Ручная выработка выдувных изделий
Ручная выработка выдувных изделий сложнее, чем прессованных. Имеются основные принципы ручного формования изделий, которые позволяют мастеру-выдувальщику управлять процессом формования.
Рис 48. Влияние простейших приемов выдувания на форму набора стекломассы а – без вращения и дутья; б – с вращением без дутья; в – с вращением и дутьем
Рис. 50. Прием выдувания изделия в форме при вращении стеклодувной трубки
Поведение набора стекла в виде небольшого толстостенного пузыря при воздействии на него сил тяжести, вращения трубки и вдувания воздуха показано на рис. 48.
Существуют и другие возможности воздействия на набор стекла. Например, если вязкость стекла достаточно велика и набор не удлиняется под действием силы тяжести, необходимого удлинения набора можно достичь, применяя энергичные маятниковые качания трубкой. На стеклодувную трубку за один прием нельзя набрать достаточное количество стекла для выдувания изделия и нельзя обеспечить равномерную толщину стенок. Для реализации этих задач изделие начинают выдувать с так называемой баночки (рис. 49,а). На предварительно нагретый конец стеклодувной трубки набирают небольшую порцию стекломассы, закатывают ее на металлической плите. После этого при вращении стеклодувной трубки и вдувании воздуха стекломассу раздувают в небольшой толстостенный пузырь-баночку (рис. 49,6). При закатывании набора наружная поверхность образовавшейся цилиндрической заготовки при контакте с относительно холодной поверхностью металла остывает сильнее и имеет более высокую вязкость, чем торцевая поверхность, не соприкасавшаяся с металлом. Поэтому при выдувании баночки воздух в первую очередь устремляется к торцевой поверхности и толщина стенок баночки будет уменьшаться от нижнего конца трубки к ее донной части. Набор стекломассы на баночку показан на рис. 49, е. Размеры баночки зависят от размеров вырабатываемого изделия. При выработке мелких изделий массового ассортимента часто применяют металлическую баночку (рис. 49,г), привариваемую к нижнему концу стеклодувной трубки. Диаметр баночки зависит от размеров выдуваемых изделий. Перед набором стекла нагретую металлическую баночку смачивают водной суспензией огнеупорной глины для того, чтобы изделие после выдувания легко отделялось от нее. На баночку набирают необходимое для выработки изделия количество стекломассы и раздувают пульку, приближающуюся по форме к готовому изделию.
Для крупных изделий или при использовании «длинных» стекол набор стекломассы перед раздуванием пульки закатывают в катальнике или долоке с целью охлаждения и придания набору нужной формы. Подготовленную пульку опускают в форму и выдувают готовое изделие при вращении формы или стеклодувной трубки (рис. 50). При этом стремятся обеспечить заданную толщину стенок и дна изделий. При выдувании в верхней части изделия образуется излишек стекла — колпачок. После завершения выдувания и визуальной оценки качества изделие отделяют от трубки и доставляют к печам отжига (рис. 51). Пунктирными линиями показаны уровни отделения стеклодувной трубки после выдувания (1) и колпачка после отжига (II).
Описанным выше способом вырабатывают изделия несложной конфигурации. Изделия сложной формы подвергают дополнительной отделке при формовании. К таким изделиям относятся кувшины, графины, изделия на ножке (рюмки, бокалы, фужеры, вазы для конфет и фруктов) и другие.
Ниже приводится описание приемов изготовления изделий сложной формы. При этом не приводится описание приемов получения баночки и пульки, поскольку эти приемы были описаны выше.
Источник
Технология формования стеклоизделий ручным способом
Выдувание изделий в форме. Ручное формование и декорирование художественных стеклоизделий в горячем состоянии непосредственно у печи основано на пластических качествах стекла. При этом особое место занимает оригинальный способ формования изделий, не применимый ни к одному из дру1и\ поделочных материалов кроме стекла — выдувание. Этот способ наиболее полно использует своеобразие пластических свойств стекла: поверхностное натяжение и зависимость вязкости от температуры его разогрева. Используя пластические качества стекла, возможно получать сосуды чрезвычайно разнообразных форм.
Ручной способ выдувания можно разделить на следующие операции: изготовление баночки; изготовление пульки *; выдувание изделия в форме пли без формы: выполнение дополнительных элементов (ручек, ножек, декоративных элементов и т. д.).
Баночка — полый стеклянный шарик диаметром 40—80 мм, используемый в качестве предварительной заготовки выдувного изделия.
Пулька — пустотелый стеклянпый объем, получаемый после одного или нескольких наборов стекла на баночку. Пулька предназначена для непосредственного выдувания изделия. Чтобы изготовить баночку, трубку одним концом помещают в рабочее окно стекловаренной печи, накладывают на поверхность стекла и вращают вокруг своей оси, пока на конце не образуется нужной величины комок стекла — набор или наборка ( 9, 10). Для того чтобы стекло пристало к трубке, ее предварительно нагревают. Трубку с наборной при непрерывном ее вращении отделяют от всей стекломассы стекла, вынимают из печи и закатывают (раскатывают) на катальнике. Закатка стекла дает возможность получить на- борку с цилиндрической формой и с равномерным распределением ее стенок.
Наборку стекла для выполнения пульки производят на предварительно охлажденную до неподвижного состояния баночку. Затем стекло укатывают в до- локе и ему придают необходимую форму. Для изготовления крупногабаритных изделий наборку могут производить два и даже три раза. В зависимости от предполагаемой конфигурации изделия делают пульки соответствующей формы. Подготовленная к выдуванию заготовка должна отвечать следующим требованиям: соответствовать массе изделия; конфигурация ее должна соответствовать форме изделия; стенки заготовки должны иметь заданную толщину; температура всей обрабатываемой стекломассы должна быть в пределах, необходимых для качественного выдувания изделия. Выполнение баночки и пульки достигается немногочисленными приемами: вдувание воздуха в полость заготовки позволяет достичь необходимых ее размеров и толщины стенки; вращение трубки вокруг оси позволяет удерживать стекло на трубке, предотвращает его стекание вниз; выдерживание трубки вертикально набелем вверх придает стеклу сплющенную форму, способствует утолщению боковых стенок заготовки; выдерживание трубки вертикально набелем вниз придает заготовке удлиненную форму, способствует более быстрому охлаждению дна заготовки; размахивание трубкой придает заготовке те же качества, что и при выдерживании трубки набелем вниз, но более быстро (сказывается действие центробежной силы).
В зависимости от требований момента мастер делает то или другое из перечисленных движений, меняя при этом скорость, продолжительность и сменяемость движений, добиваясь необходимого объема и конфигурации заготовки.
Указанные операции, несмотря на кажущуюся простоту, требуют от мастера известной квалификации. После соответствующего приготовления стекла следует процесс формования изделия, которое может быть проведено свободным выдуванием (без формы) и выдуванием в различного рода формах. Процесс выдувания сосудов без форм изображен на И, а и 11, б. Он заключается в последовательном проведении некоторых ранее нами рассмотренных операций со стеклом, в результате которых мастер получает готовое изделие.
Изготовление художественных изделий из стекла без форм, кроме выдувания, включает в себя и некоторые другие, отличные от выдувания способы их изготовления.
При выдувании в форме применяют два способа: выдувание с одновременным вращением стекла в форме и выдувание без вращения стекла в форме, «втихую» («тиходутые» изделия). В первом случае выполняют изделия, конфигурация которых представляет собой форму тел вращения, т. е. формы, идущие от конуса, шара, цилиндра, имеющие в поперечнике круглое сечение, во втором, напротив, не идущие от форм тел вращения. Наиболее гладкая поверхность изделий получается при выдувании изделий с вращением, так как при этом происходит огневая полировка поверхности изделий. Качество огневой полировки, придающей изделию блеск, прозрачность и особую красоту, во многом зависит йот качества заготовки и от формы, в которой она будет выдуваться. Так, например, если заготовка при погружении ее в форму имеет наружный объем, близкий к внутреннему объему формы, и до известных пределов закреплена потерей температуры, то она меньше подвержена влиянию формующей поверхности. В этом случае изделие получают с более гладкой поверхностью. Определенное влияние на качество изделия оказывает и сила дутья. При слабом дутье края и дно изделия недостаточно рельефны, а при сильном — поверхность его получается «черченой», т. е. имеет поперечные полосы. Огневая полировка в деревянных формах получается за счет выгорания поверхности дерева.
При выдувании в металлической форме ее поверхность покрывается слоем углесодержащих смесей — древесных опилок с льняным маслом, сурика и древесного угля, растертого на льняной олифе . При выгорании углерода под действием горячего стекла образуется газовая подушка, мешающая стеклу соприкасаться с металлом. Безусловно, в дапном случае не последнюю роль играет отделка поверхности формы ( 12).
Формование изделий при помощи деревянного колышка («чижика») заключается в следующем: мастер изготовляет без выдувания баночку и пульку необходимой величины, затем верхнюю ее часть прокалывает металлическим шилом и в образовавшееся отверстие вводит заостренный деревянный колышек, предварительно сильно смоченный в воде. Пары воды, образующиеся при соприкосновении с горячим стеклом, а также газы горящего дерева раздувают стекло в пузырь средних размеров. Из образовавшейся таким образом заготовки мастер формует изделие, обычно это небольшие толстостенные блюда или пепельницы.
Чтобы увеличить размеры изделия, операцию проделывают несколько раз, тем самым увеличивают внутреннюю полость заготовки, естественно, при окончательном формовании изделия увеличиваются и его общие размеры ( 13).
Существует несколько способов формования художественных стеклянных изделий: выдувание, прессование, прессовыдувание и центробежное литье.
Закрепление формы изделия осуществляют быстрым охлаждением.
Процесс формования ленты стекла флоат-способом протекает на поверхности расплавленного металла.
В пластичном состоянии (при температуре 800-1000°С) стекло поддается формованию: его можно выдувать, вытягивать в листы, трубки, волокна, а также
Производство стеклянных изделий осуществляют различными способами.
Такие детали из стекла и готовые изделия изготавливаются различными методами, применяемыми в стеклоделии, — горячим формованием, выдуванием, прессованием и даже обточкой на токарном станке.
Ограниченное применение имеет формование из пластичных масс изделий сложной конфигурации (архитектурно-художественных и декоративных изделий) лепкой в гипсовых формах.
Далее следует процесс формования изделий. Существует несколько способов формования изделий: свободная лепка; свободное формование на гончарном круге: пластическое формование ручным оттиском в форме.
Декорирование асбестоцементных изделий в процессе их формования производят либо способом сплошного окрашивания формовочной массы, либо путем окраски лицевом поверхности изделия.
Подвергать бетонную смесь вибрации при формовании пустотелых изделий можно двумя способами: либо устанавливая форму на виброплощадку, либо вибрируя пустотообразователи, называемые в этом случае вибровкладышами.
Вариант формовки клея в клей применяется при изготовлении сложных или сильно орнаментованных лепных изделий или
Однако такой способ изготовления формы снижал архитектурный облик здания, потому что всегда было видно место монтажа.
Формовочные работы. 101. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
При устройстве форм обычно не существует единых способов. Лучшая форма должна иметь наименьшее число кусков, легко снимаемых
Источник
Формование стеклоизделий
Наиболее распространенными способами формования являются:
Листовое стекло, стеклянные трубы, стекловолокно
Листовое стекло, профильное, армированное, коврово-мозаичная плитка
Листовое стекло с огненно-полированной поверхностью («плавающая лента»), заготовки оптического стекла
Изделия посудно-хозяйственного назначения
Колбы электроламп, сортовая, хозяйственная, лабораторная посуда.
Процесс формования ленты можно осуществлять двумя способами лодочным и безлодочным. При лодочном способе лента формируется из стекломассы с помощью лодочки – длинного прямоугольного шамотного бруска со сквозным продольным вырезом, переходящим в верхней части в узкую щель. В рабочем состоянии лодочка заглублена в стекломассу, охлажденную до температуры выракак бы два каната, между которыми натянуто полотно- лента стекла. Эти борты каната ботки, так, что верхняя кромка щели находится ниже уровня стекломассы в бассейне. Силы поверхностного натяжения и повышенная вязкость стекла у щели препятствует растеканию стекломассы, образуя «луковицу». Если теперь погружать в «луковицу» железную «приманку» и оттянуть вверх поступающую из щели лодочки стекломассу, то сама лодочка будет препятствовать сужению ленты.
Лента формируется с утолщенными краями, которые образуют как бы два каната, между которыми натянуто полотно – лента стекла. Эти борты канаты удерживают ленту в растянутом состоянии и не дают ей сузиться. Лента оттягивается с помощью валиков машины ВВС. Благодаря специальным холодильникам лента стекла по пути движения от щели лодочки до нижней плоскости машины охлаждается настолько, что прикосновение вращающихся валиков не оставляет на ней отпечатков. На определенной высоте подмашинной камеры лента окончательно отвердевает и перестает растягиваться, что обеспечивает непрерывность ее движения вверх. Изменять толщину ленты стекла можно, варьируя скоростью вытягивания. Достоинства лодочного способа: Простота выработочных устройств; Относительно малые капитальные затраты на строительство установок. Простота обслуживания машин.
Недостатки:Невысокая скорость вытягивания. Возможность появления такого дефекта как полостность. Частые обрывы ленты стекла.
Безлодочный способ вытягивания ленты стекла производиться со свободной поверхности стекломассы. В стекломассу погружают огнеупорный поплавок (2), который способствует созданию направленного потока стекломассы, ее охлаждению до определенной вязкости и стабилизации процесса формования ленты. Меняя глубину погружения поплавка, регулируют температуру и вязкость стекломассы. Для удерживания бортов ленты на уровне поверхности стекломассы применяют спциальные бортоформирующие ролики принудительного вращения. Далее лента вытягивается способом, аналогичным лодочному способу. Достоинства:Средняя скорость ленты выше, чем при лодочном способе (особенно это заметно при выработке ленты с большой толщиной). В 3-4 раза повышается длительность работы формующей машины между обрывами ленты. Позволяет устранить дефект – полосность.
Вытягивание труб осуществляется с помощью мундштука, который является основным формующим органом и представляет собой огнеупорный наконечник, насаженный на трубу из жаропрочной стали. Мундштук расположен в наклонном положении в специальной нагревательной камере, пристроенной к бассейну ванной печи. Он вращается вокруг своей оси, а через специальную трубу в него можно подавать сжатый воздух. Жидкая стекломасса поступает из бассейна ванной печи по желобу в виде тонкой струи на внешнюю поверхность медленно вращающегося мундштука, обволакивает его поверхность ровным слоем и, стекая с его нижнего конца, подхватывается тянульной машиной, снабженной приспособлением для отрезания трубок по длине.
При вытягивании стекловолокна стекломасса вытекает в виде тонких струек из отверстий (фильер) платиновой лодочки. Толщина отдельного волокна составляет 3-4 мкм. Волокно наматывается на быстро вращающийся барабан, сплетаясь предварительно в нити.
Прокатное стекло вырабатывается периодическим или непрерывным способом.
Способом периодического проката получают листы толщиной до 40-50 мм, шириной до 5 метров и длиной до 8 метров. Стекломасса из горшка выливается на наклонную плиту, проходит между двумя парами валков, прокатывающими ленту необходимой толщины, и по второй наклонной плите поступает на приемный стол, который подает ленту в отжигательную печь. Для периодического проката характерна низкая производительность при высокой себестоимости продукции.
В настоящее время применяют способ непрерывного проката , т.е. стекломасса непрерывно поступает в зазор между охлаждаемыми водой прокатными вальцами. Стеклопрокатные машины обеспечивают прокатку стекла различной толщины от 4 до 35 мм.
Толщина стекла непрерывного проката регулируется расстоянием между прокатными вальцами, а скорость проката – окружной скоростью вальцов.
Непрерывный прокатный способ – самый высокопроизводительный способ формования листового стекла: ОДНА ПРОКАТНАЯ МАШИНА ШИРИНОЙ 3 МЕТРА ЗАМЕНЯЕТ 12 МАШИН (ВВС) с шириной ленты 1,8 метра.
Он не может эффективно использоваться для тонкого листового стекла (толщина менее 4 мм).
Невысокое качество поверхности стекла, вследствие соприкосновения стекломассы с металлическими вальцами.
Этот способ формования, называется также способом огненной полировки, флоат-способом или методом «плавающей ленты», используется для получения для получения полированного витринного листового стекла. Это достаточно новый высокопроизводительный и экономичный способ производства полированного высококачественного листового стекла, который получил распространение во многих странах. Особенность способа состоит в горизонтальном формовании ленты стекла на поверхности расплавленного олова, вследствие свободного растекания стекломассы, сливаемой из стекловаренной печи. При температуре 1025 0 С лента при растекании достигает равновесной толщины. За флоат-ванной размещено роликовое устройство, которое непрерывно оттягивает ленту из ванны и перемещает ее в печь для отжига. Для предотвращения сужения ленты при оттягивании ее растягивают в ширину специальными роликами (бортодержателями).
В результате контакта нижней поверхности ленты с идеально гладкой поверхностью расплавленного металла и огненной полировкой верхней поверхности достигается очень высокое качество поверхности листового стекла.
Этим способом производят листовое полированное стекло толщиной от 2,5 до 20 мм и шириной от 1600 до 4000 мм. Скорость вытягивания ленты составляет 300-1500 м/ч в зависимости от ее толщины и ширины.
Необходимость применения значительного количества олова (масса которого во флоат-ванне около 120 тонн).
Сложность эксплуатации технологической линии.
Многие древнеегипетские стеклянные украшения были получены путем расплющивания размягченной стекломассы. Позднее этот способ был почти вытеснен выдуванием, а прессование применялось лишь для изготовления мелких изделий: бус, пробок, пуговиц и т.д.
Способ формования стеклянных изделий выдавливанием из стекломассы в пространстве, ограниченном извне матрице й пресс-формы, а изнутри – керном, называется прессованием.
Основными формующими элементами при прессовании является (см. рис.): пресс-форма, которая оформляет наружную поверхность изделия, пуансон (керн), который формирует внутреннюю поверхность и ограничительное (формовое) кольцо, отделывающее кромку (края изделия).
По окончании прессования, когда стекло достаточно затвердело, керн поднимают, кольцо снимают, а форму раскрывают или переворачивают для извлечения изделия. Автоматическое прессование за счет автоматической подачи порции стекломассы в форму (так называемое капельное питание), производится 300 капель в минуту.
Простой, точный и производительный способ формования.
Отсутствие отходов (масса капли равна массе изделия).
Область его применения ограничена:
— форма изделия должна быть достаточно простой, чтобы пуансон мог свободно выйти из нее, т.е. недопустимы сужения внизу, выступы и углубления. Наружная поверхность при этом может быть достаточно сложной, т.к. форма может быть разъемной;
— стекломасса в тонком слое очень быстро утрачивает текучесть вследствие интенсивной теплопередачи формующим поверхностям поэтому прессованием не удается получать сосуды с тонкими стенками или с сильно вытянутой в вертикальном направлении полостью, так как в этом случае стекло может перейти в хрупкое состояние еще до окончания цикла прессования;
— качество поверхности прессованных изделий невысокое, так как на поверхности могут присутствовать швы от стыков разъемной формы, кроме того, под действием сил поверхностного натяжения вместо острых углов происходит образование округленных поверхностей. Формование изделий идет на полуавтоматических или автоматических прессах.
Дает возможность получать сосуды с полостью любой формы. Кроме того, легко поддаются механизации.
Выдувание осуществляется или вручную с помощью стеклодувной трубки, или на выдувных автоматах (ВР-24, ВС-24).
Способ выдувания с помощью стеклодувной трубки, на которую набирается каплеподобная порция стекломассы, применяют для формования сложных по форме полых тонкостенных изделий с толщиной стенок порядка 2 мм и менее. При этом трубку одним концом накладывают на поверхность стекломассы и начинают вращать вокруг своей оси до тех пор, пока на ней не наберется капля наружного размера (наборка). Трубка с наборкой при непрерывном вращении отделяется от стекломассы и удаляется из печи. Следующая операция – закатка наборки на плоской металлической плите или в яйцевидном углублении деревянного или металлического катальника для придания наборке необходимой формы и для обеспечения определенных значений вязкости, необходимых для выдувания. Затем производиться выдувание и отделение изделия от трубки, а также придание с помощью простейших инструментов (ножниц, планок, шаблонов) нужную ему форму. Выдувание без придания формы сохранило свое значение лишь для производства художественных и особо сложных штучных изделий.
Вредные условия работы.
Машинное выдувание изделий полностью механизировано и наиболее эффективно. При этом основная проблема механизации выдувания – это окончательное оформление края изделия и поскольку эта проблема легко решаема при прессовании изделий, поэтому целесообразно объединить эти два способа.
Прессо-выдувание – это двухстадийный процесс циклического формования полых штучных изделий – преимущественно (широкогорлой более 30 мм) – банки, бутылки, посуды и т.д.
В пресс-выдувных машинах имеются черновая и чистовая формы. В черновой форме методом прессования пуансоном получается первичная заготовка – баночка (или пулька). В чистовой форме, состоящей из двух половинок, баночке придается окончательный вид методом выдувания. При помощи горловых щипцов формуется головка изделия, т.е. верхний его край.
После того, как прессование закончилось, пуансон убирается, а баночка горловыми щипцами переносится в чистовую форму.Затем к горловым щипцам плотно приставляется дутьевая головка, через которую подается сжатый воздух до тех пор, пока идет раздув заготовки до полного соприкосновения ее стенок со всей внутренней поверхностью чистовой формы. После этого дутьевая головка и щипцы удаляются, половинки чистовой формы расходятся и готовое изделие оказывается свободно стоящим на дне формы.
Для выдувания высоких сосудов с узким горлом (например бутылок), применяют машины других типов, использующих выдувание с опрокидыванием пульки и выдувание с вакуумным питателем.
Источник
