=138)
-   -   Технология фьюзинга (http://glass-furniture.ru/forum/showthread.php?t=17)

Glazier 16.03.2009 08:04

Технология фьюзинга
 
Технология фьюзинга

Стекло - синтетический материал, который является удивительно податливым из-за его физических и химических особенностей. Несмотря на его твердое состояние стекло является жидкостью. Основной компонент стекла - кварц, точнее диоксид кремния. Когда кварц (кварцевый песок) плавится (при температуре около 1700 град) он из кристаллического состояния переходит в аморфное, или вязкую тягучую жидкость. Но при последующем охлаждении молекулы кварца не занимают вновь свои места в кристаллической решетке, а остаются, как бы замороженными, в полубеспорядочной структуре. Такая структура характерна для жидкостей, однако в отличие от жидкостей молекулы диоксида кремния стекла не могут перемещаться. Именно благодаря такой структуре стекло прозрачно, как и большинство жидкостей. У стекла нет определенной структуры. Стекло не имеет точки плавления, оно размягчается и плавится постепенно.

Любое стекло на 60-80% состоит из кварца (двуокиси кремния). Стекло можно сварить и из одного кварца, не добавляя к нему никаких других веществ, но для этого необходима температура свыше 1700°С. Кроме того, расплавленный кварцевый песок представляет собой такую густую, вязкую массу, что из нее очень трудно удалять воздушные пузырьки и придавать изделиям нужную форму. Изготовленное таким образом стекло называют кварцевым стеклом. Главное его достоинство – способность выдерживать любые температурные скачки. Оно используется в основном для технических целей.

Для придания прочностных и других эксплуатационных свойств стеклу, а также для снижения температуры плавления используют присадки, которые делятся на три группы - флюсы, стабилизаторы и вспомогательные добавки. Флюсы понижают температуру варки стекла, стабилизаторы для повышения прочности и химической устойчивости, вспомогательные добавки - для достижения специфических свойств, например оптической прозрачности, придания цвета, особых свойств преломления и т.п.

Наиболее широко распространено натриево-кальциевое стекло. В нем в качестве флюса используется сода (NaCO3), а в качестве стабилизатора - известняк (CaCO3). Сегодня 9/10 всего выплавляемого на земном шаре стекла – натриево-кальциевое. Для достижения особых оптических свойств (прозрачности) вместо соды используется поташ поташ (K2CO3). В результате получается калиевое стекло. Если соду заменить на окись свинца (PbO), то получится свинцовое стекло или хрусталь.

Однако основа для стекла может формироваться при помощи других материалов, таких как окиси фосфора, мышьяка, германия или бора. Так другое широко распространенное стекло - боросиликатное, его компоненты - диоксид кремния (Si02), борная кислота (H2B03), фосфорная кислота (H3PO4), и, иногда, окись алюминия (A1203).

Существуют много других типов стекол специального назначения. Среди них – алюмосиликатные, фосфатные и боратные стекла.

Цветное стекло получают с помощью добавления в стеклянную массу окислов металлов до или во время плавки. Сплавленная из обычных сырых материалов стеклянная масса бесцветна и имеет легкий желтовато-зеленый или голубовато-зеленый отлив, который возникает из-за различных минеральных примесей. Добавление окислов различных металлов позволяет получать прозрачное стекло (марганец) или стекло всевозможных цветов. Железистые соединения окрашивают стекло в голубовато-зеленый и в желтый до красно-бурого цвета. Окись марганца - в желтый и коричневый до фиолетового. Окись хрома - в травянисто-зеленый, окись урана - в желтовато-зеленый, окись кобальта - в синий (кобальтовое стекло), окись никеля - в фиолетовый до серо-коричневого, окись сурьмы или сульфид натрия - в желтый. Самый красивый желтый цвет получается путем добавления в массу коллоидного серебра. Окись меди окрашивает стекло в красный цвет - так называемый `медный рубин`, а `золотой рубин` получается при добавлении коллоидного золота. При замутнении стекломассы пережженной костью получается костяное стекло, а при добавлении смеси полевого и плавикового шпата - молочное стекло. Теми же добавками, но в меньшей степени замутив стекломассу, получают опаловое стекло.

Совместимость

Совместимость - это самое главное, что Вы должны усвоить, когда начинаете работать со стеклом. Совместимость - это свойство двух и более спеченных (сплавленных и т.п.) к стабильному совместному существованию, или отсутствие напряжений в готовом изделии состоящем из двух и более стекол.

Традиционно, совместимость была определена коэффициентом температурного расширения (КТР). Но одинаковый КТР - не гарантирует совместимость, вязкость - другой фактор.

Коэффициент температурного расширения (coefficient of expansion COE) - число, которое отражает увеличение линейного размера стекла в зависимости от температуры, а именно удлинение стекла при нагреве на один градус. Например, стекло фирмы Bullseye имеет КТР равный 90 х 10-7 мм. В обычной практике 10-7 опускается, и КТР стекла фирмы Bullseye принимается равным 90. Чем больше КТР, тем сильнее стекло удлиняется с ростом температуры.

Коэффициент COE определен посредством лабораторных испытаний в диапазоне температур между 0 и 300°C.

Вязкость - свойство, характетрное для жидкостей Это - сопротивление, которое жидкость оказывает относительному движению ее частиц. Это свойство непосредственно связано с температурой. Вообще, вязкость в жидкостях увеличивается с уменьшением температуры. Одинаковый КТР означает, что стекла удлиняются и сокращаются одинаково при температурах точки стресса. Но при более высоких температурах начинает на первое место выходить вязкость. Так более мягкие стекла быстрее размягчаются при нагреве и дольше остаются подвижными при охлаждении, чем более жесткие. При их сплавлении между собой могут возникнуть значительные напряжения несмотря на одинаковость КТРов. Это часто случается при использовании мягких ФЛОАТ-совместимых цветных стекол (COE 82-84) с промышленным быстротвердеющим ФЛОАТ стеклом.

Все стекла, предназначенные для фьюзинга проходят проверку (тестирование) и фирмы, выпускающие такие стекла, гарантируют совместимость, но настоятельно рекомендуют проверять ВСЕ используемые материалы на их взаимную совместимость. Тест на совместимость стекол может быть выполнен тремя способами, назовем их условно "стеклянная нить", "стрессомер", "полоски стекла".

Стеклянная нить - это быстрый способ проверки совместимости двух стекол. Идея его такова. Два проверямых стекла нагреваются в пламени горелки и, после сплавления между собой растягиваются в нить. Далее нить обламывается и остужается. Если прямая в расплавленном состоянии нить искривляется при охлаждении - значит стекла несовместимы. Этот метод используют стеклодувы. Для точного определения совместимости нужен опыт и сноровка. Метод может дать значительную ошибку.

Стрессомер - наиболее часто используемый метод. Стрессомер представляет собой прибор состоящий из двух поляризационных светофильтров и источника света. Проверяемое стекло помещается между фильтрами. Вращая один из них наблюдают края спеченного стекла. При наличии напряжений по краям появляется светящийся ореол, который особенно силен в углах. В простейшем случае достаточно иметь два поляризационных фильтра, чтобы можно было прверить наличие или отсутствие напряжений в готовом изделии. Единственным ограничением для использования стрессомера явлеется прозрачность стекла. Глухие стекла нельзя проверить на совместимость этим способом.

Полоски стекла - это самый точный и универсальный способ проверки совместимости. Из двух проверяемых стекол вырезаются две одинаковые полоски шириной около 2 см и длиной не менее 30 см. Одна полоска кладется в печь вниз одним стеклом, а вторая другим стеклом. Проводится полноценный обжиг в Вашей печи по Вашему графику. После полного остывания обе полоски достаются из печи и у них проверяется прогиб. Он должен быть измерен штангенциркулем или микрометром на плоской плите. Если прогиб отстуствует или незначителен ( в литературе приводятся 2 мм на длине 250 мм, что нам представляется очень большим прогибом и недопустимым в реальной работе), то стекла совместимы. Почему две полоски? Дело в том, что на прогиб стекла кроме КТР влияет еще режим охлаждения. Поэтому при быстром охлаждении возможен прогиб из-за более быстрого охлаждения верхнего стекла. Для исключения этого эффекта и надо обжигать две полоски.

Glazier 16.03.2009 08:09

Спекание, режимы и выдержки
 
Спекание, режимы и выдержки


Стекло имеет физические особенности, благодаря которым у художника есть много интересных возможностей для работы, но без знания которых нельзя получить хороший и стабильный результат. Знание, как обжиг повлияет на совместимость и почему нужны те или иные режимы, позволит Вам успешно выполнять самые сложные и нестандартные работы из стекла не обладая теоретическими знаниями из химии и физики стекла.
Типичный график обжига имеет несколько участков.
Нагрев от комнатной температуры до точки стресса.
Быстрый нагрев.
Выдержка на рабочей температуре.
Быстрое охлаждение.
Отжиг.
Охлаждение до точки стесса.
Охлаждение до комнатной температуры.

Нагрев от комнатной до первой критической температуры или точки стресса. Для цветных стекол эта температура лежит в диапазоне от 400°C до 500°C. Обычно фирмы производители указывают температуру несколько большую, чем температура стресса. До точки стресса стекло - твердый материал, а при температуре точки стресса - уже жидкость с наибольшей для стекла вязкостью. После точки стресса для стекла уже не важен темп нагрева, так как возможность растрескивания для жидкости отсутствует. А вот до точки стресса темп нагрева стекла должен быть таким, чтобы избежать растрескивания из-за теплового удара. Иногда рекомендуют небольшую выдержку на температуре стресса для уменьшения риска растрескивания. Темп нагрева на этом участке определяется толщиной и линейными размерами изделия. В реальной работе темп нагрева всегда не должен превышать рекомендованный фирмой изготовителем. Но в отдельных случаях и быть значительно меньше его, например для влажных стекол (имеется ввиду клей или эмульсии на водной основе, использованные для склейки отдельных деталей) или при обжиге сравнительно больших кусков стекла для уменьшения образования пузырей и т.п. Если у Вашей печи неравномерный прогрев, то это тоже повод для увеличения времени первого нагрева.

Нагрев от первой критической до рабочей температуры может производится с максимально возможной скоростью. Главная опасность этого этапа - расстекловывание (помутнение поверхности), которое происходит для стекол, используемых при фьюзинге, при температуре около 700 град. Разные стекла по разному подвержены расстекловыванию, для некоторых из них расстекловывание - большая проблема. Поэтому нагрев (а впоследствии и охлаждение) должны производится с максимально возможной скоростью.

В диапазоне температур от точки стресса до температуры спекания находится точка размягчения стекла, или температура, выше которой стекло может прогибаться под действием собственного веса. Для разных стекол эта температура сильно отличается, некоторые стекла начинают прогибаться уже при температуре 550°C.

Выдержка на рабочей температуре зависит от того эффекта, которого Вы хотите добиться в результате обжига. Следует иметь ввиду, что рабочая температура и выдержка тесно связаны. Один и тот же эффект может быть получен при меньшей температуре и большей выдержке и при более высокой температуре и меньшей выдержке.

Быстрое охлаждение от рабочей температуры до температуры начала отжига (для разных стекол различна, обычно около 550°С) должно производится с максимально возможной скоростью (для уменьшения риска расстекловывания или помутнения). На этом этапе производители рекомендуют открыть вентиляционные отверстия в печи или даже кратковременно открыть крышку печи. Если Вы работаете со стеклами, хорошо противостящими расстекловыванию, то этому этапу можно уделять меньше внимания, просто позволить изделию остывать вместе с печкой, а вот если у Вас появилась "муть" на изделии - это сигнал, после рабочей выдержки открывайте печку на 5 -10 минут для остывания и скорейшего перехода через зону расстекловывания.

Отжиг - крайне ответственный процесс. Он проводится в два этапа. Собственно отжиг или выдержка при температуре оптимального отжига (или пропитка) и охлаждение до точки стресса. Выдержка при темпреатуре отжига преследует главную цель - уравнять темпратуры в толще стекла и толще футеровки печи. Отсюда другое название отжига - пропитка. При пропитке благодаря уравниванию температур исключается возможность появления напряжений из-за разницы температур. В зависимости от размеров и толщины изделия время отжига сильно меняется.

Охлаждение от температуры отжига до точки стресса. На этом этапе стекло медленно превращается из жидкости в твердое тело. Чем медленнее это будет происходить, тем меньше вероятность появления напряжений в конечном изделии. Некоторые производители указывают, что это время должно быть в два раза больше времени отжига. Если у Вас в готовом изделии напряжения - значит Вы слишком быстро охлаждали его при отжиге. В особых случаях отжиг можно провести повторно, т.е. нагреть изделие до температуры размягчения и затем провести отжиг более консервативно, т.е. с большей выдержкой и с меньшей скоростью.

Быстрый отжиг иначе называется закалкой стекла. В этом случае в массе стекла образуются напряжения, приводящие к значительному упрочнению стекла. Но в случае фьюзинга эти напряжения всегда недопустимы (исключение составляют только стекла ARTISTA, допускающие закалку) и приводят к разрушению изделия.

Охлаждение до комнатной температуры производится так, чтобы изделие не разрушилось от теплового удара. Эта скорость сильно зависит от размеров и толщины изделия, а также от конструкции печи. Чаще всего изделию позволяют остывать вместе с печью, возможно открывание вентиляционных отверстий печи или приоткрывание крышки печи.

Алексей Платонов 19.06.2009 20:24

Так что-то никто не хочет делиться своими глубокими познаниями в данной сфере.
Наверное от того что не задаю своих глупых для новичка вопросов.
Реально прошу совета (при этом осознаю, что конкретно не всегда получится дать ответ, так как печка печке рознь да и стекло все разные используют)
Вот бывают разные основания для печи (простите за терминологию неопытного еще ученика) на которых выкладывают уже само стекло. Слышал про специальные плиты (рекомендуются, конечно же, немецкие) и на них вроде как все равно надо наносить жидкий разделитель. И чем толще плита, тем она лучше - дольше служит. Тут сразу возник вопрос, как правильно нанести этот самый разделитель, как правильно его смешать если он в сухом виде, хотелось бы фото вблизи, чтоб оценить слой покрытия. И какой получается поверхность стекла при спекании на такой плите? Да, и насколько эта плита ровная, видел ролик на котором подобную плиту очень легко разрезали ножом и после просто подшлифовали шкуркой. Это тоже самое или уже что-то другое? Какие бывают виды керамо- и термобумаг. Знаю что на керамобумагу всё-равно нужно нанести тонкий слой разделителя, если в ее составе нет разделителя. Опять в том же интеренете видел ролик, где использовали какую-то керамобумагу (а может и что-то другое, видео было на испорченом английском, а я его пока ещё не изучил) вырезала разные детали, далее клала их под стекло при выкладывании в печи и после спекания получался на стекле узор, при этом следов керамобумаги (или что там использовалось) не оставалось, т.е. к стеклу ничего не прилепало. Кто знает что за материал мог использоваться? Увы ссылку дать немогу, просто ее не записал а видел уже месяца два назад.
Жду помощи от опытных коллег

ANMitin 20.06.2009 14:40

Цитата:

Сообщение от Алексей Платонов (Сообщение 2630)
Так что-то никто не хочет делиться своими глубокими познаниями в данной сфере.
Наверное от того что не задаю своих глупых для новичка вопросов.

Ух, сколько у Вас вопросов, ну постараюсь ответить на некоторые из них, которые сам знаю на практике.

Цитата:

Сообщение от Алексей Платонов (Сообщение 2630)
Слышал про специальные плиты (рекомендуются, конечно же, немецкие) и на них вроде как все равно надо наносить жидкий разделитель. И чем толще плита, тем она лучше - дольше служит.

существует много разных плит по научному - лещадка, это специальные плиты , жаропрочные и их кстати много разновидностей, вот например сделанные из керамики , металла и есть еще есть лещадки (забыл как материал называется) прозрачные, из какого то композитного материала, (дорогая зараза) я лично пользуюсь керамической лещадкой вот такой http://www.stekloimir.ru/image.php?w=200&h=0&id=5313

Цитата:

Сообщение от Алексей Платонов (Сообщение 2630)
и на них вроде как все равно надо наносить жидкий разделитель.

можно нанести жидкий разделитель, а можно и сухой!

Цитата:

Сообщение от Алексей Платонов (Сообщение 2630)
И чем толще плита, тем она лучше - дольше служит

это не совсем правильное высказывание, понимаете для каждой печки должна быть своя толщина лещадки, иначе теплоотдача получиться не верная, я в своей М-800 использую 15мм толщину, это мне так порекомендовали!!!

Цитата:

Сообщение от Алексей Платонов (Сообщение 2630)
Тут сразу возник вопрос, как правильно нанести этот самый разделитель

ну если жидкий разделитель то я его наносил пульверизатором, но можно и кисточкой, а сухой разделитель, насыпал на лещадку и разравнивал резиновым шпателем по всей длине плиты, с первого раза не получалось ни когда но старание и труд все ..... :) можно так же и трубой раскатать сухой разделитель, главное что бы поверхность была ровной, иначе на стекле останется тот рельеф который получился на разделителе!

Цитата:

Сообщение от Алексей Платонов (Сообщение 2630)
как правильно его смешать если он в сухом виде

я его смешивал что бы он был как ....ммм, как правильно сказать то, не густой ну и не совсем жидкий.....ээээ (простите, маленький словарный запас :)).

Цитата:

Сообщение от Алексей Платонов (Сообщение 2630)
плиту очень легко разрезали ножом и после просто подшлифовали шкуркой.

я не совсем понял что это за плита?

Цитата:

Сообщение от Алексей Платонов (Сообщение 2630)
Какие бывают виды керамо- и термобумаг.

сам редко использую керамобумагу но, бывало. я использовал ее только для тех стекл где обратная сторона стекла может быть не идеально ровной, допустим для декора из бутылок. А вот на обычном плоском стекле возможно оставление следа от керамобумаги. Но у меня ни когда керамобумага не прилипала к стеклу, в зависимости от режима может оставить след.

Алексей Платонов 21.06.2009 00:05

Цитата:

Сообщение от ANMitin (Сообщение 2655)
ну если жидкий разделитель то я его наносил пульверизатором,

а можно фото? Пытался намазать эту жидкость (массу) на форму кисточкой, а она очень быстро высыхала, и получалось не очень, в итоге после нескольких попыток нанесения и подравнивания шкурочкой, что-то получилось но всё равно неравномерно, в итоге местами проглядывает форма. И какой должна быть толщина покрытия? Очень хотелось бы увидеть фото нагляднее.

Алексей Платонов 22.06.2009 22:19

А что за материал использовался в этом ролике (ссылка на файлообменник, увы, прямой ссылки на youtube дать не могу - не сохранил :-/)
http://depositfiles.com/files/793zafoaw
Из чего боковые стенки на который положили прутья? Там как раз вырезано. И вторая форма тоже вроде как вырезано из этой плиты? Есть какие-нибудь предположения?


Вот ссылка на фильм где делают рельеф при помощи какой-то бумаги
http://www.youtube.com/watch?v=mF75m...eature=related
Вот здесь его режут - плиту, Может знаете что это может быть?
http://www.youtube.com/watch?v=MHaIw...eature=related

LeonRUS 23.06.2009 00:59

Алексей Платонов,
Если правильно понял, бумага называется Fiber Paper...

ANMitin 18.07.2009 00:42

Ребят, помогите разобраться! то ли я совсем заработался то ли в магазинах совсем не проффисионалы работают, значит такой случай, поехал я за стеклом для потолочного витража, не хватило, в известную в Москве контору под названием ТД Стекло и Мир, взял стекло все нормально и решил взять жидкого разделителя, (раньше брал в Химках) и говорю девушке, дайте мне его, а мне суют банку сухого разделителя , и при этом говорят мол, просто водой разведите его и будет вам жидкий разделитель! Я что то не совсем понял этого высказывания, до этого я покупал две баночки, и их размештвал и потом наносил на лещадку, но вот вопрос, не уж то действительно обычный сухой разделитель можно разбавить водой и так же нанести на лещадку? и будет такой же эффект как должен быть?

Алексей Платонов 18.07.2009 08:57

У меня тоже в сухом виде, в ведре 5 кг, брал кстати в Химках, там основная масса. в ней маленький пакетик, который нужно друг с другом смешивать, и потом разбавлять водой, увы, что с консистенцией пока у меня не получилось (хоть всего и один раз пробовал) при нанесении кисточкой быстро высыхала на форме, и получилось совсем не ровно, после пришлось ручками дошлифовывать.

drap 09.08.2009 19:55

Цитата:

Сообщение от ANMitin (Сообщение 3571)
а мне суют банку сухого разделителя , и при этом говорят мол, просто водой разведите его и будет вам жидкий разделитель! Я что то не совсем понял этого высказывания, до этого я покупал две баночки, и их размештвал и потом наносил на лещадку, но вот вопрос, не уж то действительно обычный сухой разделитель можно разбавить водой и так же нанести на лещадку

Саня мне люди подсказали один очень простой рецепт я его уже пять раз опробовал все великолепно,берешь тальк который применяют спортсмены тяжеловики(только такой аптечный не подходит комочками берется у нас в спортивном магазине по доллару за пол кило)разводиш его водой до густоты жидкого кефира,главное без комочков и кисточкой на лещадку(я использую обычную керамическую плитку даже глазурь не сбивал)равно наносим,потом в печь и до 200 градусов это для проверки на равномерность нанесения если все ок то к процесу если видны темные пятна то еще раз поверху тальком и все ок!!!


Текущее время: 12:51. Часовой пояс GMT +4.

Powered by vBulletin® Version 3.8.4
Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot