Статті про вітражи

Фьюзінг: технології спікання і вільного формування скла.

Майстри та художники, що працюють зі склом, розрізняють три технології обробки скла:

«Гаряче» скло – придатне для обробки в печах при температурі понад 1100 С.

«Тепле» скло – для обробки в печах при температурі від 600 до 900 С.

«Холодне» скло – обробка при кімнатній температурі. Наприклад, виготовлення вітражного або кольорового скла, різьблення на склі та травлення.

І сьогодні залишається дискусійним питання, до якого виду належать роботи, коли скло формується пальником або форсункою –  до категорій «теплого» чи «гарячого» скла.

Спікання скла – процес поєднання кількох скляних елементів у печі. Якщо скло поступово нагрівати, воно стає дедалі м’якшим, а через деякий час, ніби розчиниться в іншому елементі – таким чином два види скла стають одним цілим. Правильний підбір видів скла, температури нагрівання та охолодження дає в результаті ідеальний та дуже міцний скляний фрагмент.

Спікання – це ще вигинання та формування скла при високій температурі печі.

Цей процес здійснюють кількома способами, найбільш розповсюджений з них – «формування». Задля цього використовують молдінг (форму), щоб надати вже сплавленому склу форму чаші.

Є інші методи, що ’рунтуються на принципах технології спікання:

Комбіноване прочісування – використання інструменту для деформації форми ще гарячого скла.

Вогневе полірування, коли використовується піч для нагрівання скла, щоб надати блиску і гладкості.

Склу надають складніші форми, застосовуючи метод «теплого» скла та молдінг. Такий метод дозволяє надати склу будь-яку форму, яку тільки можна створити з глини або гіпсу.

Існує кілька технологій формування скла в печі:

Виливок з печі – вплавлення скла у форму в середині печі.
Формування шляхом нагрівання скломаси у середині печі.
Скляний виливок – виливання розплавленого скла у форму.

Це складніші технології у порівнянні зі спіканням, які вимагають великого досвіду та практичних навичок.

Основні процеси фьюзінгу і технології стікання.

Процеси фьюзінгу та технології стікання складаються з п’яти стадій:

Фаза нагрівання – скло нагрівають до температури, за якої протікають процеси фьюзінгу та стікання.
Томильна фази, або фаза витримки – температура підтримується на визначеному рівні протягом деякого часу.
Фаза швидкого охолодження – різке зниження температури до рівня, що ледве перевищує температуру опалення.
Фаза отжигу – етап зняття напруги в склі.
Фаза охолодження до кімнатної температури – скло поступово застигає.

Фаза нагрівання.

Фаза нагрівання – це підвищення температури від кімнатної до 650–920 С (залежно від процедури). На цьому етапі скло переходить із твердого стану в м’який.

Під час нагрівання скло поступово переходить крізь три стани. Спочатку воно тверде і ламке, потім повільно розширюється, але ще є загроза, що воно лопне, якщо температура буде зростати занадто швидко. Коли температура сягне 520 С, скло вже не лопне, а всі забруднення відокремлюються від поверхні, скло повільно розм’якшується, стає гладким та блискучим.

При температурі 700–750 С, скло стає м’яким настільки, що може набути потрібну форму. Його колір стає яскравим жовтувато-червоним, краї розм’якшуються, і два дотичні скла починають склеюватися одне з одним. Це температура, при якій протікає процес звисання.

Якщо нагрівати до 800 С, колір стає більш насиченим, скло провисає і починає витягуватися.

Повний фьюзинг – абсолютне злиття двох або більше фрагментів скла в один – можливий при температурі 800 С. За більш високої температури скло дуже сильно розм’якшується, саме за таких температур проходять процеси грубої виливки і виливки зі скляної пасти.

Фаза очікування, або фаза витримки.

Ця фаза починається за найвищої температури циклу, а саме при 800 С – для фьюзингу, і при 650–700 С – для злежування. Тривалість витримки може бути різна, залежно від процесу. Для фьюзінгу – це гарантія максимально плоского і гладкого фрагменту.

Тривалість витримки залежить від багатьох факторів – таких як тип скла, його товщина, форма майбутнього виробу, а також витраченого часу на розжарювання печі. Стадія очікування може тривати від однієї хвилини до декількох годин.

Фаза швидкого охолодження.

Після витримки, коли скло отримало форму, процес переходить у стадію швидкого охолодження. Для цього необхідно охолонути скло якнайшвидше, поки червоний колір не змінився на натуральний, що поступово почорніє.

Фактично, процес швидкого охолодження – це відкриття кришки печі на якийсь час – випустити гаряче повітря.
Якщо скло довго знаходиться у температурній зоні 750 – 580 С, з’являється тенденція до девітрифікації – утворення некрасивої пінистої поверхні, яку практично неможливо знищити.

Фаза обпалювання.
 
Закінчується стадія швидкого охолодження на температурі скла 580 С, яке поступово набуває свій колір, і починається фаза обпалювання. Обпалювання – це процес, що дозволяє зняти напругу в склі, завдяки чому воно охолоджується і стає твердим, набуваючи потрібну форму. Вдале обпалювання – це створення виробу зі скла, який при охолодженні до кімнатної температури, збереже свою міцність.

Фаза охолодження до кімнатної температури.

Наступна стадія охолодження до кімнатної температури. Найчастіше це простий процес, тому що піч холоне природним шляхом. Однак у тих випадках, коли використовуються дуже великі аркуші скла або піч холоне занадто швидко, необхідно знизити швидкість охолодження, щоб уберегти скло від розколу.