การทำแก้วเป็นกระบวนการที่เก่าแก่มาก โดยมีหลักฐานทางโบราณคดีของการทำแก้วย้อนหลังไปถึง 2500 ปีก่อนคริสตกาล ครั้งหนึ่งเคยเป็นงานศิลปะที่หายากและมีค่า การผลิตแก้วได้กลายเป็นอุตสาหกรรมทั่วไป ผลิตภัณฑ์แก้วใช้ในเชิงพาณิชย์และในบ้าน เช่น ภาชนะ ฉนวน เส้นใยเสริมแรง เลนส์ และศิลปะการตกแต่ง แม้ว่าวัสดุที่ใช้ทำแก้วอาจแตกต่างกันไป แต่กระบวนการทั่วไปในการทำแก้วก็เหมือนกันและอธิบายไว้ด้านล่าง
ขั้นตอน
วิธีที่ 1 จาก 2: การใช้เตาเผาหรือเตาเผา
ขั้นตอนที่ 1 รับทรายซิลิกา
ทรายซิลิกาเรียกอีกอย่างว่าทรายควอทซ์เป็นส่วนประกอบหลักในการทำแก้ว แก้วที่ไม่มีธาตุเหล็กจะมองหาชิ้นแก้วใส เนื่องจากเหล็กจะทำให้กระจกเป็นสีเขียวเมื่อมี
- สวมหน้ากากหากจัดการทรายซิลิกาที่มีเนื้อละเอียดมาก หากสูดดมเข้าไป อาจระคายเคืองคอและปอดได้
- ทรายซิลิกามีจำหน่ายจากร้านค้าปลีกออนไลน์ ราคาค่อนข้างถูก - ปริมาณเล็กน้อยไม่ควรเกิน 20 ดอลลาร์ หากคุณต้องการดำเนินการในระดับอุตสาหกรรม ผู้ค้าปลีกเฉพาะทางสามารถเสนอราคาที่แข่งขันได้สำหรับคำสั่งซื้อจำนวนมาก ซึ่งบางครั้งอาจต่ำกว่า 100 ดอลลาร์ต่อตัน
- หากไม่สามารถหาทรายที่ปราศจากสิ่งเจือปนจากเหล็กได้เพียงพอ ผลกระทบของการย้อมสีของทรายสามารถตอบโต้ได้โดยการเพิ่มแมงกานีสไดออกไซด์ในปริมาณเล็กน้อย หรือถ้าอยากได้แก้วสีเขียวก็ทิ้งเตารีดไว้!
ขั้นตอนที่ 2 เพิ่มโซเดียมคาร์บอเนตและแคลเซียมออกไซด์ลงในทราย
โซเดียมคาร์บอเนต (โดยทั่วไปเรียกว่าโซดาซักผ้า) ช่วยลดอุณหภูมิที่จำเป็นในการทำแก้วในเชิงพาณิชย์ อย่างไรก็ตาม มันยอมให้น้ำผ่านเข้าไปในแก้วได้ ดังนั้นแคลเซียมออกไซด์หรือมะนาวจึงถูกเติมเพื่อลบล้างคุณสมบัตินี้ อาจเติมออกไซด์ของแมกนีเซียมและ/หรืออะลูมิเนียมเพื่อทำให้กระจกมีความทนทานมากขึ้น โดยทั่วไป สารเติมแต่งเหล่านี้ใช้ส่วนผสมแก้วไม่เกิน 26 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์
ขั้นตอนที่ 3 เติมสารเคมีอื่นๆ แล้วแต่วัตถุประสงค์ของแก้ว
สารเติมแต่งที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับกระจกตกแต่งคือ ตะกั่วออกไซด์ ซึ่งให้ประกายแวววาวในเครื่องแก้วคริสตัล เช่นเดียวกับความนุ่มนวลเพื่อให้ง่ายต่อการตัดและลดจุดหลอมเหลว เลนส์แว่นตาอาจมีแลนทานัมออกไซด์เนื่องจากคุณสมบัติการหักเหของแสง ในขณะที่เหล็กช่วยให้แก้วดูดซับความร้อน
ผลึกตะกั่วสามารถประกอบด้วยตะกั่วออกไซด์ได้ถึง 33 เปอร์เซ็นต์; อย่างไรก็ตาม ยิ่งมีตะกั่วออกไซด์มากเท่าใด ก็ยิ่งต้องใช้ทักษะมากเท่านั้นในการขึ้นรูปแก้วหลอมเหลว ผู้ผลิตคริสตัลตะกั่วจำนวนมากจึงเลือกใช้ปริมาณตะกั่วที่น้อยลง
ขั้นตอนที่ 4. ใส่สารเคมีเพื่อให้ได้สีที่ต้องการในแก้ว ถ้ามี
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น สิ่งเจือปนของเหล็กในทรายควอทซ์ทำให้แก้วที่ทำด้วยหินมีสีเขียว ดังนั้นจึงเติมเหล็กออกไซด์เพื่อเพิ่มโทนสีเขียว เช่นเดียวกับคอปเปอร์ออกไซด์ สารประกอบกำมะถันจะทำให้เกิดสีเหลือง อำพัน สีน้ำตาลหรือแม้แต่สีดำ ขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอนหรือเหล็กที่เติมลงในส่วนผสมด้วย
ขั้นตอนที่ 5. วางส่วนผสมในถ้วยหรือที่ใส่ที่ทนความร้อนได้ดี
ภาชนะควรจะสามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงมากภายในเตาเผา - ขึ้นอยู่กับสารเติมแต่งของคุณ ส่วนผสมแก้วของคุณอาจละลายได้ในช่วงอุณหภูมิระหว่าง 1, 500 ถึง 2, 500 องศาเซลเซียส ภาชนะของคุณควรจับได้ง่ายด้วยตะขอโลหะและไม้ค้ำยัน
ขั้นตอนที่ 6. ละลายส่วนผสมให้เป็นของเหลว
สำหรับแก้วซิลิกาเชิงพาณิชย์ จะทำในเตาเผาที่ใช้ก๊าซเป็นเชื้อเพลิง ในขณะที่แก้วชนิดพิเศษอาจสร้างขึ้นโดยใช้เครื่องหลอมไฟฟ้า เตาหม้อ หรือเตาเผา
ทรายควอตซ์ที่ไม่มีสารเติมแต่งจะกลายเป็นแก้วที่อุณหภูมิ 2, 300 องศาเซลเซียส (4, 172 องศาฟาเรนไฮต์) การเติมโซเดียมคาร์บอเนต (โซดา) จะช่วยลดอุณหภูมิที่จำเป็นในการทำแก้วเป็น 1, 500 องศาเซลเซียส (2, 732 องศาฟาเรนไฮต์)
ขั้นตอนที่ 7 ทำให้เป็นเนื้อเดียวกันและขจัดฟองอากาศออกจากแก้วหลอมเหลว
ซึ่งหมายถึงการกวนส่วนผสมให้มีความหนาสม่ำเสมอและเติมสารเคมี เช่น โซเดียมซัลเฟต โซเดียมคลอไรด์ หรือแอนติโมนีออกไซด์
ขั้นตอนที่ 8 ปั้นแก้วหลอมเหลว
การขึ้นรูปแก้วสามารถทำได้หลายวิธี:
- แก้วที่หลอมละลายสามารถเทลงในแม่พิมพ์และปล่อยให้เย็น วิธีนี้ถูกใช้โดยชาวอียิปต์และยังเป็นจำนวนการสร้างเลนส์ในปัจจุบัน
- สามารถรวบรวมแก้วหลอมเหลวจำนวนมากได้ที่ปลายท่อกลวง ซึ่งจะถูกเป่าเข้าไปในขณะที่หมุนท่อ แก้วมีรูปร่างขึ้นโดยอากาศที่เข้าสู่ท่อ การดึงแรงโน้มถ่วงบนแก้วหลอมเหลว และเครื่องมือใดๆ ที่เครื่องเป่าแก้วใช้ทำงานแก้วหลอมเหลว
- แก้วหลอมเหลวสามารถเทลงในอ่างดีบุกหลอมเหลวเพื่อรองรับและเป่าด้วยไนโตรเจนอัดแรงดันเพื่อสร้างรูปร่างและขัดเงา แก้วที่ทำด้วยวิธีนี้เรียกว่ากระจกโฟลต และเป็นวิธีการผลิตบานกระจกตั้งแต่ทศวรรษ 1950
ขั้นตอนที่ 9 ค่อยๆ เทแก้วลงในเตาเผาให้เย็นลง
กระบวนการนี้เรียกว่าการหลอม (annealing) และจะขจัดจุดความเครียดที่อาจเกิดขึ้นในแก้วระหว่างการทำความเย็น แก้วที่ยังไม่ผ่านการอบอ่อนจะอ่อนลงอย่างเห็นได้ชัด เมื่อกระบวนการนี้เสร็จสิ้นแล้ว กระจกสามารถเคลือบ เคลือบ หรือเคลือบด้วยวิธีอื่นๆ เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความทนทาน
- อุณหภูมิที่แม่นยำสำหรับการหลอมอาจแตกต่างกันไปตามองค์ประกอบที่แม่นยำของแก้วตั้งแต่ต่ำสุด 750 องศาฟาเรนไฮต์ไปจนถึงสูงถึง 1,000 องศาฟาเรนไฮต์ อัตราที่แก้วต้องเย็นลงอาจเปลี่ยนแปลงได้ โดยทั่วไป แก้วชิ้นใหญ่ต้องเย็นช้ากว่าชิ้นเล็ก ศึกษาวิธีการหลอมที่เหมาะสมก่อนเริ่ม
- กระบวนการที่เกี่ยวข้องคือการแบ่งเบาบรรเทา โดยวางแก้วที่มีรูปร่างและขัดเงาไว้ในเตาอบที่มีความร้อนอย่างน้อย 600 องศาเซลเซียส (1, 112 องศาฟาเรนไฮต์) จากนั้นจึงระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว ("ดับ") ด้วยการระเบิดของอากาศที่ความดันสูง กระจกอบอ่อนจะแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยที่ 6,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi) ในขณะที่กระจกเทมเปอร์แตกเป็นชิ้นเล็กๆ ที่ความเร็วไม่น้อยกว่า 10,000 psi และปกติที่ประมาณ 24,000 psi
วิธีที่ 2 จาก 2: การใช้ถ่านบาร์บีคิว
ขั้นตอนที่ 1 เตรียมเตาชั่วคราวจากเตาย่างบาร์บีคิวถ่าน
วิธีนี้ใช้ความร้อนที่เกิดจากถ่านขนาดใหญ่เพื่อหลอมทรายซิลิกาให้เป็นแก้ว วัสดุที่ใช้ค่อนข้างถูกและใช้ได้ทั่วไป ตามทฤษฎีแล้ว สิ่งที่คุณต้องมีคือเดินทางไปร้านฮาร์ดแวร์เพื่อเตรียมทำแก้วของคุณเองในระยะเวลาสั้นๆ ใช้เตาย่างบาร์บีคิวถ่านขนาดใหญ่ - รุ่น "โดม" ขนาดมาตรฐานทำงานได้ดี ใช้ตะแกรงที่หนาและแข็งแรงที่สุดที่มีอยู่ เตาถ่านส่วนใหญ่จะมีช่องระบายอากาศที่ด้านล่าง - เปิดช่องระบายอากาศนี้
- แม้ในวิธีนี้จะมีอุณหภูมิที่ร้อนจัด แต่ก็อาจเป็นเรื่องยากที่จะละลายทรายซิลิกาในตะแกรง เพิ่มปริมาณเล็กน้อย (ประมาณ 1/3 ถึง 1/4 ของปริมาณทรายของคุณ) โซดาซักผ้า มะนาว และ/หรือบอแรกซ์ลงในทรายของคุณก่อนที่จะเริ่ม สารเติมแต่งเหล่านี้ช่วยลดอุณหภูมิหลอมละลายของทราย
- หากคุณกำลังจะเป่าแก้ว ให้เตรียมท่อโลหะกลวงยาวไว้ใกล้มือ หากคุณกำลังจะเทลงในแม่พิมพ์ ให้เตรียมแม่พิมพ์ของคุณไว้ล่วงหน้า คุณต้องการแม่พิมพ์ที่ไม่ไหม้หรือละลายจากความร้อนของแก้วหลอมเหลว - กราไฟท์ทำงานได้ดี
ขั้นตอนที่ 2. รู้ถึงอันตรายของวิธีนี้
วิธีนี้จะผลักดันให้บาร์บีคิวแบบเดิมๆ ผ่านขีดจำกัดอุณหภูมิปกติ - ร้อนมากจนทำให้เตาย่างเองละลายได้ วิธีนี้จะทำให้ บาดเจ็บสาหัสหรือเสียชีวิต หากพยายามโดยประมาท ดำเนินการด้วยความระมัดระวัง มีสิ่งสกปรกหรือทรายในปริมาณมากหรือเครื่องดับเพลิงที่มีอุณหภูมิสูงอยู่ในมือเพื่อดับไฟหากจำเป็น
ขั้นตอนที่ 3 ใช้ความระมัดระวังทุกวิถีทางเพื่อปกป้องตัวคุณเองและทรัพย์สินของคุณจากความร้อนสูง
ลองใช้วิธีนี้กับพื้นที่กลางแจ้งที่สกปรกหรือเป็นทราย การดำเนินการนี้บนพื้นผิวคอนกรีตเปล่าที่ไม่ปกคลุมด้วยทรายหรือสิ่งสกปรกอาจส่งผลให้คอนกรีตเกิดการหลุดร่อนได้หากวางแก้วหลอมเหลวร้อนลงบนคอนกรีต อย่าใช้อุปกรณ์ที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ ยืนชัดเจน ของตะแกรงในขณะที่คุณอุ่นแก้ว คุณควรสวมชุดป้องกันให้มากที่สุด ได้แก่:
- ถุงมือเตาอบหรือถุงมือสำหรับงานหนัก
- หน้ากากช่างเชื่อม
- ผ้ากันเปื้อนสำหรับงานหนัก
- เสื้อผ้าทนความร้อน
ขั้นตอนที่ 4 รับเครื่องดูดฝุ่นของร้านค้าพร้อมสายยางยาว
ใช้เทปพันสายไฟหรือวิธีอื่น ทำมุมท่อเพื่อให้เป่าลมเข้าช่องระบายอากาศด้านล่างโดยตรง โดยไม่ต้องสัมผัสตัวหลักของตะแกรง คุณอาจต้องการยึดท่อเข้ากับขาหรือล้อของตะแกรง วางเครื่องดูดสูญญากาศหลักให้ห่างจากตะแกรงมากที่สุด
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายยางแน่นหนาและจะไม่ขยับ - หากหลวมขณะทำแก้ว คุณควร ไม่ เข้าใกล้เตาย่างถ้ามันร้อนมาก
- เปิดเครื่องดูดฝุ่นเพื่อทดสอบตำแหน่งท่อของคุณ ท่อที่แม่นยำจะเป่าเข้าไปในช่องระบายอากาศโดยตรง
ขั้นตอนที่ 5. ปูด้านในของตะแกรงด้วยถ่าน
ใช้ถ่านมากกว่าการย่างเนื้อ ประสบความสำเร็จด้วยการเติมตะแกรงจนเกือบเต็ม วางหม้อเหล็กหล่อหรือเบ้าหลอมที่มีทรายของคุณไว้ตรงกลางเตาย่างที่ล้อมรอบด้วยถ่าน
ถ่านไม้เนื้อแข็ง (หรือ "ก้อน") เผาไหม้ได้เร็วกว่าและเร็วกว่าถ่านอัดแท่ง ทำให้เป็นทางเลือกที่ดีกว่าหากมี
ขั้นตอนที่ 6. จุดถ่าน
ศึกษาบรรจุภัณฑ์ของถ่านเพื่อดูว่าถ่านของคุณสามารถจุดไฟได้โดยตรงหรือไม่หรือต้องใช้ของเหลวที่เบากว่า ปล่อยให้เปลวไฟกระจายอย่างสม่ำเสมอ
ขั้นตอนที่ 7. รอให้ถ่านร้อน
เมื่อถ่านกลายเป็นสีเทาและมีแสงสีส้มออกมา แสดงว่าพร้อมแล้ว คุณน่าจะสัมผัสได้ถึงความร้อนจากการยืนใกล้เตาย่าง
ขั้นตอนที่ 8. เปิดร้าน vac เพื่อแนะนำอากาศให้กับถ่าน
ถ่านที่ป้อนด้วยอากาศจากด้านล่างสามารถเผาไหม้ได้ร้อนจัด (สูงถึง 2,000 องศาฟาเรนไฮต์) ระวัง - เปลวไฟขนาดใหญ่อาจเกิดขึ้น
หากคุณยังไม่สามารถเข้าถึงอุณหภูมิที่สูงพอ ให้ทดลองเปลี่ยนฝาในขณะที่ระบายอากาศผ่านช่องระบายอากาศ
ขั้นตอนที่ 9 เมื่อแก้วของคุณหลอมเหลว ให้ใช้อุปกรณ์โลหะอย่างระมัดระวังเพื่อเอาออกและขึ้นรูป
เนื่องจากวิธีการย่างใช้อุณหภูมิต่ำ แก้วหลอมเหลวอาจแข็งและแข็งกว่าแก้วจากเตาเผา ขึ้นรูปด้วยหลอด แม่พิมพ์ หรือเครื่องมืออื่นๆ ตามปกติ
เคล็ดลับ
- หาดทรายบางชนิดสามารถใช้แทนทรายซิลิกาบริสุทธิ์ได้ แม้ว่าแก้วที่ได้นั้นอาจจะทึบแสง เปลี่ยนสี หรือมีคุณภาพน้อยกว่า ใช้ทรายที่ขาวที่สุด ดีที่สุด และสม่ำเสมอที่สุดตามที่มี
- หากทรายหรือสารเติมแต่งของคุณมีเนื้อหยาบ ให้บดด้วยครกและสากหรือเครื่องบดแบบกลไก อนุภาคเม็ดละเอียดจะละลายเร็วขึ้น
-
เศษแก้วเก่าที่บดแล้วสามารถเติมลงในทรายก่อนหลอมเพื่อรีไซเคิลเป็นแก้วใหม่ได้ แก้วเก่าหรือ "เศษแก้ว" ต้องตรวจสอบสิ่งสกปรกที่จะทำให้แก้วใหม่ที่ทำด้วยแก้วอ่อนลง - มองหาฟองอากาศ
เมื่อบดกระจก ให้สวมหน้ากากอนามัยเพื่อป้องกันการสูดดมโดยไม่ได้ตั้งใจ
- ใช้เครื่องเป่าลมที่มีอุณหภูมิสูงในการหลอมหรือตัดชิ้นเล็ก ๆ แท่งหรือเกลียว..
คำเตือน
- เสมอ ใช้ความระมัดระวังรอบแหล่งความร้อนสูง อย่าพยายามทำแก้วรอบๆ เด็กหรือสัตว์เลี้ยง
-
การดับไฟที่ร้อนจัดด้วยน้ำอาจทำให้ไฟดับได้ ตัวอย่างเช่น ไฟที่เผาไหม้ที่อุณหภูมิ 2, 000 องศาเซลเซียสนั้นร้อนพอที่จะแยกน้ำ (H2O) ออกเป็นไฮโดรเจนและอะตอมของออกซิเจนในองค์ประกอบ ซึ่งจะปล่อยพลังงานความร้อนออกมาจำนวนมหาศาล สำหรับไฟที่ร้อนจัด ควรเก็บถังขนาดใหญ่ที่มีสิ่งสกปรกหรือทรายไว้ในมือ
เครื่องดับเพลิงประเภท D มีโซเดียมคลอไรด์ (เกลือแกง) และใช้ในการดับไฟโลหะ
