* В расчетах используются средние данные по России
Стекло по праву считается одним из наиболее интересных и эффектных материалов, который используется для изготовления сувенирной продукции. Стекло отличается сравнительно небольшой стоимостью, пластичностью и высокой податливостью обработке. Из стекла можно изготавливать изделия самых различных форм и цветов, начиная с простой посуды и заканчивая настоящими произведениями искусства, которые украсят любую коллекцию. Между тем, производство стеклянной продукции не назовешь простым делом. Скорее наоборот – это сложный процесс, которые требует от мастера наличия большого опыта работы и профессионализма. Кроме того, он должен также обладать хорошим художественным вкусом, иначе его стеклянные изделия не будут пользоваться спросом. Дополнительное преимущество стеклянной продукции заключается в том, что из-за специфики процесса ее производства, которое осуществляется на мелких предприятиях полностью вручную (и даже на крупных заводах этот процесс не может быть полностью автоматизирован), каждое готовое изделие является единственным в своем роде и неповторимым. Не менее популярны среди потребителей и украшения из стекла, которые, возможно, не столь долговечны, как изделия из натурального камня, но очень красивы и оригинальны. Ассортимент изделий из стекла практически безграничен. Это могут быть и стеклянные букеты, и маленькие вазочки, и фигурки зверушек, и украшения, и знаки зодиака и т. д.
Производство стеклянных изделий ручным способом
Технологический процесс изготовления изделий из стекла в небольших стеклодувных мастерских предполагает использование исключительно ручного труда. С одной стороны, это значительно усложняет производство и увеличивает себестоимость изделия, а с другой стороны поднимает ценность такого стеклянного сувенира в глазах покупателей. Упрощенно процесс «ручного» изготовления можно представить так: сначала мастер нагревает заготовку, которая называется стеклодрот, а затем при помощи специального инструмента придает ей ту или иную форму. Процедура эта не только трудоемкая, но и опасная. На изготовление одного сложного изделия иногда может уходить несколько часов.
Перед началом работы необходимо очистить рабочее место от пыли и мусора, чтобы в стекло не попали посторонние вкрапления. Затем на рабочий стол перед мастером выкладывается стеклянный дрот (стеклодрот) необходимых оттенков, длины и толщины. Стеклодрот представляет собой палочки из цветного стекла длиной до 40 см и диаметром от трех до шести мм. Для плавления стеклодрота используется специальная горелка. Сначала мастер нагревает две стеклянные палочки до пластичного состояния, а затем изготавливает из этой массы часть будущей фигурки, придавая заготовке в процессе работе необходимую форму. Другие детали (например, лапы, головы, хвосты) делаются из стеклянных прутов другой толщины и/или цветов. При этом используется та же технология: сперва стекло нагревается на горелке, а потом мелкие детали прикрепляются к туловищу-основе. На последнем этапе фигурке придают конечный облик, приклеивая к ней ушки, глазки, одежду, носики и другие элементы. Наконец, готовая фигурка оставляется до полного остывания, а затем проверяется на брак. Для этого мастер или контролер просто тщательно осматривает изделие на свет. Если брак не выявлен, фигурка упаковывается и отправляется на склад. Если в процессе работы были допущены какие-либо ошибки, то внутри фигурки хорошо различимы мелкие трещины. Такое изделие признается браком и отправляется на переработку. В зависимости от квалификации и опыта мастера, а также от сложности фигурки, на ее изготовление может уйти от двадцати минут до нескольких часов. По схожей схеме в небольших мастерских изготавливают и другую сувенирно-подарочную продукцию, типа ваз и елочных игрушек, но в этом случае стекло надувают, чтобы получилась полость внутри изделия.
Стеклодувная мастерская: помещение и оборудование
Итак, размер стартового капитала для открытия собственного производства стеклянных изделий напрямую зависит от планируемых объемов производства. Специалисты утверждают, что начинать такое производство лучше со стеклодувной мастерской минимум на пятнадцать рабочих мест. Прежде всего, вам потребуется подходящее помещение. Оно должно быть достаточно просторным и комфортным для работы. Рекомендуемая площадь не должна быть меньше 50 кв. метров, а высота потолков – минимум 3-3,5 метра. Пол мастерской лучше всего покрывать линолеумом или хлорвиниловой плитки. С мягким напольным покрытием ниже риск, что упавшая на пол стеклянная заготовка разобьется на мелкие осколки. К расположению мебели и оборудования стеклодувной мастерской предъявляются особые требования, связанные со спецификой производства, которые нужно учитывать при выборе помещения. Так, например, рабочие столы располагаются таким образом, чтобы свет на рабочую поверхность мастеров падал сзади или сбоку, а расстояние между горелками на рабочих местах не должно быть меньше 125 см.
Кроме рабочего помещения, потребуются также несколько подсобных помещений, которые могут быть меньшей площади, главное, чтобы они были изолированы от основного. В одном из таких помещений устанавливают шлифовальный, заточный и сверлильный станки, а также станок для резки трубок и заготовок, в другом – компрессоры, а в третьем – вытяжные шкафы (здесь будут производиться градуировочные работы). Обратите внимание: окна и двери во всех помещениях, включая рабочее и подсобные, должны открываться наружу. Кроме оборудования, в рабочем помещении устанавливаются стеллажи, где будут храниться заготовки, инструменты и готовые изделия, а также специальные вертикальные стойки для хранения стеклодрота. Такие стеллажи и стойки можно сделать самостоятельно.
К каждому рабочему месту подводятся газ, кислород и воздух. В большинстве случаев стеклодувные мастерские используют газ от городской сети, имеющей избыточное давление, или газ пропан в баллонах. В последнем случае все баллоны с газом размещаются снаружи здания, где находится мастерская, в металлической будке, которая запирается на замок. Из баллонов газ подается через редуктор по трубам в помещение стеклодувной мастерской. Кислород из баллонов также подается в рабочее помещение по металлическим трубкам высокого давления на распределительный щит, которые необходимо разместить на одной из стен мастерской. От распределительного щита кислород через редуктор поступает к каждому рабочему столу. Газ, воздух, кислород подаются к горелкам через соответствующие отростки на магистрали через резиновые шланги высокого давления. Как правило, эти шланги закрепляют под столешницами и выводят через отверстия или вырезы в крышке стола около горелки. Вся подводка газа и кислорода должна быть согласована с Госгортехнадзором. Трубопроводы, подводящие к столу газ, воздух и кислород, монтируются на стене и окрашиваются в различные цвета (красный, желтый, зеленый).
В помещении мастерской должна быть оборудована в обязательном порядке вытяжная и приточная вентиляция. Над каждым столом необходимо установить зонт, соединенный с каналом вытяжной вентиляции, для удаления дыма и продуктов горения. В качестве приточной вентиляции могут использоваться центробежные вентиляторы. Необязательно, но крайне желательно установить в помещении вашей мастерской кондиционеры, которая помогут поддерживать комфортную температуру воздуха в жаркое время года.
Готовые идеи для вашего бизнеса
Кроме дневного освещения мастерскую также нужно будет оборудовать люминесцентными лампами. Для отдельных видов работ можно использовать специальные настольные лампы с рефлектором.
В одном из подсобных помещений устанавливают компрессоры достаточной мощности, которая поможет обеспечить избыточное давление воздуха у горелки. Для равномерной подачи воздуха используется ресивер или прочная герметичная емкость или, в крайнем случае, пустой стальной баллон. В последнем случае в баллоне нужно просверлить два отверстия с резьбой, куда затем ввертывают короткие трубопроводы. На одном (верхнем) выходе монтируют манометр и пружинный предохранительный клапан типа ПСК.
Готовые идеи для вашего бизнеса
При работе с кислородом систему, через которую подается воздух к рабочему месту, необходимо снабдить масляными фильтрами.
В смежном с мастерской помещении устанавливаются металлические столы для муфельных печей. На металлическую поверхность стола необходимо положить листовой асбест, на который, в свою очередь, ставят муфельные печи с различной емкостью печного пространства (оптимальный вариант – с автоматической регулировкой температуры). Это оборудование применяется для обжига готовых изделий. Над столом, где расположены муфельные печи, устанавливают мраморный щит с магнитными пускателями для каждой печи. Если по планировке смежное помещение не предусмотрено, то печи можно установить в помещении мастерской.
В помещении для механической обработки стекла располагают несколько шлифовальных станков (на вышеобозначенный метраж вполне хватит четыре печи), станок для резки стекла с корундовым или алмазным диском, настольный сверлильный станок для сверления отверстий в стекле. Кроме того, необходимо иметь заточный станок с вертикальным корундовым кругом для заточки инструментов.
В помещении для градуировки, кроме вытяжных шкафов, хранится вся необходимая для работы посуда и реактивы для нанесения рисок. И в рабочих, и в подсобных помещениях мастерской по требованиям должен быть противопожарный инвентарь, ящик с песком и совком, пенный и углекислотный огнетушители. Кроме того, не забудьте приобрести в мастерскую аптечку с перевязочными материалами и медикаментами для оказания пострадавшим работникам первой медицинской помощи.
Готовые идеи для вашего бизнеса
Для организации такой мастерской потребуется от 3 млн. рублей. Сроки окупаемости составляют от 1,5 лет. Дополнительным источником дохода (помимо продажи стеклянных изделий) может стать проведение экскурсий, мастер-классов и курсов для желающих изучить азы работы со стеклом.
Производство стеклянных изделий промышленным способом
Средние и крупные предприятия по производству стеклянных изделий осуществляют полный цикл производства. Процесс изготовления здесь начинается с приготовления шихты – смеси различных материалов, подобранных в соответствии с видом вырабатываемого стекла, которую подвергают тщательной обработке. На следующем этапе стекло варят. Это очень важная операция, от которой во многом зависит качество готовой продукции. Варка стекла осуществляется в специальных стекловаренных печах с постепенным повышением температуры в них от 700° до 1450 – 1480 °С. После варки стеклянную массу немного охлаждают, а затем из нее различными методами вырабатываются или формируются изделия. Существует несколько основных способов формования, среди которых – выдувание, прессовыдувание, прессование и центробежное литье. Выдувание может осуществляться механизированным, вакуум-выдувным, ручным (в формах) и свободными способами. Для каждого из этих способов используется отдельное оборудование. Для изготовления простой сувенирной продукции на таких предприятиях используются первые два способа. Ручное выдувание в формы, которое производится с помощью стеклодувной трубки, - намного более трудоемкий и дорогостоящий процесс, поэтому такой метод применяется здесь для изготовления сложной продукции. Свободное выдувание (так называемая гутная, или гутенская техника) представляет собой свободное формование изделия (без использования формы). В этом случае на кончик трубки набирается шарик стекла, который затем раздувается через трубку в шар при непрерывном вращении и постоянном поправлении шара деревянными брусками. Получившуюся в результате заготовку снимают с трубки и располагают на железном стержне для ее дальнейшей обработки. Характер обработки зависит от того, что планируется получить на выходе. Мастер может раскрывать верхнюю часть или раскатывать нижнюю часть заготовки для получения той или иной формы. К отличительным особенностям выдувных изделий относится небольшая толщина стенок изделия, более сложные разнообразные формы, нежели при других способах производства, и высокая прозрачность. Центробежное литье происходит под действием центробежных сил. Процесс прессовыдувания осуществляется в два этапа. Сначала изделие формуется в пресс-формах, а затем ему придается окончательный вид под воздействием горячего воздуха. Такие изделия имеют более толстые стенки, не столь прозрачны, зато зачастую украшаются рельефным орнаментом.
После формования, независимо от используемого способа, стеклянные изделия проходят процедуру обжига – выдерживаются в печах при температуре 530-580 °С и медленно охлаждаются. Это позволяет значительно повысить термическую и механическую устойчивость материала. Затем готовые изделия обрабатываются (обрезаются верхушки, которые примыкали к выдувной трубке, с помощью шлифовки выравниваются края, донышко и горловина) и декорируются с помощью красок и различных элементов. Существует большое разнообразие вариантов украшения стеклянных изделий. Так, к способам декорирования горячего стекла (то есть до остывания готового изделия или даже в процессе его производства) относится нацвет, атласное стекло, ирризация, кракле, сульфидное стекло, украшение стеклонитью, цветная насыпь. Нацветом называют украшение из цветного стекла, которое наносится на поверхность бесцветного стекла. Атласное стекло представляет собой сочетание молочного и цветного стекла с помощью сложных форм с выступами и углублениями различных размеров. Техника сульфидного стекла заключается в получении мраморовидных и опаловых полос разных цветовых оттенков. Цветная насыпь – это разноцветные наплывы по фону бесцветного или цветного стекла. Под ирризацией понимается обработка изделий из стекла в горячем виде парами солей олова или серебра с добавлением соединений стронция, которые образуют на поверхности материала тонкую переливающуюся пленку. Декорирование кракле заключается в образовании в бесцветной или цветной стекломассе тонких трещинок, создающих эффект старинной вещи (искусственное состаривание). При декорировании стеклонитью тончайшие цветные нити и полосы размещаются на поверхности стекломассы или внутри нее в виде узора произвольной формы, параллельных полос, спирали и т. д.
Готовые изделия украшаются механическими способами (к примеру, гравировкой), росписью, металлическими пленками, люстровыми красками, химическими способами (травлением) и т. д. Гравировкой называют матовый узор с большим количеством мелких контурных деталей, который наносится с помощью медных дисков различного диаметра и абразивной массы. При травлении узор наносится при помощи смесей растворов плавиковой и серной кислот, которые растворяют стекло. Различают несколько видов травления: простое, пантографное и глубокое. В первом случае стеклянные изделия покрывают мастикой с содержанием воска или парафина, потом наносят с помощью специального оборудования, оснащенного иглами, узор, а затем травильную смесь на 15-20 минут, после чего ее смывают водой. Так делают, в основном, узора с кольцами, зигзагами и спиралями. При пантографном травлении можно делать более сложные орнаменты, а глубоким декорируют изделия из толстого стекла. Стеклянные изделия можно и расписывать с помощью кистей и трафарета специальными силикатными красками с последующим обжигом при температуре 550 °С. Для создания золотых орнаментов используется техника украшения металлической пленкой. Она заключается в нанесении на бесцветное и цветное стекло по матированной и травленой рельефной поверхности жидкого (двенадцатипроцентного) или порошкового золота. При этом золото наносят тонкой кисточкой, затем изделие подсушивают и обжигают для закрепления орнамента. Также стекло может покрываться люстровыми красками с последующим обжигом для получения на его поверхности блестящей металлической пленки. На стекло нередко наносят узорчатую резьбу с помощью шлифовальных кругов с последующей полировкой или же налепы – жидкое стекло в виде капелек с последующим выдуванием его для образования нужной формы.
К качеству художественных изделий из стекла предъявляются определенные требования. Оно должно соответствовать утвержденным образцам-эталонам и требованиям нормативно-технической документации. Такие изделия сортируются, в зависимости от внешнего вида, степени допускаемых дефектов и физико-механических свойств. При этом учитываются дефекты стекломассы, выработки и обработки декорирования. Во время оценки качества специалисты учитывают вид, размер, место расположения дефекта и размер самого изделия. В зависимости от используемого сырья, вида изделия и его назначения художественные изделия из стекла сортируются по сортам, количество которых регламентировано стандартами, и маркируются наклейками с указанием предприятия-изготовителя, товарного знака, номера стандарта.
Так как стекло – очень хрупкий материал, то изделия из него тщательно упаковываются в картонные коробки с предварительным завертыванием в мягкую бумагу или в пенопластовые футляры. Особые требования предъявляются и к транспортировке такой продукции. Она осуществляется в ящиках, заполненных стружками и другими мягкими материалами, с предостерегающими надписями. А вот особых условий хранения на складах такая продукция не требует. Вполне достаточно, чтобы помещение было сухим и закрытым. Не стоит делать слишком высокие стеллажи. При размещении продукции учитывайте ее вес: тяжелые изделия ставят на нижние полки, а легкие – выше.
Для организации такого производства потребуется специальное дорогостоящее оборудование: автоматизированная линия с каналом подачи сырья, «ножницами» для разрезания расплавленного стекла, автоматический пресс на несколько форм, станция гидропривода пресса, формующая машина с системой воздушного охлаждения, система извлечения прессованного изделия из формующей машины, печь отжига с выталкивателем, агрегат для нанесения краски, сушильный агрегат (для сушки краски на изделиях), оборудование для измельчения и промывания стекла, оборудование для выдувания и т. д.
Стоимость такого оборудования составляет несколько десятков миллионов рублей. Точная цена зависит от комплектации (определяется выпускаемым ассортиментом и планируемыми объемами производства), а также производителя (наиболее популярно из-за соотношения цена-качество китайское оборудование). Для размещения линии потребуется большая производственная площадь – не менее 1000 кв. метров. Печь для отжига и сушильная камера должны располагаться в отдельном помещении, которое, между тем, сообщается с цехом. Кроме того, нужна площадь под цех упаковки готовой продукции и отдельное помещение под склад. Для работы на таком производстве понадобится минимум 5-7 человек плюс бригадир-технолог и контролер на смену. Большая часть предприятий работают в две-три смены (с максимальной загрузкой). Сроки окупаемости составляют от 2,5 лет.
Производители стеклянных сувенирно-подарочных изделий реализуют свою продукцию через оптовые компании, различные торговые сети, отдельные магазины (в том числе и интернет-магазины, хотя в этом случае требуется специальная индивидуальная упаковка для безопасной транспортировки), торговые точки и даже рынки. В целом, этот товар пользуется стабильно высоким спросом, хотя отмечаются некоторые влияния фактора сезонности. Так, больше всего заказов приходится на предпраздничные периоды (перед Новым годом, 8 Марта). В летние месяцы производители стеклянных сувениров не жалуются на падение объемов продаж, просто смещается их «география». В этот период наиболее активно сувениры продаются на юге страны. Многие компании даже выпускают специальные коллекции с морской тематикой к отпускному сезону.
Сысоева Лилия7 человек изучает этот бизнес сегодня.
За 30 дней этим бизнесом интересовались 27490 раз.
Калькулятор расчета прибыльности этого бизнеса
Начну издалека. Где-то в 1996 году я делал авторское зеркало-светильник и параллельно проводил на нем эксперименты: решил украсить его рисунком, протравив рисунок плавиковой кислотой. В городе, где я жил стоял металлургический завод, на базе которого был стеклодувный цех. В этот завод так просто невозможно было попасть – только по пропускам. У меня, конечно же никаких пропусков не было. Вокруг этого завода был забор. Я не поленился, обошел его весь и нашел-таки в одном месте лазейку, куда и пролез, минуя охрану. Надо сказать, что этот цех охранялся особо, поскольку помимо прочего в нем изготавливали хрусталь. Зайдя в этот цех, первое, что я увидел: большая огненная печь (в последствии я увидел еще несколько), работающих людей, один из которых в тот момент, когда я вошел, как раз выдувал изделие. В его руках была длинная трубка, которую он просунул в открытое окошко печи вместе со стеклом на конце. Дальше он стал крутить трубку и дуть в нее какой-то специальной штукой (воздушная помпа?). Позже я узнал, что ртом как раз таки уже давно никто на производстве не выдувает стекло. В основном этим занимаются любители. В цеху было очень жарко, хотя была зима, и этот жар оставался на лицах людей, работающих у печей. Я стоял, открыв рот, поскольку раньше ничего подобного не видел. А меня никто не замечал. Зрелище, конечно, увлекательное и помню до сих пор. Еще у них было много инструментов, которыми они работали, но в тот момент все я их не разглядел. Поэтому, за подсказкой полез в книгу* :)
В домашних условиях поставить производственную печь, конечно же, невозможно, поэтому самым оптимальным приспособлением станет стеклодувная газовая горелка.
Помимо этого нужны будут:
Набор стеклянных стержней и трубок
Стол
Газ для газовой горелки
Кислород для той же газовой горелки
Компрессор
Инструменты, необходимые стеклодуву.
а – проволока для резки заготовок;
б – трансформатор;
в – металлический пинцет;
г – металлические щипцы;
д – победитовый нож;
е – приспособление для горячей резки трубок и стержней;
ж – ножницы;
з – металлические развертки;
и – деревянные развертки;
к – игла;
л – подставка;
м – держалка;
н – лопатка.
Организация работы
Прежде всего, необходимо разместить рабочий стол (его площадь должна быть не менее 120 x 70 см, а высота – 70 см) так, чтобы он был одинаково хорошо освещен со всех сторон. Крышку стола следует сверху покрыть любым огнеупорным материалом, например асбестом.
Далее на ближнем к мастеру краю стола закрепляют газовую горелку, к которой присоединяют шланги, предназначенные для подачи газа, кислорода и воздуха. Причем, вентили от них лучше всего расположить по левую сторону от стеклодува, прикрепив их к шлангам под столом.
Газовая горелка оснащена кранами, которые позволяют мастеру контролировать подачу газа, сжатого воздуха и кислорода. Так, при недостаточном количестве воздуха выходящее из горла горелки пламя приобретает ярко-желтую окраску. Такое пламя нужно лишь при обогреве уже готового изделия. Если пламя имеет чуть голубоватый цвет, это говорит о том, что воздух подается в несколько увеличенном объеме.
Бесшумный выход сильной струи пламени насыщенно-голубого цвета означает подачу кислорода.
При работе с горелкой следует соблюдать особую осторожность. Компрессор со сжатым воздухом, газовый и кислородный баллоны лучше всего установить на улице, за пределами мастерской.
Для изготовления маленьких фигурок из стекла нужно запастись бесцветными и цветными трубками и стержнями (так называемыми дротами). В качестве заготовок подойдут и стеклянные колбы с широким горлышком.
Перед выплавлением фигурки трубочки-заготовки разрезают на несколько частей с помощью победитового ножа или дисковой пилы. Более крупные по размеру заготовки разрезают, предварительно нагрев их вольфрамовой проволокой, по которой проходит электрический ток. После проведенной операции на заготовку в намеченном месте можно капнуть водой для того, чтобы она лопнула по линии разреза.
Стальной пинцет всегда должен быть у мастера под рукой. Он нужен для растягивания расплавленного стекла, формирования мелких и тонких деталей изделия, а также для проделывания небольших отверстий.
Широкие пинцеты (щипцы) с медными, латунными или графитовыми наконечниками часто используют при изготовлении фигурок из стекла, имеющих приплюснутые с двух сторон детали.
При выдувании различных изделий лишними не окажутся также и ножницы, использующиеся для резки расплавленного стекла.
Назначение разверток – разворачивать полуфабрикат в процессе окончательной отделки различных воронок, подставок при изготовлении сосудов. С их помощью формируют и разглаживают полости и края изделий.
Держатели используют, как правило, при выдувании крупных изделий из стекла.
Последовательность работ
Прежде всего, нужно научиться уверенно пользоваться стеклодувной трубкой. Для этого можно попробовать образовать на конце трубки стеклянную каплю больших размеров. При изготовлении стеклянных изделий нужно также уметь расплющивать разогретый стержень и достаточно ровно сгибать его, а также спаивать несколько стеклянных палочек в одну. И только после такой тренировки можно приступить к выдуванию задуманной фигурки или изделия.
Сначала необходимо сделать заготовку
*Работа по стеклу, изд. «Вече», Москва, 2000
Искусство выдувания стекла – сложный, кропотливый процесс. Подобная техника походит к первому веку до н.э., появилась она в Сидоне (ныне прибрежный Ливан).
Искусство выдувания стекла – сложный, кропотливый процесс. Подобная техника походит к первому веку до н.э., появилась она в Сидоне (ныне прибрежный Ливан). Оттуда искусство распространилось на Римскую империю, а затем и в другие части мира. Искусство выдувания стекла практикуется и сегодня, оно подразумевает освоение массы сложных техник. Самое главное, в работе стеклодувов – это выполнение работы с высоким уровнем точности и аккуратности.
Процесс начинается тогда, когда впечь попадает 4-5 фунтовая трубка, где расплавляется стекло при температуре 2200 градусов по Фаренгейту (температура лавы).
Этот процесс называется сбором. После сбора стеклодувы окунают паяльную трубу в раскаленное стекло, пока на конце не сосредоточится приличного размера капля. Это очень сложный момент, так как стекло имеет консистенцию меда и легко капает с конца трубы.
На следующем этапе стеклодув начинает дуть воздух в трубу, образуя небольшой пузырек воздуха внутри расплавленного стекла. Это весьма тонкий процесс: если художник дует слишком интенсивно, то его работу ждет крах.
Одним из наиболее сложных аспектов выдувания является сохранение температуры на необходимом уровне. Благодаря поддержанию температуры, художник может придавать стеклу форму, которую он задумал. Благодаря традициям, которые передаются стеклодувами из поколение в поколение, это искусство не перестает привлекать и покорять наше внимание.
Искусство выдувания стекла – сложный, кропотливый процесс. Подобная техника походит к первому веку до н.э., появилась она в Сидоне (ныне прибрежный Ливан). Оттуда искусство распространилось на Римскую империю, а затем и в другие части мира. Искусство выдувания стекла практикуется и сегодня, оно подразумевает освоение массы сложных техник. Самое главное, в работе стеклодувов – это выполнение работы с высоким уровнем точности и аккуратности.
Процесс начинается тогда, когда впечь попадает 4-5 фунтовая трубка, где расплавляется стекло при температуре 2200 градусов по Фаренгейту (температура лавы).
Этот процесс называется сбором. После сбора стеклодувы окунают паяльную трубу в раскаленное стекло, пока на конце не сосредоточится приличного размера капля. Это очень сложный момент, так как стекло имеет консистенцию меда и легко капает с конца трубы.
На следующем этапе стеклодув начинает дуть воздух в трубу, образуя небольшой пузырек воздуха внутри расплавленного стекла. Это весьма тонкий процесс: если художник дует слишком интенсивно, то его работу ждет крах.
Одним из наиболее сложных аспектов выдувания является сохранение температуры на необходимом уровне. Благодаря поддержанию температуры, художник может придавать стеклу форму, которую он задумал. Благодаря традициям, которые передаются стеклодувами из поколение в поколение, это искусство не перестает привлекать и покорять наше внимание.
Сегодня мы поговорим о том, как самому в домашних условиях изготовить стекло своими руками. Так же рассмотрим методики и технологии самостоятельного изготовления стекла и стеклянных изделий, а именно печи, приспособления и инструменты для плавки стекла
На заводах и в химических лабораториях стекла получают из шихты — тщательно перемешанной сухой смеси порошкообразных солей, оксидов и других соединений. При нагревании в печах до очень высокой температуры, нередко выше 1500°С, соли разлагаются до оксидов, которые, взаимодействуя между собой, образуют силикаты, бораты, фосфаты и другие устойчивые при высоких температурах соединения. Вместе они и составляют стекло.
Мы будем готовить так называемые легкоплавкие стекла, для которых достаточно лабораторной электрической печи с температурой нагрева до 1000°С. Еще понадобятся тигли, тигельные щипцы (чтобы не обжечься) и небольшая ровная плита, стальная или чугунная. Сначала мы сварим стекло, а потом найдем ему применение.
Перемешайте шпателем на листе бумаги 10 г тетрабората натрия (буры), 20 г оксида свинца и 1,5 г оксида кобальта, просеянных через сито. Это и есть наша шихта. Пересыпьте ее в небольшой тигель и уплотните шпателем так, чтобы получился конус с вершиной в центре тигля. Уплотненная шихта должна занять в тигле не более трех четвертей объема, тогда стекло не будет проливаться.
Щипцами поставьте тигель в электропечь (тигельную или муфельную), нагретую до 800—900 °С, и подождите, пока шихта не сплавится. Об этом судят по выделению пузырьков: как только оно прекратилось, стекло готово. Достаньте тигель щипцами из печи и сразу же вылейте расплавленное стекло на стальную или чугунную плиту с чистой поверхностью. Остывая на плите, стекло образует слиток сине-фиолетового цвета.
Чтобы получить стекла других цветов, замените оксид кобальта другими окрашивающими оксидами. Оксид железа(III) (1—1,5 г) окрасит стекло в коричневый, оксид меди(II) (0,5—1 г)—в зеленый, смесь 0,3 г оксида меди с 1 г оксида кобальта и 1 г оксида железа (III)—в черный цвет. Если же взять только борную кислоту и оксид свинца, то стекло останется бесцветным и прозрачным. Поэкспериментируйте сами с другими оксидами, например, хрома, марганца, никеля, олова.
Стекло измельчите пестиком в фарфоровой ступке, Чтобы не пораниться осколками, обязательно обмотайте руку полотенцем, а ступку с пестиком прикройте чистой тряпкой.
Ссыпьте мелкий стеклянный порошок на толстое стекло, добавьте немного воды и разотрите до сметанообразного состояния курантом — стеклянным или фарфоровым диском с ручкой. Вместо куранта можно взять маленькую плоскодонную ступку или полированный кусок гранита — так поступали старые мастера, когда растирали краски. Полученную массу называют шликером. Его мы будем наносить на поверхность алюминия примерно так же, как это делают, изготовляя украшения.
Очистите поверхность алюминия наждачной бумагой и обезжирьте кипячением в содовом растворе. На чистой поверхности прочертите скальпелем или иглой контур рисунка. Поверхность с помощью обычной кисточки покройте шликером, просушите над пламенем, а потом нагревайте в том же пламени до тех пор, пока стекло не наплавится на металл. У вас получится эмаль.
Если значок невелик, его можно покрывать слоем стекла и нагревать в пламени целиком. Если же изделие более крупное (скажем, табличка с надписью), то надо разбить его на участки и наносить стекло на них поочередно. Чтобы цвет эмали был более интенсивным, нанесите стекло повторно. Таким способом можно получать не только украшения, но и надежные эмалевые покрытия для защиты алюминиевых деталей во всевозможных приборах и моделях. Так как в этом случае эмаль несет дополнительную нагрузку, металлическую поверхность после обезжиривания и промывки желательно покрыть плотной оксидной пленкой; для этого достаточно подержать деталь 5—10 мин в печи с температурой чуть ниже 600°С.
Разумеется, на большую деталь шликер удобнее наносить не кисточкой, а из пульверизатора или просто поливом (но слой должен быть тонким). Подсушите деталь в сушильном шкафу при 50—60°С, а затем перенесите в электропечь, нагретую до 700—800°С.
А еще из легкоплавких стекол можно приготовить окрашенные пластинки для мозаичных работ. Куски битой фарфоровой посуды (их вам всегда дадут в посудном магазине) облейте тонким слоем шликера, просушите при комнатной температуре или в сушильном шкафу и наплавьте стекло на пластинки, выдерживая их в электропечи при температуре не ниже 700°С.
Освоив работу со стеклом, вы можете помочь своим коллегам из биологического кружка: там нередко изготовляют чучела животных, а для чучел нужны разноцветные глаза...
В стальной плите толщиной около 1,5 см высверлите несколько углублений разных размеров с коническим или сферическим дном. Тем же способом, что и прежде, сплавьте разноцветные стекла. Гаммы, пожалуй, хватит, а чтобы изменить интенсивность, чуть увеличьте или уменьшите содержание окрашивающей добавки.
Небольшую каплю яркого расплавленного стекла поместите в углубление стальной плиты, затем налейте стекло цвета радужной оболочки. Капля войдет в основную массу, но не смешается с ней, — так будут воспроизведены и зрачок, и радужная оболочка. Охлаждайте изделия медленно, не допуская резких перепадов температур. Для этого затвердевшие, но еще горячие «глаза» достаньте из формы подогретым пинцетом, положите в рыхлый асбест и уже в нем охладите до комнатной температуры. .
Конечно, легкоплавким стеклам можно найти и другие применения. Но не лучше ли будет, если вы поищете их сами?
И в завершение опытов со стеклом, пользуясь все той же электропечью, попытаемся превратить обыкновенное стекло в цветное. Естественный вопрос: нельзя ли таким способом сделать солнечные очки? Можно, но вряд ли это удастся вам с первого раза, потому что процесс капризен и требует некоторых навыков. Поэтому беритесь за очки только после того, как потренируетесь на кусочках стекла и убедитесь, что результат соответствует ожиданиям.
Основой краски для стекла будет канифоль. Из резинатов, солей кислот, входящих в состав канифоли, вы ранее готовили сиккативы для масляных красок. Вновь обратимся к резинатам, потому что они способны образовывать на стекле тонкую ровную пленку и служить носителями красящего вещества,
В растворе едкого натра концентрацией около 20% растворяйте при помешивании и помня, конечно, об осторожности, кусочки канифоли до тех пор, пока жидкость не станет темно-желтой. Отфильтровав, добавьте немного раствора хлорида железа FeCl3 или другой соли трехвалентного железа. Имейте в виду, что концентрация раствора должна быть небольшой, соль нельзя брать в избытке — осадок гидроксида железа, который в этом случае образуется, нам помешает. Если же концентрация соли невелика, то образуется красный осадок резината железа — он-то там и нужен.
Отфильтруйте красный осадок и высушите его па воздухе, а затем растворите до насыщения в чистом бензине (не автомобильном, а бензине-растворителе) еще лучше было бы взять гексан или петролейный эфир. Кисточкой или пульверизатором окрасьте поверхность стекла тонким слоем, дайте подсохнуть и положите на 5—10 мин в печь, нагретую примерно до 600°С.
Но канифоль относится к органическим веществам, а им такую температуру не выдержать! Правильно, но именно это и нужно — пусть органическая основа выгорит. Тогда на стекле останется тончайшая пленка оксида железа, хорошо сцепленная с поверхностью. И хотя оксид в общем-то непрозрачен, в столь тонком слое он пропускает часть световых лучей, т. е. может служить светофильтром.
Возможно, светозащитный слой покажется вам слишком темным или, напротив, излишне светлым. В таком случае поварьируйте условия опыта — чуть увеличьте или уменьшите концентрацию раствора канифоли, измените время и температуру обжига. Если же вас не устраивает цвет, в который скрашено стекло, замените хлорид железа хлоридом другого металла, но непременно такого, оксид которого ярко окрашен, например хлоридом меди или кобальта.
А когда технология тщательно отработана на кусочках стекла, можно без особого риска совершить превращение обычных очков в солнечные. Не забудьте только вынуть стекла из оправы — пластмассовая оправа не выдержит нагревания в печи точно так же, как канифольная основа...
.
Чтобы получить стекло, песок необходимо расплавить. Вам наверняка приходилось ходить по раскаленному песку в солнечный день, поэтому вы догадываетесь, что для этого его нужно нагреть до очень высоких температур. Кубик льда тает при температуре около 0 С. Песок начинает плавиться при температуре не менее 1710 С, что превышает максимальную температуру нашей привычной духовки почти в семь раз.
Нагревание любого вещества до такой температуры требует больших затрат энергии, а следовательно, и денег. По этой причине при производстве стекла для повседневных нужд стекловары добавляют в песок вещество, помогающее песку плавиться при более низких температурах — примерно 815 С. Обычно этим веществом является кальцинированная сода.
Однако, если при расплаве использовать смесь только песка с кальцинированной содой, можно получить удивительный сорт стекла — стекло, растворяющееся в воде (прямо скажем, не самый лучший выбор для стаканов).
Чтобы стекло не растворялось, нужно добавлять третье вещество. Стекловары прибавляют к песку и соде измельченный известняк (вы наверняка видели этот красивый белый камень).
Стекло, из которого обычно делают окна, зеркала, стаканы, бутылки и лампочки, называется натриево-кальциево-силикатным. Такое стекло очень прочное, а в расплавленном виде ему легко придать нужную форму. Кроме песка, кальцинированной соды и известняка в эту смесь (специалисты говорят «шихту») входит немного окиси магния, окиси алюминия, борной кислоты, а также вещества, предотвращающие образование пузырьков воздуха в этой смеси.
Все эти ингредиенты соединяют и смесь (шихту помещают в гигантскую печь (самые большие из этих печей могут вмещать почти 1110000 кг жидкого стекла). .
Сильный огонь печи нагревает смесь, пока она не начнет плавиться и не превратится из твердого вещества в тягучую жидкость. Жидкое стекло продолжают прогревать при высоких температурах, пока из него не исчезнут все пузырьки и прожилки поскольку сделанная из него вещь должна быть абсолютно прозрачной. Когда масса стекла становится однородной и чистой, огонь уменьшают и ждут пока стекло превратится в вязкую тягучую массу — как горячий ирис. Затем стекло выливают из печи в отливную машину, где оно разливается по отливным формам и формуется.
Однако при производстве полых вещей, например бутылок, стекло приходится выдувать, как воздушный шарик. Раньше выдувание стекла можно было увидеть во время ярмарок и карнавалов, ныне этот процесс частенько показывают по телевизору. Вы, вероятно, видели, как стеклодувы дуют в кусок горячего стекла, висящего на конце трубки, и создают удивительные фигурки. Но выдувать стекло можно и с помощью машин. Основной принцип стеклодувов — дуть в стеклянную каплю, пока в середине не образуется воздушный пузырь, который станет полостью в готовой вещи.
После того как стеклу придана необходимая форма, его подстерегает новая опасность — оно может треснуть при охлаждении до комнатной температуры. Во избежание этого мастера стараются контролировать процесс охлаждения, подвергая застывающее стекло термообработке. Последний этап обработки — снятие лишних капелек стекла с ручек чашек или полировка тарелок с помощью специальных химикатов, делающих их идеально гладкими.
Ученые до сих пор спорят, чем следует считать стекло — твердым веществом или очень вязкой (сиропообразной) жидкостью. Поскольку стекла окон старых домов внизу толще, а вверху тоньше, некоторые заявляют, что стекло со временем стекает. Однако на это можно возразить, что раньше оконные стекла делали не идеально ровными и люди просто вставляли их в рамы более толстым краем вниз. Даже изделия из стекла времен Древнего Рима не демонстрируют никаких признаков «текучести». Таким образом, пример со старым оконным стеклом не поможет разрешить вопрос, является ли стекло в действительности жидкостью высокой вязкости.
Состав (сырье) для получения стекла в домашних условиях:
Кварцевый песок;
Кальцинированная сода;
Таламит;
Известняк;
Нефелиновый сиенит;
Сульфат натрия.
Как изготавливают стекло в домашних условиях (процесс производства)
Обычно используют в качестве ингредиентов стеклянный лом (битое стекло) плюс вышеперечисленные компоненты.
1) Составные элементы будущего стекла поступают в печь, где все это плавится при температуре 1500 градусов, образуя однородную жидкую массу.
2) Жидкое стекло поступает в гомогенизатор (аппарат для создания стабильных смесей), где оно перемешивается до массы с единой температурой.
3) Горячей массе дают отстояться несколько часов.
Вот так и делают стекло!