.

.

 

 

.

.

TREBALL DEL VIDRE

El vidre és la primera substància sintètica creada per l'home. El vidre es compon d'un vitrificant, que és el material que li dóna la característica vidriosos (sílice, bor, plom), un Fundent per baixar el punt de fusió del vitrificant (potassa, sosa) i un estabilitzant (calç) per aconseguir un vidre no soluble.
Una de les qualitats del vidre és el seu estat amorf. És a dir, es tracta d'un sòlid que no és cristal·lina, sinó té una estructura molecular més aproximada a un líquid. La seva propietat que més ens interessa és la seva fusió pastosa, que permet la seva termo conformat i la realització del fussing.

El fusing és una soldadura de vidres realitzada en un pla horitzontal, utilitzant un forn i amb l'objectiu d'obtenir una peça final estable i duradora. "Fusing" és una paraula anglosaxona que podria traduir com fusió o fosa, però ens portaria a confusions. Podríem utilitzar: collage, vitrofusió i soldadura de vidres en pla.

A partir d'uns dissenys es realitza una composició amb vidres específics. Aquests vidres han de ser compatibles, és a dir, no generar tensions una vegada s'han soldat, que farien que la peça es trenqués. Podem incloure altres materials en vidre, si són compatibles.

Els vidres poden retallar, talles, polvoritzar i estirar per tal de realitzar la preparació o muntatge inicial per ser fosa en el forn.

Quan el vidre s’estova té una gran capacitat per enganxar-se al material que estigui en contacte, per la qual cosa hem de preparar una superfície que sigui antiadherent amb l'objectiu d'obtenir una peça de vidre neta. Normalment s'utilitzen productes químics com el caolí aplicat a brotxa sobre la placa de cocció. Aquestes plaques solen estar fabricades amb refractaris d'alta densitat. La fibra de alúmina també és excel·lent. En definitiva, materials que suportin la temperatura de treball, que siguin llisos i prou porosos per acceptar el separador humit. Un cop la placa està imprimint i seca, podem dipositar la preparació de vidres per ser fosa.

Tanquem el forn i ens disposem a coure el vidre. La fusió es produeix en el punt més alt de la cocció, com a referència uns 800 º C. La corba de cocció té certa complexitat i per construir-hi intervenen diversos factors, com el tipus de fusió desitjada, el tipus de vidre, la preparació, el ple que estigui el forn i el tipus de forn. Un esquema de la cocció típica seria:

1. Calor Inicial. És la velocitat d'escalfament fins a una mica per sobre del punt de transformació del vidre. Aquest punt és quan el vidre deixa de ser sòlid per convertir-se en líquid, encara que aparentment no ho sembli.
2. Anem a la fusió. Des del punt de transformació al punt més elevat de temperatura.
3. Homogeneïtzació de la fusió. Un manteniment amunt per igualar la temperatura a tot el forn.
4. Refredament ràpid. Fins una mica per sobre del punt de transformació, (punt inicial de recuit) i normalment s'accelera obrint la porta del forn. A l'hivern s'agraeix.
5. El recuit. Aquest és un procés que diferència la cocció de la ceràmica de la del vidre. Aquest necessita certa lentitud en el refredament a prop del punt de transformació per a no acumular tensions que suposin trencament un cop la peça estigui freda. La mida de la peça és un dels factors fonamentals per calcular quant temps és necessari en aquest tram.
6. Refredament final. Un cop superat el recuit podem apagar el forn i esperar que el forn abast la temperatura ambient.
 
Típica corba de fusing. Els números indiquen els trams comentats. Les lletres corresponen a diferents punts de calor: a / punt inferior de recuit, b / punt de transformació, c / punt superior de recuit, d / fusió.
Un cop fosa tindrem a les nostres mans una peça on s'han soldat els trossos del puzle de la preparació. Haurà d'estar lliure de tensions perquè sigui estable i tingui certa durabilitat. Pot aplicar com una vidriera, un quadre o muntar en un suport, depenent de la nostra imaginació. També podem tornar a coure, ja sigui per aconseguir determinats efectes de color o per donar-li forma sobre un motlle mitjançant calor: termoformat. El termoformat és una altra disciplina que estudiarem una mica més endavant i que pertany a les possibilitats del treball del vidre dins d'un forn.
   Per fusing utilitzem vidre ja conformat i fos en format de planxa, fil, tub, vareta, gra, pols, confetti, etc. i que ha de ser compatible. A més de la compatibilitat hi ha altres característiques importants com la fusibilidad o estoven, capacitat per a no canviar de color i tendència a la desvitrificación.
2. La compatibilitat
Abans hem comentat que la compatibilitat entre vidres no és sinònim d'igual coeficient de dilatació, encara que aquesta dada normalment és una bona guia. El coeficient de dilatació és un valor que es mesura en cm / º C i s'analitza en laboratoris. Es compara al mateix material entre 2 temperatures i es mesura la seva dilatació lineal. Normalment aquesta prova es realitza entre 20 º C i 300 º C, però la dilatació no és lineal a prop dels punts de transformació del vidre (pas de l'estat sòlid a líquid) aproximadament cap als 500 º C, depenent sempre del tipus de vidre. Com en fusing superarem aquestes temperatures i és bàsic saber com responen els vidres a soldar, hauran testar els vidres abans de realitzar qualsevol projecte. Amb l'ajuda del test de compatibilitat crearem la nostra paleta de colors compatibles i sortirem de dubtes amb aquest nou vidre que està a les nostres mans. Aquells vidres que ja vinguin testats pel fabricant ens donaran garantia absoluta d'èxit. Com a regla val que el vidre que prové de la mateixa planxa canviï o no de color, és compatible amb si mateix.
3. La tensió.
El polariscopio és un aparell que ens permetrà observar la tensió que existeix en un vidre. Les tensions produïdes per mal recuit i per incompatibilitat de vidres són les que ens interessen en aquesta prova. El polariscopio està compost per dos filtres de carboni "Polar", convenientment enfocats, i una càmera de llum. Normalment en la llanterna o càmera de llum hi ha un filtre fix. Anirem movent el filtre mòbil fins a aconseguir la visió més fosca, que és quan veiem només un feix de llum polaritzada. Això és el "enfocament de filtres". Podem muntar el polariscopio amb els filtres fixos i enfocats, però és interessant tenir un mòbil per si hem d'analitzar una peça molt gruixuda. Només un vidre amb tensions en el qual passa un canvi de densitat difractades la llum i iluminará més. Col locarem la peça entre els dos filtres i anirem observant, sobretot a les cantonades entre els diferents trossos, a la recerca d'uns halos blancs. Més halo, més tensió. Uns vidres compatibles haurien produir un halo mínim o cap. També mirarem els trossos de vidre mare sobre ella mateixa per observar si la peça presenta tensions. En el cas que així sigui la prova no ens servirà de molt ja que la lectura estarà falsejada. Les tensions per mal recuit són una mica diferents i més tard s'analitzaran.
Notes: Per observar amb el polariscopio és necessari un poc d'experiència i una referència real, algú que ens ensenyi com utilitzar-lo.
Un sistema divertit per esbrinar si una peça està bé recuit és fer passar per un rentaplats 2 o 3 vegades. O posar al congelador i treure bruscament un cop està ben freda. Si ho suporta tenim una peça gairebé segura.
4. La desvitrificación.
La desvitrificación és un fenomen que consisteix en la cristal lització del vidre. Ja hem comentat que el vidre és una substància amorfa, és a dir la seva estructura molecular no és cristal lina. Aproximadament i depenent del vidre, a prop dels 700-800 º C s'activa un primer procés de desvitrificación: Les xarxes moleculars amorfes es converteixen en cristal lines. L'efecte que produeix, que és el que ens importa, és una superfície mat, més o menys bruta, i si es produeix entre capes, taques. Algunes vegades podrem observar a simple vista les formacions cristal lines que es produeixen, semblants a aquesta temperatura a cristalls de neu. La desvitrificación és un fenomen natural que afecta el vidre per escalfament o per incorrecta composició a temperatura ambient.
4.1. Factors fonamentals que afecten la desvitrificación.
-Brutícia, normalment greixos.
-Substàncies estranyes. Alguns materials acceleren la desvitrificación.
-Temps en els punts crítics de fusió. Com més temps en les temperatures de fusió més desvitrificación obtindrem.
-Composició del vidre. En aquest cas referida no a temperatura ambient, sinó quan el vidre es veu sotmès a la calor. Bullseye cuida extremadament seves composicions per limitar al màxim la desvitrificación en la fusió.
Abans de fondre haurem netejar acuradament els vidres per evitar qualsevol substància estranya que produirà taques i accelera el procés de la desvitrificación.
Cada vidre té els seus punts crítics de desvitrificación. Més temps a aquestes temperatures, major quantitat de desvitrificación. Com a referència general, entre els 700 a 800 º C hauríem de passar el més ràpidament possible. En la pujada aquesta rapidesa vindrà donada per la potència i càrrega del forn, però en la baixada podem obrir la porta per refredar més ràpidament.
El vidre float té un punt crític sobre els 650 º C (només a la cara surava) i després en els 850 º C. Els efectes no sempre són desagradables o no desitjables. En el vidre float es produeix un halo mat molt interessant a causa de l'estany que es troba present en una de les seves cares.
No sempre es pot evitar la desvitrificación amb les precaucions comentades anteriorment. Generalment el vidre transparent incolor és el que menys desvitrifica. Per això Spectrum aconsella que els muntatges realitzats tinguin el tros de vidre incolor per sobre, tapant tota la peça.
4.2. Overglazes
De totes maneres, per evitar la desvitrificación s'utilitzen els overglazes, sent el més conegut el SPRAY A, desenvolupat per a vidre Bullseye. El overglaze o esmalt diguem "abrillantador", és un vidre polvoritzat que té un punt de fusió més baix que les temperatures crítiques dels nostres vidres. Normalment es polvoritza en la superfície del projecte, aplicant una pel lícula uniforme. Aquesta polvorització es fa mitjançant pistola o aerògraf. Els punts més importants solen ser els "cants" dels trossos de vidre, que sobretot si arribem a fullfusing ens quedaran en la superfície de la peça. Quantitat excessiva de overglaze produirà taques blanques. Poca quantitat no farà efecte. Hauríem de fer un test de compatibilitat amb el overglaze, col locant una muntanya d'1 cm. d'overglaze sobre un tros de vidre mare i un cop cuit llegir el resultat en el polariscopio. També és convenient realitzar un test de proves de vidres amb i sense overglaze, ja que alguns colors canvien de to, o produeixen efectes interessants. Fins i tot diferents overglazes produeixen efectes diferents.
Malauradament els overglazes habituals contenen plom en quantitats importants, així que s'ha d'utilitzar amb precaució. Les peces que continguen overglaze amb plom és millor no utilitzar-les per a serveis d'alimentació. Afortunadament existeixen overglazes sense plom, que són adequats per a aquests menesters i que cada vegada són més fàcils de trobar.
4.2.1. Aplicació del overglaze.
L'aplicació del overglaze es realitza adequadament amb un aerògraf o pistola d'aire comprimit. Podem utilitzar polvoritzadors manuals de boca, dels utilitzats en dibuix per a l'aplicació del fixador, però degut al contingut alt en plom l'esmalt cal actuar amb molta cura. Mascareta de protecció, guants, extractor i cortina d'aigua són molt recomanables. Mentrestant, almenys, fer les aplicacions de overglaze a l'exterior si és possible. La distància cap a les peces ha de ser mitjana, aprox. 20.-30. cm. segons el polvoritzador i aplicant una mica inclinats per tal que arribi a les vores dels trossos, que sol ser el que més desvitrifica. Sempre és millor començar amb poca quantitat i repartir bé. Una vegada aplicat, muntarem les peces amb cura perquè no ens ho portem amb els dits.
Pot ocórrer que algun vidre necessiti més quantitat de overglaze que un altre. Spectrum i els vidres opal tendeixen a desvitricar més i necessiten més quantitat. Però si apliquem molta quantitat obtindrem una superfície lletós, molt tova i rallable fàcilment.
Els estris utilitzats poden netejar amb aigua, ja que aquest és el dissolvent habitual. Però amb compte en llençar residus de plom pel desguàs! Millor llençar sobre paper de diari i dipositar a les escombraries.
5. Xoc Tèrmic.
El vidre en estat sòlid és un potent aïllant i pateix de xoc tèrmic. El xoc tèrmic és un diferencial de temperatura elevat entre dos punts d'una peça de vidre i que produirà trencament. És a dir si escalfem un costat d'un full i l'altra la refredar el vidre se'ns trencarà per xoc tèrmic. Aquesta diferència de temperatura entre els dos punts serà més petita a mesura que sigui més gran el coeficient de dilatació. Per això els vidres farmacèutics que poden estar en contacte directe amb la flama tenen un coeficient de dilatació molt baix.
Un cop el vidre ha passat a estat líquid no pateix trencament per xoc tèrmic, per tant serà en l'escalfament inicial, fins al punt de transformació del vidre sòlid a líquid, on haurem d'escalfar adequadament la peça per a que no es trenqui. També caldrà esperar, fins que la peça final s'hagi refredat a una temperatura prou baixa, per veure-la. Paciència.
Els forns per fusing plànols, escalfen d'una manera més homogènia la superfície del vidre, podent anar més ràpids en l'escalfament inicial.
6. Recuit.
Un dels conceptes més importants a l'hora de treballar amb vidre és el recuit. El recuit coincideix amb l'estadi de transformació de líquid a sòlid. Si la transformació no es fa adequadament el vidre generarà tensions. Encara que la peça estigui sencera una vegada treta del forn pot trigar hores, dies o mesos a trencar. Un llamp, un canvi brusc de temperatura poden fer que la peça es parteixi.
Per realitzar una transformació adequada de l'estat líquid a sòlid haurem recuit el vidre. El punt de transformació líquid-sòlid es defineix en dos moments: Punt superior de recuit i punt inferior, i dins d'aquests marges de temperatura passa la transformació. El recuit consisteix en un manteniment sobre el punt inicial de recuit i una baixada adequada fins al punt inferior de recuit (aquest és el sistema Corning). Els factors que determinen les temperatures i temps són: Mida i forma de la peça, tipus de forn, suport i tipus de vidre. Més informació a 3.5. El recuit.
El mal recuit a més fa augmentar el xoc tèrmic en la peça final.
Si incidim especialment en el recuit és degut a la seva importància. Ja que és una circumstància que no és visible-excepte amb el polariscopio-és fàcil restar importància.
El recuit és la nostra garantia de qualitat indispensable per realitzar un projecte digne, responsable i segur.
2.1. Test de compatibilitat
Hi ha diversos, però recomano el test de l'polariscopio. Sempre haurem de definir un vidre mare, que normalment serà un transparent, ja que la prova té com a objectiu esbrinar què vidres són compatibles amb ell. Tallarem, per exemple, una tira de 4cm. x20cm. per col locar damunt uns 8 trossos de 2x2cm. dels vidres a testar amb la base. És important tallar les dues cantonades de la base mare i col locar a sobre d'ella mateixa per comprovar si la cocció ha estat correcta, si es recoció bé la prova. Més endavant parlarem del recuit i de la importància bàsica que té en la soldadura de vidres. Una prova malament recuit ens falsejar els resultats. Funde a la temperatura habitual, per exemple 800 º C, amb el recuit adequat. Després analitzarem les tensions amb el polariscopio i fent una lectura rigorosa seleccionarem els vidres compatibles.
2.2. Altres característiques dels vidres a través del test
Hi ha altres dades importants que ens aporta la prova de compatibilitat i que la fan molt recomanable en tenir entre les nostres mans un nou vidre:
-Tono fos: ens informarà si existeix un canvi de to en el color al fondre. Alguns colors canvien considerablement de to una vegada fosos, sol passar amb colors càlids: vermells, taronges i grocs, que solen tenir seleni en la composició. És el que s'anomena capacitat per canviar de color, i normalment es treballa d'una manera més còmoda si els colors no ens canvien una vegada s'ha fos el vidre.
-La tendència a la desvitrificación: alguns vidres desvitrifican al fundar, si és així la superfície presenta un aspecte mat, perd la brillantor. A continuació parlem d'això.
  -La fusibilidad: com s'integra el vidre a testar amb la base, què fosos queden les vores i sobretot en comparació amb els altres vidres de la prova. La fusibilidad és la capacitat de estoven del vidre respecte a la temperatura. Pot ser que dos vidres siguin compatibles però un es funda i s'arrodoneix abans que l'altre. O que s'integrin amb la base en diferents temperatures (vidres durs-tous). Excepte projectes especials convé utilitzar vidres de semblant moviment. Els overglazes afecten augmentant el estoven superficial dels vidres.
Podem realitzar un test de compatibilitat complet repeteix a diferents temperatures i amb overglaze i sense.
  8. Forns.
Els forns mereixen un capítol a part. Són la part fonamental. Sense ells no hauria coccions. Realitza tot el treball que nosaltres no podem fer. Són els nostres aliats i hem de conèixer molt bé.
8.1. Tipus. Avantatges i inconvenients.
En un principi es van utilitzar els forns de ceràmica, ja que eren fàcilment. Proves amb forns d'esmalt sobre metall van confirmar la necessitat de desenvolupar forns específics per la tècnica. En general un forn de fusing genèric ha de complir els requisits següents:
-Bona extensió per fondre. Es prefereix el format pla on la calor de les resistències pot atacar al vidre en tota la seva extensió.
-Elements calòrics superiors i potents. Encara que l'ideal fora mixt, amb elements també als costats, la part més freda del forn. La potència és necessària per a la velocitat, convenient en algun punt de la cocció.
-Poca inèrcia tèrmica. S'aconsegueix utilitzant materials poc densos i que acumulin poc calor. Això anirà bé per refredaments i respostes ràpides.
-Control del procés. Un bon processador d'almenys 6 punts i amb memòries ens ajudarà molt.
-Possibilitat de xemeneia o orificis de ventilació. Quan assequem o coure líquids és necessari que surti tota la humitat. En general és bo ventilar la cocció fins als 400 º C. Per refredar també ens serà útil al generar una sortida de calor. 3.1.2. Tipus de forn.
El forn
Podem utilitzar qualsevol forn que arribi a la temperatura de treball, però alguns són més adequats que altres o tenen més possibilitats. Els més adequats posseeixen els elements calòrics (ja siguin resistències elèctriques o plaques de gas) a la part superior i incideixen en tota la longitud i amplada de la peça de vidre. Els de ceràmica amb els elements al voltant o en les parets del forn necessiten un tipus de cocció diferent, però es poden utilitzar amb èxit. Seran fins i tot més adequats quan es realitzin projectes mixtes, de considerable gruix i motlles de fosa o càsting.
És molt adequat ia vegades fonamental tenir un controlador del forn que ens permeti fer el cicle complet de la fornada sense haver d'estar presents.
Un forn amb elements calòrics superiors pot escalfar més ràpid el vidre sense trencar-se per xoc tèrmic.
És més adequat un forn amb resistències en tota la part superior del forn, ja que transmeten l'energia i els infrarojos en tota la longitud i amplitud de la peça. Per tant aquí pot ser més ràpida la cocció. En un forn de ceràmica s'escalfa abans les vores del projecte que el centre i caldrà anar amb cura, doblegant el temps de la calor inicial en forn especial per fusing.
Els forns de gas tenen molta potència, és a dir un poder calorífic en poc temps molt alt i han de controlar molt bé, sobretot a la calor inicial. Els forns de Speedburn estan pensats especialment per a vidre fusing, però els de ceràmica no són gens recomanables. Res no és impossible, amb les degudes precaucions i experiència es pot fondre vidre en qualsevol forn que arribi a 800 º C.

 TOTS ELS PRODUCTES I SERVEIS SÓN FRUIT DE LA NOSTRA EXPERIÈNCIA I TECNOLOGIA. CONSULTEU-NOS LES VOSTRES NECESSITATS.

FORNS                           MEDI AMBIENT               ECOLOGIA