Принцип гравирования стекла при помощи ультразвука заключается в следующем. Рабочий элемент станка совершает движения вверх-вниз с частотой, превышающей 20 тыс. колебаний в секунду (20 кГц). Ход рабочего элемента составляет несколько сотых долей миллиметра. На нижней торцевой поверхности рабочего элемента отчеканено изображение (рельеф), которое нужно перевести на стекло. В пространство между торцевой поверхностью рабочего элемента, выполненного из твердого сплава, и стеклом подается суспензия абразива. За счет многократных ударов рабочего элемента зерна абразива выкрашивают стекло таким образом, что на поверхности стеклянной заготовки получается рельеф, в точности соответствующий рельефному изображена на торцевой поверхности рабочего элемента.
На стекле ультразвуковой гравировкой можно выполнить очень тонкие рельефы аналогичные чеканным рельефам медалей. Рисунок можно выполнять как на плоской поверхности стекла, так и на закругленной, что зависит от заготовленного твердосплавного штампа. Размер поля выбиваемого в стекле рельефа не превышает 80 мм. По сравнению с ручной гравировкой медными кругами обработка ультразвуком повышает производительность труда в 10 раз. Однако гравировка ультразвуком не может заменить гравировку медными кругами.
Ультразвук незаменим в массовых произведениях типа сувениров, в особенности с портретными изображениями. В строгой и торжественной «Подарочной вазе» Л. О. Юрген (рисунок), например, ультразвуком выполнен барельеф В. И. Ленина. Модель рельефа была изготовлена скульптором заслуженным деятелем искусств Н. А. Соколовым, главным художником Монетного двора в Ленинграде.
С помощью ультразвука можно достигать своеобразного декоративного эффекта, никогда ранее не применявшегося в стеклоделии. Это метод «стекло в стекле».
Рабочим органом ультразвуковой установки служат два цилиндра, из которых один полый, а другой сплошной, имеюший диаметр, равный диаметру полости первого цилиндра. Полым цилиндриком делают столбики из осколков цветного стекла, второй цилиндрик подготовляет углубления на декорируемом изделии. Полученные цветные столбики вставляют в равные им по диаметру отверстия и приклеивают бесцветным синтетическим клеем. Дальнейшую обработку можно проводить обычным путем при помощи абразивных кругов.
Для серийного декорирования ультразвуковым способом для стекла цилиндрической формы разработан специальный станок. На станке смонтированы три рабочих элемента, на которых отчеканены изображения. Питание ультразвуковых излучателей осуществляется от трех высокочастотных генераторов. Станок оборудован устройством для непрерывной подачи к рабочим элементам суспензии абразива: карбида бора зернистостью 4…8. Продолжительность обработки (несколько секунд для каждого стеклоизделия) регулируется электронным реле времени. Этот станок можно установить в поточной линии по декорированию тонкостенных выдувных стаканов. Производительность станка 14 тыс. стеклоизделий в смену при съеме стекла 3 тыс. мм на каждый рабочий элемент.
В России освоено гравирование стекла лучом лазера. Для обработки стекла наиболее широко используется излучение лазеров на углекислом газе, выпускаемых отечественной промышленностью. Промышленные лазеры обеспечивают максимальную по сравнению с другими лазерами мощность в непрерывном режиме, они достаточно просты по конструкции и долговечны, работают на длине волны около 10,6 мкм, т.е. в области спектра, в которой силикатные стекла непрозрачны. При воздействии этого излучения на стекло некоторая часть мощности излучения отражается, а ее преобладающая часть поглощается в тонком поверхностном слое. В лазере достигается очень высокая концентрация энергии. При фокусировании такого луча на поверхности стекла материал последней разрушается. Перемешая луч по этой поверхности, можно получить гравированный рисунок на стекле. Для этого, как правило, применяют трафарет из металлической фольги, в которой прорезан рисунок. В процессе обработки трафарет не повреждается, так как луч лазера на нем не фокусируется.
