Инструментарий стеклодува. Обкатка и работа с ней
Фото 1.
Стеклодувное дело, как и многие ремесла, немыслимо без изрядной оснастки. Речь идет о мелких вспомогательных инструментах, не говоря уже о горелках-печах-вытяжках и разовых приспособлениях из подручных, с учетом специфики работ, материалов. Мастера стеклодувы признаются – часто, изобретение и изготовление оснастки – державок, проставок и прочего подобного, занимает времени и сил больше, чем сама работа со стеклом.
Разумеется, в горячей обработке стекла в пламени горелки, есть разные направления – декоративное, приборостроение для химии, приборостроение для физики (проволочные выводы, вакуум, геттер), каждое из которых требует ряд характерных инструментов, но изрядная их часть все же похожа – принципы обработки круглой стеклянной трубки-заготовки более-менее одинаковы. Количество единиц в табельном универсальном комплекте инструментов стеклодува-приборостроителя – ужасающее, нам же, как любопытным и «сочувствующим», домашним экспериментаторам, можно обойтись и более скромным ассортиментом, изготавливая и опробуя каждый поштучно. С радостью и удовольствием.
Один из первейших инструментов обязательно присутствующий на рабочем столе мастера-стеклодува – обкатка, иначе – канавки, колодка, укатка. Некий брусок с термостойкими канавками правильной или заданной специальной формы для принудительного утолщения стекла, местного ступенчатого уменьшения его диаметра. В любой, хоть сколько то сложной, стеклодувной работе используется регулярно и часто, а с нашим ограниченным сортаментом тонкостенных заготовок-трубок и вовсе придется с ним сродниться. Инструмент конструкцией и приемами работы очень похож на подрезку, хотя задачи здесь совершенно иные.
Как и многие стеклодувные инструменты-приспособления для непосредственного контакта с размягченным раскаленным стеклом, практика предлагает недлинный ряд материалов, расположенных по ухудшению свойств – графит, медь и ее сплавы, текстолит с обугленной поверхностью, плотное дерево с обугленной поверхностью. Графит дорог но долговечен, дерево наоборот. Тем не менее, древесина широко распространена, дешева, легко и привычно обрабатывается. Сложнейшие работы выполнялись стеклодувами прошлых эпох, с использованием деревянного инструмента. Заготовка может быть из дуба, ясеня, клена, груши, акации и др. В моих краях, а это средняя полоса России - лесная зона, чрезвычайно распространена береза, обычно используемая для дров при печном отоплении. Это светлое и плотное дерево, однородное, с невыраженной структурой, малостойкое к влаге, колкое.
Фото 2. Моя заготовка – неровный обрезок толстой доски из сухой березы.
Что потребовалось для изготовления.
Набор столярного инструмента.
К делу.
Подходящий обрезок сухой нетонкой строганной березовой доски (Фото 2) подобрал в своем деревянном хламе. В общем случае ее пришлось бы выкроить (без сучков и недопустимых дефектов), отпилить и прострогать. Ориентируясь на имеющийся ассортимент стеклянных заготовок-трубок подобрал ряд свёрл по дереву – крупные, перовой системы, самое тонкое – 10 мм – спиральное с шипом. Выбрал часть деревянной заготовки и разметил с карандашиком и лейкой (Фото 3).
Фото 3. Разметка заготовки-деревяшки. Сучок получился в нижней части основания и помехой не станет. Центры полных отверстий нашёл и наколол шилом.
Фото 4. Отрезал размеченную заготовку на торцевой пиле.
Фото 5. Предварительные отверстия.
Сверло при выходе из заготовки оставляет не слишком ровный край, тем более у березы склонной к сколам. Существует несколько столярных приемов позволяющих иметь ровное просверленное отверстие с обеих сторон. Один из них – сверление с каждой из сторон чуть более чем до половины глубины. Для этого сверлим предварительное направляющее отверстие небольшого диаметра. Спиральным сверлом по дереву. Скол от него небольшой и перекроется сверлением чистовым.
Фото 6. Спиральное сверло по дереву Ø10 мм, для самого маленького отверстия.
Вместо направляющего отверстия использую след от его центрального шипа – чуть не досверлив до конца, при необходимости, прокалываю его шилом и по этой метке, сверлю с обратной стороны.
Фото 7. Перовое сверло сильно разбрасывает опилки – чтобы поменьше мусорить в мастерской. По случаю умеренного мороза сверлил на улице.
Фото 8. Здесь же, на торцевой пиле, разрезал деревяшку по отверстиям на две неравные части. Причем так, чтобы основная, нижняя оказалась с ровным полукругом.
Фото 9. Разметил и «пионерским» выжигателем по дереву сделал надписи – диаметры канавок.
Не столько ради необходимости, сколько для украшения – пояснительные надписи очень к лицу любым приборам и приспособлениям. К тому же, береза хороший материал для выжигания. По готовым надписям прошелся мелкой, размером с зубную, нежесткой корщеткой – для удаления обугленных частей. Цвет линий после этого становятся приглушеннее и ровнее.
Фото 10. Обугливание рабочих поверхностей – на открытом воздухе, портативной газовой горелкой.
Нижнюю часть дерева защитил двумя кусочками оцинкованной стали. Литература рекомендует обжигать деревяшки для горячего стекла так, чтобы толщина угольного слоя была 1…2 мм. Тогда он не горит, не дымит, легко скользит по размягченному стеклу не оставляя следов.
Попробуем применить нашу обкатку – сделать на конце трубки Ø18 мм ступеньку-утоньшение.
Фото 11. Подобрав кусочек трубки длиной около 30 см выровнял его неровный – лопнувший от термоудара, край.
Немного отступив от зазубрин, чтобы трещина не пошла от них, царапнул на трубке ребром алмазного надфиля риску миллиметров в пять и приложил её к накаленной током нихромовой проволоке приспособления. Получив короткую трещину чуть провернул заготовку «ведя» раскол до полного смыкания его концов. Всё, трубка легко и относительно ровно ломается.
Фото 12. Разогрев конца стеклянной трубки в пламени горелки.
Видно характерное оранжевое «содовое свечение» - испарение ионов натрия с поверхности стекла. Верный знак окончания прогрева заготовки, теперь термоудар ему не страшен и можно греть секло с любой скоростью без опаски. Фото для примера.
Работать на горелке со стеклом удобнее всего в полумраке - так лучше видно факел и точнее определяется состояние стекла по его свечению. Разогретое стекло вынутое из пламени светится ровным малиновым светом. Прижимаем его к обугленной части обкатки и прокручиваем сужая.
Фото 13. Охлаждение в вермикулите.
Стекло – материал более чем деликатный, не терпящий резких и значительных смен температуры – термоударов и реагирующий на них растрескиванием. Немедленным или отсроченным – возникающие внутренние напряжения разрывают изнутри. Спасает отца русской демократии отжиг. Полноценный в печи или хотя бы импровизированный – возможно более медленное и плавное охлаждение горячего стекла. Достаточной для некрупных промежуточных работ мерой является окружение горячей заготовки огнеупорным теплоизолятором, например – погружение в жестянку с вермикулитом – слюдоподобным минералом популярным у цветоводов.
Фото 14. Получившееся, далеко не идеальное, сужение – не хватило тепла при разогреве и стекло осталось слишком вязким, не достаточно хорошо обугленная деревянная колодка горела и дымила при работе загрязняя стекло.
Фото 15. Сужение, вид с торца.
Фото 16. Повертев отпиленную часть деревяшки (Фото 8) решил тоже ее использовать в дело снабдив небольшой простой подставкой собранной на столярный ПВА и некрупные гвоздики, из чего-то хвойного подвернувшегося под руку.
P. S. Интересующихся и сочувствующих располагающих литературой (книги, статьи, заметки) 1920-30-х годов касательно изготовления первых радиоламп, прошу поделиться.
Babay Mazay, декабрь, 2022 г.
Инструменты стеклодува. Простая цанговая держалка горячего стекла
Фото 1.
Продолжаю оборудоваться и оснащаться на пути к простейшей самодельной радиолампе. Стеклодувное дело – специфическая забава, кроме прочего, требующая как-то удерживать и манипулировать раскаленными стеклянными заготовками. Причем о средствах грубых, вроде кузнечных щипцов или сварочных кожаных краг речь не идет. Нужна подвижность и чувствительность пальцев. Выручает целая армия, разного рода, специальных хваталок, державок, пробочек с ручками, нарочито припаянных к заготовке технологических стеклянных «усов» и прочего подобного. От сложных раскладных универсальных захватов, до простейших специальных, для одной операции, приспособлений из гнутой стальной или алюминиевой проволоки.
Рис. 2. Зимин В. С. «Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физико-химического эксперимента». Изд. «Химия». 1974 г.
Здесь, несложный захват-державка сделан для операции запаивания проволочных выводов электровакуумного прибора (ЭВП) в стеклянную ножку гребешкового типа, хотя будет полезен и при ряде других операций. Конструкция захвата родилась при взгляде на аналогичную китайскую хваталку для выпаивания радиодеталей.
Фото 3. Некрупный цанговый захват с Али Экспресс для выпаивания микросхем.
Рис. 4. Гребешковая ножка ЭВП. Веселовский С. Ф. «Стеклодувное дело». Москва, 1952 г.
Стеклянная деталь и готовая ножка с впаянными выводами. Применяется как в радиолампах с октальным цоколем, так и в осветительных лампах накаливания, трубчатых люминесцентных и др.
Что понадобилось для изготовления.
Набор некрупного слесарного инструмента, мощный паяльник с принадлежностями, мелочи, расходные материалы.
К делу.
С конструкцией захвата было более-менее понятно – аналогично электромонтажной (Фото 3) но погрубее и в пригодном для нашей цели масштабе. Стеклянная деталь ножки довольно короткая и по крайней мере кончики захвата будут изрядно разогреваться, что в очередной раз заставляет задуматься о материалах.
Для прочных длинных и нетолстых спиц применил нержавеющую сталь. Материал этот не слишком распространен в стеклянном приборостроении, зато часто используется в декоративном стеклоделии – пинцеты, щупы, иглы, крючки, ножницы. В основном, инструмент медицинский и для короткого контакта с размягченным стеклом – горячая нержавейка таки к нему липнет. Мединструмент как правило немассивный, техника работы им такова – рядом с горелкой стоит и стаканчик с водой. Как только пинцет или крючок начинает липнуть, или просто через некоторые промежутки времени, его ненадолго макают в воду и продолжают работать.
Эту переменную прилипаемость можно применить с пользой, например - к разогретой нержавеющей технологической спице-державке можно прилепить некрупный кусочек стекла и обрабатывать его в пламени не относя далеко от факела. Вынесем его из пламени и через полминутки спица отколется при охлаждении. Такой нержавеющий прутик можно с успехом применять вместо стеклянной палочки обычно используемой для мелких промежуточных операций во многих работах. Как и стекло, нержавеющая сталь неважно проводит тепло.
Подходящей нержавеющей проволоки не нашлось, пришлось пожертвовать четырьмя нетолстыми, Ø2 мм, электродами ЦЛ-11 (?). Оббил с них обмазку молотком на наковальне, зачистил от остатков несколькими номерами наждачки.
Фото 5. Заготовка держателя, модель для хватания.
В качестве объекта для хватания сделал модель – отрезал кусок стеклянной трубки Ø18 мм, длиной около 200 мм. Постепенно разогрел в пламени стеклодувной горелки её конец до размягчения стекла и в два приема сформовал небольшой конус медной разверткой смазанной расплавленным воском. Укрыл деталь базальтовым одеялом для плавного остывания – условный отжиг, аналог классического прогрева «в светящемся коптящем пламени». Минут через 20 остывшую трубку можно доставать. Отрезал развернутый конец – чиркнул поперек трубки ребром треугольного алмазного надфиля короткую риску и приложил ее к накаленной нихромовой проволоке электрорезалки. Дождавшись негромкого «хруп!», повернул трубку. Проведя таким образом в три приема кольцевую трещину легко отломил деталь - заготовку гребешковой ножки лампы (на фото). На концах нержавеющих спиц плоскогубцами отогнул сообразные крючки-захваты.
Попытался и бросил, схватить свою стеклянную воронку четырьмя независимыми крючками – вертятся как намыленные, соскальзывают. Следует скрепить их в однозначном положении. Пайкой. Применил пайку мягким безсвинцовым (таки ручной инструмент) – сплав олово-медь-чуток-серебра, припоем. С подбором флюса провозился неожиданно долго – проверенные варианты вроде ортофосфорной кислоты не сработали и даже специальный «для коррозионно-стойких, понимаешь, сталей» виновато развел руками, подлец. Почти отчаялся, но выручил флюс для алюминия.
Фото 6. Супер-пупер флюс. Как оказалось, работает и с безсвинцовым припоем на нержавеющей стали.
Фото 7. Паяльные эксперименты.
С подбором флюса спаял крючки попарно, предварительно сложив их и сжав деревянными прищепками. Пайка в одном месте, около самых концов спиц. Промыв пайки от остатков кислотного флюса и просушив, надфилем удалил выступающие наплывы припоя.
Фото 8. В качестве ручки-цанги зажима подобрал медную трубочку Ø6 мм.
Старый вариант автомобильного (?) толка несколько более толстостенен. Современные кондиционерные трубочки облегченные, экономные, просвет имеют крупнее, четыре электродных проволочины Ø2 мм в нее аккуратнейшим образом помещаются с небольшим трением. Роликовым резаком отрезал недлинный, так чтобы удобно помещался в руке, но не более, кусочек. Круглым надфилем удалил внутренние сужения - следы резака, зажал в патроне шуруповерта, зачистил и отшлифовал ручку несколькими номерами наждачки.
Фото 9. Сложил две спаянные пары крючков и вставил в трубку-ручку. Попробовал схватить стекляшку за воронку – ба! Работает и неплохо!
Держит вполне уверенно, ослабляется цанга с конца – можно вытряхнуть горячее стекло, охладить водой железку и работать дальше.
Такую стеклянную деталь при обработке в пламени придется непрерывно вращать и чем тоньше ручка зажима тем легче это делать. Деревянная ручка отпадает - слишком толсто. Однако, не будет ли металлический зажим жечь пальцы? – вопрос на который можно ответить только практически. В крайнем случае на медную трубку можно усадить несколько слоев термотрубки или надеть кусок силиконового шланга.
Фото 10. Разжег большую настольную «пушку», постепенно разогрел короткую стекляшку с юбочкой в зажиме и внес в самую горячую часть факела.
Деталь некрупная и можно придвинуть отражатель поближе к горелке. Для тренировки попробовал сделать «пробирочное дно» на ровном конце трубки – долгий равномерный нагрев с вращением и силами поверхностного натяжения края стягиваются. Заготовка однако, оказалась слишком короткой – юбочка тоже перегрелась, размягчилась и смялась крючками. Цель эксперимента, тем не менее, достигнута – сильный разогрев крючков. Ручка осталась теплой, но не горячей, даже термотрубка не понадобилась.
Фото 11. Тест на удерживание. Зажал цангой отрезок трубки подлиннее с едва намеченной юбочкой «под пробку». Попробуем развернуть конец в воронку, а это значительное боковое усилие.
Фото 12. Равномерно разогрев край заготовки, гладким и смазанным воском, ребром медной развертки, вращая заготовку, расширяем горловину трубки. Вынув из пламени.
Стекло быстро остывает, операцию приходится делать за два-три подхода. Трубка в зажиме чуть скользит, из-за чего новая воронка выходит слегка кособокой.
Фото 13. Неровный волнистый край воронки разогрев, прикладываем к «мраморному бруску».
Фото 14. Учебно-тренировочные работы с применением цангового зажима. Возился изрядно и не охлаждая водой между деталями. Ручка нагревается не слишком сильно, крючки к стеклу не липнут.
Фото 15.
P. S. Интересующихся и сочувствующих располагающих литературой (книги, статьи, заметки) 1920-30-х годов касательно изготовления первых радиоламп, прошу поделиться.
Babay Mazay, январь, 2023 г.
Что надо успеть за выходные
Выспаться, провести генеральную уборку, посмотреть все новые сериалы и позаниматься спортом. Потом расстроиться, что время прошло зря. Есть альтернатива: сесть за руль и махнуть в путешествие. Как минимум, его вы всегда будете вспоминать с улыбкой. Собрали несколько нестандартных маршрутов.
Графитовые мини-развертки для стеклодувного дела
Фото 1. Рабочие части пары самодельных разверток.
Стеклодувное дело, интересное само по себе, имеет и соответствующий специфический и неординарный инструментарий. Примечательный, прежде всего, термостойкостью рабочей части – возможностью работать с раскаленным размягченным стеклом. В рабочем диапазоне температур для кратковременного контакта с ним пригодны медь, ее сплавы, условно – нержавеющая сталь. Простейшим, издавна применяемым материалом служило и обугленное дерево, плотные его сорта. Недолговечно, зато дешево и легко заменить. Чуть лучше, стойкость обугленного же, текстолита. Лучшим материалом для контакта с горячим стеклом остается графит (терморасширенный графит). Материал стойкий к высоким температурам, хрупкий, изрядно теплопроводный, недешевый. Своеобразный в использовании и обработке.
Здесь, речь о варианте изготовления «сплошных» конусных разверток небольшого диаметра, применимых при работе с некрупными стеклянными трубочками вроде штенгелей электровакуумных приборов и подготовки отверстий для их впаивания. Инструмент изготовлен из подручных-подножных материалов, буквально из хлама и стоил только потраченного времени.
Что потребовалось для работы.
Кроме материалов-заготовок (см. текст), понадобились набор инструментов для некрупной слесарной работы, инструменты для работы с деревом, мелочи, ЛКМ, химикаты для приготовления термостойкого клея-замазки.
К делу.
Первым долгом добыл и обработал рабочую графитовую часть. Ей послужили стержни из больших круглых гальванических элементов. Здесь нужно сказать несколько слов.
Фото 2. Гальванический элемент Durasell. Ни следов стержня. Наружный стаканчик из спрессованного графитового порошка удален.
Лучшие «батарейки» марки Durasell имеют электродную систему навыворот, а вот обычного графитового стержня по центру, как раз таки не имеют, что обидно (Фото 2). Зато у солевых элементов, подешевле, все как положено – обрываем цветную пленку-этикетку, снимаем верхнюю плюсовую пластинку-контакт. Изъеденный реакцией цинковый стаканчик обычно рассыпается в руках и без труда удаляется (Фото 3).
Фото 3. Разборка гальванического элемента. Цинковый стаканчик удобно подцепить кусачками-бокорезами и свернуть как коврик в прихожей.
Вытягивать показавшийся стержень (Фото 3) плоскогубцами не стоит – велик шанс разрушить его, хотя в старых, еще советских батарейках, как будто бы, получалось. Надежнее последовательно раскрошить спрессованный вокруг него стаканчик (Фото 4).
Фото 4. Почти добытая заготовка.
Извлеченные графитовые заготовки прокалил – при нагревании батарейного графита тут же вытапливается нечто вроде стеарина. В безветренном месте положил стерженьки на кирпичик и прогрел небольшой инжекционной газовой горелкой до начала свечения (Фото 5).
Фото 5. Выжигание остатков герметика-заливки. Оранжевый язык – сгорание стеарина (?).
Остывшие кусочки стержня зачистил мелкой наждачкой и заточил. Для удобства работы, конец стерженьков в несколько слоев оборачивал лентой из тонкой плотной бумаги и зажимал в патроне шуруповерта (Фото 6).
Фото 6. Зачистка и заточка графита.
Фото 7. Готовая рабочая часть инструмента.
Втулка для графита – отрезок трубочки, внутренним диаметром чуть больше его, чтобы поместился нетонкий слой клея. В старом водопроводном хламе подобрал подходящую железку (Фото 8).
Фото 8. Латунная (поёрзал торец напильником) трубка, часть дУша.
Фото 9. Отрезал ровную часть роликовым резаком.
Фото 10. На сверлильном станке, настроенном на высокие обороты, средней наждачкой снял никелирование и зашкурил царапины шлифовальной бумагой помельче.
Фото 11. Чтобы не наделать вмятин на шлифованной поверхности латуни, а роликовый резак требует изрядного усилия, канавки им только наметил. Отпилил пару заготовок своим любимым инструментом – ювелирный лобзик, пилочка №0.
Фото 12. Чтобы закрепить латунную втулку на деревянной ручке, просверлил три некрупных отверстия, распределив их равномерно по окружности – под 120 ̊. Второй патрон на фото, поменьше основного и с хвостовиком. Умеет зажимать мелкие сверла.
Фото 13. Отверстия зенковал сверлом покрупнее, заготовки втулок отшлифовал в сверлильном станке, зажав через два слоя бумаги.
Деревянные ручки для пары разверток выточил на самодельном токарном станке по дереву. Кусочка сухой яблони (Фото 14) как раз хватило на две нетолстых заготовки.
Фото 14. Кусочек бабушкиной яблони. Сох около четырех лет на проветриваемом чердаке.
Фото 15. Кусок дерева (Фото 14) расколол на две части и небольшим «дамским» топориком обтесал острые грани на колоде, до подобия цилиндра – топор инструмент с лезвием куда как прочнее нежных токарнорезцовых. Грубые работы лучше поручать ему.
ЦентрА на таких палочках находятся легко и без всяких «искателей». Для ведущего плоского трезубца пропилил паз, для неподвижного заднего центра тюкнул деревяшку керном и капнул масла.
Фото 16. Одна из выточенных ручек перед шлифовкой. Шлифовку делал тремя номерами наждачной бумаги сменяя направление вращения детали, по окончании, вылощил деревяшку горстью стружек.
Токарную деревяшку отрезать от технологических хвостиков надежнее вручную, мелкозубой пилой, тем же лобзиком по дереву (Фото 17).
Фото 17. Отрезанная от «литников» токарная ручка. Острым ножом и средней наждачкой точно подогнал место для втулки до ее весьма плотной посадки.
Отделал ручки – шлифованные, в два слоя покрыл их яхтным полуматовым лаком. Для технологических проволочек-подвесов в потайной части деревяшек просверлил нетолстые сквозные отверстия, обе ручки преотлично пролезли через горлышко ПЭТ бутылки с лаком, сушить повесил в теплице.
Напрессовал на лакированные ручки втулки и закрепил их недлинными гвоздиками – от самых мелких откусил по половине длинны. Тупые концы в рискованных случаях выгоднее острых, у них меньше шансов отколоть щепку или край – волокна дерева они вминают, а не раздвигают.
Фото 18. Гвоздики забивал на торце березового бруска удерживаемого коленями. Мягкую латунную поверхность, как будто бы не повредил.
Термостойкий клей-замазка на основе стеклянной пыли, здесь чудо как хорош – подножные, в стеклянной мастерской, компоненты, быстро каменеет, нетоксичный. Графит удерживает хорошо, в том числе и при периодическом сильном нагреве. Порошок стекла следует просеять на мелком сите и неплохо бы прокалить.
Фото 19. Заделка в ручки графитовой рабочей части. Клей густеет быстро но на час-два детали лучше зафиксировать.
Здесь, густой клей заложил в латунную гильзу заполнив ее примерно на половину, обмакнул в клей конец продутого от пыли графита и этаким винтовым движением вставил на место. Удерживая ручку горизонтально, выдавил при этом излишки клея. Добился соосности деталей и поставил вертикально. Сушить около суток в теплом месте.
Фото 20.
И к слову – настоящие стеклодувы не выпендриваются, а заделывают графитовый рабочий стержень в кусочек стеклянной трубки – либо этим же клеем, либо просто усаживают трубку на графит. Стекло, тепло проводит неважно и пальцы при работе не жжет.
P. S. Интересующихся и сочувствующих располагающих литературой (книги, статьи, заметки) 1920-30-х годов касательно изготовления первых радиоламп, прошу поделиться.
Babay Mazay, май, 2022 г.
Инструменты стеклодува. Развёртка
Фото 1. Рабочая часть самодельного инструмента.
Увы, стеклодувное дело весьма инструментоемкое ремесло. Конечно, их количество зависит от характера и сложности работ, но есть инструменты обязательные, без которых обойтись либо невозможно, либо это существенно осложнит работу и снизит ее качество. Из них – стеклодувная развертка (Рис.2) - ручной инструмент для раскрытия, расширения, формовке фланца из размягченного края трубки. Операция частая, применяется как для «отделочных» работ с горлышками, так и для подготовки краев для следующих операций. Кроме того, развертка используется для изготовления стеклянных кранов, воронок, ножек-опор и прочего подобного.
Рис. 2. Хрестоматийный стол стеклодува [1]. Табельная развертка указана стрелочкой. Обратите внимание на необычную настольную стеклодувную грелку (поз.7) «американской» системы со встречным пламенем.
Рис. 3. Работа плоской разверткой. Стеклянная трубка непрерывно вращается, «операционное поле» находится в мягком пламени. Разверткой полнотелой (см.ниже) орудуют соосно трубке-заготовке.
Для подобной операции (Рис. 3) с размягченным (раскаленным) стеклом рабочая часть инструмента может быть изготовлена из весьма разнообразных материалов – медь, латунь, никель, железо, графит, обожженный (обугленный) текстолит или даже плотное твердое дерево также обугленное в мягком пламени горелки. Применять железо можно, но неудобно – окислы вплавляются в стекло и оставляют рыжие пятна, деревянные развертки работают недолго – обгорают. Дольше работает инструмент текстолитовый, предварительно обожженный. Лучший материал для горячей работы со стеклом – графит (еще лучше – он же изостатический, терморасширенный ?). Он легко скользит по размягченному стеклу (важно!) и почти не разрушается при высокой температуре, но дорог, хрупок, неудобен в обработке. Да, металлические развертки перед работой должны быть смазанными жиром, машинным маслом или воском.
Развертки могут быть как плоскими, так и телами вращения. Широкое распространение получили развертки латунные из нетонкого листа.
Рис. 4. Варианты стеклодувных разверток, где: а – металлические плоские, в том числе и крестовая в сечении; б – деревянные; в – графитовые. [2].
Здесь, некрупную развертку для стеклодувного дела выполнил из медной пластинки. Угол и размеры для формирования расширения имеющихся трубок небольшого диаметра.
Что понадобилось для работы.
Набор некрупного слесарного инструмента, мелочи, ЛКМ.
К делу.
Для главной части инструмента – конуса соприкасающегося со стеклом подобрал заготовку – разбитую сильноточную (100 А) плавкую вставку (Фото 5…7).
Фото 5. Остатки плавкой вставки 100 А.
Фото 6. Медные части 100 А вставки.
Фото 7. Заготовка рабочей части развертки.
Подготовленную (Фото 7) пластинку разметил и отпилил лишнее ручной ножовкой по металлу. Для удобства и лучшей точности из пары некрупных гвоздиков с откушенными шляпками сделал импровизированное стусло (Фото 8).
Фото 8. Пара стальных направляющих из забитых в дощечку кусочков гвоздиков не позволяют ножовочному полотну вольностей.
Фото 9. Готовая рабочая часть развертки.
Медную заготовку опилил некрупным напильником в тисках и загладил рабочие боковые поверхности мелкой наждачной бумагой, дальнейшую шлифовку шкуркой «нулёвкой» и полировку сделал после изготовления ручки. Хорошая гладкая рабочая поверхность лучше скользит и меньше сминает размягченное стекло, не оставляет на стекле следов, задиров. Мягкая медь требует периодического восстановления шлифовки.
Снабдил развертку рукояткой – подобрал нетолстую медную трубочку, отрезал кусочек, разметил и выпилил «лапки» для медной пластины. Отжег, сформовал лапки-держатель, подогнал надфилем. Подобрал нетонкую латунную проволоку и сделал из нее заготовки заклепок. Просверлил отверстия в деталях в сборе, приклепал медную трубку-ручку (Фото 10).
Фото 10. Развертка с медной ручкой.
В это время у меня появился набор клейм по металлу и очень хотелось их опробовать – выбил на одной из нерабочих плоских сторон развертки угол раскрыва.
Перед работой рабочая часть инструмента слегка разогревается в пламени горелки и смазывается пчелиным воском (утапливается в кусок). При контакте с раскаленным стеклом воск сгорает, дым улетает в вытяжку. Первые же испытания показали – навык работы непростой, одолевается далеко не с ходу, обнаружилось и обстоятельство самого утилитарного свойства – медная ручка быстро разогревается от рабочей части и жжет руки.
Первое обстоятельство преодолевается изучением классиков (да вот хоть из раздела Литература) и неустанной практикой, второй - доработкой ручки.
В хламе отрыл готовую деревянную ручку в патриотическом оформлении (Фото 11), сделал державку – вбил в гнездо крупный гвоздь и в тисках отпилил ножовкой шляпку, зажал державку в патрон шуруповерта и напрочь сошкурил это издевательство над зрением и психикой (Фото 12).
Фото 11. Кухонная ручка. Хохлома.
Фото 12. Удаление защитно-декоративного покрытия.
У имеющейся медной ручки-трубки отпилил несколько сантиметров и подобрал стальной стержень (тепло проводит значительно хуже) более-менее плотно помещающийся внутрь. Приклепал его аналогичным образом и вклеил в деревянную ручку эпоксидной смолой с наполнителем. Вклеивать медную трубку в дерево непосредственно не стоит – скорее всего она расплавит клей и соединение будет непрочным. Вариант – использовать достаточно термостойкую замазку-цемент или подобрать вместо медной нетолстую стальную трубку, например, от многих бытовых холодильных агрегатов (теплообменник на задней стенке).
Фото 13. Развертка со стальной переходной деталью в ручке.
Готовый инструмент.
Работа развертки не такая простая, нужен изрядный навык - равномерный разогрев определенной области заготовки, положение инструмента, работа в определенном месте пламени горелки...
Фото 14. Первые экзерсисы. Чертова трубка напрочь сминается. Грущу.
Фото 15. Все еще складки, но уже на что-то похоже.
Фото 16. Развернутый край горлышка на трубке потолще - под пробку. К слову, правильность края сильно зависит и от качества реза заготовки.
P. S. Интересующихся и сочувствующих располагающих литературой (книги, статьи, заметки) 1920-30-х годов касательно изготовления первых радиоламп, прошу поделиться.
Литература.
Стронг Д. Техника физического эксперимента. 1948 г.
Легошин А. Я., Мануйлов Л. А. Стеклодувное дело. Москва, «Высшая школа», 1976 г.
Сорокин В. С. Стеклодувная мастерская. Справочник. 2013 г.
Babay Mazay, ноябрь, 2021 г.
Инструменты стеклодува и работа с ними. Подрезка
Фото 1. Мой вариант более-менее универсальной подрезки.
Речь пойдет о небольшом настольном приспособлении именуемом «подрезка». Инструмент из обязательных, используется часто и располагается под рукой на рабочем столе. Предназначен для получения в размягченной стеклянной заготовке-трубке местных кольцевых вдавлин – круговых колец-канавок. Как правило, изготавливается из пластинки с углублениями, укрепленной на небольшой деревянной подставке (Рис. 2).
Рис. 2 Хрестоматийная подрезка.
Как всегда, мы вынуждены самое пристальное внимание уделять материалам – лучшим, для контакта с раскаленным стеклом является графит (терморасширенный). После, в порядке ухудшения эксплуатационных свойств – латунь (медь), текстолит и даже – древесина. Латунь и медь тщательно шлифуют и перед работой смазывают жиром или воском, текстолит и дерево с плотной древесиной перед работой обугливают в пламени. Служат они поменьше металлов и графита, зато дешевы и легко заменяются. Многие сложные стеклянные приборы с помощью которых были совершены научные открытия, делали мастера-стеклодувы позапрошлой исторической эпохи, с применением обугленных деревянных инструментов.
Пластинки подрезки имеют несколько или даже целый ряд уменьшающихся правильных канавок. Иногда подрезку выполняют в виде вращающегося диска из листовой латуни на подставке, со стопором. По окружности диска выпилены ряд канавок. Дерево для горячей работы со стеклом подбирают плотное – дуб, клен, ясень, груша и – гип-гип-ура! – береза. У нас ее, в отличии от прочих, полно. В бытность, рабочую часть подрезки делали из обычной березовой фанеры хорошего качества.
У меня нашелся кусок нетолстого листового текстолита (Фото 3), применим его.
Фото 3. Кусок листового текстолита – заготовка рабочей части инструмента.
Что понадобилось для работы.
Набор столярных и слесарных инструментов, ЛКМ, крепеж, мелочи.
К делу.
Начал с изготовления рабочей части. Разметил подходящий кусок текстолита. Под линейку-шаблон, шилом процарапал будущие канавки (Фото 4). Размер – ориентируясь на имеющийся ассортимент стеклянных трубок.
Фото 4. Разметка рабочей части будущего инструмента.
Пластинку текстолита выпилил мелкозубой пилой, торцы выровнял на куске наждачной бумаги со средним зерном, положенной на ровную поверхность (Фото 5). Притупил острые края. Канавки выпилил ручным лобзиком по дереву (Фото 6).
Фото 5. Выравнивание торцов текстолитовой пластинки.
Фото 6. Выпиливание канавок.
Рабочие поверхности – соприкасающиеся непосредственно с размягченным стеклом должны быть вполне гладкие их неровности и заусенцы могут быть причиной складок и смятого стекла. Выровнял канавки наждачной бумагой обернутой вокруг хвостовика подходящего сверла (Фото 7). Саму пластинку для удобства зажал между парой плоских деревяшек и притянул на краю стола струбциной.
Фото 7. Выравнивание канавок.
В порядке тренировки – разметил и выгравировал ручным гравером цифры под канавками – диаметр соответствующей окружности в миллиметрах, хотя для дела они нужны не слишком. Воспользовался самодельной граверной фрезой сделанной из хвостовика обломанного сверла (Фото 8).
Фото 8. Самодельная фреза для гравировки.
Надписи получились слишком тонкими – прошелся сверху еще и некрупным круглым бором (Фото 9). Правильнее было бы заполнить выгравированные углубления краской – затереть и чуток подсушив удалить лишнее, но не нашлось контрастного к текстолиту цвета.
Фото 9. Выгравированные цифры - диаметры канавок.
Подставка.
Сделана из куска нашедшегося в деревянном хламе, строганного березового бруска. Подходящий кусок разметил и отпилил на торцевой пиле, для красоты сделал на торцах наклонные спилы (Фото 10). Выпиленный чурбачок отшлифовал наждачной бумагой.
Фото 10. Вырезание заготовки подставки инструмента.
Крепление рабочей части в подставке.
Фото 11. Дешево, надежно и практично, хотя «Козлодоев» таки прав – не эстетично.
Простейшее – из двух отрезков брусочков (Фото 11) было забраковано как не достаточно эстетичное. На четверочку. С минусом. Обычно применяемый паз (Рис. 2) по зимнему заснеженному времени изготовить затруднительно, пришлось делать две пары лапок-держалок, заякоренных в деревянной подошве. С темным коричневым текстолитом (и эбонитом!) чудо как хорошо выглядят шлифованные латунные детали. Подходящей толщины пластинки из хромированной (части старого сломанного электросамовара) латуни нашлись в хламе.
Фото 12. Кусочки от электросамовара. Остатки, после отжига и рихтовки.
Удалось подобрать несколько подходящих заготовок и выкроить из них заготовки ушек (Фото 13).
Фото 13. Заготовки креплений текстолитовой пластинки.
Для выпиливания латуни, к месту пришелся и мой любимый инструмент – ювелирный лобзик (Фото 14). Пилочка №0, смазка мылом или воском не применялась.
Фото 14. Выпиливание ювелирным лобзиком. Это прекрасный инструмент!
Латунные ушки выпилил с некоторым запасом в длину. Торцы деталей выровнял после лобзика на наждачной бумаге аналогично (Фото 5). По возможности сошлифовал верхний слой железок – никелирование с подслоем меди (Фото 15). Очищенную поверхность обработал тонкой наждачкой.
Фото 15. Удаление слоя никеля с латуни и крепление деталей – некрупной струбциной к подставке для выпиливания лобзиком, той самой – «ласточкин хвост».
Фото 16. Заготовки креплений текстолита. Винтики М3 подобрал стальные, не оцинкованные – цинк с медными сплавами образует хорошую гальваническую пару - быстро и сильно кородирует при малейшей влаге.
Латунные ушки и текстолит разметил, накернил и просверлил (Фото 17), отверстия зенковал сверлом крупного диаметра.
Фото 17. Сверление на станке. Нижний патрон с хвостом-переходником для перфоратора нужен для зажатия мелких сверл – патрон табельный, меньше 3 мм не удерживает.
Фото 18. Просверленные детали. Вторые отверстия для винтиков на текстолите и ответных креплениях сверлил по месту, в сборе.
Фото 19. Выступающие части винтиков укоротил ювелирным лобзиком. Да, своим любимым.
В деревянной подставке разметил и просверлил два глухих отверстия для замуровывания латунных держателей. Оказалось достаточно 10 мм. На такой диаметр нашлось удобное спиральное сверло по дереву – с центрирующим шипом по центру. На больших оборотах (3000 об/мин – сверлильный станок) в плотном дереве удаются замечательно чистые и ровные отверстия.
После примерки деревяшку отшлифовал и в несколько слоев покрыл подкрашенным лаком – как говорят художники – «поддержать» (темный цвет).
Рабочую часть - пластинку с канавками в сборе, закрепил на высохшей подставке – своим любимым клеем-цементом из молотого и жидкого стекла (Фото 20).
Фото 20. Инструмент в сборе.
У готовой подрезки, скрепя сердце, обжег рабочую часть ручной газовой горелкой (Фото 21). На открытом воздухе.
Фото 21. Обжиг рабочей текстолитовой части инструмента. Проводить только на открытом воздухе или под хорошей вытяжкой.
Работа с инструментом.
Фото 22. Стеклянную трубку разогревают в пламени горелки до красного свечения и быстро помещая нужным местом в канавку инструмента. Разогретое стекло прокручиваем с некоторым усилием и формуем кольцевую вмятину.
Фото 23. Учебно-тренировочная работа на трубке Ø18 мм. Правильность сужения зависит от равномерности нагрева стекла.
P. S. Интересующихся и сочувствующих располагающих литературой (книги, статьи, заметки) 1920-30-х годов касательно изготовления первых радиоламп, прошу поделиться.
Babay Mazay, декабрь, 2022 г.
Стеклодувное дело. Первые опыты - лабораторные пробирки
Фото 0. Самодельные химические пробирки в самодельном штативе.
Стеклодувное дело удивительное занятие – по локоть в пламени, изменять форму такого волшебного материала как стекло. Замечу, весьма капризного и трудного в обработке любыми способами. Некоторая возня с горелками позволила в основном делать в их пламени некрупные детали для семейного занятия – витражного дела. Для последующего сплавления в специальной печи. Это нужный, но прискорбно простейший навык. Дочь приступившая в этом году к изучению школьной программы по химии подвигнула на новые эксперименты. Увы, сельская средняя школа не располагает средствами для содержания полноценного кабинета химии с демонстрацией экспериментов, лабораторными и практическими работами. Кроме прочего, к лаборатории должен в обязательном порядке прилагаться преподаветель-энтузиаст, а таковые были редкостью во все времена.
Решено по мере сил и времени организовать ребенку хотя бы простые эксперименты в домашней мастерской в импровизированной лаборатории. В качестве химической посуды, разумеется, можно использовать и небольшие стеклянные пузырьки из под специй, лекарств и т.д. Но изящнее и правильнее, по возможности, обзавестись настоящей химической посудой, как у всамомделишних химиков. Это воодушевляет, многие работы по организации даже такой импровизированной мини-лаборатории также способствуют привитию и совершенствованию полезных навыков, их следует выполнять вместе с юным химиком – будущим академиком.
Что потребовалось для выполнения работ.
Газовая горелка, заготовки – стеклянная трубка легкоплавких сортов, стеклодувный нож или треугольный надфиль, медицинский пинцет, мелочи.
При выполнении работ стекло размягчается в пламени горелки. Время когда стекло находится в нужной консистенции весьма коротко, слишком долгий нагрев также не желателен, он может приводить к неприятным эффектам в стекле. Операции приходится выполнять быстро, планировать их следует заранее.
Рис.1. Последовательность действий при изготовлении донышка пробирки [1]. Обратите внимание на интересную стеклодувную горелку «американской» системы – со встречным пламенем (Рис. а)
Заготовки – по случаю мне досталось, увы, небольшое количество стеклянных трубок – именно остатков разорившегося неонового производства. Среди нескольких прочих, есть и немного трубок Ø 18 мм хорошо подходящих для пробирок. Трубку-заготовку стандартной длины разметил спиртовым маркером и разрезал на равные куски. Такой диаметр всё ещё можно резать стеклодувным ножом, на манер вскрытия ампул – круговым движением нанести царапину, растягивая, разрывая трубку в стороны, сломать ее. Тем не менее, усилия требуются значительные, разломы не всегда удаются удовлетворительного качества – часто неровны. Случившиеся неровные края выравнивал на алмазном инструменте смачивая его водой (Фото 2).
Фото 2. Алмазное колесико в оправке зажато в патроне сверлильного станка настроенного на 3000 об/мин. Второй рукой я слегка прижимаю к вращающемуся инструменту кусок мокрой губки.
Работа на горелке.
Моя настольная газо-воздушная горелка - небольшой мощности. Горючий газ получаю по месту в бензиновом карбюраторе стоящим под столом. Над рабочим столом вытяжка, на носу самодельные защитные «дидимовые» очки. Несмотря на несколько более высокую температуру сгорания паров бензина, трубка значительного диаметра размягчается неохотно – небольшой факел, не хватает тепла. Для увеличения мощности пламени, навстречу, подобно Рис.1 – а, поставил зажженную туристическую компактную газовую «паяльную лампу».
Фото 3. Работа на стеклодувной горелке. Хорошо виден яркий оранжевый «хвост» - попадающие в пламя ионы натрия из разогретого стекла. Свечение неполезно для незащищенных глаз. Стеклянную заготовку в пламени всегда вращают не допуская стекания размягченного
Выполнив подобия действий Рис. 1. получил пучок пробирок более или менее классической формы (Фото 4).
Фото 4. Мое первое стеклодувное приборостроение.
Увы, почти все они – сборник классических ошибок в данной работе (Фото 5, 6) в довершение и разной длины.
Фото 5. Неровное горлышко, еще и несколько зауженное из-за стягивания стекла при чрезмерном нагреве. Должно быть - несколько расширенное с ровным оплавленным краем. В таком горлышке лучше держится резиновая пробка, пробирку легче мыть.
Фото 6. Косое раздутое донышко с излишком-капелькой стекла. Сам бы руки оторвал такому стеклодуву.
Тем не менее, первый опыт сочтен удовлетворительным.
Что еще делают со стекляшками после изготовления? Конечно нейтрализуют внутренние напряжения! Они могут остаться после быстрого остывания стекла и породить трещины, а то и вовсе разорвать стекло. Предмет первой необходимости в стеклодувной мастерской – хотя бы простейший полярископ. Пропуская поляризованный свет через нашу стекляшку, по характерным цветным пятнам можно увидеть очаги внутренних напряжений. Для прибора нужен источник ровного белого света и два поляризационных фильтра. В наше время простейший полярископ можно соорудить из единственного фильтра – второй, вместе с источником света уже установлен в любом ЖК мониторе, нужно только вывести на экран белое поле.
Мой поляризационный фильтр – от ЖК экранчика небольшой носимой электронной игры. Попробуем его применить.
Для подсветки исследуемого образца выведем на ЖК монитор белый фон, например, создадим новый документ в редакторе «Блокнота» и откроем его. Работа поляризационного фильтра зависит от его положения, при наблюдениях приходится вращать его параллельно плоскости экрана до получения наилучшего изображения – отчетливо видимых фиолетовых пятен внутри образца, конечно если они есть.
Фото 7. Стеклянная игла оставшаяся от пробирочных работ. Этот кусочек стекла подвергался сильным деформациям и внутренние напряжения содержит наверняка. При исследовании его невооруженным глазом – стекло как стекло.
Фото 8. Применим наш поляризационный фильтр – ага, вот они родимые. Ясно, такие сильные напряжения оставлять нельзя – если это была бы нужная стекляшка, потребовался бы отжиг и повторное исследование.
Исследование стеклянной иглы оставшейся от стеклодувных работ, имеющей внутренние напряжения наверное, показали (Фото 7, 8) полную работоспособность фильтра и такого упрощенного полярископа.
Фото 9. Исследование пробирки в поляризованном свете. Стрелкой отмечено незначительное кольцевое напряжение между зонами подвергавшимися сильному и умеренному нагреву. Такое же и у горлышка пробирки. Вынесенный вердикт - отжигать не обязательно.
Фото 10. Готовые пробирки в самодельном штативе.
Литература.
Д. Стронг. Техника физического эксперимента. ЛЕНИЗДАТ, 1948 г.
Babay Mazay, октябрь, 2021 г.
Витражи для храмов и свой завод по переработке стекла: успехи первой в Югре девушки-стеклодува из Сургута
Хрупкая внешне красавица из Сургута Надежда Калинина точно не из робкого десятка. Став первой в Югре девушкой-стеклодувом, она с треском сломала все стереотипы, успешно реализовавшись в сложном древнем ремесле. Расскажем, как Надежда вот уже почти 15 лет создает уникальные изделия из битых бутылок, проводит мастер-классы и даже открыла завод по переработке стеклотары.
Надежда Калинина, жительница Сургута, – одна из немногих женщин-стеклодувов в нашей стране. Почти 15 лет она создает неповторимые произведения искусства из старых стеклянных бутылок – кованые изделия, люстры, тарелки, сувениры, украшения и многое другое.
Уникальным опытом мастерица готова делиться со всеми желающими освоить необычное ремесло. В своей студии «Ажур Стиль» девушка каждую неделю проводит шоу-экскурсии, где посетители могут своими глазами увидеть, как разогретое до 1200°C стекло превращается в художественное изделие.
Недавно Надежда решилась на открытие собственного мини-завода по переработке стеклотары. Теперь из битых бутылок команда Калининой может изготавливать еще и витражи. Эти неповторимые изделия уже украшают ряд храмов и церквей по всей Югре и за ее пределами. А своей особой профессиональной гордостью Надежда считает витражные окна для Женского монастыря иконы Божией Матери «Умиление» и Свято-Троицкого кафедрального собора, освященного самим Патриархом.
Помимо витражных стекол сургутянка делает украшения и детали интерьера на заказ. Но сама девушка считает, что, несмотря на свой успех, находится в самом начале пути – сейчас ее команде не хватает пространства и средств для закупки более солидного оборудования. По этой причине многое приходится делать вручную: например, мыть, сушить и бить бутылки. Всего за одну смену работники мастерской в среднем бьют до 10 000 бутылок!
Но талантливая мастерица не унывает. Ведь сегодня ее мастерская «Ажур Стиль» является активным участником городских и окружных выставок и ярмарок. А творчество девушки-стеклодува из Сургута вдохновляет все больше людей и набирает популярность за пределами родного округа.
Говорят, если гуманитарий пройдет это головоломку до конца, он может считать себя технарем
А еще получит ачивку в профиль. Рискнете?