Стекло в интерьере » Blog Archive » Зависимость конструкции стеклоизделий от технологии их изготовления
Июль 07

Выбор конструктивного решения стек­лянной посуды в определенной степени обусловлен технологией производства. Бокалы на высо­кой ножке, вырабатываемые путем выдувания вручную, состоят из верхней части и двух отдельных приставных деталей: ножки и опорного диска. Конические бокалы неред­ко имеют так называемую тянутую ножку, которая оттягивается из утолщения стекла в основании корпуса бокала, в вершине конуса. Раньше такое оттягивание выполняли вручную, а теперь для этой цели применяют специальные формочки, в которых ножка оттягивается за счет вакуумного отсасывания.

Тонкостенные бокалы на очень высоких тонких ножках, иногда полы, вырабатываются на стеклодувных горелках выдуванием на стеклянных трубок и палочек. Предпринимаются попытки механизации этого процесса путем машинной выработки отдельных деталей стеклодувных изделий с последующей сваркой их в пламени газовых стеклодувных горелок. При конструировании таких бокалов могут быть учтены богатые технологические и художественные возможности работы на стеклодувных горелках.

Бокалы и стаканы открытой конфигурации можно отпрессовать целиком вместе с донышком, при этом стекло может быть граненым, рельефным. Прессование позволяет получить и бокалы закрытой конфигурации путем повторного разогрева верхней части бокала после прессования и изменения его конфигурации вручную при помощи специальных инструментов. Тонкостенные бокалы с короткими ножками предназначены для выдувания на автоматических машинах. К сожалению, до сих пор большая часть стеклоизделий на ножке (рюмки, бокалы, фужеры) вырабатывается малопроизводительным ручным способом, хотя конфигуурация стеклоизделий довольно проста. Трудность заключается в наличии приставных деталей. В настоящее время предложено несколько конструкций автоматических машин по выдуванию бокалов. В ближайшее время проблема полной автоматизации производства этого стекла будет решена.

Есть много разновидностей конструкций бокалов, вырабатываемых вручную. Вместо традиционного круглого донышка бокал может иметь подставку, поставляющую блок стекла. Этот блок может быть выполнен, например, граненым не­посредственно в процессе выдувания стеклоизде­лия. Для этого применяется форма со­стоящая из верхней и нижней деталей (верхняя деталь неподвижна). Здесь при не­прерывном вращении формуется корпус стеклоизделия. Поверхность стекла получается идеально гладкой. Фигурная подставка выдуваемого предмета неподвижна отно­сительно нижней детали формы, которая вращается на опорном подшипнике отно­сительно верхней детали вместе с фигур­ной подставкой. Иногда донышки бокалов выдуваются как самостоятельные детали, а затем присоединяются к корпусу. Если эти донышки подставки ярко выражены, то они сами приобретают конфигурацию перевернутого бокала.

Интересно отметить, что традиционная конструкция бокалов на высокой ножке тесно связана с появлением бесцветного прозрачного стекла в эпоху расцвета стеклоделия в Венеции. Ни в Древнем Египте, ни в античном Риме таких бокалы не делали. Лишь когда мастерство работы со стеклом достигло высокого уровня, появились венецианские бокалы на тонкой ножке. Этот переход от стаканчиков к бокалам на высокой тонкой ножке совершался постепенно. Из непрозрачных материалов, даже таких благородных, как золото, сере­бро, фарфор, бокалы на тонкой высокой ножке изготовлялись редко. Рассмотренные конструкции стеклянных бокалов стали традиционными.

Попытки подражания стеклу, наблю­дающиеся в некоторых изделиях из прозрачных пластмасс, неудачны, так как каж­дому материалу свойственны свои декора­тивные особенности. Имеются также пред­ложения о соединении верхней части бокала, выдутой из стекла, и отштампованной из пластмассы ножки. При конструировании бокалов необходимо учитывать расход стекла, который складывается из массы бокала и массы колпачка. Масса колпачка стеклоизделия зависит от верхнего диаметра и толщины стенки стеклоизделия в плоскости отреза колпачка, ее проще всего определить непосредственным взвешиванием. В условиях массового заводского производства необходимо для каждого вида стеклоизделий опытным путем определить минимальную массу колпачка, а затем принять необходимые меры к тому, чтобы во всех бригадах масса колпачка не превышала это минимальное значение. Применение выдувательных трубок с металлическими «баночками» на конце способствует значительному уменьшению отходов стекломассы в виде отрезанных колпачков, что особенно важно в производстве хрустального и цветного стекла.

При выдувании графинов и бутылок наиболее удобно для производства стекло с короткими горлышками, так как в этом случае получаются более удобные черновые заготовки. Если стекло выра­батывается на понтии, то наличие донного углубления позволяет избежать допол­нительной операции зашлифовки следа от понтии. Графины с длинными горлами дают в производстве большой процент брака. Изготовление подобных графинов требует большого мастерства, поэтому необходима тщательная классификация стеклоизделий по их конструктивным и технологическим особенностям. При этом подход к оценке высо­кохудожественных декоративных стеклоизделий должен несколько отличаться от оценки тарного стекла. Из двух однотипных стеклоиз­делий различной трудоемкости более про­стой образец может быть рекомендован в массовое производство, а другой, более сложный и требующий повышенной ква­лификации выдувальщика, может выпу­скаться небольшими сериями и оценивать­ся дороже. В данном примере речь идет о гладких, лишенных украшения предметах, однотипных по конструкции, но отли­чающихся по сложности выполнения. К числу таких стеклоизделий повышенной слож­ности относятся, например, стекло с прямыми «плечами».

При изготовлении узких стеклоизделий, для которых требуется длинная черновая заго­товка, возможно нежелательное их закру­чивание и, кроме того, заметное изменение размеров и очертаний узких изделий, выдуваемых в выгорающие деревянные формы. В технологическом отношении для производства удобнее кувшины, предназ­наченные под прямую отрезку колпачка. Однако после отрезки необходима операция шлифования края. Иногда край кувшинов оформляется внешней и внутренней фаской и может быть отшлифован. Фаски должны быть обозначены на чертеже, так же как и характер обработки дна (если стекло вырабатывалось на понтии). При конструировании таких стелкоизделий, как графины и кувшины, в особенности если горло этих предметов оформляется в горячем состоянии, необходимо учитывать конструкцию захватов («хватков»), в которых удерживается корпус изделия в процессе окончательного формования последнего. Если же стекло обрабатывается не в хватках, а на понтии, то требуется дополнительная операция шлифования. Стекло шарообразной или другой округлой формы труднее удерживаются в хватках. Если же эти хватки будут слишком тугими, то может помяться не успевшее затвердеть стекло или отбиться ручка.

В процессе ручного выдувания опытный мастер мажет на глаз регулировать распределение стекла по изделию. Однако в автоматизированном производстве посуды и стеклянной тары основную роль играет правильная наладка машин. На машинах вначале выдувается черновая заготовка изделия, которая затем окончательно оформляется в чистовой форме. Неободимо правильно расчитать размеры чистовой формы, что позволяет добиться правильной толщины стенок стеклоизделия как в продольном, так и в поперечном сечении. Кроме того, распределение стекла в изделии обусловлено температурныим режимом форм.Это требует большого мастерства, так как участки сопряжения дна со стенками сосуда получаются слишком тонкими. Такое же неравномерное распределение стекла наблюдается в сосудах с крутыми плечами, в особенности во флаконах. Сами плечи получаются слишком толстыми, а на участках перехода плеч к горлу и к корпусу возможно повреждение слишком тонкого стекла.

Для правильного расчета форм необхо­димо принять во внимание отношение массы металла формы к стекло массе. Например, если масса черновой формы флакона составляет 28,2 кг и масса флакона равна 165 г, то 1 г стекла отдает тепла 170(28,2/0,165) г металла. Указанное соот­ношение зависит от конструкции формы, вида стекла и способа выработки. Оно определяется в каждом конкретном случае.

При автоматизированном выдувании изделий самым важным фактором является выбор правильной конфигурации черновой заготовки. Это осуществляется эмпи­рическим путем, так как приемлемой для всех случаев методики расчета нет. Существуют лишь приблизительные методы расчета черновых заготовок стеклоизделии самых простых конфигураций. В случае сложных стеклоизделий, например флаконов, приходится прибегать к непосредственному экспериментированию на машинах. Даже при небольшой ошибке в выборе черновой заготовки получается 100%-ный на выходе.

Для изучения движения стекломассы в форме в процессе машинного выдувания можно предпринять следующее. В черновой форме предусматривают кольцевые канавки, расположенные на равном расстоянии друг от друга по высоте послед­ней: они, естественно, отпечатываются и на черновой заготовке. Последняя, как обычно, выдувается затем в чистовой форме. Поперечные кольца образуются таким образом и на готовом стеклоизделии, однако их расположение несколько изменяется. Оказывается, на участке между горлом и плечами изделия стекло расширяется в стороны и несколько поднимается вверх. Ниже плеч расстояние между полосками одинаково: оно равно расстоянию между полосками на черновой форме с учетом удлинения черновой заготовки.

На характер движения стекла в форме влияют следующие факторы: распределе­ние температур в черновой заготовке, вяз­кость стекломассы, конструкция изделия, температура формы и т.п. Зависимость конструкции стеклоизделий от технологии их из­готовления подтверждается еще и следующим обстоятельством. Ошибки в кон­струкции стекла неизбежно проявляются в виде дефектов готовой продукции. Ниже рассмотрены причины основных конструктивных ошибок.

\Если завышена масса изделий по срав­нению с расчетной, это значит, что стенки получаются более толстыми и полезный объем соответственно уменьшается. Так может получиться, если по невниматель­ности вместимость сосуда рассчитывали по его наружным размерам, а не по внут­ренним. Масса изделий в свою очередь определяет расход стекла, и при серийном выпуске продукции этот фактор является весьма существенным. Кроме того, завышение толщины стенок неизбежно приво­дит к необходимости увеличения продол­жительности отжига. Поэтому при кон­струировании изделий, предназначенных для массового производства, заранее ого­варивают разрешенные отклонения по массе. Например, обозначение 500 ± 5 г говорит о том, что практически масса го­тового образца может быть на 5 г больше или меньше расчетной. При ручном способе производства допуски больше, а при автоматизированном-точнее. При кон­струировании изделий с плоскими стенками, например штофов, необходимо иметь в виду, что отформованные боковые пло­скости стремятся втянуться внутрь сосуда за счет усадки горячего пластичного сте­кла, а также под действием сил поверх­ностного натяжения. Поэтому боковые стенки штофов получаются совершенно плоскими только в том случае, если на ра­бочем чертеже будет предусмотрена со­ответствующая их выпуклость. Однако при изготовлении не тарного, а декоративного стекла втягивание стенок внутрь можно считать естественным для стекла.

При этом рассчитывать полезную вмести­мость нужно с учетом упомянутого явле­ния. При выдувании круглых сосудов в де­ревянных формах необходимо иметь в виду, что весь объем рабочей полости де­ревянной формы не используется, так как между стеклом и стенками формы с каж­дой стороны необходимо оставить зазоры по 0,5 мм для обеспечения достаточной толщины парогазовой «подушки», необ­ходимой для огневой полировки поверхно­сти стекла. Кроме того, нередко деревянная форма вытачивается из цельного куска дерева. Если эта форма должна быть раскрывной, то ее распиливают пополам и скрепляют петлями. При этом обязательно нужно предусмотреть зазор между половинами формы, равный толщине полы, иначе при тесном составлении поло­винок формы поперечное сечение плоско­сти получится не круглым и объем изделия окажется заниженным. Наличие не до кон­ца продутых мест также способствует уменьшению полезной вместимости.
В зависимости от причины, вызываю­щей тот или иной дефект, сопровождающийся уменьшением полезной вместимо­сти сосуда, принимают соответствующие меры исправления. Иногда растачивают внутреннюю полость формы или умень­шают толщину стенок и дна (если это воз­можно), подавая в форму заниженное ко­личество стекломассы. Необходимо сле­дить за тем, чтобы изделия не коробились и не деформировались. Для изготовления форм следует брать металл, не подвер­женный росту, т.е. структурному измене­нию объема вследствие постоянного на­гревания. Внутреннюю поверхность металлических форм необходимо периодиче­ски очищать от нагара. При конструирова­нии изделий должна быть учтена усадка стекломассы. Непременным условием при выдувании как вручную, так и на машинах является соответствие конфигурации и размеров черновой заготовки оконча­тельной конфигурации готового изделия.

Так как некоторые изделия еще выдуваются воздухом, выдыхаемым человеком из легких, то необходимо учесть что всякое затруднение процесса выдувания  требует повышения давления воздуха при в дувании и сопровождается перенапрянием легких. Рабочую полость формы нужно дезаэрировать, предусмотрев для, этого специальные каналы, соединяющие с атмосферой те участки полости, где мо­жет задержаться воздух. Иначе в этих ме­стах изделия получатся непродутые стен­ки, что приводит к уменьшению вместимо­сти сосуда.

В некоторых случаях вместимость со­суда получается завышенной. Тогда сосуд вмещает требуемое количество жидкости, но над поверхностью последней остается большое неиспользованное пространство; одновременно наблюдается чрезмерный расход стекла. Зрительно кажется, что в та­кой сосуд налито меньше жидкости, чем следует. Это можно объяснить несоответ­ствием рабочей полости формы, рассчи­танной по чертежу, вместимости сосуда. Здесь также могут быть допущены ошибки при выполнении чертежей формы и шаблонов, при изготовлении шаблонов и форм. Другой причиной является завы­шение линии отреза колпачка. Во избежа­ние этого следует пользоваться конт­рольными шаблонами и калибрами для проверки правильности конфигурации со­суда. Если стенки получились тоньше, чем нужно, то можно увеличить порцию стек­ла, из которой изготовляется сосуд. Иногда приходится подгонять вместимость сосуда к заданной путем увеличения донного углубления. Завышению объема способствует и износ частей формы, неплотно прилегающих друг к другу. Деревянна форма быстро прогорает в местах, где ее сильно выраженные выступы, резкие из нения конфигурации. Эти места можно укрепить металлическими полосами, скобами и т.п.

Если масса изделия не соответствует допустимой, то, как правило, это сопровождается неравномерным распределением стекла по толщине стенок. Излишняя масса приводит к замедлению темпа выработки и повышению себестоимости продукции. При конструировании изделий необ­ходимо стремиться к тому, чтобы отходы стекломассы были минимальными.
Одним из дефектов является непра­вильный размер изделий. Особенно это заметно при подборе крышек для кувшинов. Обычно бывает очень трудно точно по­добрать размеры крышек, вставляемых внутрь горла. Это часто объясняется не­значительной, иногда даже незаметной на глаз деформацией крышки или горла в процессе их формования и отделки вруч­ную. Нередко крышки приходится подби­рать опытным путем. Однако при массо­вом выпуске продукции такая операция заметно снижает производительность тру­да. Иногда размеры искажаются вследствие деформации изделий. Здесь следует подчеркнуть, что предметы сферической конфигурации лучше сопротивляются де­формации.

Если стенки и дно («залив») сосуда слишком толсты, то рассчитанный на меньшую толщину стекла отжиг может оказаться недостаточным, что может вы­звать растрескивание предмета. Трещины получаются большими и глубокими. Они начинаются на тех участках, где толщина стекла больше, например в заливе или в местах прикрепления ручек к корпусу со­суда. Как правило, стеклянная ручка, вытя­гиваемая из размягченной заготовки, внизу значительно толще, поэтому здесь может наблюдаться неудовлетворительное согласование утолщенной части ручки с более тонкими стенками сосуда. С этой точки зрения интересна конструкция кувшина с тонкостенной пустотелой руч­кой. Вообще наличие приставных ручек кувшинов значительно усложняет техно­логический процесс их изготовления.

Нередко художники-конструкторы ищут новые формы, стремясь создать кувшины без ручек. Процесс изготовления кувшинов может быть механизирован и автоматизирован. Кувшины без ручек могут изготовляться на выдувных станках с ручным управлением или на автомотических выдувных машинах с последующим оформлением слива непосредственно в процессе оплавления края после отколки колпачка. Кроме того, заготовки для кув­шинов полученные машинным способом, можно было бы обрабатывать на станке с газовыми горелками, аналогичных сварочным стеклодувным станкам. При этом можно было бы оформлять слив и прикреплять ручку, а также наносить всевозможные гутные украшения. Кувшины без ручек могут вырабатываться, например, способом прессвыдувания. Тогда на первой стадии формования горло с фигурным сливом (носиком) может быть оформлено прессованием, а корпус - выдуванием. Так как выдувание осуществляется без вращения, то поверхность стекла может быть рельефной.

Иногда в процессе формования изделие может получиться не круглым, а овальным или многогранным в результате сплющивания, обусловленного деформацией стекла. Такая деформация может возникнуть и при изготовлении некруглых изделий, например при затрудненном открывании форм, состоящих из двух или нескольких частей. Эта деформация свойственна, например, флаконам сложных очер­таний.

Во избежание указанного дефекта при­ходится непосредственно при конструиро­вании подобных предметов определять линии разъема частей формы. Это можно сделать по чертежу, не прибегая к изготовлению пробных образцов изделий. Желательно, чтобы линии разъема проходили по ребрам прямоугольных или многогранных изделий: тогда менее заметны швы, образованные стеклом, выступившим в стыках между частями формы, и, кроме того, уменьшается вероятность коробления боковых стенок предмета вследствие прилипания горячей стекломассы к металлу формы. Если части формы выполнены из дерева с разной структурой или из металла не одной и той же плавки, то это может привести к искажению очертаний рабочей полости формы.

Выработка высоких узкогорлых пред­метов, для которых требуются удли­ненные черновые заготовки, затруднительна. При этом возможно смещение указанной заготовки при опускании ее в форму относительно оси последней. Чрезмерная толщина дна изделий может способствовать стеканию стекломассы книзу, причем вверху плечи получаются непродутыми. Если же не предусмотреть достаточной толщины залива, то. в местах перехода стенок в дно может наблюдаться опасное утончение стекла.

Выше подробно рассмотрены неко­торые технологические особенности, характерные для выдувных изделии. Однако любой способ изготовления стеклянных предметов, будь то прессование, прессвыдувание. центробежное формование, накладывает свой отпечаток на конструкцию изделий. Помимо чисто технологических особенностей, рассмотренных с точки зрения уменьшения брака изделий при выработке, рационального использования стекломассы и внедрения новых методов формования изделий, с конструктивным решением тесно связаны вопросы эконо­мичности и правильной организации тру­да. При внедрении каждого но­вого конструктивного решения сте­клянных изделий в массовое производство приходится в каждом конкретном случае учитывать затраты труда как более, так и менее квалифицированного. При серийном изготовлении предметов, требующих большой квалификации, необходимо при планировании производительности труда учитывать трудоемкость их выработки и не смешивать с однотипными, но более простыми предметами.

При непосредственной выработке изделий вручную затрачивается живой труд. Одновременно в производственном процессе затрачивается и прошлый труд, вложенный, например, в изготовление формы. Сюда же относится труд художника, создавшего новый промышленный образец. Этот труд воплощается в процессе изгото­вления форм и формования предметов.

Конструктивное решение оформляется в виде рабочих чертежей, в случае необхо­димости-пояснительной записки. Таким образом, еще до непосредственного изго­товления предмета из стекла его основные технико-экономические характеристики известны. Если конструктивное решение правильно разработано, то оно дает пред­ставление о внешнем виде предмета, об удобстве пользования им, технологических особенностях его изготовления, кон­струкции формы. Современное производ­ство характеризуется стремлением к по­степенной автоматизации всех технологи­ческих процессов. При этом сокращается относительная доля живого труда и возра­стает удельный вес прошлого труда. Если при ручном выдувании художник может сам подняться на верстак, объяснить и по­казать мастерам, как именно следует изго­товлять новый образец, то при автомати­зированном производстве наладка автоматических процессов требует, чтобы конструкция изделия перед внедрением его в производство была окончательно решена. При конструировании нового образца художник должен принимать во внимание следующие основные экономические фак­торы: упрощение технологического процесса, снижение трудоемкости и облегче­ние условий труда, повышение производи­тельности труда (увеличение выпуска про­дукции). Изделия массового производства должны быть дешевыми, поэтому следует стремиться к уменьшению затрат на про­изводство, т. е. к снижению себестоимости посуды.

После разработки конструкции нового образца необходимо сравнить его с имею­щимися образцами с экономической точки зрения. Новый образец будет более экономичным в производстве, если он позволит уменьшить затраты сырья и материалов на единицу продукции, уменьшить долю заработной платы в себестоимости продукции, а также упростить технологический процесс и обеспечить снижение процента боя и брака.

Связанные записи:

Leave a Reply





Карта
rss
Карта