Формование стекла — это процесс превращения расплавленного стекломассы в готовое изделие заданной формы. Существует множество видов и форм стеклянных изделий, а также разнообразие методов их формования. В основе всех этих процессов лежит постепенное увеличение вязкости стекломассы по мере снижения температуры до тех пор, пока она не превратится в хрупкое стекло.
 
Способы формования стекла (прессование, выдувание, волочение, прокатка, литьё, флоат-метод)
 
Прессование — один из наиболее ранних методов формования, который особенно подходит для изготовления стеклянных изделий простой формы и значительной толщины либо полых изделий с толстыми стенками.
 
Способ: в первую очередь заливаем стекломассу 1, изъятую из печи плавления, в форму 2, затем устанавливаем на форму кольцо формы 3 и начинаем опускать сердечник формы 4, чтобы стекломасса равномерно распределилась во все стороны и полностью заполнила всю внутреннюю полость. После прессования готового изделия 5 верхняя плита 6 поднимается вверх, и изделие легко извлекается из формы.
 
Прежде всего изготавливают полые стеклянные изделия, такие как бытовая посуда, бутылки и банки, электрические лампочки, а также множество других готовых изделий.
 
Формование методом выдувания включает ручное выдувание и механизированное выдувание. Ручное выдувание сегодня практически не применяется, поскольку оно характеризуется низкой производительностью и высокой трудоёмкостью; его используют лишь при изготовлении некоторых художественных изделий и отдельных крупногабаритных товаров. В настоящее время преобладает механизированное выдувание с использованием различных автоматизированных установок.
 
Прежде всего применяются механические методы выдувания: прессово-выдувной, выдувно-выдувной, ротационно-выдувной и ленточный метод выдувания.
 
Метод прессования-выдувания
 
После впрыска материала в полость формы, образованную выходной матрицей и первичной матрицей, пуансон опускается вниз, одновременно формируя наружный обод готового изделия в выходной матрице и коническую воздушную подушку в первичной матрице. Поскольку внутренняя полость выходной матрицы полностью соответствует форме наружного обода готового изделия, его форма в этот момент уже начинает фиксироваться. После подъёма штампа выходная матрица вместе с конической воздушной подушкой перемещается в формующую матрицу. Через надеваемый сверху на выходную матрицу нагнетательный колпак сжатый воздух подаётся через горловину бутылки в полость формы, и коническая воздушная подушка раздувается до получения готового изделия. После раскрытия выходной матрицы готовое изделие можно извлечь. Этот метод прессово-выдувного формования особенно подходит для производства бутылок с широким горлом (например, баночных и молочных бутылок).
 
1. Метод «дуть-дуть»
 
Характерной особенностью формования является переворачивание первичной формы вверх дном, чтобы капля стекломассы падала в полость формы, расположенную в тонком удлинённом горле. Процесс формования условно делится на пять этапов: загрузка (капля стекломассы попадает в полость формы); прокачка воздухом (сжатый воздух под давлением направляется сверху вниз, уплотняя каплю стекломассы и формируя её горловину); обратная продувка воздухом (сжатый воздух под давлением направляется снизу вверх, раздувая уплотнённую каплю и образуя пузырь); переворачивание первичной формы (переворачивание пузыря и его перемещение в формующую форму); прямая продувка воздухом (сжатый воздух под давлением направляется сверху вниз, раздувая конический пузырь до требуемой формы). Этот метод целесообразно применять для изготовления бутылок с узкой горловиной и мытой поверхностью (например, пивных и газированных бутылок).
 
Применяется для изготовления стеклянных труб, стержней, волокон, а также оконных и плоских листов и т. п.
 
Литьё под давлением: заключается в заливке расплавленного стекла в форму, после отжига, охлаждения и механической обработки получается готовое изделие. В основном применяется для изготовления оптических стеклянных пластин, художественных скульптур и т. п.
 
К видам стекла, формируемого методом прокатки, относятся: рифлёное стекло (односторонне рифлёное стекло толщиной 2–12 мм), армированное стекло (толщина — 6–8 мм), волнистое стекло (различают крупноволновое и мелковолновое; толщина — около 7 мм) и канавочное стекло (выпускается в двух вариантах — без армирования и с армированием; толщина — 7 мм).
 
Стекломассу можно разливать на металлическую платформу и раскатывать при помощи прижимного валика до получения листа; также её можно непрерывно подавать в зазор между двумя вальцами, где она прокатывается и формируется в плоский лист. Если на поверхность вальцов нанести рельефный узор, получится рельефный стеклянный лист; если же между вальцами ввести металлическую проволоку, образуется армированное стекло.
 
Принцип формования флоат-стекла: расплавленное стекло в состоянии высокотемпературного плавления помещается на поверхность более тяжёлого металлического расплава; под действием поверхностного натяжения стекло приобретает глянцевую и ровную поверхность, которая сохраняется в процессе последующего охлаждения и затвердевания, что позволяет получать листовое стекло с поверхностью, близкой к полированной.
 
Схема холодного проката с уменьшением толщины
 
Процесс формования флоат-стекла: прежде всего стекломасса поступает через широкий канал с порогом в оловянный ванну; в этот момент температура стекломассы составляет 1100 °C, после чего она переходит в зону разравнивания и полировки, где температура снижается до 1050–900 °C, а вязкость стекломассы — до 102,7–103,2 Па·с. Стекломасса, непрерывно и равномерно поступающая в оловянную ванну, плавает на поверхности оловянного расплава, разравнивается и подвергается полировке; продолжительность процесса разравнивания и полировки составляет 2 минуты. Затем стекломасса попадает в зону медленного охлаждения, где температура снижается с 900 до 850 °C, а её вязкость возрастает с 103,2 до 104,25 Па·с; одновременно с этим применяется устройство для растяжки кромки, обеспечивающее высокоскоростное утончение стекла: температура понижается с 850 до 700 °C, при этом вязкость стекломассы достигает 104,25–105,75 Па·с. При такой вязкости поверхностное натяжение уже не оказывает существенного влияния на увеличение толщины стекла; под действием растягивающей силы стекло легко растягивается и утончается, причём его толщина и ширина практически уменьшаются пропорционально; в этой зоне образуется участок сжатия и перехода, называемый зоной деформации. Когда температура снижается с 700 до 650–600 °C, вязкость стекломассы возрастает до 105,75–1010 Па·с; вследствие быстрого увеличения вязкости стекломасса может быть вытянута из оловянной ванны и направлена в печь отжига, сохраняя первоначальную форму.
 
Выбор плавильной и полировочной среды для стекломассы должен отвечать следующим условиям:
 
(1) При температуре 1050°C плотность превышает плотность стекла;
 
(2) Температура плавления металла должна быть ниже 600 °C, температура кипения — выше 1050 °C; при этом парциальное давление на уровне около 1000 °C следует сделать по возможности минимальным, чтобы предотвратить испарение металла.
 
(3) При температуре около 1000 градусов не вступает в химическую реакцию со стеклом.
 
Физические свойства оловянного расплава
　　Основным назначением плавающей расплавной среды в процессе формования стекла является поддержание и полировка стеклянного листа; среди различных металлов и сплавов наиболее подходящей для условий формования по технологии флоат-метода является расплав олова.
 
ООО «Тяньюй Гласс» города Синьцзи провинции Хэбэй рада приветствовать как новых, так и постоянных клиентов для обсуждения деловых вопросов. Телефон: 0311-83222253