Мастер-класс Фьюзинг эксперименты. Получение и впаивание в стекло медного рисунка

Фьюзинг эксперименты. Получение и впаивание в стекло медного рисунка

Задача впаивания в стекло металлов, известна и хорошо проработана за эпоху применения вакуумных электронных приборов. В этой области, спаям стекла с металлами, предъявлялось еще и требование по вакуумплотности. В декоративном применении мы лишены столь суровых рамок, более того — некоторые незначительные дефекты могут выглядеть вполне симпатично. Тем не менее, общие принципы одинаковы. Прежде всего, общий принцип сплавления со стеклом — материалы должны иметь близкий КТР (коэффициент температурного расширения) иначе при остывании изделие разрушится от внутренних напряжений.

Существуют стекла имеющие КТР близкий к некоторым металлам — «платиновые» и «молибденовые». В них хорошо и без напряжений впаиваются соответственно платиновые и молибденовые нетолстые проволочки, служащие в основном электрическими токопроводами. Стекла эти прозрачные и применяются при изготовлении лабораторных приборов.

С некоторыми другими металлами, ситуация облегчается тем, что им можно придать очень малую толщину (в обычных случаях это десятые доли миллиметра) при которой за счет его, металла упругости, внутренние напряжения создаваемые в стекле весьма незначительны. Так дело обстоит с тонкими медными проволоками и фольгой.

Медь — металл недорогой и распространенный, существует много способов его декоративной обработки, среди которых можно выделить травление — растворение незащищенных участков меди в специальных химикатах. Процесс позволит получить плоский рисунок на медной фольге пригодный для впаивания в стекло. Более того, в последнее время в широком распространении появились химикаты и материалы, позволяющие с высокой точностью копировать рисунок (в том числе выполненный на ПК) на защитную маску медной фольги для последующего травления . Процессы эти распространены в среде радиолюбителей (изготовление шкал, передних панелей приборов, а главное — печатных плат) и хорошо отработаны. Применение их позволит обогатить арсенал мастера-стекляшечника.

Ниже, представлены результаты эксперимента по «ручному» изготовлению простого рисунка из медной фольги и впаиванию его между двух стекол.

Здесь применены стекла для фьюзинга (декоративного спекания в специальной печи) с одинаковым КТР (96) и температурой плавления 720…730 °С. Можно применять любое ровное, относительно легкоплавкое стекло с одинаковым КТР (обеспечить который проще всего отрезав заготовки от одного листа), скорректировав температуру спекания.

Омеднение

Для удобной работы следует сделать заготовку, омеднить стеклянную подложку — наклеить кусочек медной фольги на стекло. Одна из заготовок оклеена фольгой с применением канцелярского силикатного клея (жидкое стекло), две других — кусочками широкой медной ленты с липким слоем китайского производства (для применения в электронике, можно применять в витражной технике Тиффани). Медная фольга должна иметь ровную поверхность без вмятин, допускается окисленная поверхность.

Принципиальная возможность вплавления «оберточной» медной ленты с медным слоем была опробована заранее на отдельной стекляшке.

Кусочек медной липкой ленты вплавлен между двумя полосками желтого прозрачного стекла. По цвету меди видно, что лента отлично впаялась в стекло. Единственный момент — довольно много газовых пузырьков (с обратной стороны), вероятно образующихся при сгорания клея.

Вырезанные заготовки стекла обезжириваются. Липкая медная лента наклеивается очень просто — снимается защитный слой, накладывается на стекло, разглаживается. Здесь применена лента шириной 8 мм.

Из обычной, не липкой медной фольги вырезается кусочек подходящего размера. Одна из сторон зачищается от окислов очень мелкой шлифовальной шкуркой («нулёвкой» — крупностью 1500…2000). Если фольга очень тонкая, чтобы ее не смять, лучше все движения шкуркой делать в одну сторону. Вероятно, удобнее будет участок фольги вначале зачистить и лишь потом вырезать.

На стекляшку наносится немного силикатного клея и равномерно распределяется тонким слоем (пальцем), заодно можно мазнуть и зачищенную сторону фольги. Силикатный клей довольно жидкий, лучше нанесённое немного подсушить. Приложить одно к другому, разгладить, прижать (положить сверху небольшой груз). Можно через бумажечку, можно через полиэтиленовую пленку. Быстрее приклеится если весь пакет поместить в теплое место.

После полного высыхания заготовки разбираем пакет, счищаем некрупной шлифовальной шкуркой прилипшую к выступившему клею прокладочную бумагу или пленку.

К зачищенной фольге не допускается касаться пальцами — держать заготовку следует только за торцы. Удобно одеть на не рабочую руку тонкую чистую перчатку. Тем не менее, перед самым нанесением рисунка лучше еще разик счистить окислы ученической резинкой. Оставшиеся после чистки козявки смести чистой малярной кистью.

Нанесение рисунка

Здесь применен ручной способ нанесения. Рисунок выполняется составом стойким к травильному водному раствору химикатов. Лучший — асфальтовый (битумный) лак. Нужна небольшая вентиляция, рисунок выполняется рейсфедером (металлическим или стеклянным), растворяется ацетоном. Удобные самодельные рейсфедеры получаются из медицинских игл. Битумный лак при необходимости сгущают — наливают в небольшую емкость и дают испариться части растворителя.

Существуют также специальные фломастеры для рисования печатных плат (радиолюбительские магазины), и «промышленные» и водостойкие маркеры. Стойкость чернил последних к травильному раствору нужно проверять практически.

Здесь применен «лаковый» маркер с металлической емкостью — ручкой.

К его недостаткам следует отнести относительно высокую стоимость и довольно толстый след.

Картина из стекла по технологии фьюзинг, «Полет Огня»

Сохнет маркер в течении нескольких минут

Травление

Существует ряд травильных растворов пригодных для растворения меди. Опуская рецепт с труднодоступной ныне азотной кислотой, все равно имеем три хороших раствора почти на любой вкус.

Самый недорогой — медный купорос с поваренной солью. Работает не особенно быстро, но с подогревом раствора, процесс сильно оживает.

Хрестоматийный — водный раствор хлорного железа. Всем хорош, но нужно искать в радиолюбительских магазинах, стоит дороже, изрядно красится.

Травильный раствор для барышень (кисейных) — перекись водорода с лимонной кислотой. Недостаток один — дорого.

Для травления мелочей очень удобно использовать мягкие пластиковые пищевые контейнеры с герметичной крышкой — в них можно раствор приготовлять, хранить и травить некрупные заготовки.

В процессе травления на поверхности меди образуются продукты реакции, затрудняющие доступ свежего раствора к меди. Их можно смывать покачиванием, подвешиванием заготовки вниз медью, организацией небольших волн в кювете. Очень удобно взбадривать процесс барботированием — нужен небольшой аквариумный компрессор, шланг от которого без всяких распылителей (удобнее мыть) помещается и фиксируется в толще раствора. Создаваемые этим бормотажем небольшие волны раствора очень ускоряют процесс.

Ускоряет травление и подогрев — удобно греть электричеством, небольшой мощностью (пластиковая емкость), на фото выше, моя кювета стоит на теплой (около 60°С) дровяной плите.

Заготовки следует периодически доставать и осматривать. На фото ниже видно, что тонкая фольга ленты почти вытравилась, фольга, приклеенная силикатным клеем значительно большей толщины — ей еще долго.

После полного растворения незащищенной меди заготовка вытаскивается и споласкивается чистой водой, сушится.

Стирание защитного лака, клея

На стеклянной заготовке остался слой клея, коим была приклеена удаленная часть меди (прямоугольнички с грязными краями на фото выше). Заодно следует удалить и защитный слой маркера (лака). Заготовка оттирается тряпичным тампоном смоченным ацетоном. Штатный клей липкой медной ленты не особенно прочен, и чтобы не повредить наш медный рисунок эти заготовки промывал небольшой малярной кистью.

FUSING! Остывание в процессе фьюзинга

Остатки силикатного клея также отмываются ацетоном. Здесь пришлось потереть, заодно отковырял лишнее на рисунке.

Впаивание в стекло

Происходит по технологии «фьюзинг» — в специальной печи со сложным контроллером. Наша самодельная печь из электрической конфорки значительно проще, с простым контроллером (приходится управлять процессом вручную по таймеру). Более того, вполне можно обойтись и муфельной печью общего назначения. Специальный керамический тигель для микроволновой печи в данном случае не применим — металлы нельзя помещать в микроволновку.

Заготовки разложены на поду печи на кусочке «керамической бумаги». В порядке эксперимента несколько украсил медный рисунок крошками цветного стекла с таким же (96) КТР, накрыл кусочком прозрачного фьюзингового стекла. Заодно решил доплавить предыдущий эксперимент с желтым стеклом (фольга немного выглядывала с одного края).

Укладка крупного острого осколка в заготовку помеченную стрелочкой была ошибкой — острый осколок внутри растаял первым, и на нем наклоненное верхнее стекло сползло и сплавилось с рыжей стекляшкой.

Для некрупных стекляшек в моей печи температурный профиль таков — нагрев до 720°С — 1 час, 2…5 мин выдержки, резкий сброс температуры до 520°С (приоткрыванием крышки печи), выдержка при 520°С — 1.5 часа, остывание вместе с печью до комнатной температуры.

Результаты эксперимента, выводы

Посмотрим, что у нас получилось.

Рисунок из липкой медной ленты впаивается неплохо, но нужно принимать меры по выходу пузырьков газа от сгорающего клея, иначе они (и много) остаются в стекле.

Вкладывание крошек стекла между низом и верхом, хотя и способны сами стать причиной образования пузырьков, позволяют дольше стеклам не слипнуться и успеть выйти газам.

Несмотря на съехавшее верхнее стекло, видно, что неповрежденные рисунки впаялись, пузырьков очень мало.

Лучше всего удался рисунок из более толстой фольги приклеенной на родственном стеклу силикатном клее (жидкое стекло).

Изготавливаем снежинку из стекла

Тема сегодня зимняя, снежная, холодная, но от души, и поэтому обещаю солнце!

Инструменты

1. Кусачки Zac-zac.
2. Отламыватель.
3. Стеклорез.
4. Клей Кристалл-Момент прозрачный для стекла.
5. Стекло SPECTRUM COE 96.
6. Линейка.
7. Лекало.
8. Печь для фьюзинга.

Что такое фьюзинг стекла? Молирование стекла? Все ответы в этом мастер классе.

Берём лист бумаги, чертим окружность и делим её на 6 частей, можно на 8, 10, по желанию.

Подбираем стекло, снежинка всё же холодная, поэтому оттенки синего стекла.

Режем не широкие полосочки.

Начинаем укладывать нашу снежинку.

А! вот и Солнце! Я же обещала!

Серединку нужно укрепить окружностью, поэтому определяемся с её размером.

Вырезаем и приклеиваем по центру нашей снежинки.

Начинаем добавлять мелкие элементы, которые усиливают, укрепляют композицию.

Можно класть в печь, доставать и любоваться!

Завязать на леску и украсить ваше зимнее окошечко!

Снежинки, они разные!

Всем хорошего новогоднего настроения! Удачи в творчестве и море счастья, даже если это море снежное!

Мастер-класс Фьюзинг эксперименты. Получение и впаивание в стекло медного рисунка

Инструкция по склейке стекла с применением светоотверждаемого клея BOHLE (B 665-0, B 682-0, B 682-T, B 678-0, B 690-0)
Перевод официальной инструкции Bohle из каталога 2003/2004)

1. Выбор материала и проверка правильности выбора клея:
Выбор стекла, которое вы используйте, и соответствующего клея (Смотри раздел №5) определяет прочность склейки.
Технические данные о прочности могут быть найдены в таблице №1

Данные указания предполагают, что вы используете уф-светопроницаемое флоат — стекло. Прозрачное флоат стекло, зеркало (со стороны отражения), закаленное стекло и гладкое плоское армированное стекло может быть склеено УФ — клеем без проблем.
Использование специального стекла может привести к снижению прочности склейки или вообще не подлежать таковой.

Проблематично использование всех структурированных стекол, подобно узорчатому стеклу, армированному стеклу, пескоструйному или сатинируемому стеклу. Проходимость УФ света зависит от толщины стекла и от того, насколько интенсивно окрашено стекло.

ВНИМАНИЕ .
Стекло с высоким ультрафиолетовым поглощением, например, триплекс или окрашенное в массе стекло, не может быть склеено обычными ультрафиолетовыми клеями.
Для них используются только высокочувствительные клеи «Verifix» HV 770 или «Lamifix».
ЗАПОМНИТЕ
Чем более гладкими являются поверхности склейки и более тонким слой клея, тем более прочным и более стойким к нагрузке будет соединение.
Для приклеивания стекла к металлу рядом испытаний на прочность было определено, что нержавеющая сталь наиболее подходит для этих целей.

2. Подготовка поверхностей стекла для склеивания
2.1. Очистка
Поверхности соединения должны быть абсолютно чистыми, не содержать смазки и быть сухими (обезжиренными).
Используйте соответствующие растворители для очистки мест соединений (без содержания масел либо любых веществ, оставляющих пленку на поверхности стекла)
(Примечание переводчика: то есть не подходит бензин, керосин, уайтсперит, растворители серий 6ХХ, 7ХХ, ацетоны технические)
Обычные жидкости для очистки стекла (типа Мистера Мускула — прим. пер.) не подходят в большинстве случаев.

РЕКОМЕНДАЦИЯ: используйте специальный очиститель Bohle Арт. 51 079 10 или другой IP раствор для очистки (если необходимо, в комбинации со стальной ватой — Арт.№ 51 416 05).

2.2 Подогрев частей склеивания
Как клей, так и склеиваемые стекла должны быть комнатной температуры.
Чтобы получить прочное соединение на долго, необходимо нагреть стекла до склеивания, чтобы удалить невидимый конденсат. Все части соединения должны быть медленно и равномерно нагреты, чтобы избежать появления температурных напряжений в дальнейшем.
Температура нагрева: приблизительно на 30°C выше комнатной.
Используйте фен.
Игнорирование любой из этих рекомендаций может привести к значительной потере прочности, которая может не проявится сразу, но в конечном счете приведет к разрушению склеенной конструкции.
2.3. Предварительная подготовка поверхности с помощью технологии Pyrosil®
Дополнительная предварительная подготовка проблематичных поверхностей с технологией PYROSIL ® позволяет получить соединения, обладающие более высоким сопротивлением на разрыв / срезание. Это особенно для склеивания конструкций с высокой степенью нагрузки на склеенные части.

3. Выбор клея, наиболее подходящего для склейки
В зависимости от требований к склеиваемым материалам, рассчитанных нагрузок, и области использования конечного объекта рекомендуется использовать различные УФ клеи BOHLE.

ЗАПОМНИТЕ:
Склеивание «стекло — металл»: чтобы получить оптимальный результат, следует использовать только клей средней вязкости, «Verifix» MV 750 или B-682-0.

Склеивание «стекло — стекло»: когда планируется изготовить цельностеклянную конструкцию, «закрытая» (то есть само стабилизирующая) конструкция должна быть спланирована так, чтобы получить наиболее высокую стабильность (см. иллюстрации).

Эластичные клеи типа VERIFIX HV 770, B-678-0, B-690-0 являются исключительно подходящими для закрытых конструкций. Если по дизайну требуется «открытая» конструкция или «закрытая» конструкция не быть изготовлена по другим причинам, следует использовать только клеи B-665-0, B-682-0, VERIFIX LV 730, VERIFIX HV 770, VERIFIX MV 750. (либо в-690-0 для нагруженных соединений)
4. Использование фиксирующих устройств (угловых присосок, упоров, магнитных кубов)
Для оптимальной склейки УФ клеем Bohle необходимо жестко фиксировать склеиваемые части, что бы избежать их смещения при отверждении. Эта задача значительно облегчается при использовании фиксирующих устройств VERIFIX (см. каталог). Наши специалисты бесплатно предоставят вам каталог (при наличии) и помогут подобрать вам нужные фиксаторы.

5. Нанесение клея
Перед нанесением клея следует проверить правильность совмещения склеиваемых частей. Лучше всего собрать полностью конструкция без нанесения клея, используя фиксирующие устройства и посмотреть правильность прилегания мест соединений.
Клей должен быть применен в течение 5 минут после нагрева склеиваемых частей. Если прошло больше времени, части должны быть нагреты снова.
Склейку следует производить в горизонтальном положении; вертикальное положение шва при нанесении клея может привести к проблемам.
Нанесение слишком большого количества клея уменьшает прочность склейки и увеличивает объем работы по удалению лишнего клея.
Диспенсер (устройство для точной подачи клея) позволяет точно и экономично наносить клей (может быть приобретен по каталогу Bohle).

5.1 Нанесение клея перед соединением частей
Клей со средней / высокой степенью вязкости (B-682-0, VERIFIX MV750, VERIFIX HV 770,) следует наносить на поверхность склейки в форме гусеницы.
Когда склеиваются поверхности, клей всегда наносится перед соединением склеиваемых частей.
Когда соединение расположено горизонтально, части соединения должны быть равномерно и тщательно прижаты, чтобы избежать попадания внутрь пузырьков воздуха.
Вес склеиваемых частей обычно достаточен для равномерного распределения клея по всей области склеивания.

5.2 Нанесение клея после соединения частей
Клей с малой степенью вязкости (сверхтекучий) (B-665-0, VERIFIX LV 730) обладает капиллярностью, достаточной для просачивания в промежуток между плотно прижатыми стеклами. Поэтому склеиваемые части могут быть соединены до нанесения клея.
Не работайте над склейкой сразу нескольких частей одновременно, а собирайте изделие последовательно, шаг за шагом.
Чтобы достигнуть оптимального распределения клея по всей поверхности соединения, склеиваемые части должны быть немного приподняты и сдвинуты снова (увеличение и уменьшение промежутка соединения) перед свечением лампой.

6. Склейка (облучение УФ-лампой)
Непосредственно, склеивание (свечение лампой) проходит в 2 этапа:
1. Предварительно отверждение (приблизительно 70 % прочности). В этой стадии лишний клей вне соединения может легко быть удален.
2. После финальной склейки изделие полностью функционально и может работать под заданной нагрузкой.
Используйте ультрафиолетовую лампу подходящей длины: лампа не должна быть короче, чем длина соединения, чтобы избежать напряжений из-за неравномерного облучения.
Расположите лампу как можно ближе к поверхности соединения в течение облучения.
Обеспечьте неподвижность склеиваемых частей в течение процесса облучения (используйте устройства фиксации — см. каталог Bohle).
Предварительное отверждение занимает приблизительно от 10 секунд до 2 минут, в зависимости от типа и эффективности лампы.

(Прим. переводчика: ПОЛУЧЕНИЕ ВРЕМЕНИ СКЛЕЙКИ. тест на длительность можно провести следующим образом. Возьмите два куска 2-х мм стекла размером 20 х 40 мм, нанесите между них используемый клей и поместите под стекло, через которое вы будете светить лампой как можно ближе к стеклу. Поставьте сверху лампу и начинайте считать про себя, сдвигая кусочки стекла относительно друг друга вперед назад (как будто насыпаете соль). Как только они перестали двигаться, а вы досчитали до N секунд, опыт закончен. N секунд — это время предварительной склейки для данного вида клея, мощности лампы и вида стекла. Время окончательной склейки = N х 5. Для изменившихся условий склейки тест нужно повторить. Источник информации — семинар фирмы Боле АГ по склейке стекла.)

Удалите устройства фиксации, и очистите объект от остатков клея (используйте специальный скребок, очиститель или стальную вату производства Bohle (см. каталог)).
Окончательная склейка: облучите объект от 60 секунд приблизительно до 5 минут, в зависимости от типа лампы.
Облучение в течение более длительного времени не имеет негативных последствий, но и не увеличивает прочность склейки.

Все ультрафиолетовые лампы Bohle оборудованы ультрафиолетовыми светофильтрами, чтобы избежать повреждений глаз и кожи. Для вашей собственной безопасности, Вы должны дополнительно использовать соответствующую защиту, например ВО 50 076 10 очки с уф — фильтром и Арт. 50 075 10 перчатки.

7. Испытание склеенного соединения

Если Вы сомневаетесь в прочности склейки, всегда проводите испытания:
Склейте части согласно инструкциям, указанным выше.
Испытайте прочность склейки, подвергая ее силовому воздействию, превышающему обычное для данной конструкции
Увеличивайте вес груза, что бы понять предельную величину разрушения.
В случае появления проблем, сомнений относительно условий склейки и других вопросов, пожалуйста, свяжитесь с нашими специалистами.
Гарантия: фирма BOHLE гарантирует удовлетворительное качество поставляемых ею продуктов и материалов. Однако, гарантия качества зависит от параметров, которые находится вне нашего контроля. Поэтому фирма BOHLE отклоняет любую материальную ответственность, которая превышает замену дефектного материала. Это относится к любым косвенным ущербам, убыткам или расходам.