Технологии гравирования и модифицирования поверхности стекла

      Комментарии к записи Технологии гравирования и модифицирования поверхности стекла отключены

Гравирование (от нем. gravieren, франц. graver — вырезать на чём-либо) — это процесс создания изображения, орнамента и т. п. на поверхности стекла или других жёстких материалов, методом модифицирования (трансформации, нарушения) физической и/либо химической структуры данной поверхности.

Выгравированные на поверхности камня, дерева либо кости изображения видятся среди археологических находок, начиная с эры палеолита, и на более поздних железных изделиях.

Исходя из этого развитие разработок гравирования на поверхности стекла было в полной мере естественным. Наверное, первой была освоена разработка ручного гравирования абразивным инструментом.

Ручное (механическое) гравирование производится железным либо абразивным инструментом (резцом, кругом и т. п.).

Это один из самых сложных и трудоемких способов декорирования стекла, что не разрешает репродуцировать изображение, т.е. создавать аналогичные копии.

На данный момент применяют следующие разработки ручного гравирования: способ гранения, способ шлифования, метод выстукивания и метод резания.

Гравирование способами шлифования и гранения содержится в механическом удалении с обрабатываемой поверхности небольших частиц стекла посредством абразивного либо железного инструмента, по окончании чего поверхность делается матовой. При необходимости, ее возможно отполировать. Увидим, что гранение до сих пор есть одним из главных способов декорирования изделий из боросиликатного стекла и хрусталя.

Эта методика показалась в следствии расширения области применения разработок огранки драгоценных камней. Разновидностью способа гранения есть алмазное гранение либо алмазная резьба — метод декорирования хрустальных изделий, при котором рисунок создается нанесением глубоких прорезов трехгранного сечения.

Различие между методом гранения и методом шлифования содержится в том, что при гранении на поверхности стекла создаются плоскости (грани), а при шлифовании декоративный эффект достигается посредством маленьких и поверхностных рисок, нанесенных абразивным инструментом на поверхность стекла.

При гравировании способом резания изображение на поверхности стекла выцарапывается стеклорезом либо вторым особым высокотвердым инструментом.

В ходе гравирования способом выстукивания изображение на стекле складывается из совокупности точечных повреждений ровной поверхности, каковые нанесены ударами особого метчика.

Достаточно широкое распространение взяло абразивно-струйное гравирование, более известное как пескоструйная обработка, в силу относительной простоты технологического процесса, высокой производительности, и возможности серийного производства однотипных изделий.

Небольшие частицы абразивного материала, ударяясь с громадной скоростью о поверхность изделия, скалывают маленькие частицы стекла. В следствии вся обрабатываемая поверхность получает непрозрачный матовый темперамент, потому, что покрывается микроскопическими сколами, любой из которых размещен под случайным углом к плоскости стекла.

Физико-химическим гравированием возможно назвать разработку создания на поверхности стекла узоров типа холод либо изморозь.

Методика основана на физико-химических процессах происходящих при сотрудничестве стекла с компонентами костного либо мездрового клея при его затвердевании и высыхании. Связи, появляющиеся между частицами стекла и клея оказываются более прочными, чем силы сцепления частиц стекла между собой.

Благодаря этого, в клеевом слое при затвердевании и высыхании появляются механические напряжения, деформирующие его так, что клей вырывает с поверхности стекла частицы, оставляя раковины разной формы, каковые создают неповторимый рисунок, напоминающий морозные узоры на заиндевевших зимний период окнах.

Технологии гравирования и модифицирования поверхности стекла

Научно-технический прогресс породил и пара новейших технологий гравирования, таких как ультразвуковое, электродное, электронно-ионное, объемное и поверхностное лазерное гравирование.

Разработка ультразвукового гравирования основана на свойстве ультразвуковых колебаний при маленьких амплитудах переносить громадную энергию.

Высокая интенсивность действия ультразвукового излучения на абразивные частицы ведет к соударению этих частиц с обрабатываемой поверхностью стекла с силой, в тысячи раз превосходящей их вес.

При электродном гравировании поверхность стекла разрушается электрической дугой, появляющейся в месте соприкосновения электрода со стеклом, которое помещено в емкость с электролитом.

При перемещении электрода по поверхности стекла, оно растрескивается в стороны от линии, на протяжении которой перемещается электрод. Но температура дуги так высока, что растрескавшаяся поверхность сразу же сплавляется.

Еще одним методом художественного декорирования поверхности стекла есть разработка электронно-ионного гравирования.

Процесс содержится в одновременном действии сканирующего электронного луча на стекло и осуществлении ионного обмена в ванне расплава соли металла, куда помещено изделие. Между источником электронного луча и ванной ионного обмена прилагается нужное напряжение.

Наряду с этим сканирующий электронный луч модулируется по интенсивности в зависимости от нужной насыщенности элементов изображения.

Лазер — источник электромагнитного светового излучения видимого, инфракрасного либо ультрафиолетового диапазонов, работа которого основана на вынужденном когерентном излучении молекул и атомов. Только большая действенная температура лазерного излучения и возможность концентрировать энергию в ничтожно малом количестве открыли неповторимые возможности применения лазеров в рамках разных разработок.

В полной мере закономерным стало их применение и в процессах резки, сверления, и декорирования стекла. Посредством лазера возможно создавать не только плоские изображения на поверхности, но и двух либо трехмерные изображения в массе стекла. Способ лазерного гравирования основан на воспроизведении штриховых и полутоновых изображений методом прямого действия сфокусированного лазерного излучения на обрабатываемое изделие.

Одним из главных преимуществ разработки лазерного гравирования перед вторыми способами есть отсутствие напряжения в стекле по окончании обработки.

Довольно давно начала использоваться и разработка травления — второй метод модифицирования стекла и других жёстких материалов методом растворения поверхностного слоя химически активными веществами. В базе разработки — процессы химического разрушения кремнекислородных оксидов и образований в поверхностных слоях стекла с образованием нерастворимых (матовое стекло) либо растворимых (прозрачное стекло) солей, прочно связанных с поверхностью.

Для обработки стекла травлением употребляют в основном плавиковую (фтористоводородную) кислоту, которая оставляет на поверхности стекла слой фторсодержащих солей. Образующиеся кристаллы нерастворимых солей мешают предстоящему разрушению поверхности, но, в промежутках между уже организованными кристаллами, плавиковая кислота разрушаетстекло. Это происходит , пока вся поверхность не покроется целым слоем нерастворимой соли.

В итоге, на стекле образуются неровности, усиливающие рассеяние света и обусловливающие матовый, шероховатый темперамент поверхности. Ее фактура, в каждом конкретном случае, зависит от размера кристаллов нерастворимых их количества и солей на единицу площади, и от скорости протекания и химического состава стекла реакции. К настоящему времени развитие химических способов декорирования поверхности стекла стало причиной появлению нескольких десятков способов травления стекла, как с применением плавиковой кислоты, так и без нее.

Поверхность стекла возможно модифицировать и другими химическими методами: выщелачиванием оксидов металлов (так называемая разработка просветления), и диффузией ионов Ag либо меди в поверхностный слой стекла с одновременным выходом ионов щелочных металлов.

Разработка нанесения просветляющих покрытий была создана в начале прошлого столетия как один из способов повышения коэффициента пропускания света в сложных оптических совокупностях, складывающихся из нескольких линз — объективы, окуляры и т.п. Для декорирования стекла эта разработка начала применяться недавно. В базе результата просветления лежит явление интерференции световых волн отраженных от внутренних границ и наружных просветляющего слоя (пленки).

При определенной толщине слоя, в следствии обоюдного гашения, интенсивность отраженного света делается ничтожно малой, а интенсивность проходящего света большой. Просветленная поверхность стекла получает не только повышенную прозрачность, но и оттенок (определенного цвета либо радужный), что зависит от равномерности и толщины просветляющего слоя, и от угла падения света. Полученные цветовые и световые эффекты и употребляются для декорирования (как правило, маленьких стеклоизделий).

Диффузия стекла (цветное травление, цветная протрава) — особенная методика декорирования стекла химическим методом. При применении данной технологии на поверхность стекла наносится суспензия (именуемая лессирующей), содержащая соединения серебра либо меди. При большой температуре ионы металлов из лессирующего слоя диффундируют в поверхностный слой стекла, а ионы щелочных металлов покидают его.

Так, ионы Ag либо меди, попадая на определенную глубину, изменяют состав стекла и окрашивают его.

Упомянутые разработки гравирования возможно классифицировать по методу действия на поверхность стекла: механическим разрушением, химическим травлением либо плавлением. Нанесение узоров типа холод либо изморозь, есть исключением из данной классификации, поскольку поверхность стекла хоть и разрушается механически, но в следствии последовательности процессов физико-химического характера.

Помимо этого, одной из наиболее значимых черт той либо другой технологии есть возможность тиражирования аналогичных изображений (репродуцирование). Вследствие этого часть разработок возможно применять для лишь неповторимых изделий, а часть — для массового изготовления серийной продукции.

Предоставлено: www.graving.biz

Создатель Сергей Литвиненко

Рандомные показатели записей:

3Ds Max — Урок 6 — Как создать любую форму. Работа с Shapes и Editable Spline


Подборка наиболее релевантных статей: