operator_urzadzen_przemyslu_szklarskiego_813[02].Z2.04

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

Wprowadzenie

Wymagania wstępne

Cele kształcenia

Materiał nauczania

4.1.

Zasady procesu formowania

4.1.1.

Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2.

Formowanie szkła budowlanego

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3.

wiczenia

4.2.4.

Pytania sprawdzające

4.3.

Formowanie szkła gospodarczego i opakowaniowego

4.3.1.

Materiał nauczania

4.3.2.

Pytania sprawdzające

4.3.3.

wiczenia

4.3.4.

Pytania sprawdzające

4.4.

Formowanie szkła technicznego

4.4.1.

Materiał nauczania

4.4.2.

Pytania sprawdzające

4.4.3.

wiczenia

4.4.4.

Pytania sprawdzające

4.5.

Kontrola jakości formowanych wyrobów

4.5.1.

Materiał nauczania

4.5.2.

Pytania sprawdzające

4.5.3.

wiczenia

4.5.4.

Pytania sprawdzające

Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o podstawowych technikach

i metodach formowania, maszynach i urządzeniach stosowanych do procesu formowania oraz
wadach procesu formowania, i sposobach ich eliminacji.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć juŜ ukształtowane,
abyś bez problemu mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jaki ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

−

materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

−

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy juŜ opanowałeś określone treści,

−

wiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne,

−

sprawdzian postępów,

−

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,

−

literaturę obowiązującą.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć.

—

posługiwać się podstawowymi pojęciami z zakresu technologii szkła,

—

charakteryzować surowce szklarskie,

—

rozpoznawać wady masy szklarskiej,

—

odczytywać schematy technologiczne procesów produkcyjnych,

—

posługiwać się dokumentacją technologiczną,

—

dobierać maszyny i urządzenia stosowane do produkcji wyrobów szklarskich,

—

określić zasady bezpiecznej eksploatacji maszyn i urządzeń,

—

posługiwać się przyrządami pomiarowymi,

—

organizować stanowisko pracy zgodnie z wymaganiami ergonomii,

—

stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz
ochrony środowiska podczas uŜytkowania i obsługiwania maszyn i urządzeń,

—

obsługiwać komputer,

—

współpracować w grupie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć.

sgrupyfikować wyroby ze szkła ze względu na sposób formowania,

określić metody formowania szkła,

dobrać techniki formowania wyrobów ze szkła,

dobrać maszyny i urządzenia do formowania szkła róŜnymi technikami,

zastosować zasady formowania szkła techniką rozdmuchiwania porcji masy szklanej,

dobrać technikę formowania szkła opakowaniowego,

określić sposoby ciągnienia rur i prętów,

dobrać metody ciągnienia szkła płaskiego,

zastosować etapy formowanie szkła techniką float,

dobrać sposób walcowania szkła,

wyjaśnić proces spieniania oraz rozwłókniania szkła,

określić etapy formowania włókien szklanych techniką jedno- i dwustopniową,

zastosować techniki wytłaczania i odlewania wyrobów ze szkła,

scharakteryzować proces odpręŜania szkła,

ocenić jakość uformowanych wyrobów na podstawie dokumentacji,

rozpoznać wady formowania wyrobów ze szkła,

posłuŜyć się dokumentacją techniczną, normami oraz katalogami podczas procesów
związanych z formowaniem wyrobów,

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz
ochrony środowiska podczas związanych z formowania wyrobów ze szkła.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1.

Zasady procesu formowania

4.1.1. Materiał nauczania

Metody i techniki formowania wyrobów ze szkła

Uzyskanie przedmiotu uŜytkowego z jakiegokolwiek tworzywa wymaga przeprowadzenia

odpowiednich operacji objętych ogólnym pojęciem formowania wyrobów.

Proces formowania wyrobów obejmuje następujące etapy:

doprowadzenie tworzywa do odpowiedniego stanu i wydzielenie z niego wymaganej
porcji,

nadanie tworzywu Ŝądanego kształtu,

utrwalenie uzyskanego kształtu.
Pierwsze dwa etapy dla tworzyw znajdujących się w stanie plastycznym są realizowane

zaleŜnie od wyrobu odpowiednimi do tego znanymi sposobami, tj. prasowanie, odlewanie do
form, walcowanie, ręczne lepienie.

Trzeci etap wymaga róŜnych procesów zaleŜnych od właściwości formowanego

tworzywa, w ceramice – wypalanie, w cemencie – przetrzymywanie dla związania
chemicznego, w technologii mas plastycznych-spolimeryzowanie.

W przypadku wyrobów szklanych pierwszy etap polega na przygotowaniu masy szklanej

o odpowiedniej jakości i określonej temperaturze (lepkości) i pobraniu do formowania
wymaganej porcji.

Drugi etap obejmuje ukształtowanie z tej porcji masy szklanej odpowiedniego wyrobu

zgodnie z załoŜeniami za pomocą działania sił zewnętrznych i wewnętrznych.

W końcu trzeci etap, utrwalanie nadanego kształtu, polega na obniŜeniu temperatury

masy szklanej i poprzez wzrost lepkości doprowadzenie do skrzepnięcia szkła. W czasie tego
procesu szkło ze stanu lepkiej, nieściśliwej cieczy zachowuje się zgodnie z niutonowskimi
prawami tarcia, w wyniku stygnięcia i krzepnięcia przechodzi początkowo w stan plastyczny,
a następnie w kruchy stan stały.

We wszystkich sposobach formowania wyrobów szklanych moŜna znaleźć pewne cechy

wspólne, uwarunkowane specyficznymi właściwościami szkła, które wpływają na cały proces
formowania.

Do cech tych moŜemy zaliczyć:

lepkość jest najwaŜniejszą właściwością fizykochemiczną szkła, determinującą cały
proces formowania. Z nią bezpośrednio związane są takie charakterystyki technologiczne,
jak płynność i prędkość krzepnięcia.
Podstawowymi charakterystykami procesu formowania są:

−−−−

roboczy zakres lepkości masy szklanej i odpowiadający jemu temperaturowy zakres
formowania,

−−−−

czas zmiany lepkości w określonym zakresie, tzw. roboczym.
Wartość tych parametrów zaleŜą od sposobu formowania. Roboczy zakres lepkości

określa graniczne wartości lepkości masy szklanej, przy której odbywa się formowanie, a więc
lepkość, przy jakiej rozpoczyna się formowanie i lepkość końcową w momencie krzepnięcia
zewnętrznych  warstw  wyrobu  na  tyle,  aby  zapobiec  deformacji  wyrobu.  Zakres  ten
w znacznym  stopniu  zaleŜy  od  warunków  technologicznych,  temperatury  i  składu
chemicznego szkła.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Procesy deformacji masy szklanej i jej krzepniecie występujące przy formowaniu

rozpoczynają się jednocześnie, ale czas ich trwania jest róŜny, gdyŜ przebiegają one z inną
prędkością.

Optymalne warunki formowania osiąga się przy najkrótszym czasie ogólnym, gdy czas

deformacji  jest  równy  czasowi  krzepnięcia.  Z  powyŜszego  wynika,  Ŝe  wpływać  na  proces
formowania  moŜna  oddziaływując  na  prędkość  krzepnięcia  szkła,  która  zaleŜy  od
intensywności studzenia i rodzaju szkła.

Biorąc pod uwagę potrzeby procesu formowania szkła, dzieli się je na długie i krótkie, na

podstawie charakteru krzywej zaleŜności lepkości od temperatury. Krzywe temperaturowej
zaleŜności są strome dla szkieł krótkich i bardziej pochyłe dla szkieł długich.

Szkła, których krzywa lepkości jest przesunięta w stronę wysokich temperatur, przyjęto

nazywać twardymi, natomiast szkła, których krzywe lepkości znajdują się w niŜszej
temperaturze, nazywa się miękkimi.

Rys. 1.

Krzywe lepkości dla szkieł o róŜnej długości i twardości technologicznej [5, s. 248]

napięcie  powierzchniowe  decyduje  o  gładkości  powierzchni  formowanych  wyrobów,
szczególnie  przy  wydmuchiwaniu  za  pomocą  piszczeli  oraz  przy  ciągnieniu  szkła
płaskiego, rurek i prętów szklanych.
WaŜną rolę odgrywa napięcie powierzchniowe przy operacjach:

−−−−

polerowania ogniowego, operacja polegająca na nadaniu gładkości i połysku powierzchni
wyrobów wytłaczanych. Przeprowadza się w ten sposób, Ŝe wyprasowany wyrób wstawia
się na kilka sekund do pieca o bardzo wysokiej temperaturze, w wyniku czego cieniutka
warstwa powierzchniowa szkła stapia się i pod wpływem napięcia powierzchniowego
nabiera gładkości,

−−−−

zatapiania  obrzeŜy  wyrobu,  operacja  zaokrąglania  obrzeŜy  wyrobów.  Przeprowadza  się
w ten sposób, Ŝe po odcięciu wyrobu od kapy, brzeg wyrobu jest ostry i mało gładki. Po
wyrównaniu obrzeŜa przez szlifowanie, podgrzewa się go w krótkim czasie do wysokiej
temperatury i zaokrągla, dzięki napięciu powierzchniowemu.
Oprócz  pozytywnych  aspektów  dla  procesu  formowania  napięcie  powierzchniowe  moŜe

wpływać równieŜ negatywnie, poprzez:

−−−−

zwęŜanie taśmy szklanej przy pionowym ciągnieniu szkła płaskiego,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−−−−

zaokrąglanie się krawędzi wyrobów wytłaczanych, nie pozwalające otrzymać wyraźnych
odbitek formy i wzoru,

−−−−

utrudnienie odgazowania i ujednorodnienia masy szklanej.
a)

procesy przekazywania ciepła, odbywające się na drodze przewodzenia ciepła
i wypromieniowania, w związku z tym duŜą role odgrywa tu ciepło właściwe,
przezroczystość dla promieniowania cieplnego, przewodność cieplna,

gęstość szkła odgrywa waŜną rolę przy formowaniu szkła płaskiego (float).
Technologicznie równowagowa grubość szkła float zaleŜy od gęstości szkła i kąpieli
metalowej. Gęstość szkła wpływa takŜe na przewodność temperatury w szkle i na
wydajność automatów formujących,

rozszerzalność  cieplna  szkieł  odgrywa  istotną  rolę  przy  formowaniu  wyrobów
dwuwarstwowych  oraz  wielowarstwowych,  a  takŜe  przy  formowaniu  metodą
łączenia  róŜnych  szkieł.  W  takich  przypadkach  naleŜy  mieć  na  uwadze  konieczne
zgranie  współczynnika  rozszerzalności  łączonych  szkieł.  Poza  tym  wielkość
współczynnika  moŜe  być  przyczyna  powstawania  powierzchniowych  mikropęknięć
w czasie formowania,

podatność  na  krystalizację  szkła  musi  być  uwzględniona  przy  opracowywaniu
warunków  procesu  formowania  wyrobów.  Zakres  temperatury,  w  którym  szkło  jest
podatne  na  krystalizacje,  świadczy  o  tym,  iŜ  naleŜy  bardzo  szybko  przejść  przez
niego podczas formowania wyrobów.

Szczególne znaczenie dla jakości powierzchni wyrobów szklanych ma materiał części

formujących i stan jego obróbki. Względy ekonomiczne wymagają, aby powierzchnie robocze
elementów formujących były moŜliwie trwałe w warunkach eksploatacyjnych. Stąd wynikają
wymagania  stawiane  materiałom,  z  których  się  wykonuje  części  formujące.  Materiał  taki
powinien  umoŜliwiać  dokładną  obróbkę  powierzchni  i  powinien  mieć  duŜą  Ŝaroodporność,
odporność  termiczną,  chemiczną  i  twardość.  Wymagania  te  są  zaleŜne  od  sposobu
formowania i typu wytwarzanych wyrobów.

Bardzo waŜnym parametrem technologicznym procesu formowania jest reŜim

temperaturowy powierzchni formujących. Zbyt wysoka temperatura metalowych części
formujących moŜe spowodować przylepienie się masy szklanej do metalu, a zbyt niska
pogorszenie jakości szkła w wyniku zbyt szybkiego chłodzenia szkła.

Istotne znaczenie dla procesu formowania ma takŜe równomierność rozkładu temperatury

na całej powierzchni formującej.

Zespół

właściwości

fizykochemicznych,

jakimi

charakteryzuje

się

szkło,

a w szczególności  moŜliwość  zmiany  jego  lepkości  w  bardzo  szerokim  zakresie,  pozwala
wykorzystywać  róŜnorodne  sposoby  formowania  wyrobów  szklanych.  Ze  znanych  obecnie
sposobów  formowania  naleŜy  wymienić  jako  najbardziej  rozpowszechnione  i  stosowane
następujące sposoby:
a)

wydmuchiwanie,

wytłaczanie,

ciągnienie,

walcowanie,

formowanie termiczno-grawitacyjno-napięciowe, metoda float,

rozwłóknianie,

odlewanie,

spienianie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W pewnych przypadkach stosuje się kombinację dwóch lub więcej sposobów Przy

otrzymywaniu  niektórych  wyrobów,  np.  wydmuchiwanie  i  wytłaczanie  przy  formowaniu
słoików  szklanych.  KaŜdy  z  wymienionych  sposobów  na  swoją  specyfikę,  zakres
stosowalności i wymaga spełnienia odpowiednich warunków.

W następnych podrozdziałach poradnika zostaną omówione sposoby formowania

wyrobów ze szkła.

Grupyfikacja wyrobów formowanych ze szkła

Usystematyzowanie szkła w podział wymaga olbrzymiego materiału doświadczeń

i obserwacji nagromadzonych w technologii szkła. Jedną z metod podziału jest pogrupowanie
rodzajów szkła ze względu na charakterystyczne sposoby formowania. W tabeli poniŜej
zamieszczono podstawowe rodzaje szkła, ich przykłady oraz sposoby ich formowania.

Tabela 1. Grupyfikacja wyrobów formowanych.

Rodzaj szkła

Asortyment szkła

Metody
formowania szkła

Szkła budowlane

—

szkło float,

—

szkła płaskie ciągnione,

—

szkła płaskie walcowane,

—

szkła piankowe,

—

kształtki budowlane,

—

metoda float,

—

ciągnienia,

—

walcowania,

—

spieniania,

—

odlewania,

Opakowania szklane

—

opakowania

produktów

spoŜywczych,

—

opakowania do kosmetyków,

—

opakowania do artykułów i

—

odczynników chemicznych,

—

wydmuchiwania,

—

wytłaczania,

Szkła gospodarcze

—

szkła stołowe i galanteria,

—

szkła kryształowe,

—

szkła oświetleniowe,

—

wydmuchiwania,

—

wytłacznia,

—

odlewania,

Szkła techniczne

—

szkła elektro-próŜniowe,

—

szkła laboratoryjne,

—

szkła optyczne,

—

włókna szklane,

—

rurki i pręty szklane.

—

wydmuchiwania,

—

wytłaczania,

—

odlewania,

—

rozwłókniania,

—

ciągnienia.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jak zdefiniujesz pojęcie formowania wyrobów?

Wymień etapy procesu formowania szkła?

Na czym polega etap formowania – nadanie tworzywu odpowiedniego kształtu?

Jaka jest najwaŜniejsza właściwość szkła wpływająca na proces formowania?

Jakie znasz podstawowe charakterystyki procesu formowania?

Kiedy otrzymujemy optymalne warunki dla procesu formowania?

Na jakie procesy produkcyjne ma wpływ właściwość szkła zwana napięciem
powierzchniowym?

Na czym polega proces zatapiania obrzeŜy wyrobu?

Na czym polega proces polerowania ogniowego?

10.

Jaki jest wpływ napięcia powierzchniowego na proces formowania szkła?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11.

Przy jakim rodzaju formowanego szkła odgrywa znacznącą rolę gęstość szkła?

12.

Jakie znasz cechy materiału, z których wykonuje się części formujące?

13.

Jakie są sposoby formowania wyrobów szklanych?

14.

Jaką znasz inną nazwę metody formowania float?

15.

Jaką metodą formujemy szkła piankowe?

16.

Jakimi metodami formujemy opakowania szklane?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Określ metodę formowania dla otrzymanych wyrobów szklanych.

Tabela do ćwiczenia 1.

Nr z kolekcji

Rodzaj wyrobu szklanego

Metoda formowania

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odszukać w poradniku dla ucznia opisy metod formowania,

dokonać analizy wyrobu,

dobrać metody formowania wyrobów,

zapisać informacje w tabeli.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

kolekcja wyrobów ze szkła,

−

tabela,

−

ołówki,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Na podstawie obejrzanego filmu, uzupełnij tabelę wpisując do określonej techniki

formowania urządzenie formujące.

Tabela do ćwiczenia 2.

Technika formowania

Urządzenie formujące

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

obejrzeć film,

określić techniki formowania,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zapisać w tabeli techniki formowania,

dobrać urządzenia do technik formowania.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier,

−

ołówki,

−

tabela,

−

poradnik dla ucznia,

−

film przedstawiający techniki formowania wyrobów ze szkła,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

zdefiniować pojęcie formowania wyrobów?

określić etapy procesu formowania?

scharakteryzować etapy procesu formowania?

określić właściwości szkła mające znaczenie dla procesu
formowania?

określić optymalne warunki procesu formowania?

określić wpływ napięcia powierzchniowego na proces formowania?

określić sposoby formowania wyrobów szklanych?

określić metodę formowania szkła budowlanego?

określić pełną nazwę procesu float?

10)

dobrać metodę formowania dla opakowań szklanych?

11)

dobrać metodę formowania dla szkła piankowego?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.

Formowanie szkła budowlanego

4.2.1. Materiał nauczania

Zasady walcowania szkła.

Proces nadawania kształtu płaskiego masie szklanej pod wpływem jednostronnych lub

dwustronnych  kombinowanych  ściskajaco-rozciagajacych  sił  wywołanych  obracającymi  się
wałkami  nazywamy  walcowaniem  szkła.  Ten  proces  formowania  wyrobów  szklanych  jest
najmniej  szklarski  i  został  zapoŜyczony  z  innych  gałęzi  wytwórczości.  W  procesie
wykorzystuje  się  plastyczność  masy  szklanej  w  pewnym  zakresie  lepkości,  powodującą
płynięcie warstw masy po sobie.

Rys. 2. Przekroje układów warstwowych szkła: a) w procesach ciągnienia, b) w procesach walcowania

[6 ,s .83]

Wymagania w stosunku do jednorodności masy szklanej dla procesów walcowania są

mniejsze niŜ dla ciągnienia, poniewaŜ sposób formowania narzuca wymuszony kształt płyty.

Metodą tą otrzymuje się szkła płaskie następujących rodzajów:

surowe zwykłe, o powierzchniach chropowatych,

surowe lustrzane, przeznaczone do szlifowania i polerowania,

wzorzyste – ornamentowe, o walorach dekoracyjnych, z odciśniętymi wypukłymi wzorami,

zbrojone, z wtopioną siatką metalową, która w przypadku stłuczenia, utrzymuje odłamki
szkła w całości,

opalowe, białe i barwne, przeznaczone na płytki wykładziny ściennej.
Walcowanie szkła sposobem periodycznym na stołach walcowniczych odbywa się za

pomocą odpowiednich urządzeń, które pokazano na poniŜszym rysunku 3.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 3.

Schemat urządzenia do periodycznego walcowania szkła na stole: 1) stół, 2) walec,
3) sanki, 4) listwa, 5) pomost, 6) silnik, 7) komora, 8) donica [4 ,s .20]

Urządzenie to składa się z następujących części głównych:

stół walcowniczy z listwami i sankami – stanowiący grubą płytę Ŝeliwną z listwami
wyznaczającymi grubość i szerokość walcowanej płyty szklanej,

mechanizm  walcujący  –  składa  się  z  dwóch  walców  –  duŜego,  studzonego  wodą
obiegową  ustawionego  z  przodu  oraz  małego,  nie  studzonego  ustawionego  z  tyłu.  Oba
walce ustawione są w urządzeniu przesuwnym nazywanym karetą,

przenośnik do odpręŜarki – składa się ze stołu z listwami i szynami wygiętymi ukośnie do
góry, które unoszą walce umoŜliwiając przesuwanie się pod nimi płyt do odpręŜarki.
Urządzenie zasilane jest masą szklaną sposobem okresowym, z wyjętej z pieca donicy,

w której  stopiono  masę  szklaną.  Szkło  otrzymane  metodą  walcowania  na  stole  nadaje  się
z reguły  do  dalszego  uszlachetniania  przez  szlifowanie  i  polerowanie  mechaniczne  na  tzw.
szkło  lustrzane.  RóŜnice  grubości  w  jednej  płycie  dochodzącą  do  3  mm.  Wielkość
odlewanych  płyt  jest  zaleŜna  od  pojemności  donic,  grubości  walcowanego  szkła  i  wielkości
stołu odlewniczego. Prędkość walcowania wynosi 15-30 m/min.

Walcowanie szkła moŜe odbywać się dwoma sposobami:

periodyczne walcowanie porcji masy szklanej na nieruchomej płaszczyźnie (stole
walcowniczym) pod wpływem jednego lub dwóch toczących się walców (drugi walec
wygładza),

walcowanie  strugi  masy  szklanej  między  obracającymi  się  współbieŜnie  walcami
maszyny  walcowniczej  wykonywane  periodycznie  (taśma  szklana  przechodzi  nastepnie
na ruchomy stół) lub w sposób ciągły (taśma szklana przechodzi na przenośnik rolkowy).
Walcowanie periodyczne odbywa się dwoma metodami:

metoda Chance’a, gdzie masa szklana wylewana jest niewielkimi porcjami (łyŜeczkami)
między walce, a po wywalcowaniu płyty przenoszone są na przesuwające się
synchronizowane pod walcarką stoły.,

metoda  Bicheroux’a  pozwala  na  otrzymywanie  większych  płyt,  gdyŜ  tutaj  ilość  masy
szklanej wylewanej na specjalny pojemnik przy walcarce jest znaczenie większa, wylewa
się  bezpośrednio  z  donicy.  Po  wywalcowaniu  płyty  szklane  przechodzą  na  rolkowy
przenośnik, gdzie są cięte na odcinku i wypychane do tunelu odpręŜalniczego.

Rys. 4.

Schemat periodycznego walcowania szkła płaskiego za pomocą walcarki (sposób Bicherux) [4 ,s .22]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Najczęściej stosowanym obecnie sposobem walcowania jest walcowanie w sposobów

ciągły. Tym sposobem moŜna otrzymać:
1)

szkło wzorzyste (ornamentowe),

szkło zbrojone (bezpieczne),

szkło surowe (przejrzyste).
Głównymi urządzeniami słuŜącymi do produkcji szkła płaskiego walcowanego sposobem

ciągłym, są:
1)

piec wannowy o ruchu ciągłym,

walcarka uniwersalna,

odpręŜarka.

Rys. 5.

Widok ogólny walcarki uniwersalnej typ MP – 20 (lewa) [4 ,s .24]

Zasada wytwarzania szkła walcowanego w sposób ciągły jest pozornie prosta, choć

w praktyce wymaga stałego i fachowego dozoru. W metodzie masa szklana dopływa z części
wyrobowej wanny do walcarki i spływa między walce formujące, chłodzone wodą,
a uformowana taśma szklana przesuwa się po przenośniku rolkowym do tunelu
odpręŜalniczego.

Przy walcowaniu szkła okładzinowego, tj. szkła nieprzezroczystego mąconego lub

intensywnie zabarwionego, górny walec jest gładki, a dolny posiada wzór dający ryfle na
taśmie szklanej.

Rys. 6.

Schemat walcowania szkła wzorzystego: 1) masa szklana, 2) walce ze wzorem, 3) taśma
szklana, 4) podpórka, 5) ześlizg, 6) przenośnik płytowy [1 ,s .35]

Specyficzną odmianą szkła walcowanego jest szkło zbrojone, tj. z wtopioną siatką metalową
wykonaną z drucików grubości 0,5 mm. Przy formowaniu szkła zbrojonego walcarkę

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wyposaŜa się w dodatkowy walec wtłaczający metalową siatkę do masy szklanej przed
walcami formującymi oraz walec wygładzający umieszczony poza walcami formującymi.

Rys. 7.

Schemat walcowania szkła zbrojonego: 1) masa szklana, 2) wałek wciskający siatkę drucianą
w masę szklaną, 3) walec formujący grubość płyty szklanej, 4) siatka druciana, 5) oziębiacz
szkła, 6) taśma szklana, 7) zwój siatki, 8) przekrój płyty szkła zbrojonego w powiększeniu
[1 ,s .38]

Metodą walcowania ciągłego wytwarza się szkła profilowe, tj. wyroby otrzymywane

przez  odpowiednie  wyginanie  bezpośrednio  po  wywalcowaniu,  a  przed  odpręŜeniem
wywalcowanej płaskiej taśmy szkła. W tym przypadku poza walcami formującymi umieszcza
się  odpowiednie  elementy  (listwy  ślizgowe,  rolki)  wyginające,  plastyczną  jeszcze  w  tym
miejscu, taśmę szklaną. Najczęściej formuje się szkła profilowe, których przekrój poprzeczny
jest rynnowy, falisty, korytkowy lub skrzynkowy. Szkło profilowe moŜe być zbrojone drutem.

Rys. 8.

Szkła profilowe: a) faliste, b) rynnowe, c) korytkowe, d) skrzynkowe [5 ,s .84]

Formowanie szkła techniką float.

Postęp technologiczny jest nieodzownym elementem w istnieniu człowieka,

wprowadzanie coraz to nowych metod produkcyjnych, zawsze niesie ze sobą poprawę jakości
wykonywanych  wyrobów  bądź  teŜ  zmniejszenie  kosztów  ich  produkcji.  Do  takich  metod
moŜemy  zaliczyć  metodę  termiczno-grawitacyjno-napięciową  formowania  szkła  płaskiego
znanej pod nazwą float, inaczej metodą „pływającej taśmy szklanej”.

Metoda ta polega na tym, iŜ odpowiednia ilość masy szklanej, swobodnie wypływa

z wanny  szklarskiej  na  powierzchnię  stopionego  metalu.  Poruszając  się  po  nim,  następuje
formowanie  taśmy  szklanej,  z  doskonałą  jakością  powierzchni.  Początki  tej  metody  sięgają
1902  r.,  kiedy  to  w  USA  została  opatentowana  przez  A.  Hitchkocka,  jednak  nie  została
praktycznie  zrealizowana.  Dopiero  w  latach  1952–1959  angielska  firma  Pilkington  Brothers
Limited  opracowała  nową  metodę  formowania  szkła  płaskiego  na  powierzchni  stopionego
metalu.  Pierwszą  przemysłową  linie,  opartą  na  metodzie  float  uruchomiono  w  1955  roku
w USA.

WdroŜenie do produkcji przemysłowej metody float spowodowało duŜe zmiany

w dziedzinie  produkcji  szkła  płaskiego.  Zastosowanie  tej  metody  pozwoliło  na  uzyskanie
wysokowydajnej  produkcji,  bardzo  dobrej  jakości  szkła,  nadające  się  równieŜ  do  dalszego
przetwórstwa  tj.,  budownictwa,  motoryzacji,  meblarstwa  oraz  produkcji  luster.  Dzięki
metodzie  float  dolna  powierzchnia  formowanej  taśmy  szklanej  jest  idealnie  gładka  poprzez
kontakt  z  roztopioną  cyną,  górna zaś jest poddawana polerowaniu ogniowemu. Metoda float

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

stała się bardziej powszechna z przyczyn ekonomicznych, gdyŜ linia produkcyjna w tej
metodzie nie wymaga zbyt wielkich nakładów produkcyjnych do otrzymania analogicznej
taśmy szklanej w produkcji grupycznej.

W czasach współczesnych praktycznie wszystkie zakłady produkujące szkło płaskie

stosują właśnie tą metodę produkcji. Szkło float jest produkowane w róŜnej grubości tj. od 1
do 30 mm w trzech gatunkach.

Proces topienia szkła składa się z wielu skomplikowanych przemian fizycznych, reakcji

chemicznych i procesów fizyko-chemicznych, w których wyniku otrzymuje się masę szklaną
o odpowiednich właściwościach wymaganych do formowania wyrobów.

Gdy masa szklana posiada juŜ określone własności (lepkość, jednorodność) odpowiednio

dobrane  do  grubości  formowanej  taśmy,  następuje  przekazanie  masy  szklanej  z  części
wyrobowej pieca do kąpieli cynowej. Masa szklana swobodnie przepływa z części wyrobowej
na  roztopioną  cynę.  Odbywa  się  to  przez  płytki  kanał  przepływowy  zakończony  progiem
wylewowym.  Proces  formowania  taśmy  szklanej  w  metodzie  float  odbywa  się  w  wannie
z kąpielą cynową.
Urządzenia stosowane w procesie produkcyjnym

W procesie technologicznym produkcji szkła metoda float moŜna wyróŜnić następujące

urządzenia:

−

piec wannowy do wytopu masy szklanej,

−

urządzenia do podawania masy szklanej na powierzchnię kąpieli cynowej,

−

wanna z kąpielą cynową,

−

odpręŜarka tunelowa,

−

urządzenie do rozkroju taśmy szklanej.

Rys. 9.

Ogólny schemat linii float [5, s. 75]

Długość linii float wynosi 800–900 m.

Do wytopu szkła w metodzie float słuŜą ogromne piece wannowe opalane gazem

ziemnym,  nie  róŜniące  się  pod  względem  konstrukcyjnym  w  części  topliwej  od  pieców
stosowanych  do  produkcji  szkła  płaskiego  metodami  ciągnienia.  Materiały  stosowane
w budowie  pieca  są  najwyŜszej  jakości,  poniewaŜ  masie  szklanej  są  stawiane  wysokie
wymagania jak równieŜ czas jego eksploatacji wynosi od 5 do 7 lat.

Grubość ciągnionego tym sposobem szkła wynosi 2–12 mm, szerokość taśmy wynosi

przewaŜnie 3–4 m. Szybkość ciągnienia dla taśmy grubości 3 mm wynosi ok. 750 m na
godzinę. Wydajność 500–700 ton na dobę.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W uproszczeniu moŜna przestawić schemat linii float w następujący sposób:

Przyjmowanie  surowców  i  rozładunek  →  Sporządzanie  zestawu  →  Transport  zestawu  →
Podawanie zestawu do pieca → Topienie szkła → Formowanie szkła → OdpręŜanie szkła →
Mycie  szkła  →  Kontrola  szkła  przez  skaner  →  Rozkrój  szkła  →  Kontrola  szkła  →
Magazynowanie szkła → Wysyłka szkła.

Ciągnienie szkła płaskiego pionowo do góry.

RozróŜnić moŜna wiele metod ciągnienia masy szklanej, które wraz z rozwojem

przemysłu i wzrostem zapotrzebowania były ciągle doskonalone. Do najwaŜniejszych metod
pionowego ciągnienia szkła zalicza się sposób dyszowy Fourcaulta oraz sposób bezdyszowy
Pittsburgha.

Podstawowymi urządzeniami słuŜącymi do pionowego dyszowego formowania metodą

Fourcaulta są:
1.

Komora podmaszynowa z dyszą i chłodnicami,

Maszyna do ciągnienia taśmy szklanej,

Urządzenie do odcinania płyt od taśmy szklanej.

Rys. 10.

Schemat komory (studni) podmaszynowej stosowanej w sposobie dyszowym: 1) most, 2)
palniki, 3) dysza, 4) chłodnice, 5) maszyna do ciągnienia, 6) taśma szklana[4 ,s .31]

W metodzie tej po raz pierwszy zastosowano specjalną kształtkę szamotową ze szczeliną

(zwaną czółenkiem lub dyszą) do formowania płaskiej strugi masy szklanej, która następnie
jest wyciągana w postaci taśmy szklanej przez specjalną maszynę wyciągową.

Dopływ masy szklanej w metodzie Fourcaulta, odbywa się kanałem (mostem) z wanny

topliwej  do  komory  podmaszynowej,  gdzie  za  pomocą  maszyny  wyciągowej  ciągnięta  jest
pionowo  do  góry  duŜa  tafla  szklana,  która  w  końcowych  etapach  produkcji  będzie  odcinana
na tafle o odpowiednich rozmiarach.

Grubość ciągnionej taśmy zaleŜy od następujących czynników:

lepkości (temperatury) masy w cebulce,

intensywności działania chłodnic,

współczynnika wypromieniowania ciepła przez masę,

czasu stygnięcia cebulki (prędkości ciągnienia taśmy).

Przy dyszowym sposobie ciągnienia taśmy prędkość ciągnienia taśmy zmienia się,

w zaleŜności od grubości szkła.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tabela 2. Prędkość ciągnienia taśmy szklanej sposobem pionowym dyszowym Fourcaulta.

Grubość taśmy
w [mm]

Prędkość ciągnienia (przeciętna) w [m/h]

Innym sposobem produkcji szkła płaskiego jest metoda Pittsburgha, która jest pionowym

bezdyszowym sposobem ciągnienia.

Podstawowe urządzenia słuŜące do ciągnienia szkła tym sposobem składają się

z następujących zespołów:
1)

komory podmaszynowej,

maszyny do ciągnienia taśmy,

urządzeń do odcinania obrzeŜy taśmy i odcinania od niej płyt.

Rys. 11. Komora podmaszynowa urządzenia do bezdyszowego ciągnienia szkła płaskiego

sposobem Pittsburgha

[4 ,s .43]

Metoda ta przebiega według określonego schematu:

Przepływ masy szklanej z kanału podmaszynowego do studni podmaszynowe →

Formowanie  obrzeŜy  taśmy  szklanej  za  pomocą  trzymaczy  obrzeŜy  →  Chłodzenie
uformowanej  taśmy  chłodnicami  wodnymi  →  Ciągnienie  taśmy  pionowo  do  góry  systemem
wałków  azbestowych  →  Cięcie  taśmy  na  odpowiednie  odcinki  Kontrolna  szkła  →
Magazynowanie Szkła → Wysyłka szkła.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sposobem bezdyszowym otrzymuje się lepszą jakość produkowanego szkła płaskiego.

Jest ono mniej faliste i ma Ŝądaną grubość.

Tabela 3, Prędkość ciągnienia taśmy szklanej sposobem pionowym bezdyszowym Pittsburgh

Grubość taśmy
w [mm]

Prędkość ciągnienia w [m/h]

140

100

Spienianie szkła

Jednym z podstawowych asortymentów szkła do izolacji termicznej jest szkło piankowe

otrzymywane  z  proszku  szklanego  zmieszanego  z  odpowiednimi  środkami  spieniającymi,
który  ulega  spienianiu  przy  podgrzewaniu  do  odpowiednich  temperatur.  W  wyniku  takiego
procesu otrzymuje się materiał stanowiący strukturę komórkową wypełnioną gazami, w której
szkielet  jest  zbudowany  ze  szkła.  Wyroby  ze  szkła  piankowego  mają  postać  płyt,  bloczków,
granul lub grysu.

W zaleŜności od właściwości i przeznaczenia produkuje się następujące rodzaje szkła

piankowego: termoizolacyjne, dźwiękochłonne, filtrujące (specjalne).

Do cech uŜytkowych szkła piankowego moŜna zaliczyć:

−

odporność na procesy gnilne,

−

odporność na działanie mikroorganizmów,

−

niepalność,

−

łatwość obróbki mechanicznej.
Do właściwości fizykochemicznych szkła piankowego naleŜą:

−

gęstość pozorna,

−

przewodność cieplna,

−

nasiąkliwość,

−

mrozoodporność,

−

odporność termiczna,

−

oporność elektryczna,

−

wytrzymałość na ściskanie.

Szkło piankowe stanowi substancję składającą się z fazy stałej i gazowej (ok. 90%),

z tego względu naleŜy rozróŜniać jego gęstość, którą określa się jako masę jednostki objętości
masy szklanej, i gęstość pozorną, jako masę jednostki objętości materiału dwufazowego.
Gęstość objętościowa szkła piankowego zawiera się w przedziale 0,09–0,40 g/cm

i jest

podstawową właściwością fizyczną szkła piankowego. Jej wartość jest tym mniejsza, im
drobniejszy jest spieniany zestaw i bardziej aktywny czynnik spieniający.

Przewodność cieplna szkła piankowego jest to ilość ciepła, która przejdzie w ustalonych

warunkach w ciągu godziny przez płytę szkła piankowego o powierzchni 1m

i grubości 1m

przy róŜnicy temperatur obu powierzchni zewnętrznych 1 K, wyraŜa się ona w J/(m

⋅

K).

Inna, dokładniejsza definicja wprowadza pojęcie cieplnej przewodności zastępczej, która
zawiera ilość ciepła przewodzonego i przenoszonego przez konwekcję i promieniowanie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W szkle piankowym, w fazie stałej (szkielecie), ciepło jest przenoszone przez przewodzenie,
natomiast w gazie zawartym w komórkach, ciepło jest przenoszone przez konwekcję
i promieniowanie. Zdolność izolacyjna szkła piankowego jest tym większa, im mniejsza jest
jego gęstość pozorna.

Nasiąkliwość, jest to zdolność pochłaniania wody przez szkło piankowe. Szkło

o zamkniętych  komórkach,  dobrze  spienione,  powinno  mieć  nasiąkliwość  równą  zeru.
Natomiast  szkło  piankowe  o  komórkach  połączonych,  stanowiące  materiał  dźwiękochłonny
i filtrujący,  powinno  mieć  duŜą  nasiąkliwość,  od  8  do  80%.  Nasiąkliwość  szkła  piankowego
o dobrych właściwościach powinna wynosić od 1 do 8% objętościowych.

Mrozoodporność szkła piankowego wyraŜa się liczbą cykli zamraŜania i odtajania, którą

szkło wytrzymuje bez uszkodzeń. ZamraŜanie przeprowadza się w lodówce w temperaturze -
30

C, natomiast odmraŜanie odbywa się przez zanurzenie w wodzie o temperaturze +20

Całkowitą mrozoodporność płyty szkła piankowego moŜna uzyskać, gdy zabezpieczy się jego
powierzchnię przed dostępem wody, która zamarzając niszczy otwarte komórki
powierzchniowe. Pękanie płyt szkła piankowego w niskich temperaturach przebiega zawsze
w kierunku od powierzchni do środka.

Wytrzymałość szkła piankowego na ściskanie jest to największe obciąŜenie na niszczące

próbki  przy  badaniu,  odniesione  do  jednostki  jej  przekroju.  Wytrzymałość  na  ściskanie
oznacza  się  w  prasach  mechanicznych  lub  hydraulicznych.  Wytrzymałość  na  ściskanie  szkła
piankowego wynosi 0,8–3,0 MPa.

Odporność termiczna. Szkło piankowe jest materiałem całkowicie niepalnym, moŜna je

stosować do temperatury mięknięcia szkła, z którego jest wykonane. Szkło piankowe poddane
nagłemu ogrzaniu i ostudzeniu pęka i rozpada się na kawałki o róŜnych wymiarach, ulegając
całkowitemu zniszczeniu. Ze względu na małą przewodność cieplną i małą wytrzymałość
mechaniczną szkło piankowe wykazuje mniejszą odporność termiczną niŜ szkło zwykłe.

Oporność elektryczna. Szkło piankowe jest dobrym izolatorem elektrycznym

i charakteryzuje  się  większą  odpornością  elektryczną  niŜ  szkło  podstawowe,  z  którego  je
otrzymano.  DuŜy  wpływ  na  wartość  oporności  elektrycznej  ma  struktura  szkła  piankowego.
Przy  równomiernej  strukturze  o  zbliŜonych  wielkościach  komórek  moŜna  uzyskać
maksymalną wartość oporności elektrycznej szkła piankowego.

Podstawowymi surowcami do produkcji szkła piankowego jest szkło zwykłe i materiał

spieniający. Szkło do produkcji szkła piankowego powinno odznaczać się:
a)

moŜliwie niską temperaturą spieniania,

odpornością na krystalizację,

moŜliwie wysoką odpornością hydrolityczną,

obecnością w zestawie dostatecznej ilości składnika redukującego, niezbędnego dla
przebiegu reakcji spieniania.
Szkło piankowe wytwarza się ze stłuczki szkła okiennego lub opakowań szklanych, które

są dostępne w większej ilości i mają stały skład chemiczny.

Drugim bardzo waŜnym surowcem jest substancja spieniająca. Przy jej doborze naleŜy

zwrócić uwagę na: skład chemiczny, stopień zanieczyszczenia i pochodzenie.

Surowce spieniające moŜna podzielić na dwie podstawowe grupy:

substancje spieniające zobojętniające,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

substancje spieniające utleniająco-redukcyjne.
Materiały spieniające zobojętniające, działanie, których jest wynikiem reakcji

zobojętniania, obecnie z małymi wyjątkami nie są stosowane na skalę przemysłową. Tlenki
wchodzące w skład szkła, takie jak SiO

, B

i P

w czasie przebiegu reakcji są

zobojętniane.  Czynnik  spieniający  często  występujący  w  postaci  węglanu  wapniowego  lub
magnezowego.  Wskutek  rozkładu  pod  wpływem  temperatury,  substancje  te  wydzielają  gaz
o duŜej pręŜności, takiej aby pokonać napięcie powierzchniowe oraz lepkość szkła i rozerwać
błonę  szklaną  otaczającą  powstałą  przestrzeń  gazową  wskutek  czego  następuje  spienianie
szkła. Szkło przy tym rośnie i zwiększa swoją objętość.

Materiały spieniające utleniająco-redukcyjne są obecnie najbardziej rozpowszechnionym

czynnikiem  spieniającym.  Działanie  ich  polega  na  reakcji  ze  składnikami  szkła,  np.
siarczanami,  arsenianami,  antymonami,  powodującej  wydzielanie  się  fazy  gazowej
w temperaturze  spiekania  szkła.  Materiały  redukcyjne  wydzielają  większe  ilości  gazów,  ale
w stanie  rozproszonym,  co  powoduje  powstawanie  w  szkle  bardzo  obfitej  i  drobnej  piany.
Jako  czynnik  spieniający  jest  stosowany  węgiel  w  róŜnych  postaciach,  jako  sadza,  antracyt,
węgiel,  grafit  i  koks.  Produkowane  z  ich  uŜyciem  szkło  jest  szaroczarne,  lecz  właściwości
uŜytkowe  takiego  szkła  są  lepsze  niŜ  szkieł  białych,  produkowanych  przy  uŜyciu  substancji
zobojętniających.

Do spieniania i odpręŜania szkła piankowego stosuje się następujące urządzenia:

piece typu tunelowego z połączonymi strefami,

piece o rozdzielonych strefach spieniania i odpręŜania.

W piecach typu tunelowego z połączonymi strefami, zestaw do spieniania jest wsypywany do
form  krytych,  które  są  umieszczane  na  wózkach  o  trzech  poziomach  po  dwie  formy.  Tak
przygotowany  wózek  przechodzi  przez  piec  tunelowy,  mijając  kolejno  strefy  podgrzewania,
spiekania, spieniania, studzenia i odpręŜania. Długość pieca tunelowego wynosi
80–100  m,  czas  przejścia  form  przez  piec  wynosi  20  godzin,  w  tym  na  podgrzewanie,
spiekanie i spienianie przypada 2 godziny, a na odpręŜanie – 18 godzin.

Rys. 12.

Schemat  produkcji  szkła  piankowego  z  zastosowaniem  pieca  typu  tunelowego
o połączonych strefach 1) topienie szkła podstawowego, 2) mielenie szkła, 3) przenośniki
taśmowe,  4)  podnośniki,  5)  zasobnik  proszku  szklanego,  6)  zasobnik  materiału
spieniającego,  7)  przygotowanie  zestawu,  8)  zasobnik  gotowego  zestawu,  9)  zasilanie
form zestawem, 10) piec tunelowy, 11) napełnianie form, 12) wyjmowanie bloków szkła
piankowego, 13) obróbka szkła piankowego, 14) pakowanie bloków. [8 ,s .102]

W piece o rozdzielonych strefach spieniania i odpręŜania, zestaw do spieniania wsypuje

się do form, które są wstawiane do pieca na rolkach i przechodzą kolejno strefę podgrzewania,
spiekania i studzenia, następnie wychodzą z pieca i są rozbierane, a wyjęte bloki szkła

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

piankowego wstawia się do odpręŜarki. OpróŜnione formy są składane, smarowane
i napełniane zestawem oraz ponownie podawane do pieca spieniającego.

Rys. 13. Wykres obróbki termicznej szkła piankowego dla pieca o rozłącznych strefach

spieniania i odpręŜania [7, s. 103]

Szkło piankowe moŜna poddać procesowi obróbki. Obróbka mechaniczna płyt szkła

piankowego  ma  na  celu  nadanie  im  dokładnych  wymiarów,  co  umoŜliwia  ich  grupyfikację
zgodnie z normami. Płyty nierówno spienione na krawędziach są cięte na mniejsze. Do cięcia
szkła  stosuje  się  zwykłe  piły  tarczowe  perforowane,  w  których  zamontowany  jest
pneumatyczny  odciąg  pyłów  szklanych,  składający  się  z  wentylatora  ssącego,  zbiornika
większych odpadów i cyklonu.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jak zdefiniujesz proces walcowania szkła?

Jakie rodzaje szkła płaskiego otrzymujemy metodą walcowania?

Z jakich elementów składa się urządzenie do periodycznego walcowania szkła?

Jakimi sposobami odbywa się walcowanie szkła?

Na czym polega metoda Chance’a wykonania szkła?

Na czym polega metoda Bicheroux’a wykonania szkła?

Jakie znasz urządzenia walcowania szkła płaskiego sposobem ciągłym?

Na czym polega walcowanie szkła sposobem ciągłym?

Na czym polega metoda formowania float?

10.

Jakie urządzenia stosujemy w procesie technologicznym przy produkcji szkła float?

11.

Z jakich etapów składa się proces formowania metodą float?

12.

Jakie znasz metody ciągnienia pionowego szkła płaskiego?

13.

Jakie urządzenia są stosowane w metodzie dyszowego formowania szkła?

14.

Od czego uzaleŜniona jest grubość ciągnionego szkła w metodzie dyszowego
formowania?

15.

Jakie urządzenia są stosowane w metodzie bezdyszowego formowania szkła?

16.

W jaki sposób przebiega metoda bezdyszowego ciągnienia szkła płaskiego?

17.

Na czym polega proces spieniania masy szklanej?

18.

Jakie szkła otrzymujemy w wyniku spieniania masy szklanej?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19.

Z czego składa się szkło piankowe?

20.

Jakie cechy uŜytkowe powinno posiadać szkło piankowe?

21.

Jakie znasz właściwości fizykochemiczne szkła piankowego?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Z rozsypanki dobierz odpowiednie opisy do punktów rysunku przedstawiającego schemat

linii float.

Rozsypanka: podawanie zestawu szklarskiego, topienie, formowanie, kontrola procesu,

odpręŜanie, kontrola jakości, rozkrój szkła.

Rysunek do ćwiczenia 1.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się ze schematem produkcji szkła float w poradniku dla ucznia,

przeanalizować rysunek przedstawiający produkcję szkła float,

zapoznać się z rozsypanką wyrazową,

dokonać odpowiedniego przyporządkowania wyrazów z rozsypanki do odpowiednich
punktów z rysunku.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

rysunek,

−

rozsypanka wyrazowa,

−

ołówki,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Przedstaw za pomocą schematu blokowego metodę produkcji szkła piankowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odszukać w poradniku dla ucznia treści dotyczące produkcji szkła piankowego,

przeanalizować etapy produkcyjne,

sporządzić schemat blokowy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier A4,

−

pisaki,

−

ołówki,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 3

Dokonaj analizy metod formowania szkła płaskiego na podstawie schematów, modeli

urządzeń.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odszukać w poradniku dla ucznia opis urządzeń do formowania szkła płaskiego,

przeanalizować informacje zawarte w opisie,

zapoznać się ze schematami urządzeń,

zapoznać się z modelami urządzeń dostępnymi w klasie,

dokonać analizy metod formowania szkła płaskiego,

określić zasady działania urządzeń.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier A4,

−

flamastry,

−

ołówki,

−

schematy, modele urządzeń,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

zdefiniować proces walcowania szkła?

określić urządzenia do periodycznego walcowania szkła?

określić sposoby walcowania szkła?

scharakteryzować metodę walcowania szkła wg Chance’a?

scharakteryzować metodę walcowania szkła Bicheroux’a?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

określić urządzenia do produkcji szkła płaskiego sposobem ciągłym?

scharakteryzować walcowanie szkła sposobem ciągłym?

dobrać urządzenia do walcowania szkła zbrojonego?

określić rodzaje szkła profilowego?

10)

określić sposoby formowania szkła płaskiego?

11)

scharakteryzować metodę formowania float?

12)

określić urządzenia stosowane do produkcji szkła float?

13)

określić etapy procesu produkcji szkła float?

14)

określić metody ciągnienia pionowego szkła płaskiego?

15)

określić urządzenia stosowane w metodzie dyszowego formowania
szkła?

16)

określić czynniki wpływające na grubość ciągnionego szkła
w metodzie dyszowego formowania?

17)

określić

urządzenia

stosowane

metodzie

bezdyszowego

formowania szkła?

18)

określić przebieg metody bezdyszowego ciągnienia szkła płaskiego?

19)

scharakteryzować proces spieniania masy szklanej?

20)

określić szkła otrzymywane w wyniku spieniania masy szklanej?

21)

określić cechy surowców uŜywanych do produkcji szkła piankowego?

22)

określić cechy uŜytkowe szkła piankowego?

23)

określić właściwości fizykochemiczne szkła piankowego?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.

Formowanie szkła gospodarczego i opakowaniowego

4.3.1. Materiał nauczania

Formowanie wyrobów techniką rozdmuchiwania porcji masy szklanej

Formowanie wyrobów szklanych metodą rozdmuchiwania polega na kształtowaniu porcji

masy  szklanej  działaniem  równomiernych  sił  rozciagajacych,  wywołanych  spręŜonym
powietrzem.  Przy  wydmuchiwaniu  w  najpełniejszy  sposób  są  wykorzystywane  specyficzne
właściwości  robocze  masy  szklanej,  takie  jak  napięcie  powierzchniowe  i  zaleŜność  lepkości
od temperatury.

Proces technologiczny rozdmuchiwania wyrobów szklanych jest jednym z najstarszych

sposobów formowania wyrobów szklanych, często zwany ręcznym sposobem formowania.

W hutach szkła gospodarczego, kryształowego i oświetleniowego ręczne formowanie

wyrobów  odbywa  się  przy  piecach  topliwnych  na  specjalnych  podestach  i  na  powierzchni
bezpośrednio  przylegającej  do  podestów.  Do  ręcznego  formowania  wyrobów  i  zdobienia
sposobami  hutniczymi  słuŜą,  zaleŜnie  od  sposobu  formowania  i  wielkości  wyrobu,  róŜne
narzędzia hutnicze i urządzenia mechaniczne, z których najwaŜniejszym narzędziem jest tzw.
piszczel  szklarska.  Wymiary  piszczeli  są  zróŜnicowane  w  zaleŜności  od  wytwarzanego
asortymentu  i  wynoszą:  długość

1200–1500 mm i średnica 12–20 mm. RóŜne typy piszczeli

pokazane są na rysunku 14. Końcówki piszczeli (zwane nablem) stykające się w procesie
formowania z masą szklaną wykonane są najczęściej ze specjalnych stopów odpornych na
korozję i mają większą średnicę od rurki.

Rys. 14. RóŜne typy piszczeli szklarskich. [5 ,s . 255]

Narzędziami pomocniczymi są:

−

eliwne lub drewniane formy o odpowiednich kształtach,

−

foremki pomocnicze,

−

kształtowniki, nadające wstępne kształty wyrobom, które chcemy otrzymać,

−

pałasz – płaskownik stalowy,

−

noŜyce ucinacze,

−

noŜyce do wystrzygania,

−

korytko hutnicze, w których moczy się kształtownik, na obu bokach korytka znajdują się
róŜki (widełki), na których hutnicy opierają piszczel,

−

stołek szklarski – drewniana ławka, po których hutnicy toczą piszczele z kształtowanym
szkłem,

−

narzędzia po przytrzymywania wyrobów wykańczanych, np. przylepiak,

−

najrozmaitsze narzędzia pomocnicze, za pomocą których wyciąga się wyroby lub wyciska
się dowolnie wklęsłe lub wypukłe figury geometryczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Formowanie odbywa się w zespołach hutniczych, w których poszczególni członkowie zespołu
wykonują  ściśle  określone  czynności.  Stąd  liczba  członków  zespołu  zaleŜy  od  sposobu
formowania,  długości  technologicznej  masy  szklanej,  złoŜoności  kształtu  wyrobu  oraz
potrzeby  uzyskania  najlepszych  efektów  ekonomicznych,  tj.  wysokiej  wydajności  przy
najniŜszych kosztach produkcji.
Pierwszy  etap  kształtowania  wyrobów  szklanych  –  formowanie  bańki  szklanej,  przebiega
według następującego schematu:

−

przyłoŜenie piszczeli do masy szklanej i obracanie jej wokół własnej osi,

−

nabranie masy szklanej na piszczel,

−

rozwalcowanie masy szklanej na stalowej płytce,

−

wstępne rozdmuchanie bańki,

−

nadanie bańce odpowiedniego kształtu,

−

ostateczne rozdmuchanie bańki.

Rys. 21.

Wydmuchiwanie wyrobów szklanych za pomocą piszczeli: a) nabranie masy szklanej piszczelą,
b) rozwalcowanie na płytce metalowej, c) wydmuchiwanie bańki [5, s. 256]

Opisane operacje składające się na proces formowania wyrobów przez rozdmuchiwanie

porcji masy szklanej za pomocą piszczeli, wymaga wysokich umiejętności i wyczucia ze
strony hutników. Prawidłowy przebieg formowania wymaga, aby:

−

masa nabranej porcji szkła odpowiadała masie wyrobu,

−

bańka miała wymagany kształt i wielkość,

−

cianki przygotowanej do formowania porcji masy szklanej miały załoŜoną grubość,

−

temperatura formowania porcji masy szklanej była rozłoŜona równomiernie.
Wyroby proste (szklanki, szklaneczki, spodki, kompotierki) wytwarzają zespoły hutnicze

składające się z trzech hutników – dmuchaczy i dwóch bańkarzy, których schemat
przedstawia się następująco:
I

Wstępne formowanie.

Wdmuchnięcie powietrza do wnętrza wyrobu.

III

WłoŜenie wyrobu do formy, nadanie ostatecznego kształtu.

Rys. 22. Formowanie talerzyka (spodka): 1 – forma Ŝeliwna, 2 – packa drewniana. [5 ,s .257]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyroby o kształtach złoŜonych (kieliszek), większych rozmiarów, o grubszych

ciankach, szczególnie o grubych i ozdobnych nogach, np. puchary, cukiernice, duŜe kielichy,

produkują  zespoły  czteroosobowe.  Bańkarz  formuje  bańki,  dmuchacz-hutnik  wydmuchuje
czarki,  a nabieracz  podaje  na  nabieraku  kolejne  porcje  szkła,  z  których  wykonuje  się  nóŜkę
i stopkę.  Majster  podane  kolejno  szkło  przykleja  do  czarki,  odcina  jego  nadmiar
ostrzygaczami  i formuje  z  niego  nóŜkę.  Następną  porcję  szkła  przylepia  do  wolnego  końca
nóŜki, nadmiar szkła odcina i formuje stopkę.

Rys. 23. Formowanie kieliszka: a) szkło nabrane na piszczel do wydmuchiwania bańki, b) bańka,

c) porcja nabrana na bańkę, d) czasza kieliszka wydmuchana w formie, e) dolepione szkło
plastyczne, f) ukształtowana noŜka, g) nóŜka z dolepioną nową porcją szkła, h) podstawka
ukształtowana. [5, s. 258]

Formowanie wyrobów powlekanych szkłami barwnymi, tzw. powlekanych wewnętrznie,

wykonuje  się  z  dwóch  mas  szklanych  róŜnej  barwy,  o  tym  samym  współczynniku
rozszerzalności.  Proces  formowania  takich  wyrobów  przebiega  tak,  jak  wyrobów  ze  szkła
jednobarwnego z tą róŜnicą, Ŝe bańkę szklaną o grubych ściankach wydmuchuje się z jednej
barwy  szkła  i  na  taką  bańką  nabiera  się  porcję  szkła  innej  barwy.  Tak  wytwarza  się  wyroby
powlekane  wewnętrznie.  Sposób  ten  stosuje  się  powszechnie  przy  wytwarzaniu  wyrobów
szkła  oświetleniowego,  gdzie  wewnętrzna  warstwa  jest  ze  szkła  mąconego,  natomiast
zewnętrzna ze szkła bezbarwnego lub barwnego.

Najstarszy sposób powlekania zewnętrznie szkłami barwnymi polegający na formowaniu

barwnego lejka przedstawia rysunek 24. Sposób ten jednak jest trudny, uciąŜliwy, bardzo
pracochłonny, mało wydajny.

Rys. 24. Formowanie wyrobów ze szkieł kolorowych wielowarstwowych metodą grupyczną, I-IV stadia

formowania, 1, 6 – szkło bezbarwne, 2,3 – szkło barwne, 4 – lejek, 5 – podstawka. [6, s. 249]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Formowanie wyrobów powlekanych zewnętrznie szkłami barwionymi jest kilkakrotnie

mniej pracochłonne od wymienionego sposobu grupycznego. Kolejność czynności jest
następująca:

−

zespół I po nabraniu (I), porcji barwnej masy szklanej wydmuchuje bańkę (II) i odcina
czaszę bani płomieniem(III),

−

zespół  II  równocześnie  wykonuje  ze  szkła  bezbarwnego  bańkę  (IV),  na  którą  po
przechłodzeniu  nabiera  szkło  (V)  i  wydmuchuje  banię  (VI),  ten  sam  zespół  wciska
plastyczną  banię  ze  szkła  bezbarwnego  do  odciętej  czaszy(VII)  wykonanej  przez  zespół
hutniczy I.
Następuje  połączenie  obu  szkieł  (VIII)  i  dogrzewanie  złączonych  szkieł  (IX),  po  czym

następuje ostatecznie uformowanie Ŝądanego przedmiotu (X) – rysunek 25.

Rys. 25. Formowanie wyrobów powlekanych zewnętrznie barwną masą szklaną. [6 ,s . 250]

Opisany proces formowania ogranicza się więc do prostych operacji hutniczych, które nie

wymagają tak wysokich kwalifikacji zawodowych członków jak w metodzie grupycznej. Ten
sposób umoŜliwia produkowanie czasz z róŜnych barwnych mas szklanych, które wydaje się
zespołom  hutniczym  lub  sprzedaje  hutom,  nie  mającym  moŜliwości  topienia  barwnych  mas
szklanych. Proces formowania wyrobów powlekanych będzie wtedy przebiegać wg czynności
zespołu  II,  po  uprzednim  podgrzaniu  czasz  do  temperatury  bliskiej  temperaturze  mięknięcia
szkła.  Ten  sposób  powlekania  pozwala  równieŜ  na  formowanie  w  skali  przemysłowej
wyrobów  wielowarstwowych,  uŜywając  czasz  z  róŜnych  barwnych  szkieł  i  ewentualnie
odpowiednio róŜnych średnic.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wydmuchiwanie wyrobów za pomocą piszczeli jako ręczny sposób formowania, pozwala

otrzymać wyroby wysokiej jakości i o bardzo zróŜnicowanych kształtach, to jednak ma wiele
ujemnych  cech,  tj.:  duŜa  pracochłonność,  mała  wydajność,  trudność  otrzymywania  wyrobów
standardowych o jednakowych wymiarach i kształcie, wymaga bardzo wysokich kwalifikacji
hutników  pracujących  w  cięŜkich  warunkach.  Było  to  powodem  ciągłych  prób
zmechanizowania procesu formowania wyrobów wydmuchiwaniem. Skonstruowano maszynę
zwana półautomatem.

Półautomat szklarski jest urządzeniem mechanicznym, w którym zespoły formujące są

uruchamiane ręcznie, a do napędu stosuje się siłę mięśni ludzkich lub spręŜone powietrze.

KaŜdy półautomat szklarski ma zespół przedformy słuŜący do formowania bańki szklanej

oraz zespół formy właściwej, w którym następuje ostateczne uformowanie wyrobu.

Przebieg formowania wyrobów szklanych na półautomacie obejmuje kilka stadiów

i schematycznie przedstawia to rysunek 26.

Rys. 26. Schemat formowania szkła w półautomacie: 1 – stalowy pręt z gałką, 2 – przedforma,

3 – foremka główkowa, 4- palec formujący. [5, s. 261]

Proces formowania przebiega następująco:

Nabieranie odpowiedniej porcji szkła nabierakiem

Przeniesienie do zamkniętej przedformy

III

Formowanie główki wyrobu za pomocą ssania

Usuniecie palca formującego otwór w główce i wdmuchniecie powietrza (formowanie
bańki)

Przeniesienie wstępnie uformowanego wyrobu do formy

Zamkniecie formy, ostateczne rozdmuchanie bańki i uformowanie wyrobu.
Półautomaty

stosuje

się

produkcji

butelek

małych,

duŜych,

naczyń

szerokootworowych. Półautomat obsługuje trzech pracowników, a wydajność tego urządzenia
wynosi ok. 2000 butelek o pojemności 0,5 dm

na zmianę.

Współczesne półautomaty są udoskonalone konstrukcyjnie i mogą zawierać 2–3

komplety form lub pracować z przedformami i formami o podwójnej kropli, a takŜe mogą być
zasilane masą szklaną z zasilacza kroplowego.

Technologiczny proces formowania wyrobów przez wydmuchiwanie na automatach

szklarskich  w  swoich  podstawowych  operacjach  jest  podobny  do  formowania  na
półautomatach  z  tą  róŜnicą,  Ŝe  odbywa  się  on  bez  udziału  człowieka.  Istnieje  wiele  typów
automatów  szklarskich  róŜniących  się  miedzy  sobą  elementami  budowy.  MoŜna  jednak
znaleźć wiele cech wspólnych charakteryzujących ten sposób formowania.

W ogólnych zarysach proces ten przebiega w następujący sposób: do przedformy

dostarcza się porcję masy szklanej, która jest wtłaczana do foremki główkowej stykającej się
bezpośrednio z przedformą. W wyniku tego następuje uformowanie główki wyrobu, po czym
wydmuchiwana jest bańka w przedformie o kształcie zbliŜonym do gotowego wyrobu. Po
uformowaniu bańki jest ona przekazana do formy właściwej, gdzie następuje ostateczne

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

rozdmuchniecie wyrobu i jego uformowanie. Po zakończeniu tej operacji wyrób jest
przekazywany z automatu na transporter lub inne urządzenie dostarczające go do odpręŜania.

Odlewanie wyrobów ze szkła

Sposób formowania wyrobów przez odlewanie polega na okresowym nalaniu z tygla,

łyŜki  lub  z  pieca  jednorazowo  duŜej  porcji  ciekłej  masy  szklanej  do  otwartej  formy  (zwykle
rozbieralnej),  gdzie  masa  szklana  zapełnia  formę  pod  wpływem  siły  cięŜkości  (grawitacji)
płynnego  stopu  lub  pod  wpływem  działania  siły  odśrodkowej.  W  związku  z  tym  moŜna
mówić o odlewaniu grawitacyjnym lub odśrodkowym.

Odlewaniem grawitacyjnym formułuje się lite masywne bloki – półfabrykaty lub

wielowymiarowe specjalne odlewy szkła optycznego, jak równieŜ lite rzeźby (figury) lub inne
wyroby ze szkła.

Odlewaniem odśrodkowym formułuje się grubościenne drąŜone cylindryczne lub

stoŜkowe wyroby szkła oświetleniowego, elektro-próŜniowego, technicznego i artystycznego.
Odlewanie to moŜe odbywać się w formach obrotowych lub na wirującej tarczy.

Przy formowaniu wyrobów odlewaniem odśrodkowym wykorzystuje się siłę odśrodkową

szybkoobracajacej się formy.

Przebieg procesu formowania jest następujący: do formy jednoczęściowej lub

wieloczęściowej  podaje  się  porcję  masy  szklanej  (ręcznie  lub  z  zasilacza),  która  pod
wpływem  siły  odśrodkowej  równomiernie  rozpływa  się  po  wewnętrznych  ściankach  formy
i dokładnie  odwzorowuje  jej  układ.  Ten  sposób  formowania  pozwala  otrzymywać  wyroby
o skomplikowanych kształtach z gładką wewnętrzną powierzchnią, poniewaŜ nie styka się ona
z częściami formującymi podczas formowania.

Odlewanie odśrodkowe na wirującej tarczy odbywa się podobnie, a porcja masy szklanej

umieszczona jest na szybkoobracajacej się tarczy o określonym profilu, gdzie rozpływa się
pod wpływem siły odśrodkowej na powierzchni, odwzorowując jej kształt.

Wytłaczanie szkła.

Wytwarzanie wyrobów metodą wytłaczania jest najprostszym sposobem formowania

wyrobów szklanych. Proces wytłaczania polega na deformowaniu porcji masy szklanej
w formie pod wpływem przyłoŜonego ciśnienia.

Typowymi elementami kompletu formującego przy wytwarzaniu wyrobów szklanych

metodą wytłaczania są:

−

forma (matryca), której zadaniem jest ukształtowanie zewnętrznej powierzchni wyrobu,

−

wytłocznik, który kształtuje wewnętrzną powierzchnię wyrobu oraz przekazuje na masę
szklaną (ciśnienie) nacisk od odpowiedniego mechanizmu maszyny formującej,

−

pierścień dociskowy, który zamyka komorę formowania od góry między wewnętrzną
powierzchnią formy a wytłocznikiem i nadaje kształt górnej krawędzi wyrobu.
Przebieg procesu wytłaczania pokazany jest na poniŜszym rysunku i przebiega według

określonego schematu:
a.

Porcja masy szklanej zostaje wprowadzona do przedformy,

Wytłocznik poruszając się ku dołowi naciska na płynną masę szklaną i powoduje
wypełnienie nią całej przestrzeni formy,

Wytłocznik pozostaje w bezruchu, aŜ do zastygania szkła, nastepnie unosi się do góry,
a wyrób intensywnie się studzi nadmuchem z maszyny formującej. Po wystudzeniu
ruchome dno formy wypycha wyrób do góry.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 27. Schemat formowania szklanki metodą wytłaczania: 1 – porcja masy szklanej,

2 – forma, 3 – wytłocznika, 4 – pierścień dociskowy, 5 – dno formy. [5, s. 273]

Przedstawiony sposób formowania wyrobów wytłaczaniem moŜe być realizowany na

urządzeniach  o  róŜnym  stopniu  złoŜoności.  Wytłaczarki  ręczne  (prasy  ręczne)  są  zasilane
masą  szklaną  ręcznie,  a  uruchamianie  mechanizmów  odbywa  się  siłą  mięśni  człowieka.
W przypadku  wytłaczarek  półautomatycznych  mechanizmy  napędzane  są  pneumatycznie,
a zasilanie  masą  szklaną  jest  ręczne.  Wytłaczarki  automatyczne  pracują  bez  udziału
człowieka, a do podawania masy szklanej stosuje się zasilacze kroplowe. Wytłaczarki naleŜą
do  względnie  prostych  urządzeń  w  porównaniu  z  innymi  automatami  szklarskimi  i  nie
wymagają  obsługi  o  bardzo  wysokich  kwalifikacjach.  Jednak  sposób  formowania
wytłaczaniem ma szereg istotnych wad. Na przykład metodą tą nie moŜna formować wyrobów
o  skomplikowanych  kształtach.  MoŜna  formować  jedynie  wyroby  szklane,  których  średnica
otworu  jest  większa  od  wymiarów  poprzecznych  przestrzeni  wewnętrznej,  nie  moŜna  więc
formować  wyrobów,  które  rozszerzają  się  ku  dołowi  lub  mają  na  swoich  wewnętrznych
ś

ciankach występy lub zagłębienia. Trudno jest formować wyroby cienkościenne z powodu

szybkiego  stygnięcia  szkła.  Nie  moŜna  takŜe  uzyskać  przy  wytłaczaniu  wysokiej  gładkości
powierzchni.  Dla  otrzymania  równej  i  błyszczącej  powierzchni  naleŜy  stosować  dodatkową
obróbkę cieplną zwaną otapianiem (zapalaniem), gdy w wyniku rozgrzania powierzchniowych
warstw  szkła  zaczynają  działać  siły  napięcia  powierzchniowego  nadając  powierzchni  szkła
gładkość  i  połysk.  Przez  nagrzanie  wyrobu  do  wyŜszej  temperatury  moŜna  ręcznie  zmieniać
kształt wyrobu (rozwijać brzegi, zwęŜać górną część wyrobu itp.).

Formowanie

szkła

opakowaniowego

techniką

wytłaczająco-wytłaczającą

oraz

wytłaczająco-wydmuchującą

Technika wytłaczająco-wytłaczająca opakowań szklanych jest techniką wymagającą

większej  złoŜoności  kształtu,  w  związku  z  czym  stosuje  się  tu  formy  dwudzielne,  gdzie  w
części  pierwszej  formy  za  pomocą  metody  wytłaczania  powstaje wyrób szklany, a w drugiej
części teŜ sposobem wytłaczania jego dodatkowy element, np. uszko. Po uformowaniu wyrób
szklany jest intensywnie chłodzony, a dno całej formy wypycha gotowy wyrób do góry.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat metody będzie przebiegać następująco:
I.

Porcja masy szklanej wprowadzona do dwudzielnej formy,

II.

Wytłocznik naciska na płynną masę szklaną i powoduje wypełnienie nią całej przestrzeni
formy, nadając odpowiedni kształt,

III.

Intensywne studzenie wyrobu nadmuchem,

IV.

Przekazanie wyrobu transporterem na taśmę odpręŜniczą.

Wytłaczająco-wydmuchująca metoda formowania wyrobów szklanych jest kombinacją

dwóch procesów: wytłaczania i wydmuchiwania. Proces formowania wyrobów tym sposobem
przebiega  w  dwóch  stadiach.  Pierwsze stadium obejmuje formowanie w przedformie główki
wyrobu  i bańki metodą wytłaczania, a w drugim stadium następuje wydmuchanie ostateczne
wyrobu w formie właściwej. Metodą wytłaczająco-wydmuchującą moŜna wytwarzać wyroby
szerokootworowe  i  wąskootworowe,  grubościenne  i  cienkościenne.  Najczęściej  średnica
główki ma 30-170 mm, wysokość 50-300 mm, a pojemność 100-5000 cm

Przebieg procesu formowania wyrobów szerokootworowych metodą wytłaczająco-

wydmuchującą pokazany jest na rysunku 28.

Rys. 28. Przebieg procesu formowania słoja metodą wytłaczająco-wydmuchujacą [5, s. 275]

Przedstawiony przebieg formowania metodą wytłaczająco-wydmuchującą odbywa się

w automatach kroplowych karuzelowych do wytwarzania wyrobów szerokootworowych, np.
automat Pöting PB-II, według schematu:
I.

Porcja masy szklanej wprowadzona do zamkniętej foremką główkową przedformy,

II.

Na foremkę nakłada się pierścień dociskowy, a wytłocznik kształtuje główkę oraz bańkę
szklaną,

III.

Uformowana bańka szklana wisi na foremce główkowej,

IV.

Pod bańkę podchodzi dno formy i połówki formy zamykają się.

Nad foremkę główkową opuszcza się głowica dmuchająca, następuje ostateczne
wydmuchanie wyrobu,

VI.

Odstawienie chwytakiem szczękowym wyrobu na przenośnik.

Automaty sekcyjne typu I-S takŜe moŜna dostosować do wytwarzania wyrobów

szerokootworowych metodą wytłaczająco-wydmuchującą, zarówno z pojedynczymi formami,
jak i podwójnymi. Schemat formowania wyrobów szerokootworowych metodą wytłaczająco-
wydmuchującą w automatach sekcyjnych z podwójnymi formami przedstawiony jest na
rysunku poniŜej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 29. Schemat formowania wyrobów metodą wytłaczająco-wydmuchującą w automacie

sekcyjnym:  1  –  masa  szklana,  2  –  przedforma,  3  –  foremki  główkowe,  4  –  pierścienie
dociskowe,  5  –  wytłocznika,  6  –  ramię  formy,  7 –  kroplochwyt,  8  –  mechanizm
przenośnikowy,  9  –  forma,  10-  głowica  dmuchająca,  11  –  uchwyt,  12  –  dno  formy.
[5, s. 276]

Operacje formowania przebiegają w poszczególnych pozycjach w następujący sposób:

Przyjęcie kropli masy szklanej,

II.

Formowanie główki wyrobu,

III.

Formowanie bańki.

IV.

Przekazanie baniek z przedformy do formy,

V – VI Ostateczne wydmuchiwanie wyrobu.
VII.

Forma otwiera się, a wyroby przenoszone są na stół do ochłodzenia, a nastepnie na
transporter.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jakie rodzaje szkła gospodarczego mogą być produkowane metodą ręczną?

Od czego zaleŜy liczba osób pracujących przy ręcznym formowaniu wyrobów?

Jak przebiega proces ręcznego formowania wyrobów szklanych za pomocą piszczeli?

Jakie znasz zasady prawidłowego przeprowadzenia ręcznego procesu formowania?

Wymień stadia formowania kieliszka?

Jakie znasz urządzenie mechaniczne do formowania szkła gospodarczego?

Jak przebiega proces formowania szkła na półautomacie?

Jak zdefiniujesz proces formowania przez odlewanie?

Jakie znasz metody odlewania?

10.

Jak przebiega proces odlewania?

11.

Jakie są etapy formowania wyrobów metody wytłaczania?

12.

Jakie znasz rodzaje wytłaczarek?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13.

Jak przebiega formowanie szkła opakowaniowego techniką wytłaczająco-wytłaczającą?

14.

Jak przebiega formowanie szkła opakowaniowego techniką wytłaczająco-wydmuchującą?

15.

Jak przebiega proces formowania wyrobów na automacie Krauzelowym?

16.

W jaki sposób przebiega formowanie wyrobów na automacie sekcyjnym?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy narzędzi do ręcznego formowania wyrobów a następnie określ

przeznaczenie poszczególnych narzędzi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z narzędziami dostępnymi w pracowni,

określić, które z narzędzi słuŜą do ręcznego formowania wyrobów,

określić nazwy wybranych narzędzi,

określić przeznaczenie narzędzi,

przedstawić zadanie na forum grupy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

kolekcja narzędzi do ręcznego formowania szkła,

−

poradnik dla ucznia,

−

papier, ołówki,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Dokonaj przeglądu szkła gospodarczego formowanego róŜnymi technikami. Określ

metody formowania wyrobów z kolekcji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odszukać w poradniku dla ucznia opisy metod formowania szkła gospodarczego,

dokonać analizy wyrobów z kolekcji,

określić metodę formowania wyrobów z kolekcji,

przedstawić zadanie na forum grupy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier,

−

ołówki,

−

kolekcja szkła gospodarczego,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Określ etapy formowania wyrobów wąskootworowych metodą wytłaczajaco-

wydmuchującą.

Rysunek do ćwiczenia 4.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odszukać w poradniku dla ucznia opis otrzymywania opakowań szklanych techniką
wytłaczająco-wydmuchującą,

przeanalizować podane w poradniku dla ucznia etapy formowania,

określić etapy formowania.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

rysunek ze schematem,

−

ołówki,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 5

Wykonaj wyrób ze szkła techniką wytłaczania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odebrać od nauczyciela materiały oraz sprzęt potrzebny do wykonania ćwiczenia,
instrukcję ćwiczeniową, instrukcję stanowiskową bhp,

zapoznać się z instrukcjami,

załoŜyć odzieŜ ochronną,

wykonać ćwiczenie,

przedstawić pracę na forum grupy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

instrukcja wykonywania ćwiczenia,

−

materiały, sprzęt potrzebne do wykonania ćwiczenia,

−

papier,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

ołówki,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

określić rodzaje szkła gospodarczego produkowane metodą ręczną?

wyjaśnić od czego zaleŜy liczba osób pracujących przy ręcznym
wytwarzaniu wyrobów ze szkła?

określić przebieg ręcznego formowania wyrobów szklanych za
pomocą piszczeli?

określić zasady prawidłowego przeprowadzenia ręcznego formowania
wyrobów szklanych?

określić stadia formowania kieliszka?

dobrać

urządzenie

mechaniczne

formowania

wyrobów

gospodarczych?

określić etapy procesu formowania szkła w półautomacie?

scharakteryzować proces formowania przez odlewanie?

określić metody odlewania szkła?

10)

określić etapy procesu odlewania?

11)

określić elementy etapy procesu wytłaczania?

12)

określić rodzaje wytłaczarek?

13)

określić etapy formowania szkła opakowaniowego techniką
wytłaczająco-wytłaczającą?

14)

określić przebieg formowania szkła opakowaniowego techniką
wytłaczająco-wydmuchującą?

15)

określić etapy procesu formowania wyrobów na automacie
karuzelowym?

16)

określić przebieg formowania wyrobów w automacie sekcyjnym?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.

Formowanie szkła technicznego

4.4.1. Materiał nauczania

Rozwłóknianie szkła

Formowanie nieciągłych włókien szklanych odbywa się róŜnymi sposobami

rozwłókniania płynnej masy szklanej. Spośród wielu metod rozwłókniania masy szklanej
najbardziej znane są:
a)

metoda pionowego rozciągania gazem (parą lub powietrzem) – polega na tym, Ŝe w dnie
kanału, do którego dopływa z wanny masa szklana, znajduje się rodoplatynowy element
z 30 dyszami u dołu, ogrzewany prądem elektrycznym. Masa szklana wycieka przez
dysze i przechodzi miedzy dwiema połówkami głowicy nadmuchującej gazy z duŜą
prędkością, które rozciągają wpływające struŜki masy szklanej w włókno szklane,

Rys. 30.

Schemat  metody  produkcji  krótkich  włókien  szklanych  metodą  pionowego  rozbijania
strug  masy  szklanej  za  pomocą  medium  gazowego:  1  –  masa  szklana,  2  –  łódka
platynowa,  3  –  połówki  dyszy  szczelinowo-otworowych,  4  –  komora,  5  –  transporter.
[5 ,s 107]

metoda wirówkowo-dyszowa – prowadzona jest w odpowiedniej wirówce, gdzie stopiona
masa szklana spływa struŜką na wirującą z otworami czaszę maszyny, wykonaną ze stali
Ŝ

aroodpornej. Pod wpływem działania sił odśrodkowych masa szklana rozlewa się po

wewnętrznej części czaszy i przechodzi przez otwory w postaci cienkich strumyków. Nad
czaszą znajduje się komora spalania, z której z duŜą prędkością (120–170 m/sek.)
wylatują gazy spalinowe i rozciągają szkło w bardzo cienkie włókna,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Oprócz tych podstawowych metod rozwłókniania płynnej masy szklanej są stosowane metody
łączone, gdzie początkowo wyciąga się ciągłe włókna średnicy od 100 do 200

m, a następnie

rozciąga się je strumieniem gazów o temperaturze 1600ºC wylatujących z duŜą prędkością na
włókno grubości od 1 do 5

Rys. 33. Schemat linii do produkcji płyt z krótkich włókien szklanych [5 ,s . 108]

W tej metodzie zastosowano rozwłóknianie dwustopniowe, łączące wykorzystywanie sił

odśrodkowych (metoda Hagera) i energii szybkiego strumienia gorących gazów. Metoda ta
pozwala uzyskać duŜe wydajności rozwłókniania i gwarantuje otrzymanie włókna grubości

od 4 do 8

Formowanie włókien szklanych techniką jedno- i dwustopniową

Podstawowym przeznaczeniem włókien szklanych jest wzmacnianie tworzyw

sztucznych. Do tego celu stosuje się włókna ciągłe i nieciągłe, z których kaŜde otrzymuje się
inną metodą.

Spośród wielu sposobów otrzymywania włókien szklanych osobną grupę stanowią

sposoby,  w  których  jako  podstawę  formowania  ciągłego  włókna  przyjęto  proces
ciągnienia  szkła  –  rozciągania  porcji  masy  szklanej  pod  wpływem  osiowo  działających
sił. W szczególności moŜna tu wydzielić metody formowania ciągłych włókien szklanych
poprzez  rozciąganie  masy  szklanej  uzyskiwanej  przez  topienie  pręta  szklanego  oraz
przez rozciąganie wpływającej przez otworki odpowiedniego naczynia masy szklanej.

Włókna szklane ciągłe moŜna otrzymywać metodą dwustopniową lub jednostopniową.
Metoda dwustopniowa polega w pierwszym etapie na uformowaniu ze stopionej masy

szklanej kulek lub prętów, z których w drugim etapie procesu, po uprzednim ich stopieniu
w łódce, formuje się włókna szklane. Obecnie tej metody produkcji nie stosuje się.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 34. Schemat produkcji włókna szklanego sposobem dwustopniowym Saint Gobain [6, s. 293]

Sposobem jednostopniowym jest metoda Owens-Corninga, słuŜąca do otrzymywania

tekstylnego  włókna  szklanego  średnicy  poniŜej  9  µm.  W  metodzie  tej  stosuje  się  naczynia
platynorodowe  (tzw.  łódki)  posiadające  w  dnie  dysze  (filiery)  średnicy  1÷2  mm,  które  słuŜą
jednocześnie jako elementy nagrzewające.

Rys. 35.

Schemat formowania włókna ciągłego: 1) łódka, 2) natrysk wodny, 3) aplikator
preparacji, 4) rolka zbiorcza, 5) układacz pasma, 6) bęben odbieralki [6, s. 430]

Proces wytwarzania włókna przebiega następująco: stopione w wannie szkło, po

ujednorodnieniu  termicznym,  przepływa  do  zasilacza,  w  którym  zamontowane  są  łódki  ze
stopu  rodowo-platynowego.  Łódki  mają  róŜną  liczbę  otworów  w  dnie  –  od  200,  poprzez
wielokrotność  200,  aŜ  do  4000.  Stopiona  masa  szklana  wypływa  z  otworów  łódki  w  postaci
kropel szkła. Wypływające z dysz łódki krople szkła są rozciągane w formę włókna. Włókno
to wyciągane jest mechanicznie i nawijane na bęben urządzenia odbierającego.

Włókno natryskuje się wodą w celu szybkiego schłodzenia.
Czas chłodzenia włókna od temperatury stopu do temperatury, w której nie zachodzą juŜ

odkształcenia  plastyczne,  jest  bardzo  krótki.  Na  schłodzone  włókna  szklane  nanosi  się  za
pomocą  urządzenia  zwanego  aplikatorem  preparację  w  formie  emulsji  wodnej.  Preparację
doprowadza  się  do  zbiornika  aplikatora,  skąd  za  pomocą  wałka  lub  fartucha  nakłada  na
elementarne  włókna  szklane.  Po  przejściu  przez  aplikator  wszystkie  elementarne  włókna  są
zbierane w jedno pasmo za pomocą rolki zbiorczej wykonanej najczęściej z grafitu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZaleŜnie od przeznaczenia pasmo włókna szklanego moŜe być rozdzielane na kilka

wiązek specjalnym grzebieniem. Następnie włókno szklane nawija się na tuleję papierową lub
z tworzywa  sztucznego,  zwaną  mankietem.  Mankiet  umieszczony  jest  na  bębnie  urządzenia
odbierającego  włókno.  Odpowiedni  rozkład  włókna  na  mankiecie  zapewnia  metalowy
wodzik,  zwany  motylkiem,  wykonujący  jednocześnie  ruch  obrotowy  i  posuwisto-zwrotny.
W związku z tym, aby uzyskać jednakową średnicę włókna, naleŜy:

−

w sposób ciągły, w trakcie nawijania włókna na bęben zmniejszać obroty bębna tak, aby
prędkość liniowa otrzymywanego pasma była stała (temperatura formowania jest stała);

−

prowadzić ciągłą korektę (przyrost temperatury łódki) tak, aby przez zmniejszenie
lepkości szkła kompensować przyrost prędkości liniowej formowanego włókna (obroty
odbieralki stałe).

Ciągnienie rur i prętów poziomo oraz pionowo do góry i w dół

Najprostszym sposobem formowania rurek i prętów jest ręczne ciągnienie. Przebieg

procesu formowania ręcznego rurek szklanych w pierwszej fazie jest bardzo zbliŜony do
ręcznego wydmuchiwania szkła za pomocą piszczeli.

Rys. 36. Ręczny sposób formowania rur i prętów [5, s. 287]

Proces formowania rozpoczyna się od nabrania na piszczel szkła i wydmuchania bańki.

Następnie  na  bańkę  nabiera  się  odpowiednią  porcję  masy  szklanej  i  nadaje  się  jej  podłuŜny
stoŜkowaty  kształt  i  odpowiedni  przekrój  zaleŜnie  od  wymiarów  i  rodzaju  wytwarzanych
rurek  szklanych.  Równolegle  z  tym  przygotowuje  się  tzw.  „przylepkę”,  tj.  spłaszczony
kawałek masy szklanej przylepiony do pręta stalowego. Po tym do dna ukształtowanej porcji
masy szklanej przylepia się przylepkę i ciągacz trzymający przylepiak zaczyna odchodzić od
mistrza  trzymającego  piszczel  ze  szkłem.  W  tym  czasie  mistrz  podmuchuje  powietrze  do
piszczeli  i  obraca  ją,  aby  zapobiec  niepoŜądanej  deformacji  masy  szklanej,  a  ciągacz  takŜe
obraca przylepiak w tym samym kierunku i z taką samą prędkością. Uformowaną rurkę układa
się  na  bieŜni  na  drewnianych  podkładkach.  Po  oddzieleniu  zgrubionej  części  szkła  przy
piszczeli i przylepiaku rurkę tnie się na odpowiednie odcinki i sortuje według średnicy.

Pręty szklane formuje się w podobny sposób. Te sposoby formowania rurek i prętów

szklanych przez ciągnienie ręczne, pomimo Ŝe są proste, wymagają jednak wysokich
kwalifikacji od hutników.

Mechaniczne formowanie rurek i prętów przez ciągnienie moŜe być realizowane róŜnymi

sposobami, które moŜna podzielić na następujące grupy:

−

metody ciągnienia poziomego – sposób Dannera i Philipsa,

−

metody ciągnienia pionowo do góry – sposób Maetz-Schullera i Korolewa,

−

metody ciągnienia pionowo w dół – sposoby Velo, Hanleina, przelewne,

−

metody mieszane.
KaŜda z tych metod ma odpowiednie urządzenia słuŜące procesom wytwarzania

wyrobów, z których najwaŜniejszym urządzeniem jest ciągniarka.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KaŜdy ze sposobów ciągnienia ma swoje zalety i wady, a wiele z nich róŜni się między

sobą niewielkimi szczegółami technicznymi.

Sposób Dannera ciągnienia rur i prętów jest najpowszechniejszy i polega na poziomym

ciągnieniu rurek i prętów szklanych za pomocą urządzenia mającego piszczel mechaniczną.

Rys. 37. Sposób Dannera ciągnienia rur i prętów [6, s. 288]

Przebieg procesu formowania przebiega następująco: Masa szklana z części wyrobowej

wanny  przepływa  korytkiem  (1)  do  komory  formowania  (3)  i  opada  nieprzerwaną  strugą  na
znajdującą  się  tam  obracającą  piszczel  mechaniczną  (2).  Końcówka  piszczeli  mechanicznej
nałoŜona  na  rurę  ze  stali  Ŝaroodpornej  wykonana  jest  z  materiału  ogniotrwałego  i  posiada
postać  cylindra  zakończonego  wydłuŜonym  stoŜkiem.  Płynna  masa  szklana  wypływająca  na
dyszę  piszczeli  obracającej  się  zgodnie  z  kierunkiem  wypływu  szkła  tworzy  walec  szklany.
PoniewaŜ  dysza  piszczeli  ustawiona  jest  pod  kątem  do  poziomu  (do  30°),  to  następuje
ś

ciekanie masy szklanej ku dolnemu końcowi dyszy, gdzie tworzy się bańka szklana

w wyniku wdmuchiwania przez dyszę piszczeli powietrza. Koniec wytwarzanej bańki odciąga
się poziomo, początkowo ręcznie, a następnie za pomocą odpowiedniej ciągarki (4) i stale
odbiera się w postaci niekończącej się rurki szklanej.

Pomiędzy dyszą a ciągarką ustawioną około 2 m niŜej znajduje się bieŜnia długości 15–

20 m, po której rolkach przesuwa się rurka szklana. Ciągarka posiada urządzenie do odcinania
rurki.

Pręty szklane formuje się w taki sam sposób, lecz przez dyszę piszczeli nie wtłacza się

powietrza lub na końcówkę piszczeli zamiast dyszy zakłada się pełny trzpień szamotowy.

Metodę Dannera stosuje się do wytwarzania rurek średnicy 2–40 mm przy grubości

cianki do 4–5 mm, a szybkość ciągnienia wynosi od kilku do 100 lub 200 m/min zaleŜnie od

rodzaju szkła, średnicy rurki i grubości ścianki.

Sposób Philipsa ciągnienia rurek i prętów szklanych jest zbliŜony do metody Dannera.

Przebiega on w specjalnym piecu – basenie. Urządzenia do formowania rurek i prętów metodą
Philipsa są bardziej skomplikowane i trudniejsze w eksploatacji, a takŜe mają mniejszą
wydajność od maszyn Dannera i dlatego są rzadziej stosowane w przemyśle.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zasadnicza róŜnica obydwu metod polega na tym, Ŝe płynna masa szklana nie nawija się

na dyszę piszczeli mechanicznej, lecz wpływa do wnętrza obracającego się cylindra
ustawionego pod pewnym kątem do poziomu, powleka jego ścianki wewnętrzne i spływa ku
dołowi tworząc u wylotu cylindra bańkę.

Uformowaną bańkę odciąga się poziomo w postaci nie kończącej się rurki. Pozostałe

elementy urządzeń w metodzie Philipsa są podobne do opisanych przy metodzie Dannera.

Rys. 38. Sposób Philipsa ciągnienia rur i prętów: 1) otwór, 2) palnik, 3) masa szklana, 4) zasuwa [5, s. 289]

Schemat ciągnienia rurek metodą Philipsa przebiega następująco:

Masa  szklana  przepływa  korytkiem  do  komory  formowania  →  Masa  szklana  wpływa  do
wnętrza  obracającego  się  cylindra  →  Spływanie  masy  szklanej  ku  dołowi  cylindra  →
Uformowanie bańki u wylotu cylindra → Odciąganie bańki poziome, w postaci niekończącej
się  rurki  →  Przesuwanie  rurki  szklanej  po  bieŜni  →  Odciąganie  rurek  przez  ciągniarkę  →
Odcinanie rurek o odpowiedniej długości.

Sposób Maetz-Schullera formowania rur i prętów – polega na bezdyszowym pionowym

wyciąganiu  do  góry  i  pozwala  otrzymywać  rury  o  duŜych  średnicach  (50÷200  mm)  i  dobrej
jakości.  Na  poniŜszym  rysunku  przedstawiono  urządzenie  do  ciągnienia  szkła  tą  metodą,
w której  następuje  przepływ  masy  szklanej  z  części  wyrobowej  wanny  do  okrągłej  komory
roboczej,  gdzie  nastepnie  wtłaczane  jest  powietrze,  aby  uformować  rurę  i  odpowiednio  ją
wyciągnąć. Ostatnim etapem produkcyjnym jest chłodzenie rury chłodnicą wodną.

Szybkość ciągnienia rur tym sposobem wynosi 30÷200 m/h w zaleŜności od średnicy rury

i grubości ścianki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ostatnim z opisywanych sposobów ciągnienia rurek i prętów jest sposób przelewny, który

przypomina nieco sposób Velo, gdyŜ i tutaj masa szklana z komory wyrobowej spływa przez
pierścieniowy przelew i muflę szamotową w dół, gdzie jest odciągana w postaci rurki do
poziomu, a następnie ciągnięta i cięta na odpowiednie odcinki.

Rys. 42. Sposób przelewny formowania rur i prętów: 1) komora wyrobowa, 2) przelew, 3) mufla

szamotowa, 4) cebula szkła, [5, s. 292]

Istnieją jeszcze inne, mniej rozpowszechnione sposoby formowania rurek i prętów ze

szkieł specjalnych, w tym ze szkła krzemionkowego, w których wykorzystuje się fragmenty
omówionych sposobów. Na przykład formowanie rur sposobem Hanleina jest podobne do
sposobu Velo z tym, Ŝe masę szklaną topi się w tyglu.

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jak zdefiniujesz formowanie włókna szklanego metodą rozwłókniania?

Jakimi metodami rozwłóknia się masę szklaną?

Na czym polega metoda wirówkowo-dyszowa rozwłókniania masy szklanej?

Jak przebiega proces rozwłókniania masy szklanej metodą wirówkową?

Na czym polega metoda łączona rozwłókniania masy szklanej?

W jaki sposób przebiega metoda dwustopniowego rozciągania włókien szklanych?

Jak przebiega metoda jednostopniowego rozciągania włókien szklanych?

Jakie znasz parametry jednostopniowego rozciągania włókien szklanych?

Jaki znasz najprostszy sposób otrzymywania rurek i prętów szklanych?

10.

Jakie zasady obowiązują podczas ręcznego formowania rurek?

11.

Jakie są etapy ręcznego formowania rurek?

12.

Jakie są sposoby mechanicznego formowania rurek i prętów szklanych?

13.

Jak przebiega proces produkcji rurek i prętów metodą Dannera?

14.

Jakie urządzenia stosujemy do produkcji rur metodą Dannera?

15.

Na czym polega sposób formowania rur metodą Philipsa?

16.

Jak przebiega formowanie rur i prętów sposobem Metz – Schullera?

17.

Jakie znasz urzadzenie stosowane do metody Metz – Schullera?

18.

Na czym polega sposób Korolewa ciągnienia rur i prętów szklanych?

19.

Jak przebiega proces formowania rur metodą Velo?

20.

Jakie urządzenia są stosowane podczas wytwarzania rur metodą Velo?

21.

Na czym polega sposób przelewny ciągnienia rur i prętów szklanych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj porównania metod formowania włókien szklanych techniką jedno- i dwustopniową.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odszukać w poradniku dla ucznia opisy technik formowania włókien szklanych,

dokonać analizy treści,

dokonać porównania metod formowania.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier,

−

ołówki,

−

katalogi, normy, poradniki,

−

broszury maszyn i urządzeń,

−

dokumentacja techniczna maszyn i urządzeń,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Dokonaj oceny jakościowej włókien szklanych formowanych róŜnymi metodami.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z materiałem nauczania dotyczącym oceny jakości włókien szklanych,

zapoznać się z instrukcją wykonania ćwiczenia,

ocenić jakość włókien szklanych.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier,

−

ołówki,

−

włókna szklane, formowane róŜnymi metodami,

−

instrukcja wykonanie ćwiczenia,

−

stanowisko pracy z mikroskopem,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 3

Dokonaj formowania rurki szklanej za pomocą piszczeli.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z materiałem nauczania dotyczącym formowania rur sposobem ręcznym,

przygotować stanowisko pracy,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zapoznać się z instrukcjami,

załoŜyć odzieŜ ochronną,

wykonać ćwiczenie.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier,

−

ołówki,

−

narzędzia do ręcznego formowania rur szklanych,

−

instrukcja wykonania ćwiczenia, instrukcja stanowiskowa, instrukcja bhp,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

4.4.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

zdefiniować formowanie włókna szklanego metodą rozwłókniania?

określić metody rozwłóknia masy szklanej?

scharakteryzować metodę wirówkowo-dyszową rozwłókniania masy
szklanej?

scharakteryzować proces rozwłókniania masy szklanej metodą
wirówkową?

scharakteryzować metodę łączoną rozwłókniania masy szklanej?

scharakteryzować proces dwustopniowego rozciągania włókien
szklanych?

scharakteryzować proces jednostopniowego rozciągania włókien
szklanych?

określić parametry jednostopniowego rozciągania włókien szklanych?

określić sposoby otrzymywania rurek i prętów szklanych?

10)

określić zasady obowiązujące podczas ręcznego formowania rurek?

11)

określić etapy produkcyjne ręcznego formowania rurek?

12)

określić sposoby mechanicznego formowania rurek i prętów
szklanych?

13)

scharakteryzować proces produkcji rurek i prętów metodą Dannera?

14)

określić urządzenia wykorzystywane przy produkcji rurek metodą
Dannera?

15)

scharakteryzować sposób formowania rur metodą Philipsa?

16)

określić przebieg formowania rur i prętów sposobem Metz –
Schullera?

17)

określić urządzenia stosowane do metody Metz – Schullera ciągnienia
rur i prętów?

18)

scharakteryzować proces ciągnienia rur i prętów szklanych sposobem
Korolewa?

19)

scharakteryzować proces formowania rur metodą Velo?

20)

określić urządzenia stosowane do ciągnienia rur metodą Velo?

21)

scharakteryzować sposób przelewnego ciągnienia rur i prętów
szklanych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.

Kontrola jakości formowanych wyrobów

4.5.1. Materiał nauczania

OdpręŜanie wyrobów ze szkła formowanych róŜnymi technikami

OdpręŜaniem nazywamy technologiczny proces zmniejszania do nieprzekraczalnego

maksimum trwałych napręŜeń powstałych w szkle podczas wytwarzania wyrobów.

NapręŜeniami nazywamy najogólniej siły ściskające lub rozciągające działające na

uformowany wyrób szklany. NapręŜenia w szkle mogą być spowodowane:

−

działaniem zewnętrznych czynników mechanicznych i termicznych,

−

zbyt szybkim i nierównomiernym chłodzeniem,

−

niejednorodnością chemiczną,

−

warstwą dyfuzyjną w szkle,

−

róŜnicą  współczynnika  rozszerzalności  cieplnej  na  złączach  szkło-szkło,  szkło-metal,
szkło-ceramika.
NapręŜenia  w  szkle  mogą  powstać  jedynie  w  ściśle  określonym  zakresie  lepkości  szkła,

gdy cząsteczki szkła są odpowiednio ruchliwe.

RozróŜnia się napręŜenia przemijające i trwałe. NapręŜenia przemijające wywołane są

działaniem sił zewnętrznych lub obecnością gradientu temperaturowego. Zanikają po ustaniu
siły, względnie po wyrównaniu się temperatury.

NapręŜenia trwałe, spowodowane są szybkim, nierównomiernym chłodzeniem w zakresie

temperatury  transformacji,  zwane  są  napręŜeniami  termicznymi  i  występują  w  szkle  przy
nieobecności  sił  zewnętrznych  i  róŜnicy  temperatur.  NapręŜenia  mogą  być  usunięte  tylko
w procesie odpręŜania. NapręŜenia trwałe, wywołane niejednorodnością chemiczną szkła lub
róŜnicą  współczynników  rozszerzalności  cieplnej  nie  mogą  być  często  usunięte  nawet
w procesie odpręŜania.

Właściwe odpręŜanie jest ograniczone pewnymi wartościami. Dla kaŜdego rodzaju szkieł

istnieją  bowiem  pewne  wartości  lepkości,  poniŜej  lub  powyŜej  których  napręŜenia  trwałe
w szkle  powstawać  nie  mogą.  Graniczne  temperatury  odpowiadające  maksymalnej  lub
minimalnej lepkości szkła, przy których powstawanie względnie usuwanie trwałych napręŜeń
jeszcze jest praktycznie moŜliwe nazywamy górną i dolną temperaturą odpręŜania.

Proces odpręŜania dzieli się na cztery następujące stadia:
A.

ogrzanie lub ostudzenie wyrobów do tzw. optymalnej temperatury odpręŜania,

usuwanie napręŜeń w optymalnej temperaturze odpręŜania,

powolne studzenie do dolnej temperatury odpręŜania,

szybkie, bezpieczne studzenie do temperatury pokojowej.
Pierwsze stadium – ogrzewanie lub studzenie – ma na celu doprowadzenie wyrobów

szklanych  do  optymalnej  temperatury  odpręŜania.  Za  optymalną  temperaturę  odpręŜania
uwaŜa  się  temperaturę,  przy  której  łączny  czas  dwóch  następnych  stadiów,  jest  najkrótszy.
Czas trwania tego stadium zaleŜy od temperatury wyrobów bezpośrednio przed odpręŜeniem.
Dla wyrobów dmuchanych i wytłaczanych czas ten przyjmuje się w granicach 5–10 minut.

Drugie stadium – usuwanie napręŜeń – jest to przetrzymywanie wyrobów odpowiednio

długo w optymalnej temperaturze odpręŜania. W większości przypadków optymalną
temperaturą odpręŜania jest górna temperatura odpręŜania, przy której czas usuwania
napręŜeń trwa 15 minut. Dla zwykłych szkieł kaŜde obniŜenie temperatury usuwania napręŜeń
o 8–12

C powoduje podwojenie czasu trwania tego procesu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Trzecie stadium – powolne studzenie – jest to bardzo ostroŜne studzenie szkła do dolnej

temperatury  odpręŜania.  W  zakresie  tym,  wskutek  zbyt  szybkiego  studzenia  szkła  mogą
powstawać  ponownie  napręŜenia  trwałe.  Szybkość  studzenia  do  dolnej  temperatury
odpręŜania powinna tak przebiegać, aby nie przedłuŜając niepotrzebnie czasu tego procesu nie
spowodować jednocześnie powstawania nowych napręŜeń trwałych.

Istnieją dwa zasadnicze sposoby powolnego studzenia:

−

studzenie ze stałą szybkością,

−

studzenie ze stopniowo wzrastającą szybkością.
Przy pierwszym sposobie szkło po usunięciu napręŜeń jest studzone, aŜ do dolnej

temperatury  odpręŜania  ze  stałą  szybkością.  Przy  sposobie  drugim  dla  stopniowego
podwyŜszania  szybkości  studzenia  wykorzystuje  się  zjawisko  wzrostu  lepkości  wraz  ze
spadkiem  temperatury.  Sposób  drugi  z  punktu  widzenia  teoretycznego  jest  sposobem
skuteczniejszym, ze względu jednak na praktyczne trudności jest on mniej rozpowszechniony.

Czwarte stadium – szybkie studzenie – ma na celu ostudzenie szkła do temperatury

otoczenia. Prędkość ta powinna być moŜliwie największa pod Warunkiem jednak, Ŝe
powstające w czasie studzenia napręŜenia nie przekroczą wytrzymałości szkła.

OdpręŜanie wyrobów ze szkła odbywa się wg krzywej odpręŜania przedstawionej na

poniŜszym rysunku 43.

Rys. 43. Krzywa odpręŜania [5, s. 327]

Proces odpręŜania przewaŜnie przebiega w odpręŜarkach tunelowych, komorowych,

muflowych i recyrkulacyjnych.

KaŜda odpręŜarka tunelowa składa się z ceramicznej komory roboczej (tzw. tunelu),

systemu ogrzewania i odciągu spalin. Wyroby szklane umieszczane są w komorze roboczej na
Ŝ

aroodpornym transporterze, w którym na specjalnych rolkach przesuwają się wzdłuŜ tunelu,

gdzie wyroby są odpowiednio nagrzewane, a następnie powolnie chłodzone.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Cykl pracy odpręŜarki jest następujący:

−

rozgrzew do temperatury odpręŜania (2-4h)

−

napełnianie tunelu wyrobami (5-6h),

−

odpręŜanie, ochładzanie i rozładunek (3-5h).
OdpręŜarki mogą być ogrzewane gazowo lub elektrycznie.

Rys. 44. OdpręŜarka tunelowa ceramiczna: 1 – wózki, 2 – palniki, 3 – tunel, 4 – kanał pod tunelem. [2 ,s . 221]

Przy ręcznym formowaniu produkcja wyrobów jest ilościowo niewielka, natomiast

asortyment  wyrobów  jest  duŜy.  Produkuje  się  jednocześnie  wyroby  o  zróŜnicowanych
grubościach  ścianek  i  den,  o  róŜnych  kształtach  i  wielkościach  oraz  z  mas  szklanych
barwionych,  o róŜnym  składzie  chemicznym,  a  zatem  o  róŜnej  temperaturze  odpręŜania
i mięknięcia szkła. Do dozoru technicznego naleŜy więc właściwy dobór wyrobów do jednej
odpręŜarki  w  celu  maksymalnego  wykorzystania  powierzchni  taśmy  i  ustalenie  dla  tych
wyrobów wspólnego optymalnego reŜimu odpręŜania.

W praktyce przemysłowej górną temperaturę odpręŜania przyjmuje się o prawie 30 °C

niŜszą  od  temperatury  mięknięcia  szkła,  zapobiegając  deformacji  wyrobów.  W  przypadku
odpręŜania  wyrobów  z  róŜnych  szkieł  temperaturę  odpręŜania  przyjmuje  się  w  stosunku  do
szkła  o najniŜszej  temperaturze  mięknięcia.  Taki  reŜim  temperatury  odpręŜania  wymaga
jednak  odpowiednio  dłuŜszego  czasu  odpręŜania.  Przy  produkcji  wyrobów  okazjonalnych,
unikatowych,  wielowarstwowych,  wykonywanych  z  róŜnobarwnych  mas  szklanych,
wieloczęściowych,  klejonych  na  gorąco  i  zdobionych  niektórymi  sposobami  hutniczymi
odpręŜanie  odbywa  się  w  odpręŜarkach  komorowych elektrycznych, które zapewniają lepsze
warunki bardziej precyzyjnego odpręŜania niŜ odpręŜarki tunelowe.

Specyficzne cechy produkcji opakowań szklanych, związane z mechanizacją formowania,

stworzyły potrzebę ciągłego procesu odpręŜania. Do tego celu słuŜą odpręŜarki taśmowe do
odpręŜania wyrobów masowej produkcji, a do takiej naleŜy produkcja opakowań szklanych.

OdpręŜarki do odpręŜania opakowań szklanych mogą być ogrzewane paliwami płynnymi,

gazowymi lub energia elektryczną. Przekazywanie ciepła moŜe odbywać się bezpośrednio lub
pośrednio (odpręŜarki muflowe) i przez wymuszoną cyrkulację. W tym ostatnim przypadku
zmierza się do równomiernego rozłoŜenia temperatury w przekroju poprzecznym odpręŜarki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Najbardziej  dogodna,  prosta  i  efektywna  w  eksploatacji  jest  odpręŜarka  ogrzewana
elektrycznie, np. Cobelcomex, której konstrukcja pozwala na zmianę ogrzewania na gazowe,
a nawet po wymianie palników moŜliwe jest uŜycie paliwa płynnego. Nowoczesne odpręŜarki
stanowią  integralny  element  linii  automatycznie  wytwarzającej  opakowania  szklane  i  jako
takie  zawierają  z  jednej  strony  uzupełniający  element  w  postaci  transportera  poprzecznego,
z którego  ustawiarka  lub  zgarniacz  wprowadza  uformowane  wyroby  na  taśmę,  a  z  drugiej  –
odbieracz wyrobów odpręŜonych w postaci stołu zwalniającego lub przekaźnikowego.

OdpręŜarki z cyrkulacyjną lub konwekcyjną wymianą powietrza charakteryzują się tym,

e wywołuje się w nich poprzeczny ruch powietrza w celu wyrównania temperatury.

Wentylatory cyrkulacyjne zapewniają wyrównywanie temperatury w przekroju poprzecznym i
podłuŜnym  poszczególnych  sekcji  odpręŜarki.  W  celu  utrzymania  wymaganej  krzywej
temperaturowej  odpręŜarki  wyposaŜone  są  poza  instalacjami  ogrzewającymi,  w  urządzenia
chłodzące w postaci wentylatorów.

Szkło płaskie powstające w róŜnych technikach formowania opuszcza ostatnie stadium

topienia,  a  wytworzona  taśma  szklana  na  wałkach  przesuwa  się  do  odpręŜarki,  przy  czym
pracownicy  muszą  uwaŜać,  aby  nie  uszkodzić  powierzchni  taśmy.  Znane  są  rozwiązania
zapobiegające  uszkodzeniu  powierzchni  taśmy,  np.  przez  stosowanie  transportu
pneumatycznego.

OdpręŜarki te podzielone są na kilka stref, w których moŜna regulować wzdłuŜnie

i poprzecznie temperaturę taśmy, róŜnica temperatury na szerokości taśmy nie przekracza 5ºC.
Cały proces odpręŜania jest sterowany automatycznie.

Do oceny napręŜeń w opakowaniach szklanych słuŜą polaryskopy z duŜym polem

obserwacji, pozwalające na ocenę jakościową, lub polarymetry z kompensatorem Berecka lub
Senarmonta, umoŜliwiające ilościowe określenie napręŜeń.

Dla poszczególnych rodzajów szkieł wielkość napręŜeń przewidują polskie normy:

−

szklany sprzęt laboratoryjny 100 nm/cm,

−

rurociągi i aparatura przemysłowa 100 nm/cm,

−

rurki płaksie termometryczne ze szkła sodowo-potasowego 200 nm/cm,

−

rurki aparaturowe o grubości do 1 mm 150 nm/cm,

−

rurki aparaturowe o grubości powyŜej 1 mm 200 nm/cm,

−

balony szklane do celów oświetleniowych 90 nm/cm,

−

opakowania szklane 100 nm/cm,

−

butelki do krwi 105 nm/cm.

Wady formowania wyrobów ze szkła

Z uwagi na bardzo precyzyjną technologię produkcji włókna szklanego wymaga ono

szczegółowej kontroli jakości surowców, półproduktów i produktu końcowego.

Do wad podczas produkcji włókna szklanego naleŜą, m.in.:

−

nieodpowiednia wytrzymałość na rozrywanie,

−

rozwłóknianie i rozsyp włókien w czasie ciecia,

−

nieprawidłowe sklejenie włókien,

−

nieodpowiednio spręŜysty materiał włókna,

−

nieodpowiednia liczba skrętów na jednostkę długości włókna.

W szkle float wady masy występują dość rzadko, dzięki stosowaniu dobrej jakości

surowców i właściwego prowadzenia procesu topienia. Częściej natomiast moŜna spotkać

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wady formowania charakterystyczne dla metody float, tj. spowodowane zanieczyszczeniami
kąpieli cynowej, kontaktem taśmy szklanej z wałami oraz jej rozciąganiem przy wytwarzaniu
szkła grubego poniŜej grubości równowagowej.

Kontrola jakości szkła obejmuje badania prowadzone bezpośrednio w procesie

produkcyjnym, mające na celu odpowiednie ustawienie operacji rozkroju oraz badania
laboratoryjne, których celem jest szczegółowa identyfikacja wad i grupyfikacja ich do róŜnych
zastosowań.

W procesie produkcyjnym kontrolę jakości szkła prowadzi się w sposób automatyczny za

pomocą nowoczesnych urządzeń.

Wady jakości szkła walcowanego opisuje polska norma PN-78/B-13050 dla szkła

wzorzystego  i  surowego  oraz  PN-79/B-13051  dla  szkła  zbrojonego.  Wymagania  w  tych
rodzajach  szkieł  dotyczą  kształtu,  wymiarów  (szerokość,  długość,  grubość),  barwy,
nagromadzenia  wad  masy  szklanej  oraz  wykonania.  Do  wad  wykonania  zalicza  się
młodkowatości powierzchni, odbicie wzoru na gładkiej powierzchni, szczerby i odpryski oraz
odkształcenie  wzoru.  Zgodność  z  normą  określają  badania  kształtu  i  wymiarów,  oględziny
zewnętrzne, sprawdzenie krajalności i sprawdzenie odporności chemicznej na działanie wody.

Wady wyrobów szkła gospodarczego i opakowań szklanych oraz niektóre ze sposobów

ich zapobiegania zestawiono w tabeli.

Tabela 4. Wady wykonania wyrobów. [6 ,s .327]

Rodzaj wady

Przyczyny powstania

Sposoby zapobiegania

Wyraźna róŜnica
grubości ścianki

—

złe rozłoŜenie masy szklanej
w bańce,

—

nierównomierne

nabranie

porcji masy szklanej na bańkę,

—

złe przygotowanie porcji szkła
za pomocą kształtownika,

—

podnieść

kwalifikacje

hutników,

Owalność
okrągłych naczyń

—

przedwczesne wyjęcie wyrobu
z formy,

—

niejednakowe zwilŜanie całej
formy wodą,

—

nieumiejętne wyjęcie wyrobu
z formy,

—

przestrzegać właściwego czasu
formowania wyrobu,

—

jednakowo

zwilŜać

formę

wodą,

Niegładka
i

porysowana

powierzchnia
szkła

—

zwilŜenie formy brudną wodą,

—

nieumiejętne obracanie wyrobu
w formie,

—

niewłaściwie wypalona forma,

—

kontrola form,

Nieodpowiedni
kształt
powierzchni

—

wyrobu niedodmuchane,

—

wypalone formy,

—

zwiększyć

liczbę

otworów

w formie,

—

wymienić formy,

Nierównomierne
rozłoŜenie kropli
szkła i pęcherze
powietrzne

—

nieumiejętne

nabranie

i ukształtowanie kropli szkła,

—

niewłaściwa atmosfera pieca
szklarskiego,

—

podnieść

kwalifikacje

zawodowe hutników,

—

- kontrola pieców szklarskich,

Niesymetryczne
wystrzeganie
obrzeŜa wyrobu,
innych

—

nieumiejętne wystrzeganie,

—

zbyt twarde szkło,

—

nieumiejętne

przyklejanie

elementów do wyrobu,

—

podnieść

kwalifikacje

zawodowe hutników,

—

dobrze wygrzewać elementy
wyrobu,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

elementów
Ś

lady

odcinaniu
noŜycami

—

zbyt

duŜa

lepkość

masy

szklanej,

—

złe lub tępe noŜyce,

—

zmniejszyć lepkość szkła przez
podniesienie temperatury masy
szklanej,

—

zmienić noŜyce,

PrzełoŜone szkła

—

zbyt

duŜa

lepkość

masy

szklanej,

—

nieodpowiednio ukształtowana
porcja szkła,

—

zmniejszyć lepkość szkła przez
podniesienie temperatury masy
szklanej,

—

podnieść

kwalifikacje

zawodowe hutników,

Niegładka
powierzchnia
szkła

—

zbyt zimne formy,

—

zbyt krótkie szkło,

—

utrzymywać

właściwą

temperaturę form,

—

zwiększyć

długość

technologiczną szkła,

Zmarszczki

powierzchni
szkła

—

zbyt

gorące

formy

i wytłocznik,

—

zwiększyć

intensywność

chłodzenia form,

ukształtowane
obrzeŜe

—

zbyt

duŜa

lepkość

masy

szklanej,

—

szkło zbyt krótkie,

—

niewystarczająca porcja masy
szklanej,

—

zwiększyć

porcję

masy

szklanej,

—

zmniejszyć

lepkość

przez

podniesienie temperatury masy
szklanej,

—

zwiększyć

długość

technologiczną szkła,

Zbyt grube dno

—

nadmierna

porcja

masy

szklanej,

—

zmniejszyć

porcję

masy

szklanej,

Mikrospękania
skośne

lub

powierzchniowe

—

zimna forma i wytłocznik lub
pierścień dociskowy,

—

zbyt krótkie szkło,

—

zmniejszyć

intensywność

chłodzenia

formy

i wytłocznika,

—

zwiększyć

długość

technologiczną szkła,

PodłuŜne
pęknięcia
obrzeŜy
wyrobów

—

tłoczenie

krzepnącej

masy

szklanej,

—

wadliwa

stoŜkowatość

wytłocznika,

—

wytłaczać wyroby z cieplejszej
masy szklanej,

—

poprawić

stoŜkowatość

wytłocznika,

Szwy

powierzchni
szkła

—

niedostateczne

dociśniecie

części składowych formy,

—

złe

dopasowanie

części

składowych formy,

—

częściowe zuŜycie formy,

—

dokładnie dopasować części
formy i zamykać,

—

mechanicznie

dopasować

części form lub naprawić
formy,

Plamy

powierzchni
szkła

—

le oczyszczone powierzchnie

robocze form,

—

częstsza

kontrola

form

przygotowanych do produkcji,

Krzywe wyroby

—

przedwcześnie, tj. za gorące
wyroby wyjęte z formy,

—

wyroby

nieumiejętnie

kształtowane po termicznym
polerowaniu,

—

podnieść

kwalifikacje

zawodowe hutników,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ObrzeŜa
nierównoległe do
podstawy

—

wyroby  w  czasie  szlifowania
nie  są  utrzymywane  w  pozycji
prostopadłej  do  powierzchni
tarczy lub taśmy ściernej,

—

częstsza kontrola,

Ostre krawędzie
przy obrzeŜu

—

niedokładne

zbieranie

krawędzi,

—

częstsza kontrola,

ObrzeŜe

zbyt

grube w stosunku
do

cianek

wyrobu

lub

zawinięte

—

zbyt długi czas przebywania
wyrobu w ogniu,

—

zbyt silny strumień ognia,

—

częstsza

kontrola

i ograniczenie czasu zatapiania
do potrzebnego minimum,

—

zmniejszenie ilości powietrza
dozowanego do spalania gazu,

Pęcherze gazowe
w obrzeŜu

—

nadmiar

tlenu

przy

płomieniowym obcinaniu kap,

—

zmniejszenie

ilości

tlenu

dozowanego do spalania gazu,

Szczerby

—

niejednakowa

granulacja

ziaren,

—

kontrola granulacji ziaren,

Rysy
i

zadrapania

powierzchni
szkła

—

le myte wyroby,

—

dokładne mycie,

—

zwrócenie uwagi, aby wyroby
podczas transportu nie ocierały
się o siebie,

Pojemność
niezgodna
z oznaczoną.

—

le odmierzona ilość wody

w pojemniku wzorcowym,

—

niedostatecznie

dociskanie

wyrobu w chwili znakowania.

—

przestrzegać

dokładnie

instrukcji

znakowania

wyrobów.

Przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpoŜarowej oraz ochrony
środowiska podczas formowania wyrobów ze szkła.

ZagroŜenia zdrowia i Ŝycia ludzkiego występujące w przemyśle szklarskim obejmują

wszystkie typowe przypadki związane w produkcją przemysłową. NiezaleŜnie od tego
dochodzą dodatkowe elementy związane integralne ze specyfiką tej branŜy.

Do podstawowych zagroŜeń podczas procesów formowania dla osób pracujących na tych

stanowiskach naleŜą:

−

promieniowanie  cieplne,  emitowane  przez  piece  topliwe,  pomocnicze  oraz  formowane
szkło,  powoduje  podniesienie  temperatury  powietrza  w  halach  fabrycznych  –
w zaleŜności od pory roku o 30–60ºC.
NiezaleŜnie  od  podniesienia  tej  temperatury  część  osób  pracujących  przy  węzłach

formowania  naraŜona  jest  na  bezpośrednie  oddziaływanie  promieniowania  podczerwonego.
Praca w podwyŜszonych temperaturach prowadzi do przegrzania organizmu. Skutkiem tego są
zmiany  w  układzie  krąŜenia  oraz  gwałtowna  utrata  wody  w  postaci  potu,  co  moŜe
spowodować odwodnienie organizmu i zagęszczenie krwi.

DuŜe źródła promieniowania wpływają równieŜ na osłabienie wzroku lub jego utratę.

−

pary, gazy i pyły przedostające się do ustroju, wywołujące zaburzenia w przemianie
materii, strukturze komórek i tkanek u osób zaraŜonych na działanie tych czynników
poprzez surowce, paliwa i płynną masę szklaną.

−

wybuchy  mieszanki  gazowej,  będące  najsilniejszym  czynnikiem  zagroŜeń  dla  osób
pracujących przy formowaniu wyrobów szklanych.
Dla  środowiska  naturalnego  ze  strony  przemysłu  szklarskiego  moŜna  wymienić

nastepujace zagroŜenia:

−

emisja pyłów i gazów,

−

cieki,

−

utylizacja odpadów produkcyjnych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.5.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

Jak zdefiniujesz proces odpręŜania wyrobów?

Jakie znasz stadia odpręŜania wyrobów szklanych?

Jakie znasz rodzaje odpręŜarek?

Jak przebiega cykl pracy odpręŜarki tunelowej?

W jakim celu przeprowadza się proces odpręŜania wyrobów szklanych?

Jakie urządzenia słuŜą do oceny napręŜeń w szkle?

Jakie znasz wady produkcyjne włókien szklanych?

Jakie wady formowania najczęściej występują w szkle płaskim?

Jakie są przyczyny powstawania wad w wyrobach gospodarczych i opakowaniach
szklanych?

10.

Jak zapobiegać wadom wyrobów gospodarczych i opakowań szklanych?

11.

W jakim celu przeprowadza się kontrolę jakości wyrobów szklanych?

12.

Jakie zagroŜenia dla pracowników występują podczas formowania wyrobów?

4.5.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Na podstawie kolekcji opakowań szklanych rozpoznaj wady formowania oraz określ

sposoby ich eliminacji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odszukać w poradniku dla ucznia opis wad formowania opakowań szklanych,

dokonać oględzin zewnętrznych opakowań szklanych,

rozpoznać wady wyrobów,

określić sposoby eliminacji wad.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier,

−

ołówki,

−

kolekcja opakowań szklanych,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 2

Przeprowadź

proces

odpręŜenia

wyrobu

szklanego

piecu

elektrycznym,

laboratoryjnym, a następnie oceń jakość odpręŜenia wyrobu za pomocą polorymetru.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z materiałem nauczania dotyczącym procesu odpręŜania wyrobów
szklanych,

zapoznać się z instrukcją wykonania ćwiczenia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

załoŜyć odzieŜ ochronną,

przeprowadzić proces odpręŜania wyrobu,

ocenić jakość odpręŜania wyrobu.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier,

−

ołówki,

−

wyrób ze szkła,

−

instrukcja ćwiczeniowa, instrukcja obsługi pieca, instrukcja stanowiskowa bhp,

−

poradnik dla ucznia,

−

polorymetr.

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 3

Sprawdź zgodność z dokumentacją wyrobu szklanego – formowanego sposobem

ręcznym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

zapoznać się z materiałem nauczania, dotyczącym ręcznego formowania wyrobów,

dokonać analizy dokumentacji wyrobu,

zapoznać się z instrukcją wykonania ćwiczenia,

sprawdzić zgodność wyrobu z dokumentacją.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier,

−

ołówki,

−

wyrób szklany,

−

instrukcja wykonania ćwiczenia,

−

przyrządy pomiarowe,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

Ćwiczenie 4

Wykreśl krzywą odpręŜenia dla wyrobów grubościennych formowanych ręcznie oraz dla

opakowań szklanych. Wyjaśnij róŜnice pomiędzy krzywymi odpręŜenia.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

odszukać w materiale nauczania treści dotyczących odpręŜenia wyrobów szklanych,

dokonać analizy treści,

wykreślić krzywe odpręŜenia,

wyjaśnić róŜnice pomiędzy krzywymi.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

papier,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

ołówek,

−

poradnik dla ucznia,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika.

4.5.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

zdefiniować proces odpręŜania wyrobów?

określić stadia odpręŜania wyrobów szklanych?

rozróŜniać rodzaje odpręŜarek?

określić cechy odpręŜonych wyrobów szklanych?

określić urządzenia słuŜące do oceny napręŜeń w szkle?

rozpoznać wady włókien szklanych?

określić wady formowania najczęściej występujące w szkle płaskim?

określić przyczyny powstawania wad w wyrobach gospodarczych
i opakowaniach szklanych?

określić sposoby zapobiegania wadom formowania wyrobów
gospodarczych i opakowań szklanych?

10)

określić cel przeprowadzania kontroli jakościowej wyrobów
szklanych?

11)

określić zagroŜenia dla pracowników podczas formowania wyrobów
szklanych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

Etap formowania wyrobów ze szkła następuje po procesie
a)

odpręŜania szkła.

studzenia masy szklanej.

krystaliazcji masy.

hartowania szkła.

Końcowym etapem formowania jest
a)

wytop masy szklanej.

pobranie masy szklanej.

wydzielenie określonej porcji masy szklanej.

utrwalenie kształtu.

Metodą float są formowane
a)

szkła techniczne.

szkła gospodarcze.

szkła budowlane.

opakowania szklane.

Operacja polegająca na nadaniu połysku i gładkości powierzchni wyrobom wytłaczanym to
a)

formowanie.

odpręŜanie.

zatapianie obrzeŜy.

polerowanie ogniowe.

Rozszerzalność cieplna szkła wpływa na wady w procesie formowania wyrobów
w postaci
a)

mikropęknięć.

zarysowań.

młotowatości.

porowatości.

rodek spieniający do produkcji szkieł piankowych, to

skaleń.

miał węglowy.

potaŜ.

biel cynkowa.

Urządzenie stosowane do produkcji szkła płaskiego zbrojonego, to
a)

ciągarka bezdyszowa.

stół walcowniczy.

ciągarka dyszowa.

walcarka uniwersalna.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

W pusty blok schematu przedstawiającego linię produkcyjną pewnego szkła budowlanego
naleŜy wpisać

komora plimeryzująca.

urządzenie do spawania.

wanna z kąpielą cynową.

piec do spieniania.

Szkło płaskie z wtopioną siatką stalową to szkło

wzorzyste.

opakowe.

zbrojone.

profilowe.

10.

Na schemacie przedstawiono urządzenie do produkcji szkła płaskiego metodą
a)

pionową bezdyszową.

float.

pionową dyszową.

poziomą bezdyszową.

11.

Na rysunku przedstawiono proces formowania szkła metodą
a)

prasowania.

ciągnienia.

spieniania.

rozwłókniania.

12.

Formowanie ręczne wyrobów ze szkła przeprowadzamy za pomocą

automatu.

półautoautomatu.

wytłocznika.

piszczeli.

Piec

wannowy

Urządzenie
do podawania
masy szklanej

OdpręŜarka
tunelowa

Urządzenie
do rozkroju
szkła

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13.

Ilość osób pracujących w zespole hutniczym podczas ręcznego formowania wyrobów
zaleŜy od
a)

kształtu wyrobu.

wymiaru wyrobu.

masy wyrobu.

pojemności wyrobu.

14.

Proces jednorazowego nalania z pieca za pomocą łyŜki masy szklanej do otwartej formy
nazywamy
a)

odlewaniem.

wytłaczaniem.

rozdmuchiwaniem.

spienianiem.

15.

Odlewanie odśrodkowe przebiega w
a)

szybkoobracajacej się formie.

walcarce.

studni podmaszynowej.

wytłoczniku.

16.

Metoda ciągnienia rur i prętów ze szkła poziomo, to
a)

Philipsa.

Korolewa.

Przelewna.

Maetz-Schullera.

17.

Podstawowym elementem urządzenia do produkcji rur i prętów metodą Dannera jest:
a)

trzpień.

przelew.

dysza szamotowa.

piszczel mechaniczna.

18.

Na rysunku obok przedstawiono formowanie rur sposobem
a)

Velo.

Dannera

Przelewnym.

Odśrodkowym.

19.

Głównym elementem metody jednostopniowej produkcji włókna szklanego jest
a)

łódka platynorodowa.

preform ze szkła.

dysza Dannera.

piszczel Velo.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20.

Na rysunku przedstawiono krzywą odpręŜania. Powolne studzenie wyrobu do dolnej
temperatury odpręŜania wskazuje etap
a)

21.

Do oceny jakościowej napręŜeń w opakowaniach szklanych słuŜy
a)

polaryskop.

polaryzator.

mikroskop wysokotemperaturowy.

mikroskop polaryzacyjny.

22.

Proces odpręŜania wyrobów szklanych ma na celu
a)

usunięcie smug w szkle.

usunięcie mikrospękań w szkle.

usuniecie pęcherzy w szkle.

usuniecie napręŜeń w szkle.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko.............................................................................................................................

Formowanie wyrobów szklarskich

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem: