Формованием стекла называется процесс превращения стекломассы в стеклянные изделия различного назначения. При формовании стекла тесно переплетаются друг с другом явления теплопроводности, излучения, иногда и конвекции и течения стекломассы. Вязкость последней изменяется в чрезвычайно широких пределах. Точной теории, описывающей весь комплекс явлений, сопровождающих процесс формования стекла до сих пор не существует. В тоже время потребность стекольного производства в теории и точном расчете процесса формования совершенно очевидна .
Одной из характерных особенностей стекол является их способность к постепенному твердению. Основное свойство, определяющее этот процесс – вязкость. В производственных условиях превращение расплавленной стекломассы в готовое изделие характеризуется непрерывным нарастанием вязкости. Общий ход этого процесса во времени обусловлен двумя наиболее характерными и важными его стадиями: формообразованием и фиксацией формы.
Как уже было сказано ранее, существуют следующие способы формования стеклотары: выдувание, прессование и прессовыдувание.
Выдувание – для производства обширного ассортимента стеклотары.
Прессование – для изготовления сплошных (массивных) или полых изделий из сортового, тарного и других видов стекол.
Прессовыдувание – для производства широкогорлых толстостенных полых изделий: пищевой, медицинской, парфюмерной, химической и других видов тары.
Формующая машина при любом способе формования предназначена для изменения формы заготовки с помощью пригодного для этого инструмента и отвода тепла от стекломассы.
Прессование – деформирование порции стекломассы в форме под давлением. Это наиболее простой одностадийный метод формования штучных стеклянных изделий с полным оформлением последних формующим инструментом. Так как формование прессованием за один прием дает законченное изделие, причем в одной форме, эта единственная форма является сразу чистовой и окончательной.
Существуют два вида данной операции: прямое прессование и косвенное прессование.
Косвенное прессование используется при выработке сплошных, бесполостных массивных стеклоизделий (стеклянных пробок), а прямое – при производстве изделий с развитой внутренней полостью (сортовая посуда) .
Для производства прессованных стеклоизделий применяют ручное, полуавтоматическое и автоматическое оборудование.
Типичные детали формового комплекта: форма (матрица), предназначенная для формования наружных очертаний изделий; керн (пуансон), предназначенный для формования внутренних очертаний изделий, а также передачи на стекломассу прессующего усилия от соответствующего органа стеклоформующей машины; прессовое кольцо, замыкающее камеру формования на участке между формой и керном и формующее верхний край изделия .
Выдувание – широко распространенный способ изготовления полых изделий разнообразных форм и назначений. При свободном выдувании стекломасса легко раздувается в виде сферического пузыря. Если стекломасса раздувается внутри замкнутой формы, то раздуваемый пузырь приобретает очертания внутренней формы. В этом и состоит выработка стеклоизделий путем выдувания. Данным способом получают тонкостенные изделия, которые невозможно получить путем прессования.
Существуют ручной и механизированный способы выдувания.
Ручной способ выдувания осуществляется с помощью стеклодувной трубки и состоит из следующих операций:
набор стекломассы на конец трубки-самодувки, предварительно нагретой до температуры прилипания;
закатка набранной порции стекломассы на металлической плите или других специальных приспособлениях и выдувание «баночки»;
набор на «баночку» необходимого для выработки изделия количества стекломассы и раздувания так называемой «пульки», приближающейся по конфигурации к окончательному виду изделия;
окончательное выдувание изделия до заданной конфигурации и заданных размеров (рис. 2. 1).
Механизированный способ производства стеклотары заключается в изготовлении изделий посредством их выдувания сжатым воздухом с помощью стеклоформующих машин (рис. 2. 2).
Различают также выдувание изделий при их неподвижном положении внутри формы и выдувание изделий при их вращении внутри формы. Иногда вращается не изделие, а форма. Путем выдувания при вращении вырабатываются главным образом наиболее тонкостенные (бесшовные) изделия. При выдувании без вращения на изделиях остаются следы стыков между деталями формокомплекта в виде выступающих швов .
При выработке некоторых видов изделий вся формуемая стекломасса входит в изделие без отходов. Остальные изделия получаются только с так называемым «колпачком», требующим последующего отделения, заправки края и дают неизбежный отход стекла.
а б в г
 |
 |
||||
 |
|||||
Рис. 2. 1. Схема ручного выдувания стеклянных изделий
а – набор стекломассы на трубку; б – резка ручная (ножницами);
в – опускание трубки со стекломассой в форму; г – придание
изделию нужной формы
Существует также способ выдувания в гипсовой форме с помощью вакуума, который искусственно создается в промежутке между формой и изделием. В этом случае атмосферное давление внутри полости изделия раздувает заготовку последнего.
а б в г
Рис. 2. 2. Схема механизированного формования узкогорлой тары: а, б – формование горла и предварительное выдувание в черновой форме; в, г – передача в чистовую форму и выдувание изделия
Прессовыдувание – способ формования изделий из стекла, осуществляемый путем предварительного прессования стекломассы пуансоном на первой стадии технологического процесса и выдувания на второй завершающей стадии процесса. Суть данного способа заключается в следующем:
Порция стекломассы вводится в поднятую черновую форму 3 (рис. 2. 3), на которой сверху находится закрытое горловое кольцо 2, состоящее из двух половинок, соединенных шарниром. Пуансон 1 при этом находится в крайнем верхнем положении (позиция а). Затем пуансон опускается в крайнее нижнее положение и прессует «баночку» (позиция б). После прессования пуансон возвращается в исходное положение, а «баночку» с горловым кольцом переносят в чистовую форму 5 (позиция в). К горловому кольцу подносят дутьевую головку 4, через которую подается сжатый воздух, раздувающий «баночку» до плотного прижатия ее стенок ко всей внутренней поверхности чистовой формы. Затем дутьевую головку и горловое кольцо переводят в первоначальное положение, обе половинки чистовой формы разводят и готовое изделие оказывается свободно стоящим на дне формы (позиция г).
а б в г
 |
1 4
2
3 6 5
Рис. 2. 3. Схема прессовыдувного способа формования
На прессовыдувном оборудовании делают главным образом стеклянные консервные банки различной вместимости для пищевой промышленности, а также химическую, медицинскую парфюмерную и прочую стеклотару и, кроме того, изделия сортовой посуды (стаканы).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему