Kategoria: Warsztat

Zenon Kozak

Stapianie szkła, czyli fusing jest procesem, w którym należy zwracać szczególną uwagę na   właściwości cieplne szkła. Najistotniejszą jest rozszerzalność cieplna. Obok tego, równie ważne są: naprężenia wewnętrzne oraz wytrzymałość na zmiany temperatury.

Rozszerzalność cieplna jest właściwością fizyczną szkła. Polega ona na’ zmianie jego wymiarów wraz ze zmianami temperatury. Dla uproszczenia lub zastosowań pomiarowo-technicznych zwykło się mówić o rozszerzalności liniowej. W rzeczywistości zmianom podlegają wszystkie wymiary, stąd praktycznie jest to rozszerzalność objętościowa.

Cechą charakteryzującą rozszerzalność cieplną jest współczynnik rozszerzalności cieplnej (COE). Jest to wartość, która wskazuje procent zmian długości w stosunku do zmian temperatury. W branży szklarskiej COE podawany jest jako całkowita liczba, najczęściej w przedziale od 70 do 150. W rzeczywistości, jako wartość fizyczna współczynnik, to wartość od 70*10^-7 1/^oC do 150*10^-7 1/^oC.

Współczynnik COE wyznacza się przy pomocy dylatometru. COE mieści się w dużym przedziale wartości. Szkło krzemionkowe, stosowane w przemyśle, wykazuje wartość na poziomie 5. Tymczasem niektóre szkła gospodarcze mają wartość 150.

Wartość współczynnika rozszerzalności szkła zależy w dużej mierze od jego składu chemicznego. Dzięki temu można wytwarzać szkła określonej rozszerzalności. Ma to duże znaczenie dla stapiania różnych szkieł albo szkła z innymi materiałami (metalami, porcelaną itp.), gdyż łączone materiały muszą mieć jednakową rozszerzalność.

Dodatek tlenków o odczynie alkalicznym (sodowy, potasowy) powodują wzrost COE. Tymczasem tlenki krzemu i magnezu obniżają go. Najskuteczniej jednak zmniejsza rozszerzalność szkła tlenek boru.

Zjawisko rozszerzalności cieplnej ma największy wpływ na powstawanie naprężeń w szkle.

Podczas studzenia stapianych szklanych zestawów powstają w nich, wskutek małej przewodności cieplnej, duże różnice temperatury w warstwach wewnętrznych i zewnętrznych. Warstwy zewnętrzne wypromieniowują ciepło znacznie szybciej niż warstwy wewnętrzne. W związku z tym proces porządkowania struktury cząsteczkowej zachodzi odmiennie w coraz głębszych partiach. Taki stan powoduje powstawanie w szkle naprężeń, które uzyskują stan trwały po wyrównaniu temperatury w całej grubości szkła. (Rozkład naprężeń trwałych jest zawsze taki sam: w warstwach zewnętrznych występują siły ściskające, a w wewnętrznych siły rozciągające). W celu wyeliminowania tego niepożądanego zjawiska stosuje się w procesie stapiania szkła odprężanie (operację tę opisano szczegółowo w jednym z ostatnich numerów Barw Szkła).

Omówione powyżej właściwości cieplne szkła mają znaczenie na etapie produkcyjnym. Wytrzymałość termiczna szkła jest cechą użytkową i określa odporność materiału na nagłe zmiany temperatury. Wskaźnik ten wyznaczany jest przez badanie polegające na zanurzaniu szkła na przemian w gorącej i zimnej kąpieli, aż do pęknięcia. Wytrzymałość cieplna różnych szkieł wykazuje dużą rozpiętość. Szkła gospodarcze cechuje rozpiętość około 100^oC. Szkła borowo-krzemianowe uzyskują wytrzymałość rzędu 300^oC a szkło krzemionkowe nawet 1000°C.

Po tej dawce teorii spójrzmy na zagadnienie właściwości cieplnych szkła od strony praktycznej. Projektując wyroby w fusingu łatwo sobie wyobrazić, jak duże znaczenie ma uwzględnianie powyższych właściwości. Nie będzie również zaskoczeniem, że ich znaczenie ma coraz większy wpływ wraz ze wzrostem rozmiaru stapianych pakietów szkła. Możliwości techniczne (dostępne piece) oraz materiałowe (rodzaje szkła, dodatki chemiczne) pozwalają na wykonywanie prac o rozmiarach dochodzących do kilku metrów kwadratowych.

W celu wykazania wpływu współczynnika rozszerzalności cieplnej różnych rodzajów szkła wykonano doświadczenie z użyciem szkła o COE = 80 (zielone, szare) oraz COE = 115 (brązowe).

Zastosowano następującą krzywą wypału:

1. grzanie do temperatury 550^oC w tempie 300^oC/h
2. grzanie pełną mocą do temperatury 820^oC
3. wyłączenie grzałek do temperatury 595^oC
4. schładzanie do 400^oC w tempie -50^oC/h
5. schładzanie do 20^oC w tempie -100^oC/h

Po otworzeniu pieca widoczne były stopione próbki. Te, które zostały złożone ze szkła o zgodnych współczynnikach COE uległy stopieniu w jednolitą masę. Próbki szkła szarego wykazały niższą temperaturę topnienia od szkła zielonego. Dowodem na to jest fakt, że naprężenie powierzchniowe cieczy jaką było szkło w temperaturze 820^oC dokładnie zaokągliło kształty elementów. Szkło   zielone nie zostało tak ładnie zaokrąglone. To oznacza, że w celu uzyskania, np. ładnie wyoblonych kaboszonów należy zastosować   wyższą temperaturę szczytową.

Próbka, w której użyto szkła o różniących się znacznie współczynnikach COE popękała.

Przeprowadzone doświadczenie dowodzi oraz unaocznia jak istotne jest planowanie składu materiałowego elementów stapianych pakietów.

Należy również pamiętać, że nawet niewielkie różnice w wartości współczynnika COE wymaga specjalnych zabiegów. Głównie sprowadzają się one do odpowiedniej korety krzywej wypału. Szczególnie istotnym jest etap 4, czyli ten w przedziale od 600^oC do 400^oC, gdyż wówczas zachodzą najważniejsze zjawiska fizyczne wewnątrz szkła, które mają wpływ na trwałość wyrobu.

Na koniec, należy również wspomnieć, że naprężenia wewnętrze mogą ujawniać się po jakimś czasie. Niewłaściwie odprężone szkło, bądź nieodpowiednie składniki mogą obniżać wytrzymałość termiczną i wyrób szklany może ulec uszkodzeniu, np. po rozgrzaniu promieniami słonecznymi.

Jan Sas

W tej części opisu programu Glass Eye 2000   opiszę zawartość bibliotek dostarczanych razem z programem.

W programie w opcji File -> Browse Design ma dostęp do biblioteki przykładowych, wolnych od opłat projektów witraży.

W prezentowanej wersji   dostępne są 403 projekty podzielone na grupy tematyczne, autorów, style, kategorie, formaty, katalogi, słowa kluczowe.

Suwak – Low High pozwala na ograniczenie prezentowanych do wyboru projektów od nieskomplikowanych (Low) do zaawansowanych (High).

Podwójne kliknięcie grafiki wybiera ją do trybu edycji.

To oznacza, że nad projektem możemy dalej pracować w zakresie ograniczonym możliwościami programu.

Drugą interesująca funkcja programu Glass Eye 2000 jest możliwość importu grafik zapisanych w innych formatach. Przeznaczona do tego jest funkcja File -> Import Design.

Wybór formatów grafik wektorowych nie jest duży, gdyż ogranicza się do:

• Autodesk Drawing eXchange Format
• Autodesk drawing
• Windows Metafile
• Enhanced Metafile

To ograniczenie nie powinno stanowić utrudnienia, gdyż większość graficznych programów nie ma eksportu do co najmniej jednego z powyższych formatów.

Po rozpoczęciu pracy z nowym projektem w opcji File -> Browse Bevels otrzymujemy dostęp do biblioteki bevels’ów (gotowe elementy szklane o różnych kształtach).

Przeglądanie oraz wybór poszukiwanego elementu jest podobny do okna wyboru gotowych projektów.

Niewątpliwie bardzo silna strona programu Glass Eye 2000 jest możliwość korzystania podczas wypełniania obiektów nie tylko z pełnej palety barw, ale z katalogów producentów szkła. Użytkownik może wybierać spośród wyrobów hut:

• Armstrong
• Bullseye
• Casimir
• Gecko
• Kokomo
• Lamberts
• Spectrum
• Uroboros
• Wissmach
• Youghiogheny

Liczba próbek szkła przekracza 3000. Ta olbrzymia paleta możliwości umożliwia przygotowanie bardzo realistycznych projektów.

Funkcja przełączania się między zakładkami Glass oraz Textured Color ma bardzo przyjazną funkcję dopasowywania kolorystycznego wyboru.

Dobór kolorów wypełnienia jest w skali RGB.

Ograniczając się do wyboru koloru wypełnienia użytkownik dysponuje wieloma teksturami, które również urealniają wygląd projektowanego witraża.

W programie Glass Eye 2000 dostępna jest bardzo interesująca funkcja – trasowanie grafiki rastrowej. Trasowanie jest procesem, który po określeniu parametrów, polega na analizowaniu grafiki rastrowej i utworzeniu na jej podstawie grafiki wektorowej.

Procedurę rozpoczyna utworzenie nowego projektu oraz dodanie do niego grafiki tła funkcją File -> Add Background

W rezultacie w oknie projektu pojawia się grafika tła.

Funkcja przeznaczona do obsługi procesu trasowania dostępna jest w opcji Draw -> Auto Trace Background

Ilość parametrów jest stosunkowo duża, co pozwala na otrzymywanie maksymalnie dobrego i oczekiwanego wyniku.

Trudno na tym etapie proponować optymalne ustawienie, gdyż one indywidualne dla każdego projektu.

Proponuję eksperymentowanie.

Proces zależnie od stopnia skomplikowania trwa od kilkudziesięciu sekund do kilkunastu minut.

Rezultatem są linie projektu, których dokładność i zgodność z grafiką tła zależne są od jakości źródła, poziomu skomplikowania oraz dopasowania parametrów.

Maria Chrząszcz

Zwiedzając hale produkcyjne Huty Szkła w Jaśle, odnosi się wrażenie jakby czas w tym miejscu odmierzany był według własnych reguł. Widok hutników wybierających rozpaloną masę szklaną i dmuchających ustami małe, potem większe formy nasuwa historyczne skojarzenia. Jest w tych scenach i romantyka minionych epok i ładunek autentycznej wykonywanej rękami pracy, która trwa nieprzerwanie'”. Wrażenie takie potęguje dodatkowo niewielki wymiar hali, w której odbywa się produkcja szkła witrażowego. Większość czynności wykonywana jest blisko siebie. Łatwo więc można ogarnąć wzrokiem cały cykl produkcyjny.

W procesie produkcji szkła antycznego witrażowego bierze udział (nazwy członków brygady zajmującej się produkcją szkła witrażowego wywodzą się z języka niemieckiego):

• kulkarz,
• nabieracz,
• dmuchacz,
• paclarz,
• walcarz.

Pracę przy formowaniu cylindrów rozpoczynają najpierw kulkarz i nabieracz. Do obowiązków kulkarza należy przygotowanie piszczeli i wyłożenie kształtowników drewnianych specjalnego gatunku tekturą papierową wcześniej namoczoną w wodzie. Po wykonaniu tych czynności przygotowawczych kulkarz rozgrzewa w piecu zwanym drumlą końcówkę piszczeli (tzw. nabel), a następnie nabiera pierwszą porcję szkła z donicy.

Nabrane szkło studzi i kształtuje na kulę w kształtowniku, Na przestudzoną kulę nabiera drugą porcję szkła i wtedy oddaje piszczel ze szkłem nabieraczowi, który znowu studzi porcję szkła i formuje z niej kształt kuli. Następnie nabieracz jeszcze dwa razy nabiera kolejne porcje szkła i gdy ma na piszczeli stosowną ilość masy szklanej wkłada ją do odpowiednio przygotowanego kloca metalowego i wspólnie z dmuchaczem rozpoczyna formowanie cylindra szklanego. Gdy uformują w wyżej wymienionym klocu początek cylindra tzw. kapę, nabieracz przenosi go do oddzielnego pieca, czyli drumli w celu podgrzania przestudzonej masy szklanej. W tym momencie dmuchacz przejmuje piszczel i w drumli nagrzewa masę szklaną do temperatury, w której jest ona plastyczna i nadaje się do rozpoczęcia procesu wyciągania cylindra. Później dmuchacz przenosi piszczel z rozgrzanym szkłem nad kanał wymachowy i za pomocą odpowiednich ruchów (obrotowy i wahadłowy) powoduje wyciąganie cylindra. Aby zachować odpowiednią średnicę cylindra ( około 32 – 35 cm) dmuchacz musi ustami do wyciąganego cylindra wdmuchiwać powietrze, bacznie obserwując, czy zachowana jest średnica. Proces formowania cylindra trwa, aż do momentu, kiedy uzyska się cylinder o odpowiedniej długości, co uzależnione jest to od ilości szkła nabranego na piszczel. Wtedy paclarz na kopule cylindra przylepia nie dużą porcję gorącej masy szklanej o średnicy około 5 cm. Po odłączeniu pręta z resztą   masy szklanej od czaszy dmuchacz nadmuchuje ustami powietrze do cylindra, zamyka dłonią jego dopływ i podgrzewa w drumli.

Pod wpływem nagrzania powietrze w cylindrze wytwarza ciśnienie, które znajduje sobie ujście w miejscu wcześniejszego przylepienia gorącej porcji szkła tworząc otwór. Gdy proces ten dobiegnie końca dmuchacz kieruje cylinder z otworem w stronę paclarza, który przy pomocy specjalnych nożyc stalowych wycina większy otwór w cylindrze dbając o to, aby był on symetryczny w stosunku do osi cylindra. Po zakończeniu wycinania otworu dmuchacz umieszcza ponownie cylinder w drumli i mocno nagrzewa okolice wyciętego otworu. Gdy masa szklana jest plastyczna dmuchacz wyjmuje cylinder z drumli, ustawia go w kanale wydmuchowym w pozycji pionowej i przez obrót piszczelą wokół własnej osi, wykorzystując

siłę odśrodkową doprowadza do wyrównania końcówki cylindra do rozmiarów jego średnicy.

Tak uformowany cylinder dmuchacz przenosi na specjalny stojak i ustawia go w pozycji poziomej. W międzyczasie paclarz nabiera większą porcję gorącej masy szklanej na pręt metalowy i formuje z niej laskę, którą przynosi dmuchaczowi bezpośrednio do leżącego na stojaku cylindra. Ten ostatni wyciąga z laski masy szklanej nitkę o średnicy około 1 cm i opasuje cylinder przy piszczeli. Po kilku sekundach w miejscu styku gorącej nitki z przestudzonym szkłem cylindra powstają naprężenia termiczne i wtedy wystarczy dotknięcie   cylindra zimnym kawałkiem metalu, aby nastąpiło pęknięcie po linii styku nitki szklanej z cylindrem. W ten sposób odłącza się uformowany cylinder od piszczeli, a cylinder przekazuje się do procesu jego prostowania (We Francji stosuje się również zmechanizowane dmuchanie cylindrów). Polega to na tym, że po wydmuchaniu ustami małej kulki szklanej piszczel ze szkłem układa się na specjalne uchwyty ustawione pod kątem i uruchamia dmuchanie   poprzez wtłaczanie sprężonego powietrza do obracającej się kuli. Przy odpowiednim nachyleniu piszczeli i obrocie na     wałkach o ostrych zarysowaniach następuje z jednej strony wydłużanie cylindra, a z drugiej rysowanie powierzchni szkła. Otrzymany w ten sposób cylinder ma długość 1,3–1,4 m).

Proces prostowania cylindrów na tafle szklane rozpoczyna się od przecięcia cylindra wzdłuż. W tym celu walcarz przenosi przestudzony cylinder na inny stojak i tam wspólnie z dmuchaczem dokonuje jego przecięcia. Proces ten wykonać można dwoma sposobami:

• pierwszy polega na nacięciu diamentem cylindra i poprzez stuknięcie w miejscu nacięcia spowodowanie jego pęknięcia,
• drugi polega na wytworzeniu przy pomocy gorących metalowych prętów naprężeń w miejscu styku pręta z cylindrem, co doprowadza do wzdłużnego jego pęknięcia.

Rozcięty wzdłuż cylinder przekazywany jest innej ekipie hutniczej celem rozprostowania go na taflę szklaną. Do prostowania cylindrów przeznaczony jest specjalny piec, gdzie najpierw zimny cylinder podgrzewany jest stopniowo w specjalnym tunelu do temperatury około 450 – 470°C. Następnie cylinder przenoszony jest przez prostowacza na płytę szamotową do części pieca, gdzie temperatura wnętrza waha się od 650 – 750°C. Duża rozbieżność w temperaturach prostowania wynika z tego jaki kolor szkła się prostuje i jakie jest nasycenie barwy. Cylinder pozostaje tam do czasu uzyskania plastyczności. Wtedy prostowacz rozkłada cylinder na zewnątrz dbając o to, aby żadna część nie zawinęła się do środka i nie zetknęła się z inną częścią cylindra. Gdy cylinder jest już rozłożony wtedy prostowacz przy pomocy klocka drewnianego wyrównuje taflę szklaną przyciskając ją do płyty szamotowej. Rozprostowany na taflę cylinder poddawany jest w innej części pieca procesowi częściowego przestudzenia do takiej temperatury, aby tafla szklana mogła być przesunięta do kanału odprężania i studzenia. W kanale tym następuje najpierw wyrównanie temperatur w całej masie tafli szklanej, a następnie powolne i równomierne jej studzenie, aż do temperatury około 50°C. Na końcu kanału tafla szklana odbierana jest ręcznie i przenoszona na stojaki.

Opisane elementy technologii produkcji szkła witrażowego dotyczą najbardziej cenionego na rynku szkła dmuchanego. Etapy jego produkcji wzorowane są na średniowiecznych metodach wytwarzania, dzięki czemu szkło to spełnia wysokie oczekiwania klientów. W szczególności szkło witrażowe, które ma             przypominać antyczny wyrób:

• powinno być produkowane metodą ręczną po to, aby imitowało wyrób jaki był wytwarzany przed setkami lat,
• musi mieć różną grubość ( przeważnie 2,5 – 5,0 mm ) po to, aby w razie potrzeby widoczne były różnice w intensywności barwy w poszczególnych elementach kompozycji szklanej,
• tafla szklana musi mieć nierówności powierzchni w formie wgnieceń liniowych ułożonych przypadkowo po to, aby w witrażu powodowały dodatkowe efekty świetlne ( chodzi tu o rozproszenie światła, czyli tzw. grę świateł ),
• powinno zawierać w swojej masie znaczną ilość pęcherzyków gazowych, które powodują również dodatkowe rozproszenie światła przechodzącego przez szkło a przede wszystkim wspaniale imitują szkła średniowieczne, czyli takie gdy do topienia masy szklanej używano jako paliwa technologicznego drewna lub węgla, a temperatury w piecu nie pozwalały na uzyskanie masy wolnej od tych pęcherzyków.

Wszystkie te cechy posiada polskie szkło witrażowe. Ponadto, jak twierdzi wielu wykonawców witraży, dobrze się kroi i ma bogatą kolorystykę. Wprowadzone w 1993 roku udoskonalenia w procesie produkcji spowodowały wzrost ilość pęcherzyków w masie szklanej oraz liniowych wgnieceń na powierzchni tafli. Dzięki temu krajowe szkło witrażowe może śmiało konkurować ze tego typu szkłem produkcji zagranicznej.

Artykuł powstał dzięki życzliwości i pomocy Huty Szkła w Jaśle

Karol Stankowski

Przedsiębiorstwa na całym świecie korzystają od ponad 40 lat z możliwości, jakie stwarza technologia przecinania strumieniem wody. Elastyczność i niezawodność procesu pozwalają na zastosowanie go przy produkcji wielkich serii, jak również krótkich serii i w rozwiązaniach kompleksowych.

Cięcie strumieniem wody jest ekonomiczną technologią cięcia, pozwalającą na przecinanie wszystkich materiałów. Mnogość zastosowań powoduje, że cięcia na zimno jest techniką szczególnie interesującą.

Głównymi elementami urządzeń do cięcia tą metodą są: pompy wysokociśnieniowe, głowice tnące oraz systemy abrazyjne.

Pompy wysokociśnieniowe są bardzo zaawansowanymi technologicznie, wysokowydajnymi produktami. Wyróżniają się wysokim stopniem niezawodności, ekonomicznością, łatwością użytkowania. Dostępne na rynku pompy wytwarzają strumień wody o ciśnieniu od 3.800 do 6.200 bar (ciśnienie 1 bar = 1 kG/cm²).

Głowice tnące do cięcia strumieniem wody muszą zapewniać maksymalną efektywność i ekonomiczność. Dostępnych jest wiele modeli głowic tnących do cięcia czystą wodą i abrazyjnego.

Cięcie czystą wodą stosowane jest przede wszystkim w przypadku miękkich materiałów. Tekstylia, elastomery, skóra, pianki, włókna, tworzywa sztuczne, artykuły spożywcze lub papier są cięte czystą wodą pod ciśnieniem o wysokości do 4.136 barów. Wydobywająca się, skierowana przez dyszę diamentową lub szafirową na cięty materiał woda osiąga przy tym prędkości rzędu ok. 800 do 1000 m/s. W ten sposób osiągane są bardzo wysokie prędkości cięcia.

W przypadku technologii abrazyjnej do strumienia wody jest dodawany w komorze mieszania drobno-ziarnisty materiał ścierny. Zestaw złożony z wody,     powietrza i ścierniwa jest mieszany i łączony w dyszy fokusującej w przenoszący niezwykle duże ilości energii strumień a następnie przyspieszany. W ten sposób   powstaje strumień tnący o jednorodnej efektywności, który przecina materiały o dużej grubości i odmiennej konsystencji, tj. metale, ceramikę, skały lub szkło pancerne.

Cięcie strumieniem wody jest technologią odpowiednią do cięcia szkła. Za pomocą strumienia wody można nadawać szkłu kontury i profile, które są niemożliwe bądź bardzo trudne do uzyskania przy użyciu innych technologii cięcia. Ponieważ ze względu na swoje właściwości szkło łatwo odpryskuje konieczne jest wykonywanie w materiale otworów pod wyłomy, używając na początku niskiego ciśnienia rzędu 500-800 bar. Po przebiciu materiału zwiększa się ciśnienie w celu uzyskania ekonomicznej prędkości cięcia. W przypadku wykonywania otworów w materiałach kruchych takich, jak szkło lub ceramika, w celu uniknięcia uszkodzeń materiału konieczne jest płynne zwiększanie lub redukcja ciśnienia cięcia przez proporcjonalną regulację ciśnienia pompy wysokociśnieniowej. Zamiast piasku kwarcowego można zastosować w charakterze ścierniwa oliwin. Oliwin jest bardziej miękki od piasku kwarcowego. Wydajność cięcia jest nieco mniejsza, za to szkło nie odpryskuje tak łatwo i powierzchnia krawędzi cięcia jest ładnie polerowana na gładko.

Do najważniejszych zalet przecinania strumieniem wody należą:

• Możliwość wykonania kompleksowych, skomplikowanych profili, których wykonanie jest niemal niemożliwe przy użyciu innych metod
• Kruchy, delikatny materiał, jakim jest szkło nie odpryskuje przy prawidłowej obróbce
• Zastosowanie w wielu rodzajach szkła
• Możliwość cięcia materiałów o grubości do 20 cm
• Możliwe jest cięcie cienkiego i grubego szkła bez wymiany narzędzi
• Brak konieczności późniejszej obróbki krawędzi cięcia lub bardzo niewielka obróbka
• Optymalne wykorzystanie materiału, wąska szczelina cięcia
• Efektywna metoda wykonywania otworów w szkle
• Nie jest konieczne późniejsze ostrzenie narzędzia

 Opracowanie powstało dzięki uprzejmości firmy KMT Waterjet

Jan Sas

W tej części opisu programu Glass Eye 2000 przedstawię praktyczne zastosowanie tego narzędzia. Zrobimy projekt witraża w oparciu o grafikę jako wzór..

Glass Eye 2000 posiada wiele prostych funkcji, które znajdują praktyczne zastosowanie.

Pierwszym etapem jest rozpoczęcie pracy z nowym projektem (File -> New)

Następnie wprowadzamy grafikę w formacie jpg (File -> Add Background…) wybierając ją z właściwej lokalizacji.

Kolejną czynnością jest ustalenie parametrów grafiki, czyli jej rozmiarów (Image size) oraz położenia lewego dolnego rogu (Position…)

W rezultacie wybrana grafika stanie się tłem dla projektu witraża.

Na tak przygotowanym tle narysujemy projekt witraża. Nim jednak rozpoczniemy, warto ustalić domyślne właściwości linii.

Szerokość oraz barwę ustalamy w opcji

Modify -> Default Line Properties…

Proponuję, aby rozpocząć pracę korzystając z czterech dostępnych opcji:

• Rysowanie linii
• Włącz/wyłącz szerokość linii
• Pokaż punktu na linii
• Pokaż/ukryj tło

Praca nie jest skomplikowana. Wybieramy przycisk   rysowania linii a następnie przy pomocy myszki kursorem klikamy kolejne punkty planowanego konturu.

Jeżeli chcemy zakończyć rysowanie linii klikamy podwójnie. Wówczas linia zostanie zapamiętana.

Po zakończeniu projekt wygląda następująco

Po zakończeniu rysowania projekt wygląda tak jak wyżej.

Jeżeli zastosujemy przełącznik szerokości linii projekt będzie wyglądał następująco.

Taka forma przydaje się najczęściej wówczas kiedy   zamierzamy łączyć linie i punkty linii. W tym celu należy je włączyć.

Ostatni z przełączników pozwala na ukrycie tła.

Aby pracę nad projektem można było uznać za zakończoną, to pozostało wypełnić powstałe z linii pola właściwymi kolorami lub wzorami szkieł.

W tym zakresie możliwości programu są bardzo duże, gdyż dostępna jest olbrzymia biblioteka wzorów szkła witrażowego produkowanego przez największych       producentów na świecie.

Aby możliwe było wypełnienie pól, to muszą one być ograniczone krzywymi i nie może być żadnych przerw, tak jak na poniższej ilustracji.

Jeżeli takie przerwy występują, to należy połączyć dwa najbliższe punkty przy pomocy znacznika

Aby punkty mogły się łączyć przy zbliżeniu, należy koniecznie włączyć opcję

Wypełnienie elementów projektu jest możliwe po wybraniu właściwego koloru z palety barw dostępnej po lewej stronie.

Najeżdżając kursorem na kolor a następnie na pole projektu i klikając zapełnimy kontur.

Zależnie od dobranych barw efektem końcowym może być projekt dokładnie zbieżny z pierwowzorem.

Zaprezentowane w dzisiejszym artykule rozwiązanie nie nosi znamion twórczości, jednak z pewnością będzie stanowił doskonałe narzędzie dla początkujących witrażystów. Z pewnością spotka się z zainteresowaniem wśród zawodowców, gdyż zdecydowanie ułatwia proces twórczy uwalniając od żmudnej pracy podkolorowań, wypełnień i wprowadzania elementów powtarzalnych.

Karol Stankowski

Do wyrobu witraży wykorzystywane jest szkło, które ma w sobie ukryte barwy, refleksy, smugi. Dlatego najlepszym miejscem do ich eksponowania są okna. Po oświetleniu promieniami słońca lub co najmniej światła dziennego prezentują się w całej krasie.

Niestety w naszych mieszkaniach nie dysponujemy odpowiednimi powierzchniami okien, które moglibyśmy wykorzystać do ekspozycji wielu prac. Poza tym w tradycji stylizacji wnętrz szeroko wykorzystywane są zasłony i firanki, co wręcz uniemożliwia prezentację witraży w takich miejscach.

Naturalnym zatem wydaje się zawieszenie szklanego dzieła na ścianie. Aby zapewnić mu właściwą oprawę warto dodatkowo rozważyć umieszczenie go w ładnej ramie. Takiej samej, w jaką wkłada się obrazy.

Witraż w ramie od razu prezentuje się dużo lepiej, gdyż ukrywamy, często niezbyt równe boki.

Asortyment w tym zakresie jest olbrzymi, począwszy od prostych, aż po wykwintne, bogato zdobione.

Zastosowanie oprawy witraża pozwala na umieszczenie w jej wnętrzu oświetlenia. Dzięki temu, wyeksponujemy wszystkie walory pracy.

Witraże Tiffany mają najczęściej grubość do 5mm. Rama powinna zachować estetyczność w proporcjach, czyli nie może być zbyt gruba. Z dostępnej, szerokiej gamy źródeł oświetlenia, praktycznie jedyną rozsądną formą jaką powinniśmy zastosować jest oświetlenie LED.

Na rynku dostępne są źródła światła LED w różnych formach.

W sklepach elektrycznych dostępne są powszechnie listwy LED. Zaletą tego rozwiązania jest kompletność zestawu i gotowość do montażu. Niestety obok zalet, wadami jest wysoka cena oraz z góry określone długości. Dlatego wydaje się, że najrozsądniejszym wyborem jest zastosowanie taśmy LED. Są one dostępne w różnych kolorach, spośród których naszym zainteresowaniem powinna się spotkać barwa biała.

Z pewnością w nietypowych sytuacjach właściwym będzie użycie koloru czerwonego, zielonego, niebieskiego lub żółtego. Taśmy o białej barwie występują         w dwóch odcieniach: zimnym (niebieskim) oraz ciepłym (żółtym). Taśma LED sprzedawana jest najczęściej w rolkach o długości 5mb.

Taśma zbudowana jest z modułów i można ją przeciąć w dowolnym miejscu, na styku modułów.

Ta cecha pozwala na swobodne dopasowanie długości. Dodatkową zaletą jest możliwość wyginania taśmy, co umożliwia umieszczenie jej w różnych kształtach. Jeżeli dysponujemy kilkoma oddzielnymi modułami, to można je łączyć. Robimy to przy użyciu lutownicy. Wiem, że artykuł czytają osoby, które na co dzień lutują witraże Tiffany. Ważną informacją będzie ta, że do łączenia modułów stosujemy cynę dla elektroników z kalafonią. Oczywiście należy pamiętać, aby łączyć + z + oraz – z – (plus z plusem a minus z minusem).

Taśmy LED są z reguły zasilane napięciem stałym o wartości 12V. Zdecydowanie polecam stosowanie zasilaczy przeznaczonych do oświetlenia LED, co     zagwarantuje ich prawidłową pracę oraz długo-wieczność.

Taśma LED jest najczęściej wyposażona w warstwę klejącą. Dzięki temu po usunięciu paska ochronnego od razu nadaje się do naklejenia jej na wyczyszczoną,     odtłuszczoną i suchą powierzchnię ramy.

Niestety w miarę upływu czasu zdarza się, że warstwa klejąca wysycha i wówczas taśma odklei się. Dlatego wskazane jest dodatkowe umocowanie taśmy LED.

Do mocowania witraża w ramie używam kleju termicznego, który wygodnie można aplikować za pomocą pistoletu. Tego samego kleju używam do dodatkowego mocowania taśmy LED.

Nadaje się on również doskonale do umocowania kostki elektrycznej. W sklepach elektrycznych kostki dostępne są w postaci tzw. złączek łączeniowych LZ, z których można wycinać tyle elementów ile jest nam potrzebnych do montażu instalacji elektrycznej.

Istotny jest dobór zasilacza. Standardowe taśmy LED w dwóch wariantach: 150 diod na mb lub 300 diod na mb. Pierwsze mają pobór mocy 2,4 W/m a drugie 4,8 W/m.

Obliczenie mocy niezbędnej do zasilenia ramki jest zatem bardzo proste. Rama o wymiarach 30×40 cm ma w obwodzie 2×0,3 + 2×0,4 = 1,4 m. Potrzebny będzie zatem zasilacz o mocy wyjściowej 3,5 W lub 7 W, zależnie od zastosowanej taśmy LED. Ważną informacją dla osób niewtajemniczonych jest to, że moc       wyjściowa zasilacza może być większa. Jeżeli natomiast zastosujemy zasilacz o mniejszych parametrach, to diody LED będą świeciły słabiej.

W niektórych przypadkach stosowanie mocniejszego oświetlenia nie jest zasadne, bo witraż lepiej będzie wyeksponowany delikatnym światłem.

Odrębnym zagadnieniem jest kierunek, w którym skierujemy główny strumień światła. Diody LED mają szeroki kąt światła od 90^o do 120^o.

Taśmę LED można umieścić w ramie na dwa sposoby.

Pierwszy – A – jest oszczędny i rama jest delikatna a dominującą częścią jest witraż. Przy takim układzie oświetlenia przede wszystkim zwrócić uwagę na rodzaj użytego szkła do witraża. Jeżeli zastosowano szkło przezierne przy krawędziach pracy, to będzie przez nie widać świecące diody. Nie wygląda to dobrze. Należy     w takich przypadkach zastosować warstwę rozpraszającą światło. Można zastosować białą folię PCV lub papier. Ja używam w takich sytuacjach gęstej włókniny, która jest dostępna w sklepach ogrodniczych.

Drugi wariant B można zastosować tylko w przypadku szerokich ram. Jak światło jest skierowane do tyłu. Jest to bardzo dobre rozwiązanie, gdyż światło odbite od ściany rozjaśni równomiernie powierzchnię pracy. Ograniczeniem może być ciemny kolor ściany.

Zarówno w pierwszym jak i drugim przypadku inny problem pojawi się przy witrażach o dużych powierzchniach. Przy rozmiarze 70x100cm zaproponowane     metody nie będą do końca satysfakcjonujące, gdyż środkowa partia pracy nie będzie wystarczająco doświetlona.

Testowałem różne rozwiązania. Można oczywiście zastosować podświetlenie na całej powierzchni jednak koszty takiego rozwiązania są bardzo wysokie.       Ostatecznie przekonałem się, że wykorzystanie wariantu B oraz zwiększenie grubości ramy do, co najmniej 5 cm daje satysfakcjonujące rezultaty. Przy tak dużych rozmiarach witraża grubość 5 cm i więcej nie stwarza dysproporcji. Wykorzystując ramy o bogatym wzornictwie można pokusić się na jeszcze większą grubość. Dzięki temu rozwiązaniu światło będzie bardziej równomiernie rozproszone na tak dużej powierzchni.

Powyżej prezentuję drogę jaką biegnie światło przy zastosowaniu C „płytkiej” i D „grubej” ramy.

Tak wygląda witraż umieszczony w drewnianej ramie. Witraż jest wykonany ze szkła przeziernego, dlatego bezpośrednio pod nim umieściłem warstwę grubszej włókniny.

Ten sam witraż, po włączeniu światła prezentuje się zupełnie inaczej.

Instalowanie oświetlenia wymaga doprowadzenia do niego przewodów zasilających. Na jasnej powierzchni ściany nie wygląda to najlepiej. Oczywiście doskonałym rozwiązaniem byłoby ukrycie przewodów bezpośrednio pod tynkiem. Nie zawsze jednak jest to możliwe.

Oświetlenie wymaga zasilania napięciem 12V, czyli tzw. Niskiego. Niezbędna moc jest niewielka. Dlatego można użyć subtelnych przewodów o małych przekrojach. Stosując kolory przewodów zbliżone do barwy podłoża będą one niemal niewidoczne.

Można także rozważyć montaż witraży poprzez podwieszenie ich na stalowych linkach, które jednocześnie będą przewodami zasilającymi.

W tej wersji możemy zawiesić od razu więcej niż jeden witraż.

Przy okazji proszę zauważyć jaka jest różnica w równomierności oświetlenia. Prace pierwsza oraz czwarta , do których miałem dostęp w pracowni 12U są wykonane ze szkła przeziernego. W tym celu umieszczono rozpraszający podkład z włókniny. Uzyskano dzięki temu efekt równomiernego oświetlenia.

Prace druga i trzecia wykonane są z nieprzeziernego szkła, ale równomiernie mleczne szkło niestety wskazuje na usytuowanie źródeł światła.

Jeżeli pomysł umieszczenia witraży w ramach okaże się interesujący, to od razu podpowiadam, że najlepszym rozwiązaniem jest poprowadzenie stalowych linek bezpośrednio przez ramki. Należy przewiercić odpowiednie otwory na linki.

Zenon Kozak

Procesy topienia i stapiania szkła są odrębnym zagadnieniem, któremu poświęciliśmy artykuł w poprzednim numerze „Barw Szkła”.

Szkło, z uwagi na swoją bezkrystaliczną postać, jest wyjątkowym materiałem i niezwykle ważnym etapem jest studzenie a właściwie odprężanie.

Podczas wytwarzania wyrobów powstaje wiele naprężeń, które w przypadku stapiania wielowarstwowych elementów, z różnych gatunków szkła są duże.

Naprężenia są siłami ściskającymi lub rozciągającymi, które działają na uformowany produkt. Odprężanie jest procesem ich zmniejszania poniżej nieprzekraczalnego maksimum.

Powodów powstawania naprężeń w szkle może być wiele.

Przy stapianiu elementów w fusingu, będą to różnice współczynnika rozszerzalności cieplnej.

Planując krzywą wypału możliwe jest zbyt szybkie chłodzenie.

Zależnie od stosowanego pieca oraz wielkości wyrobu występują nierównomierności w stygnięciu.

Należy również pamiętać o potencjalnych wadach surowca, czyli np. warstwach dyfuzyjnych, niejednorodnościach chemicznych.

Naprężenia w szkle mogą powstać jedynie w ściśle określonym zakresie lepkości szkła, gdy cząsteczki szkła są odpowiednio ruchliwe.

Wyróżniamy dwa rodzaje naprężeń: przemijające i trwałe.

Pierwsze z nich wywołane są działaniem sił zewnętrznych lub obecnością różnic temperatury. Zanikają one po ustaniu siły, względnie po wyrównaniu się           temperatury.

Drugie, spowodowane są szybkim, nierównomiernym chłodzeniem. Są to naprężenia termiczne i występują w szkle przy nieobecności sił zewnętrznych i różnicy temperatur. Naprężenia mogą być usunięte tylko w procesie odprężania. Naprężenia trwałe, wywołane niejednorodnością chemiczną szkła lub różnicą współczynników rozszerzalności cieplnej nie mogą być często usunięte nawet w procesie odprężania.

Parametry odprężania są indywidualne dla każdego rodzaju szkła. Zależą one od wartości lepkości, poniżej lub powyżej których naprężenia trwałe nie mogą powstawać w szkle. Graniczne temperatury odpowiadające maksymalnej lub minimalnej lepkości szkła, przy których powstawanie względnie usuwanie trwałych   naprężeń jeszcze jest praktycznie możliwe nazywamy górną i dolną temperaturą odprężania.

Na proces odprężania składają się cztery etapy:

1. Osiągnięcie optymalnej temperatury odprężania,
2. Usuwanie naprężeń w optymalnej temperaturze odprężania,
3. Powolne studzenie do dolnej temperatury odprężania,
4. Szybkie, bezpieczne studzenie do temperatury pokojowej.

Etap 1 – ogrzewanie lub studzenie ma na celu doprowadzenie wyrobów szklanych do optymalnej temperatury odprężania. Jest to wartość, przy której łączny czas dwóch następnych etapów, jest najkrótszy. Czas trwania tego etapu zależy od temperatury wyrobów bezpośrednio przed odprężeniem oraz od grubości stapianego składu.Dla wyrobów nie przekraczających 5 mm czas ten powinien wynosić co najmniej 15 minut.

Etap 2 – usuwanie naprężeń ma na celu przetrzymywanie wyrobów odpowiednio długo w optymalnej temperaturze odprężania. W większości przypadków optymalną temperaturą odprężania jest górna temperatura odprężania, przy której czas usuwania naprężeń trwa od 15 do 30 minut. Podobnie jak w etapie 1 należy uwzględnić grubość stapianego składu i odpowiednio wydłużyć czas. W przypadku typowych szkieł wykorzystywanych w fusingu optymalną temperaturą odprężania jest 450^oC ±30^oC. Bliższe informacje można uzyskać u producenta lub drogą prób.

Etap 3 – powolne studzenie jest długim etapem osiągnięcia dolnej temperatury odprężania. W zakresie tym, wskutek zbyt szybkiego studzenia szkła mogą powstawać ponownie naprężenia trwałe. Najpowszechniejszą metodą jest studzenie ze stałą szybkością. Interesujące zjawisko występuje przy studzeniu ze stopniowym wzrostem (nieliniowo) szybkości studzenia. To wzrost lepkości wraz ze spadkiem temperatury. Ta metoda jest skuteczniejsza, jednak z uwagi na praktyczne trudności jest on mniej rozpowszechniony. W większości przypadków czas tego etapu trwa od 30 do 60 minut. Podobnie jak w etapie 1 należy uwzględnić grubość stapianego składu i odpowiednio wydłużyć czas. W przypadku typowych szkieł wykorzystywanych w fusingu optymalną dolną temperaturą odprężania jest 380^oC ±30^oC. Bliższe informacje można uzyskać u producenta lub drogą prób.

Etap 4 – szybkie studzenie – ma na celu ostudzenie szkła do temperatury otoczenia. Prędkość studzenia nie ma istotnego znaczenia o ile zachowamy podstawowe zasady technologii z uwzględnieniem mechanicznej wytrzymałości. Przyjmijmy, że nie powinien to być czas krótszy od 30 minut.

W procesach przemysłowych odprężanie przebiega w specjalnych tunelowych odprężarkach. W niewielkich pracowniach odprężanie powinno być zaprogramowanym elementem procesu wypału stapianego składu.

Jan Sas

Program Glass Eye 2000 jest narzędziem, które nie wyręczy w procesie projektowania. Jednak znacznie proces ten uprości, gdyż całość prac projektowych można wykonać przy pomocy komputera. O wiele łatwiej będzie wprowadzać poprawki lub większe zmiany w projekcie. No i na koniec to, co najważniejsze, każdy etap pracy projektowej można zapisywać w kolejnych plikach, co zapewni możliwość powrotu do pierwotnych koncepcji.

Projektowanie witraża jest zadaniem twórczym, którego efektem ma być utrwalona koncepcja, ale również a może nawet przede wszystkim utworzenie fizycznego kartonu, według którego będzie możliwa realizacja dzieła.

Z tego powodu już na tym etapie należy podjąć decyzję o rozmiarze pracy.

Rozpoczynając pracę z nowym projektem wybierając opcję File -> New

Otrzymujemy do pracy pole o rozmiarze mniej więcej 100 na 200 cm.

Kiedy zaczynamy rysować to program śledzi maksymalny rozmiar prostokąta obejmującego naszą pracę. Po wybraniu opcji Modify -> Resize All możemy poznać tę wielkość i ewentualnie ją modyfikować.

Element ten jest bardzo istotny, gdyż w końcowej fazie przystąpimy do wydruku kartonu i z pewnością naszym pragnieniem będzie, aby wielkość projektu została przeniesiona zgodnie z naszym założeniem.

W tym momencie należy rozwiać wątpliwość – co będzie, gdy rozmiar projektu będzie większy od maksymalnej wielkości papieru w dostępnej drukarce?

Program Glass Eye 2000 panuje nad tym doskonale. Dzieli on projekt na fragmenty zgodne z wykorzystywaną drukarką.

W zakładce File -> Page Setup ustalamy rozmiar wykorzystywanego papieru do wydruku.

Rozpocznijmy zatem pracę i otwórzmy gotowy, przykładowy projekt. Razem z programem otrzymamy bibliotekę przykładowych projektów. Aby otworzyć jeden z nich należy wybrać opcję File -> Open

Wybrać z określonego katalogu grafikę (Gdyby nie było widocznej miniaturki, to proszę nacisnąć opcję Enable preview) i wybrać Open.

Na ekranie, na pulpicie roboczym pojawi się wybrany projekt.

Ważnymi przyciskami na tym etapie są dwa: węzły oraz wypełnienie

Po zaznaczeniu obu z projektu znikają wielobarwne wypełnienia oraz pojawiają się węzły łączące poszczególne linie. Od tego momentu projekt jest prezentowany w wygodnym trybie edycyjnym, w którym bardzo łatwo prowadzić prace projektowe.