Come Fare il Vetro

Опубликовал Admin

23-01-2021, 14:00

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La creazione del vetro è un processo antico, ci sono prove archeologiche sull'arte vetraria che risalgono al 2500 a.C. Un tempo era un'arte rara e preziosa, ma oggi la fabbricazione del vetro fa parte della comune industria. I prodotti in vetro sono usati commercialmente e in casa sotto forma di contenitori, isolanti, fibre di rinforzo, lenti e oggetti decorativi. Mentre il materiale di cui sono composti può cambiare, il processo per creare il vetro rimane lo stesso ed è descritto in questa guida.

Usare una Fornace o un Forno

Ottenere sabbia silicea. Anche chiamata sabbia di quarzo, la sabbia silicea è l'ingrediente primario nella fabbricazione del vetro. Il vetro senza impurità ferrose è richiesto per pezzi di vetro chiari, visto che il ferro lo rende verdastro.
- Indossa una maschera se usi una sabbia silicea molto fine. Se viene inalata può irritare gola e polmoni.
- La sabbia silicea si può comprare online. È abbastanza economica, le piccole quantità si aggirano sui €15. Se vuoi lavorare su scala industriale, i venditori specializzati ti offriranno prezzi competitivi per ordini grossi, qualche volta meno di €70 a tonnellata.
- Se non riesci a trovare della sabbia silicea priva di elementi ferrosi, l'effetto di colorazione può essere contrastato mediante l'aggiunta di piccole quantità di biossido di manganese. Altrimenti, se vuoi ottenere del vetro verdastro, non togliere il ferro!
Aggiungi alla sabbia del carbonato di sodio e dell'ossido di calcio. Il carbonato di sodio (comunemente chiamato soda) abbassa la temperatura necessaria per fare il vetro commerciale. Comunque, permette all'acqua di passare attraverso il vetro, così che l'ossido di calcio o la calce siano aggiunte per negare questa proprietà. Si può incorporare anche l'ossido di magnesio e/o di alluminio per rendere il vetro più resistente. Di solito, questi additivi occupano non più del 26-30% della miscela di vetro.
Aggiungi altri prodotti chimici, a seconda della destinazione del vetro. L'aggiunta più comune per il vetro decorativo è l'ossido di piombo, che fornisce brillantezza ai bicchieri di cristallo, oltre alla morbidezza necessaria per tagliare il vetro più facilmente e abbassare il punto di fusione. Le lenti da vista possono contenere ossido di lantanio per le sue proprietà di rifrazione, mentre il ferro aiuta il vetro ad assorbire il calore.
- Il cristallo al piombo può contenere fino al 33% di ossido di piombo. Maggiore è la quantità di ossido di piombo presente nel vetro, più abili bisogna essere per modellare il vetro fuso, per cui molti produttori optano per un contenuto minore di piombo.
Aggiungi sostanze chimiche per produrre il colore desiderato, se vuoi un vetro colorato. Come abbiamo già detto prima, le impurità ferrose nella sabbia di quarzo rendono il vetro verdastro, perciò viene aggiunto l'ossido di ferro per aumentare la sfumatura verdastra, così come anche l'ossido di rame. I composti di zolfo producono il giallo, l'ambra, il marrone o addirittura una tinta nerastra, a seconda di quanto carbonio o ferro vengono aggiunti alla miscela.
Metti il composto in un buon crogiolo o in un supporto resistente al calore. Il contenitore deve essere in grado di resistere ad altissime temperature all'interno del forno; a seconda degli additivi che hai scelto, la miscela di vetro si può sciogliere tra i 1.500 °C e i 2.500 °C. Inoltre, il contenitore deve essere facilmente maneggevole con ganci in metallo e pali.
Sciogli il composto per renderlo liquido. Il vetro di silice commerciale viene fuso in un forno a gas, mentre gli occhiali speciali possono essere creati utilizzando un forno di fusione elettrico, pentola forno o forno.
- La sabbia di quarzo senza additivi diventa vetro a una temperatura di 2300 °C. L'aggiunta di carbonato di sodio (soda) riduce la temperatura necessaria per fare il vetro a 1.500 °C.
Mescola e rimuovi le bolle dal vetro fuso. Ciò significa agitare la miscela fino a farle prendere uno spessore consistente e aggiungere sostanze chimiche come il solfato di sodio, il cloruro di sodio o di ossido di antimonio.
Modella il vetro fuso. Si può fare in tanti modi diversi:
- Il vetro fuso può essere versato in uno stampo e lasciato raffreddare. Questo metodo veniva utilizzato dagli egiziani, ed è così che si creano ancora oggi un gran numero di lenti.
- Una grande quantità di vetro fuso può essere raccolta alla fine di un tubo cavo, che viene poi soffiato mentre il tubo viene girato. Il vetro è modellato dall'aria che entra nel tubo, dalla gravità che attira il vetro fuso e dagli strumenti usati dal vetraio per lavorarlo.
- Il vetro fuso può essere versato in un bagno di stagno fuso per il supporto, dopodiché viene sabbiato con azoto pressurizzato per la modellazione e la lucidatura. Il vetro creato con questo metodo viene chiamato float, ed è così che vengono realizzate le lastre di vetro dal 1950.
Lascia che il vetro si raffreddi. Non lasciare il vetro in un punto dove potrebbe essere raggiunto dalla polvere, da foglie o acqua. L'introduzione di materiali freddi nel vetro caldo può causare delle crepe.
Tratta il vetro a caldo per rafforzarlo. Questo processo è chiamato ricottura, ed è usato per rimuovere eventuali punti di stress che possono formarsi nel vetro durante il raffreddamento. Il vetro che non è stato ricotto è significativamente più debole. Una volta che questo processo è completato, il vetro può poi essere rivestito, laminato o altrimenti trattato per migliorarne la resistenza e durevolezza.
- La temperatura precisa per la ricottura può variare in base alla composizione del vetro, a partire da 400 °C a un massimo di 500 °C. La velocità con cui il vetro si deve raffreddare può variare: di solito i pezzi di vetro grandi si raffreddano più lentamente dei pezzi più piccoli. Fai una ricerca adeguata sui metodi di ricottura prima di iniziare.
- Un processo relativo è il rinvenimento, in cui il vetro sagomato e lucidato viene posto in un forno riscaldato ad almeno 600 °C e poi rapidamente raffreddato ("spento") con getti di aria ad alta pressione. Il vetro ricotto si riduce in frammenti con 240 kg per cm² (pa), mentre il vetro temperato si rompe a non meno di 1000 pa e di solito intorno ai 1680 pa.

Usare un Barbecue a Carbonella

Prepara un forno improvvisato da un barbecue a carbone. Questo metodo utilizza il calore generato da un grande fuoco di carbone per trasformare la sabbia silicea in vetro. I materiali utilizzati sono relativamente economici e comuni; in teoria, dovresti trovare tutto l'occorrente nella ferramenta più vicina. Utilizza un barbecue grande; le dimensioni del modello standard a "cupola" vanno benissimo. Utilizza la griglia più grossa e robusta che hai. La maggior parte delle griglie per il barbecue ha uno sfiato sul fondo che deve essere aperto.
- Nonostante le temperature estremamente alte che si raggiungono con questo metodo, la sabbia di silice è difficile da sciogliere su una griglia. Prima di iniziare, aggiungi alla sabbia una piccola quantità (circa 1/3 o 1/4 del volume della sabbia) di soda, calce, e/o borace. Questi additivi abbassano la temperatura di fusione della sabbia.
- Se hai intenzione di soffiare il vetro, tieni a portata di mano un lungo tubo metallico cavo. Se hai intenzione di versarlo in uno stampo, preparalo in anticipo. Assicurati che lo stampo non bruci e non si sciolga con il calore del vetro fuso; la grafite funziona bene a questo scopo.
Devi conoscere i pericoli di questo procedimento. Questo metodo spingerà un barbecue tradizionale oltre i suoi normali limiti; la temperatura sarà così alta che persino la griglia stessa potrebbe sciogliersi. C'è il rischio di incorrere in lesioni gravi o morte se non si opera con estrema cautela. Tieni a portata di mano un estintore o una grande quantità di terriccio o sabbia per soffocare il fuoco, se necessario.
Prendi ogni precauzione possibile per proteggere te stesso e la tua proprietà dal calore elevato. Prova questo metodo su una superficie di cemento all'aperto con abbondanza di spazio. Non utilizzare alcuna attrezzatura insostituibile. È necessario allontanarsi dalla griglia mentre il vetro si riscalda. Sarebbe anche meglio indossare il maggior numero di indumenti di protezione possibile, compreso:
- Guanti da forno pesanti o muffole
- Una maschera da saldatore
- Un grembiule pesante
- Indumenti resistenti al calore
Procurati un aspirapolvere con soffiatore provvisto di una lunga manichetta attaccata. Utilizzando il nastro adesivo o un altro metodo, inclina la manichetta in modo che soffi direttamente nello sfiato sul fondo del barbecue, senza toccare il corpo principale della griglia. Si consiglia di fissare la manichetta a una delle gambe o ruote del barbecue. Mantieni il corpo dell'aspirapolvere il più lontano possibile dalla fonte di calore.
- Assicurati che il tubo sia fissato bene e che non si muova; se si stacca mentre stai creando il vetro, non devi avvicinarti al barbecue se è molto caldo.
- Attiva l'aspirazione per testare il posizionamento del tubo. Dovrebbe soffiare direttamente nei fori di ventilazione.
Fodera l'interno del barbecue con del carbone di legna. Usa più carbone di quanto ne useresti per grigliare della carne. Si sono ottenuti risultati positivi riempiendo il barbecue quasi fino all'orlo. Metti una pentola di ghisa o un crogiolo con la sabbia al centro, circondato da carbone.
- Il carbone di legno duro (o "blocco") bruciando dà più calore ed è più veloce delle bricchette di carbone; usalo per questo progetto se riesci a procurartelo.
Accendi il carbone. Controlla le indicazioni sulla confezione per sapere se può essere acceso direttamente o se è necessario un liquido infiammabile. Lascia che le fiamme si diffondano in modo uniforme.
Aspetta che il carbone si scaldi. Quando i carboncini sono grigiastri e emanano un bagliore arancione, sono pronti. Dovresti essere in grado di sentire il calore stando semplicemente in piedi vicino alla griglia.
Accendi l'aspirapolvere per soffiare aria sul carbone. Quando il carbone è alimentato dall'aria dalla parte inferiore può arrivare a temperature altissime (fino a 11000 °C).) Fai molta attenzione perché potrebbero verificarsi delle fiammate improvvise.
- Se non sei ancora in grado di raggiungere temperature abbastanza elevate, prova a sostituire il coperchio mentre introduci aria attraverso lo sfiato.
Quando il vetro è fuso, usa con molta attenzione gli attrezzi in metallo per rimuoverlo e modellarlo. A causa delle temperature relativamente basse che si raggiungono con questo metodo, il vetro fuso può essere più rigido e difficile da lavorare rispetto a quello fuso in fornace. Modellalo con un tubo, uno stampo o altri strumenti come faresti normalmente.

Consigli

Se la sabbia o gli additivi sono a grana grossa, polverizzali con mortaio e pestello o con un macinino meccanico. Le particelle più fini si sciolgono più velocemente.
Pezzi di vecchi vetri tritati possono essere aggiunti alla sabbia prima della fusione per essere riciclati in vetro nuovo. Il vetro vecchio deve prima essere controllato per verificare la presenza di impurità che indebolirebbero il vetro nuovo, creando anche delle bolle.
- Quando levighi il vetro, indossa una mascherina per evitare l'inalazione accidentale.
Alcune sabbie da spiaggia possono essere utilizzate al posto della sabbia di silice pura, sebbene il vetro risultante può essere opaco, scolorito o di qualità inferiore. Utilizza la sabbia più bianca, più fine e più uniforme che trovi.

Avvertenze

Fai sempre attenzione alle fonti di calore. Non tentare mai di creare il vetro in presenza di bambini o animali domestici.
Estinguere incendi molto caldi con acqua può peggiorare la situazione. Ad esempio, un incendio che brucia a 2.000 °C è abbastanza caldo da dividere l'acqua (H2O) in idrogeno e atomi di ossigeno, liberando un'enorme quantità di energia termica. Per incendi molto caldi, è meglio tenere un grande secchio di terra o sabbia a portata di mano.
- Gli estintori di classe D contengono cloruro di sodio (sale da cucina) e sono utilizzati per soffocare incendi causati dai metalli.

Cose che ti Serviranno

Sabbia silicea (biossido di silicio)
Carbonato di sodio (soda)
Ossido di calcio (calce)
Altri ossidi e sali, ad esempio ossido di magnesio, ossido di alluminio, ossido di ferro, ossido di magnesio o di sali di sodio o di calcio (facoltativi)
Ossido di piombo (facoltativo)
Crogiolo, forma o tubo cavo resistenti al calore
Fornace per vetro o forno