Формы для стекольного производства

Стекольное производство – это огромный комплекс действий, который превращает сырьевую массу в вазу определенной формы, магазинную витрину, балконное окно. При изготовлении различных стекольных изделий имеет большую важность то, с помощью чего они принимают финальный вид. В древнюю эпоху римляне при изготовлении оконного стекла заливали и раскатывали его в жидком виде в глиняные формы в виде противня. Современные же формы для стекольного производства выполнены из более совершенных материалов и используют технологичные методы заливки и обработки материала.

Основы стекольного производства

Чтобы понять всю важность использования правильных форм в стекольном производстве, необходимо заранее ознакомиться с полным циклом изготовления стекла.

Современный цикл технологией выдувки с помощью форм состоит из таких этапов:

  1. Для стекла нужного типа измеряют точное количество сырьевых составляющих, которые загружают в печь.
  2. Далее компоненты постепенно нагреваются до 1400-1500 градусов по Цельсию, образовывая стекольную массу, которая перемешивается для однородности.
  3. Горячую стекломассу заливают в специальные формы, что имеют очертания будущего продукта.
  4. Залитая стекломасса в форме выдувается под требуемым давлением и принимает нужные объёмы, застывая.
  5. Далее следует охлаждение заготовок, их обработка и резка.
  6. Готовый продукт упаковывается и отправляется на реализацию.

В итоге мы видим, что формы обеспечивают заготовкам из стекла правильный объём и очертания, экономя массу времени, чем, если бы стекольное изделие формировалось вручную при помощи мастеров-стеклодувов.

Формы для стекла, их изготовление

При изготовлении определенных изделий, в зависимости от сложности задачи, используют формы для стекла, выполненные из различных материалов. Для мелкой ручной промышленности, выпускающей художественные изделия малым тиражом, обычно используется деревянная форма для литья стекла, выполненная из особых сортов дерева, таких как груша, осина, бук, ольха и подобные. Дерево таких типов равномерно выгорает под стекломассой, что обеспечивает будущей продукции высокое качество. Хвойные породы не используются из-за высокого содержания смолы, которая оставляет следы на поверхности стекла. Такие формы обычно изготавливаются из цельного бруска дерева при помощи вытачивания, выдалбливания и резки на деревообрабатывающем станке.

В массовом производстве для изготовления простых стекольных изделий, которые спроектированы одной деталью, используют нераскрывные формы для отливки стекла, а для изделий, имеющих сложную конструкцию, применяют раскрывные формы. Для стекла бытового и технического назначений, выполненных на машинном производстве, или же с помощью массового ручного, обычно создают формы из различных металлов.

Изготовление форм для стекла выполняется при помощи чугуна и легированной стали. Это довольно дорогостоящее удовольствие, которое стараются удешевить, применяя вкладыши из легированной стали, вложенные в чугунную форму. И в итоге при качественном массовом производстве они довольно быстро окупаются. В зависимости от сложности формы изготавливаются методами отливки на литейных заводах или же в особо трудных и дорогих случаях вытачиваются из сплошной заготовки фрезерованием по заданным координатам в заготовке.

К материалу металлических форм предъявляются высокие требования, он должен быть:

  • износостойким и твердым;
  • иметь устойчивость к высокой температуре и не образовывать окалину;
  • обладать высоким коэффициентом теплопроводности и небольшим термическим расширением.

Такие требования обычно удовлетворяет серый чугун со следующими химическими добавками в процентах от общей массы: углерод 3-3,5%; кремний 1,9-2,4%; марганец 0,4-0,6%; сера 0,07%; фосфор 0,2%. Он относительно дешев в производстве и обладает высокой теплопроводностью. Однако он хрупкий и не является окалиностойким, поэтому в него дополнительно добавляют специальные легирующие добавки, такие как: никель, титан, молибден, ванадий. Легированный чугун получает отличные физико-механические свойства.

Для изготовления изделий, выполненных методом прессования стекла, также важно изготовить правильные формы для пресса. В качестве верного выбора для изготовления пресс-формы для стекла, а также горловых колец и других мелких деталей служит высокопрочный чугун с шаровидным графитом. Его уникальными чертами являются высокая прочность на растяжение и пониженная проводимость тепла. Но из-за них он не может использоваться для основных форм, потому что будет нарушен тепловой режим работы, в связи с чем, снизится эффективность производства. Для придания нужных очертаний пресс-форме её сначала проектируют на чертежной доске и создают трёхмерную версию. Далее разрабатывают систему охлаждения и заливки стекломассы, а также рассчитывают различные параметры усилий, которые будут применяться к заготовке, размеры матрицы, количество мест для заготовок и проектируют систему литников. После чего формы отливаются на заводе-изготовителе.

Металлические изделия склонны ломаться при износе, поэтому их ремонтируют. При помощи ацетиленовой горелки применяют порошковые сплавы на никелевой основе на участок, подлежащий восстановлению. Применение данного метода способно увеличить срок эксплуатации форм в 2-3 раза и сокращает брак в готовых изделиях на пару процентов.

При изготовлении выдувных изделий из стекла используют неметаллические формы, которые разработали в Чехословакии. В их состав входят компоненты: графит 3-15%; тальк 1-5%; порошок бурого каменного угля 4-10%; вода 30-40%; портландцемент 30-60%. Перед производством стекольных изделий такие формы обильно орошают водой с угольным порошком, которая быстро впитывается. Это позволяет формировать заготовки при более высокой температуре, что обеспечивает гладкую прозрачную поверхность. Обработка таких форм напоминает деревянные, их можно обтачивать, выдалбливать, резать, и т.д. Преимуществом их перед деревянными является огромная способность к длительному использованию, они способны выдерживать в 50-100 раз больше циклов, чем формы из дерева. Но есть и весомые недостатки – относительная хрупкость и образование пыли при выточке.

Существует способ ручного выдувания без вращения заготовки, или как его ещё называют “втихую”, при этом изделие получается качественным и гладким. Это обеспечивается за счёт каркасных форм, выполненных в виде вертикальных прутьев с окружностями, пересеченными перпендикулярно, изготовленными из стальной проволоки. Последнюю перед использованием обильно натирают смазкой из графита, разведенной машинным маслом, что обеспечивает возможность стеклу не привариваться к металлу.

Моллирование стекла с помощью форм

Моллирование – это технология производства различных промышленных и художественных изделий из гнутого стекла. Принцип заключается в нагреве листа до температуры 600–700 градусов за счёт специальной плоской тоннельной печи, при которых стекло обретает относительную текучесть и может принимать нужные изгибы. Форма для моллирования стекла обеспечивает в печи опору листу, на которую оно при нагреве со временем “ложится” от силы тяжести.

К такой форме предоставляются особые требования изготовления. Она должна представлять собой жесткий каркас, который обтянут качественной нержавеющей сталью, обеспечивающей долговечность и множество циклов производства. Необходима высокая точность при изготовлении, чтобы обеспечить правильную гнутую форму стеклу.

Плюсы таких нержавеющих изделий:

  • обеспечение высокой точности производимых деталей;
  • исключение вероятности “закручивания”;
  • возможность запускать в печь несколько разнотипных изделий сразу, что повышает продуктивность производства;
  • сложные изделия можно доставать из печи прямо в форме;
  • обеспечение прямоты краёв за счёт грамотного прижима нержавеющего листа, предотвращающего коробление.

Всё это гарантируется при изготовлении формы за счёт гидропресса, лазерной резки и точной сварки опорного каркаса.


Читайте другие наши статьи:

Системы загрузки и удаления шихты
Системы вентиляции для производства стекла
Переработка стекла и стекольной продукции