Резка стекла и оборудование для резки

   Качественная бездефектная кромка является одним из основных факторов сохранения прочности стекла в ходе его переработки и эксплуатации.
Как известно в процессе резки на кромке стекла в большем или меньшем количестве образуются дефекты, приводящие к следующим опасностям:

§ Разрушение стекла при термообработке (закалке, термоупрочнении или моллировании). По этой причине данным операциям обязательно предшествует обработка кромки.

§ Увеличение риска самопроизвольного разрушения стекла по причине термошока.

§ Увеличение риска разрушения стекла при эксплутационных нагрузках: ветровые и снеговые нагрузки, собственный вес.

   Обеспечение приемлемого качества кромки при минимальных техноло-гических затратах вызывает необходимость разработки новых технологий резки, а также совершенствования существующих.

Стеклорез - просто незаменимый инструмент для резки стекла любого вида и толщины. При помощи этого инструмента легко можно отрезать требуемый кусок стекла, не повредив его при этом. Сейчас на рынке строительных материалов существует несколько видов стеклорезов, которые отличаются друг от друга своим устройством и режущим элементом

Роликовый стеклорез

   В качестве рабочего элемента роликового стеклореза выступают специальные ролики сделанные из чрезвычайно твердого сплава вольфрама и кобальта. Самый распространенный диаметр ролика стеклореза равен 6,6 миллиметрам, а угол его заточки 100 градусам. Разные модели роликовых стеклорезов, оборудуются разным количеством режущих роликов. Оптимальное количество роликов роликового стеклореза 3-6 штук. Роликовый стеклорез применяется для резки стекла толщиной 1-7 миллиметров. Основные минусы роликового стеклореза заключаются в том, что он быстро тупится и его нельзя применять для резки толстого стекла.

Алмазный стеклорез

   В качестве рабочего элемента алмазного стеклореза выступает маленький алмаз, который при помощи серебряного припоя надежно закрепляется в стеклорезе. Алмазный стеклорез применяется для резки стекла толщиной до 10 миллиметров. Срок службы у алмазного стеклореза намного выше, чем у роликового. Новым алмазным стеклорезом можно нарезать до 12 километров стекла.

   Режущая кромка у алмазного стеклореза имеет четырехгранную пирамидальную или криволинейную форму. Стеклорезы с пирамидальной формой следует выбирать опытным, профессиональным резчикам, а стеклорезы с криволинейной формой более удобны для работы непрофессионалов.

Масляный стеклорез

   На рынке строительных материалов масляный стеклорез появился относительно недавно. Он представляет собой обыкновенный роликовый стеклорез, снабженный функцией непрерывной, автоматической подачи смазки. Благодаря этой функции уменьшается трение роликов стеклореза, и срок службы инструмента многократно увеличивается. Также, очень серьезным плюсом такой конструкции является то, что постоянная смазка обеспечивает легкое, плавное движение стеклореза, а это благоприятно сказывается на качестве его роботы.

   Применяются масляные стеклорезы для резки стекла толщиной до 20 миллиметров. Срок службы режущего ролика масляного стеклореза достаточно велик. Новый масляный стеклорез способен разрезать 5 километров стекла. После этого ролик и головку стеклореза заменяют на новые.

Стеклорез для вырезания овалов и кругов

    Этот стеклорез применяют в том случае, если нужно вырезать правильный круг или овал. Конструкция данного вида стеклореза очень сильно напоминает конструкцию циркуля. Как и в циркуле, так и в этом виде стеклореза есть собственная точка опоры. В качестве точки опоры такого стеклореза служит фиксирующая присоска, к которой крепиться шкала, регулирующая радиус и режущий элемент.

 

Обработка стекла

   Различают два основных вида обработки листового стекла: термический и механический.

Важнейшие приемы термообработки - отжиг и закалка. Термообработка применяется также для отделки полых изделий: отколка колпачков выдувных изделий, отопка (оплавление) краев изделий, огневая полировка (оплавление) поверхности.

Отжиг - это процесс охлаждения стеклоизделий, устраняющий остаточные напряжения в стекле.

При охлаждении стеклоизделий вследствие неравномерного остывания поверхностных и внутренних слоев в стекле возникают внутренние напряжения сжатия и растяжения. Они бывают остаточными и временными.

Остаточные напряжения возникают при охлаждении стекла от температуры размягчения или более высокой, т.е. при переходе стекла из пластического в хрупкое состояние. При этом на поверхности стекла появляются напряжения сжатия, а во внутренних слоях - напряжения растяжения.

Временные напряжения возникают при охлаждении изделия от более низких температур, когда стекло уже потеряло пластичность, и находится в хрупком состоянии. Так как в хрупком стекле не возможны пластические деформации, временные напряжения распределяются иначе, чем остаточные: наружные слои стекла испытывают напряжения растяжения, а внутренние - напряжения сжатия.

В практике стеклоделия временные напряжения редко бывают причиной разрушения изделий, поскольку они исчезают с устранением перепада температур по толщине изделия. В подавляющем большинстве случаев изделия разрушаются от остаточных и особенно неравномерно распределенных напряжений. Поэтому необходимо создать такие условия охлаждения отформованных изделий, при которых остаточные напряжения полностью устраняются или уменьшаются до допустимых пределов. Процесс устранения или ослабления остаточных напряжений в стеклоизделиях и составляет суть отжига стекла. Отжигу подвергаются все стеклоизделия.

Для установления режима отжига стеклоизделий определяют температурный интервал, в котором возникают или исчезают остаточные напряжения. Этот интервал называют интервалом отжига. Он ограничивается высшей (tв) и низшей (tн) температурами отжига. Высшей температурой отжига называют температуру, при которой напряжения в стекле исчезают очень быстро, не вызывая деформации изделия (95% исчезает за 3 мин). Эта температура практически на 20...30°С ниже дилатометрической температуры начала деформации. Низшей температурой отжига называется температура, при которой за 3 минуты снижаются оставшиеся 5% остаточных напряжений. Ниже этой температуры отжиг практически невозможен. Её принимают на 50...100°С ниже высшей температуры отжига, а для оптического стекла - на 150°С ниже высшей температуры отжига. В интервале отжига охлаждение следует проводить медленно, чтобы в изделии не возникли вновь внутренние напряжения [4].

Закалкой стекла называется процесс тепловой обработки, состоящий в нагреве стекла до пластического состояния и быстром равномерном охлаждении. При этом возникают закономерно расположенные напряжения сжатия во внешних слоях и растяжения во внутренних слоях. Такие равномерно и закономерно распределенные напряжения придают изделию повышенную механическую прочность и термостойкость. Так, прочность на изгиб закаленного листового стекла в 5...7 раз выше прочности отожженного.                             

Закалка используется в производстве листового стекла "сталинит" и плоского водомерного стекла, из полых изделий, в производстве шахтных колпаков, в производстве тары и посуды (стаканы). Закаленное стекло, разбиваясь при ударе, не образует осколков с острыми краями в отличие от отожженного.

Механической обработке подвергаются как плоские, так и полые изделия. Основные виды механической обработки: шлифовка; полировка; гравирование; резка. Главные из них - шлифовка и полировка.

 После шлифовки и полировки получают стекло с гладкой зеркальной поверхностью [4].

Назначение шлифовки - обеспечить правильную геометрическую форму изделия и создать удобную для полировки структуру поверхности. Стекло шлифуют с помощью порошкообразного материала чаще всего песка.    Шлифовку применяют также для декорирования посудных изделий.

В результате полировки, следующей за шлифовкой листовой шлифованной поверхности, придается прозрачность и блеск.

 

Техника фьюзинга

   Фьюзинг (Fusing, от англ. Fuse — «спекание, плавка») — относительно новая технология изготовления витража. Фьюзинг — техника спекания стекла в печи, в таком витраже отсутствуют металлические соединения между стеклами, стекло спекается в печи при температуре 800 °C и становится однородным, вплавляется друг в друга. Применяется, например, для изготовления межкомнатной перегородки или раздвижных дверей в помещении.

   Технология берёт своё начало в 1990 году. Первый фьюзинговый витраж был сделан в Германии, где и получил наибольшее распространение. «Фьюзинг» продолжил многовековую технику горячей эмали, позволив отказаться от металлической пластины-основы.

   Основой витража служит стеклянный лист, он является своеобразным «живописным холстом», на котором художник-витражист «пишет» при помощи высокотемпературной печи и кусочков специального стекла для «фьюзинга» свое произведение. Термическая обработка стекла в печи позволяет создать художественное стекло с оригинальной фактурой и очень широкой цветовой гаммой. Изображение на витраже можно сделать объемным и выпуклым или оставить отдельные участки его плоскими, контуры рисунка воздушны и прозрачны, как у акварели. Имеется возможность создавать желаемую толщину и рельеф витража. Преимущества «фьюзинга особенно проявляются при создании абстрактного или «акварельного» рисунка. Стеклянная эмаль на прозрачной, пропускающей сквозь себя свет, основе придает древней технике эмалирования ранее не виданную чистоту, и яркость красок, ажурность графики. Стеклянная основа позволяет получить иллюзию перспективы, объем и глубину, отсутствующий у работ на металлической пластине-основе. Произведение из эмали превращается в настоящую «картину из стекла». Фьюзинг имеет ряд преимуществ перед более старыми технологиями изготовление витражей таких как «тиффани»:

· позволяет делать витраж многослойным.

· витраж хорошо взаимодействует с водой, так как не имеет швов между элементами стекла.

· имеет возможность создания рельефа.

   Использование высокотемпературной обработки стекла (фьюзинг) позволяет создавать художественное стекло, неподверженное старению и изменению цвета, с уникальной фактурой и широчайшей цветовой гаммой. Можно сделать рисунок объемным и выпуклым, а также добиться обратного, - сделать его почти плоским. В результате появляется желаемая фактура, образуется нужная толщина и рельеф стеклянного изделия. Однако, фьюзинг не позволяет получить четких контуров изображения. Цвета наплывают друг на друга, создавая эффект, напоминающий акварель. Для того, что бы витраж в технике фьюзинг приобрел четкие контуры, по степени проработки изображения приблизился к живописи, прибегают к совмещению техники фьюзинга с технологией ранее известной лишь ювелирам - технике перегородчатой эмали. Таким образом изготавливают витражи - картины из стекла, но картины имеющие глубину, объем и многослойность в отличие от своих живописных аналогов.

 

Печи для фьюзинга

   Печи фьюзинга применяются для спекания декоративных изделий из цветного стекла при температуре 600-850°C. В них возможно также производить изгиб (формование) стекла. В печах для фьюзинга могут быть изготовлены витражи для окон или дверей, предметы интерьера, посуда, бижутерия и многое другое

 

Рисунок 20: Печь для фьюзинга

 

2.7 Вывод: В ходе проведенной работы была изучена техника - фьюзинг,  а также изготовлена медаль «За Оборону Севастополя» из гипса и стекла.

Рисунок 21: Медаль «За Оборону Севастополя»

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

   Сегодня наряду со многими другими декоративными материалами в дизайне интерьера успешно применяется стекло. Его прозрачность, легкость и красота подчеркивают чистоту, воздушность и простор помещения.  

Стекольная промышленность не стоит на месте, и сегодня стекло отвечает всем требованиям безопасности и теплоизоляции, оставаясь при этом красивым и практичным отделочным материалом. Удивительные цветовые сочетания, оригинальные текстуры - этот материал по праву занимает свое место в декоре интерьеров.