Очень простая и дешевая мини-печь для фьюзинга

внешний вид

Фьюзинг, (англ. fusing от fuse — спекание, плавка) относительно новомодное рукоделие и в том виде, как есть сейчас, родилось в 1990 г. Видимо, изготовление «спекаемого» витража, стало возможным с появлением цветных стекол с равным КТР (коэффициентом теплового расширения). Выполняется так – на стекло-основу, выкладывается рисунок из цветных кусочков стекла, причем края их, в большинстве случаев, не требуют точной подгонки и обработки, достаточно стеклореза и специальных кусачек. Собранную заготовку помещают в специальную печь и нагревают до температуры начала расплавления стекла.


Полученный витраж выглядит очень своеобразно – плавные округлые края, каждый элемент напоминает этакий растаявший леденец. При наличии толики художественных способностей, получаем весьма интересные вещицы. Более того, здесь можно применить целый арсенал приемов - задействовать металлическую фольгу, опилки, проволоку, крошки и пудру из стекла, трафареты для них, приемы перегородчатой эмали, применять обжиговые краски по стеклу и керамике, химикаты дающие пузырьки внутри стекла. Печь для фьюзинга позволяет также проводить формовку листового стекла – моллирование. Готовые вещицы можно соединять «низкотемпературными» методами, тот же Тиффани, в большие витражи. Словом – бездна возможностей для творчества.

Цветное стекло, с одинаковым КТР, как и многие материалы, для фьюзинга, стоят дорого, однако же, самой затратной статьей в освоении этой техники, является, конечно, печь. Печь для сплавления стекол довольно необычна, форма ее диктуется технологией спекания – плоский под-стол, на который удобно класть стеклянный лист-заготовку, откидная крышка с внутренними нагревателями. В целом, напоминает чемодан, на некоторых, даже застежки есть.


промышленный образец

Классическая печь-чемодан для фьюзинга, небольшого объема.



Муфельные печи – с нагревателем поверх камеры-муфеля, не используются – после нагрева стекла до температуры плавления, изделие следует довольно быстро охладить до температуры отжига, при этом, печи частенько приоткрывают. Быстрый сброс температуры в муфеле, затруднен – слишком велика тепловая инерция, да и закладывать заготовки в камеру неудобно.

Печи для фьюзинга, существуют очень разных размеров, соответственно – мощностей. С нагревателями небольшой печки, вполне может справиться и домашняя проводка.



Спекание стекол «за не дорого»


Попробовать себя в этом интересном деле можно и не тратя больших сумм – для начала, существует оригинальный вариант с АлиЭкспресса – специальные тигли для микроволновки. Представляет собой огнеупорный тигель, с графитовой обмазкой изнутри. Обмазка раскаляется в СВЧ волнах и греет излучением стекло. Достоинство одно, но изрядное – стоимость. На момент написания, тигель стоил 2-4 тыс.руб. в зависимости от размера.

тигель с Али Экспресс

Недостатков у такого простого варианта, как водится, масса. Контролировать температуру можно только визуально, «на глазок», контролируемый отжиг для снятия внутренних напряжений невозможен. Малый размер – только для бижутерии, невозможность использования металлов. Как правило, подобрав опытным путем режим спекания и израсходовав при этом прилагающиеся в комплекте осколки стекла, занятие и тигель забрасывают.



Маргариту оттащил Коровьев. – Я ванну пристроил, – стуча зубами, кричал окровавленный Могарыч и в ужасе понес какую-то околесицу, – одна побелка... купорос...



Булгаков А.М. – Мастер и Маргарита.



Специализированная электрическая печь, конечно, значительно более совершенна, однако, самая маленькая – 200х200 мм, стоит 35 тыс. руб. Понятное дело – одни огнеупоры, контроллер с заданием термопрофиля, кварцевые и керамические трубки для нагревателей, сборка опять-же… Обладая мастерской или гаражом, толикой слесарных навыков и опытом работы с электричеством, вполне можно собрать такую печь самостоятельно, потратив на материалы меньше половины стоимости, но что делать безлошадным-безгаражным жителям «бетонных джунглей»?


Идея


Идея чрезвычайно простой и недорогой печи для фьюзинга «промежуточных» характеристик, принадлежит тов. «Илья МГУ», с металлического форума. Печь небольшого размера, но уже можно выпекать стекляшки, куда более серьезные, нежели кольца-брошки-подвески в микроволновке. Можно использовать проволоку, фольгу и весь арсенал фьюзинговых приемов. Электрический нагреватель сопротивления в крышке, термопара с простым температурным контроллером. Невысокая, даже для квартиры мощность, возможность изготовления на кухне из широко распространенных недорогих деталей, элементов. Конструкция не содержит специализированных высокотемпературных огнеупоров.

прототип автора

Авторская конструкция мини-печи для фьюзинга.


В качестве верхней крышки печи чемодана, используется деталь от электрической плиты со стеклокерамической поверхностью – конфорка. Она имеет металлический кожух, футерованный волокнистым огнеупором, в который заформованы специальные выступы ленты-нагревателя. Конфорка дополняется ручкой и термопарой подключенной к простому контроллеру. В качестве основания, применена плоская жестяная банка залитая гипсом.



Собственный вариант простой печи из конфорки


Мне досталось две б/у конфорки внутренним «рабочим» диаметром 140 мм, с механическим термостатом в металлическом (существуют варианты с кварцевой трубочкой) чехле.

подопытная конфорка



Что было использовано при работе

Инструменты, приборы, оборудование.

Набор обычного некрупного слесарного инструмента, ювелирный лобзик с принадлежностями, небольшая УШМ, шуруповерт или электродрель. Набор электромонтажного инструмента, паяльник 40 Вт для электромонтажа, покрупнее – 60…80 Вт – для конструктивной пайки. Разметочный инструмент. Пригодился инструмент для установки вытяжных заклепок, строительный фен.


Материалы.

Кроме самих конфорок, понадобился листовой асбест, пенобетонный кирпич, провода разные, термопара, термотрубки, нейлоновые хомуты. Использовался готовый блок управления для муфельной печи (или контроллер+твердотельное реле+радиатор+корпус). Гасящий резистор подходящей мощности (масляный обогреватель). Немного оцинкованной стали, крепеж.



К делу

Контакты термостата конфорки были принудительно замкнуты и пропаяны, к выходным клеммам припоем олово-медь, припаяны провода в силиконовой изоляции. Рядом с термостатом, просверлено отверстие и во внутреннюю полость, введена термопара хромель-алюмель (тип К), от мультиметра. К щупу штатного термостата, термопару прикрепил несколькими витками нихромовой проволоки.

замыкание контактов, подключение проводов, термопара

Жестяной кожух – на поверку, оказался самым сложным элементом моей печи. Спаян он из «кровельной» оцинкованной стали 0,5 мм, припоем олово-медь (температура плавления выше чем у свинцовых припоев) . Флюс – паяльная кислота (хлористый цинк), паяльник 60 Вт. Сложные детали выпилены ювелирным лобзиком, прямые резы – слесарными ножницами по металлу. Кривые линии размечались так – заготовку железки приставлял в нужное место, и циркулем, с иголкой в центре конфорки, вычерчивал нужного радиуса дугу.

кожух

кожух_1

Паял изнутри, главным образом для эстетики. Напротив «ножевых» клемм штатного конфорочного термостата, с припаянными к ним проводами, на кожухе сделал вентиляционные отверстия (сверху и снизу), чтобы те охлаждались током воздуха, и припой не расплавился.

кожух_2

За край кожуха, решил зацепить и один из кронштейнов для ручки, этим же крепежом, пришпилил держалку для проводов. Жестяные железки скреплял алюминиевыми вытяжными заклепками.

вторая часть кронштейна для ручки

Передний кронштейн для ручки крепился на штатный кожух и состоит из двух жестяных деталей. К кожуху крепится короткими саморезами, соединение между собой – заклепками.

Внешняя часть

Нагреватель конфорки, мощностью 1200 Вт, для запекания стёкол слишком мощный – темп нагрева, для столь малого объема, велик, стекло не успевает равномерно прогреваться, заготовка растрескивается. Для устранения недостатка, мощность нагревателя пришлось понизить – включить последовательно с ним мощное сопротивление – масляный обогреватель на половине мощности. При этом на нагревателе конфорки, падение напряжения составляет ровно половину сетевого – 110 вольт.

гасящий резистор

Контроллер для управления печью – простой, «однотемпературный» с самодельным «твердотельным реле» - мощным тиристорным ключом. На его задней стенке смонтирована розетка для подключения последовательной с печью нагрузки и винтовой клеммник для нагревателя печи. Термопара подключается непосредственно к контроллеру.

печь в сборе

Крышка печи стоит на огнеупорной основе – асбестовый лист, под которым половинка кирпича из пенобетона. Рядом, стоит держать такую же огнестойкую подкладку – на нее, при необходимости можно поставить горячую верхушечку «открытой» печи.


Спекание

При спекании стекол нужно выдержать две главных температуры – начала плавления стекла (710…800°С в зависимости от сорта стекла) и температуру отжига (500…600°С зависит от сорта и размеров заготовки). Первичный нагрев происходит максимально (в разумных, конечно, пределах) плавно, после, температура быстро сбрасывается до «отжиговой».

Обычно, процессом руководит программируемый контроллер «с термопрофилем». Здесь, применен простой контроллер, с поддержанием одной температуры, а переключают их, вручную - полуавтомат. По достижении 800 °С (~30 мин.), крышка печи приоткрывается, на контроллере устанавливается 500 °С и изделие отжигается 1 час. После, нагреватели печи отключаются, и изделие остывает вместе с печью до комнатной температуры (~1 час). Небольшие размеры стекляшек, позволяют не опасаться мелких неточностей процесса.

образец

что получилось

что получилось_1

Ну что же, первый опыт вполне удачен – стекла сплавились, но не в ровную поверхность, образец не растрескался – температурный профиль для этого сорта стекла следует признать удачным. Попробуем, что ни будь более осмысленное.

опыт 2

опыт 2, что вышло

опыт 2, что вышло_1

Два зверя, хм, вполне в духе дня, как олимпийские мишки, в свое время… Здесь, в порядке эксперимента, вплавлено два сорта бисера, медная проволочка, стекла приплавлены не только «внахлест» но и практически «встык». Бисер (стекло с отличающимся КТР) и медная проволока (тем более) должны быть очень небольшого размера (диаметра, сечения), относительно основного стекла, тогда, возникшие напряжения не разрушат изделие.


Работа над ошибками, выводы, пути совершенствования


Стекло, размягчаясь, довольно точно повторяет форму дна – все изделия на листовом асбесте – полосатые с изнанки. На прозрачных стеклах это хорошо видно и с лицевой стороны. Более того – в каждой впадинке прилипают волокна асбеста, и его приходится удалять. К счастью, асбест сильно размокает в воде и становится мягким. Тем не менее, лучше пользоваться специальными подстилками – «керамической бумагой».

Печь из конфорки имеет очень малую высоту – два стекла, друг на друге, вполне влезают, но с моллированием, уже не выйдет – не хватит высоты, даже, для сколь ни будь, невысокой формочки. Мощность нагревателя, тем не менее, позволяет объем увеличить (до 2л!). Это может быть металлическое кольцо без дна, утепленное снаружи тем же листовым асбестом, в несколько слоев. Металл (лучше нержавеющая сталь потолще), позволит, кроме прочего, теплу лучше распределяться, это положительно отразится, в первую очередь, на отжиге стекляшек. Для этого же, на дно, можно тоже положить металлическую пластинку. Да, следует помнить, что асбест, при температуре около 800 °С теряет химически связанную воду и рассыпается в порошок.

При некотором увеличении внутреннего объема печи железками, можно попробовать, отжигать в ней бусины lampwork и всякую стеклодувную мелочь.

Однотемпературный термостат имеет свободную контактную группу, температуру срабатывания которой можно настраивать. Это дает возможность оснастить блок управления печью звуковым сигналом, обращающим внимание на достижение печью критической температуры и требующей внимания оператора. Это будет удобно – отпадет необходимость поглядывать на индикацию.

Мощность нагревателя конфорки – 1200 Вт, половину ее мы гасим на масляном нагревателе, лишняя мощность рассеивается в виде тепла. Сама печка потребляет около 600 Вт, а вся установка, от сети – все те же 1200 Вт. Чтобы не выделять лишнее тепло (лето) и уменьшить габариты установки, можно воспользоваться «гасящим конденсатором», рассчитав его емкость по известной методике – тепло на реактивном сопротивлении не выделяется, однако, мощность от сети, все равно будет потребляться увеличенная и бесполезно теряться. Лучшим решением, следует признать, включение двух одинаковых конфорок последовательно, при этом, получаем и большую площадь для спекаемых стекляшек. Снизит потребляемую от сети мощность и понижающий трансформатор (автотрансформатор, ЛАТР). Работы в этом направлении ведутся.



                                                                                                             Babay Mazay, декабрь, 2018 г.


Поделиться в соцсетях

Facebook Twitter Google+ Vkontakte

Комментариев нет:

Отправить комментарий