Печь для фьюзинга: устройство, принцип работы, изготовление своими руками

Печи для фьюзинга и других способов обработки стекла

Что такое фьюзинг?

Фьюзинг – это процесс вплавки друг в друга и последующего спекания двух или более стекол разных расцветок без применения металлических составляющих. Швы на таких изделиях не остаются. Печь для запекания стекла представляет собой термическое нагревательное устройство, работающее от электричества (реже применяются газовые и даже дровяные печки).

В ее рабочей камере и происходит сам процесс нагревания и последующей плавки со спеканием получившегося композитного материала. Первые фьюзинговые установки для создания витражей были применены в 1990-ые годы в Германии.

Устройство

Электрическая нагревательная установка для фьюзинга состоит из основных сборочных единиц, таких как:

1. Корпус печи.
2. Кирпичная футеровка.
3. Рабочая камера.
4. Дверца или крышка с уплотнителем.
5. Термоэлектрический нагревательный элемент.
6. Блок управления режимами работы и температурой.
7. Заземляющий проводник.

Промышленные крупные установки для закалки стекла представляют собой сложный агрегат конвейерного типа. Они состоят из роликовых блоков подачи и выгрузки обрабатываемого материала, камеры нагрева и системы быстрого воздушного охлаждения.

Печи для моллирования стекла имеют в рабочей камере специальную профильную поверхность изогнутой формы. Это необходимо для получения стеклянных листов требуемой геометрии.

Принцип работы

Процессы фьюзинга и моллирования протекают при достижении стеклом температуры в 600 – 800 градусов Цельсия. Закалка происходит при температуре 650 – 680 градусов с последующим быстрым охлаждением материала. Температура внутри печи регулируется с помощью выносного электронного блока и органов управления.

Для достижения таких температур, стекловаренная печь нагревается с помощью электрических элементов сопротивления. Они вмонтированы в пространство рабочей камеры печки, или в ее крышку.

Во фьюзинговых печах происходит процесс вплавления разноцветных отрезков стекла друг в друга. В печках для моллирования стекло размягчается и принимает форму шаблона-основания, на котором оно расположено.

При обоих способах обработки, осуществляется, еще, и закалка стекла, которую можно проводить отдельно от этих процессов. По окончании обработки заготовки охлаждаются с помощью воздуха.

Виды печей

Все печки для обработки стекла можно разделить на 2 группы:

промышленные габаритные установки,

небольшие электрические печки для частного использования.

Большие промышленные устройства оснащены роликами для подачи габаритных листов стекла в них. С их помощью осуществляется создание крупных элементов декора, мебели, витрин, абажуров, оконных стекол и т.д.

Маленькие стекловарочные печи обладают небольшими габаритами рабочей камеры. С их помощью изготавливаются различные поделки, бижутерия, посуда и прочие мелкие изделия.

Как правильно выбрать?

Выбирать печь для варки стекла для нужд своего производства следует, исходя из вида топлива, на котором она будет эксплуатироваться, предполагаемой мощности и количества производимого продукта. Чаще всего применяются электрические печи.

Чтобы точно соблюдать технологические режимы, необходимо тщательно ознакомиться с технической документацией на изделие, какую температуру и какое время печь может выдавать, насколько быстро или медленно происходит та или иная стадия обработки сырья или продукта.

Следует учитывать и  финансовые возможности, а также прогнозируемый срок окупаемости нового оборудования. Ниже рассмотрим популярных производителей и модели.

Производители и модели

Мини-печь для фьюзинга «Studio Pro». Производство российской компании ТД «Стекло и мир». Габариты ее рабочей камеры составляют 203 х 203 х 114 мм. Печка имеет возможность вертикальной и боковой загрузки, что особенно важно для обработки мелких деталей. Питание осуществляется от сети 220 вольт, мощность печи – 2.2 кВт, максимальная рабочая температура – 980 градусов Цельсия. Ее стоимость составляет 70000 рублей.

Фьюзинговая печь «FMGroup ПФ-1106». Производство российской компании из Пензы ООО «FMGroup».  Габариты ее составляют 1000х1500х1600 мм, максимальная толщина стекла для обработки в ней – 20 мм, размеры загружаемого стеклянного листа не более 1100 на 600 мм. Питание осуществляется от сети 380 вольт, мощность печи – 9 кВт. Цена такого аппарата – 140000 рублей.

Муфельная печка для фьюзинга и процессов моллирования ООО «ЗапСибОгнеупор». Размеры нагревательной камеры 600х600х230 мм, мощность – 4 кВт, работает от сети 220 вольт. Тэновые элементы находятся в верхней крышке, максимальная рабочая температура – 950 градусов Цельсия. Цена на печи для фьюзинга такой модели – 80000 рублей.

Установка гравитационного моллирования стекла «FMGroup ПГМ 1511». Производство российской компании из Пензы ООО «FMGroup». Она представляет собой двухкамерный агрегат, сверху которого перемещается нагревательный модуль. Печка снабжена микропроцессорным температурным регулятором. Мощность установки – 24 кВт, пространство рабочих камер 2100х1100х450 мм, питается от электросети 380 вольт, максимальная температура в камере – 1000 градусов Цельсия. Ее стоимость составляет 520000 рублей.

Печь фьюзинговая для обжига керамики ПК515К. Производство российской компании ООО «Гжельские узоры». Представляет собой печку «чемоданного» вида, нагревающий электрический элемент расположен в верхней крышке. Обладает системой программирования режимов фьюзинга. Габариты рабочей камеры 1300х750х100 мм, мощность 6 кВт, работает от электросети 380 вольт, максимальная температура нагрева 1150 градусов Цельсия. Ее стоимость составляет 205000 рублей.

Печка для моллирования стекла KFM 1.5. Производство российской компании ООО «Стеклокомплект». Размеры рабочей камеры этой установки 1500х600х500 мм. Ее мощность равна 7 кВт, рабочее напряжение 380 вольт, максимальная рабочая температура 850 градусов Цельсия. Стоимость такой печи составляет 170000 рублей.

Мини-печи для закалки стекла Gangxin GX-P0609. Эти установки производятся в Китае. Промышленная установка для средних и крупных производств. Питается от сетей 220, 380 и 415 вольт. Мощность такого устройства 70 кВт, ее габаритные размеры 6600х2200х1300 мм, толщина обрабатываемого стекла от 3 до 19 мм. Цена такой установки от 42000 до 55000 долларов США.

Печь для фьюзинга своими руками

Простейшую печь для фьюзинга своими руками изготовить довольно просто. Ниже приведен порядок сборки подобной печки с верхней загрузкой и электронагревательным элементом в крышке (фьюзинговая печь «чемоданного» типа).

Материалы и инструменты

Для изготовления подобного устройства понадобятся:

Металлический профиль для каркаса и ножек.

Стекломагниевый лист.

Оцинкованная листовая сталь.

Зеркальная нержавеющая сталь.

Термостойкий герметик.

Минеральная вата для термоизоляции корпуса печи.

Шамотный кирпич, сухая смесь для его кладки.

Силиконовый уплотнитель для основания установки.

Термонагревательный элемент, термодатчик.

Крепежные детали (саморезы или болты).

Болгарка (углошлифовальная машина).

Дрель или шуруповерт.

Мастерок, киянка.

Ведро для приготовления раствора.

Сварочный аппарат.

Разметочный и измерительный инструмент (линейка, рулетка, керн, строительный уровень).

Пошаговая инструкция по изготовлению

Самодельная печь для фьюзинга изготавливается в несколько этапов, которые будут перечислены ниже:

1. Из профильного уголка или трубы изготавливается каркас будущей установки. Для этого используется сварочный аппарат. Свариваются верхняя крышка и основание печи, к которому привариваются опорные ножки.
2. По внешнему периметру каркас обшивается оцинкованной сталью, внутри – стекломагниевым листом.
3. Все сопряжения листов обрабатываются с помощью термостойкого герметика.
4. Внутреннее пространство между листами наполняется минеральной ватой для термоизоляции рабочей камеры.
5. По периметру верхней крышки и основания укладываются слои огнеупорного шамотного кирпича. Излишки раствора убираются и кладка просушивается естественным способом в течение 3 – 4 суток.
6. Стекломагниевый лист покрывается зеркальной нержавеющей сталью.
7. По периметру основания будущей фьюзинговой печи приклеивается уплотнитель из термостойкого силикона. К верхней крышке «чемодана» прикручиваются с помощью саморезов петли и ручка. При их наличии, рекомендуется воспользоваться вместо обычных петель газовыми амортизаторами. Это облегчит процесс поднятия крышки, общий вес которой составляет более 20-ти килограмм.
8. Производится установка электронагревательного элемента (нихромовая спираль) внутрь корпуса крышки печи и температурного датчика на внешнюю панель агрегата.
9. К корпусу основания установки прикручиваются с помощью саморезов петли дверцы.
10. Осуществляется пробный запуск и испытание нагревательного электрооборудования.

Вот фото готовых самодельных конструкций:

Фото 1

Фото 2

Дополнение

Помимо способа, который приведен выше, мелкие заготовки для производства бижутерии или пуговиц вполне можно обрабатывать в специально подготовленной для этого микроволновой печи. Важно, что в таком устройстве исключается дальнейшее приготовление пищи.

Существуют небольшие тигли круглой формы типа Hot Pot (Microwave Kiln). Их диаметры составляют всего 80 и 120 миллиметров.

Hot Pot (Microwave Kiln)

В качестве основы для подобных поделок используется специальная бумажная подложка, которая укладывается на дно тигля.

Особенности эксплуатации

При работе с фьюзинговой электрической печью надо соблюдать основные правила техники безопасности:

Корпус устройства должен быть заземлен или занулен. Перед началом работы следует убедиться, что заземляющий провод надежно присоединен к электропечке.

Во время процесса спекания или моллинга стеклянных заготовок, запрещается прикасаться к работающей установке руками.

Следует помнить, что устанавливать подобное термическое электрооборудование нужно не ближе, чем в 10 сантиметрах от стены.

Вынимать готовое изделие из печки для фьюзинга нужно после полного остывания материала и рабочей камеры печи, во избежание получения ожогов. Рекомендуется пользоваться защитными перчатками и специальными щипцами.

При проведении чистки печь должна быть охлаждена до комнатной температуры и отключена от электропитания.

Термоэлектрические нагреватели подлежат периодической чистке и замене вышедших из строя электронагревательных элементов.

Вывод

Фьюзинговые печи находят широкое распространение не только на крупных промышленных предприятиях, но и в частных мастерских. Диапазон получаемых в них изделий из стекла невероятно широк – от пуговиц до витрин магазинов и витражей для общественных зданий и сооружений.

Исходя из финансовых возможностей, такое устройство легко приобрести и для домашнего использования, либо изготовить ее самому. Также можно воспользоваться старой работающей микроволновкой.