Cách hoạt động của thổi thủy tinh

Thực hành thổi thủy tinh có vẻ thời thượng và hiện đại nếu gần đây bạn đã đến tham gia một cuộc triển lãm nghệ thuật của Dale Chihuly hoặc Harvey Littleton, nhưng kỹ thuật thổi thủy tinh thực sự đã có từ thời cổ đại. Mặc dù không lâu đời bằng các phương pháp đơn giản hơn như tạo hạt hoặc cắt và khắc hình từ những mảnh thủy tinh lớn hơn, nhưng thổi thủy tinh đã trở thành xu hướng thịnh hành kể từ thời Đế chế La Mã.

Thế kỷ thứ nhất trước Công nguyên Người Syria được công nhận rộng rãi nhất với khám phá tình cờ rằng thủy tinh có thể được thổi từ phần cuối của một ống rỗng thành các hình dạng hoặc khuôn khác nhau - một sự kiện mang tính bước ngoặt trong lịch sử sản xuất thủy tinh [nguồn: Encyclopedia Britannica ]. Thật ấn tượng, kể từ đó, kỹ thuật thổi thủy tinh đã ít phát triển. Trong khi các công nghệ mới đã giới thiệu nhiều thiết bị hiện đại hơn, các nguyên tắc cơ bản của quá trình thổi thủy tinh vẫn được giữ nguyên. Nhưng chúng ta sẽ đi sâu vào những chi tiết đó trong giây lát - trước tiên chúng ta cần tìm hiểu thêm một chút về kính.

Kính là một sản phẩm phổ biến đến nỗi nhiều người trong chúng ta không bao giờ nghĩ đến nó. Nhưng nếu bạn dừng lại để xem xét thủy tinh, một câu hỏi có thể nảy ra trong đầu bạn sẽ là - nếu nó là chất rắn, làm sao nó có thể trong suốt được? Sự trong suốt này là do cấu trúc phân tử thú vị của thủy tinh: Nó là chất rắn, nhưng có sự sắp xếp phân tử giống chất lỏng hơn. Trong hầu hết các chất rắn, các phân tử có tổ chức cao được liên kết chặt chẽ và liên kết chặt chẽ. Trong chất lỏng, các phân tử có liên kết yếu hơn và được định vị ngẫu nhiên hơn. Được biết đến như một chất rắn vô định hình (không tinh thể) , thủy tinh, tuy cứng như chất rắn, nhưng lại có cấu trúc phân tử ngẫu nhiên giống như chất lỏng. Đặc tính này (cũng có trong chất dẻo và gel) là lý do tại sao thủy tinh trong suốt - nhẹsóng có khả năng xuyên qua kiểu sắp xếp này tốt hơn so với kiểu sắp xếp phân tử rắn gần nhau khác. Để biết thêm về cách thức hoạt động, hãy đọc Điều gì làm cho thủy tinh trong suốt?

Trong khi đó, đủ để biết rằng thủy tinh có thể được tạo ra từ sự kết hợp của nhiều thành phần tiềm năng, tạo ra các mức độ khác nhau của các đặc điểm như độ trong suốt, độ bền và độ dẫn điện.

­

Cảm ơn

Cảm ơn Mac Metz đã hỗ trợ của anh ấy cho bài viết này.

1. Thiết bị thổi thủy tinh
2. Kỹ thuật thổi thủy tinh: Thời gian thổi
3. Lò thổi thủy tinh: Đã đến lúc hạ nhiệt
4. Nghệ sĩ thổi thủy tinh: Người thổi thủy tinh bậc thầy

Để bắt đầu mọi thứ, hãy xem qua một số tài liệu bạn sẽ cần. Đầu tiên trong danh sách? Kính, tất nhiên. Hầu hết các loại kính mà bạn sử dụng hàng ngày là một loại thủy tinh oxit và thành phần cơ bản là silica . Silica (hoặc silicon dioxide ) thường được gọi là cát . Mặc dù vậy, những người thợ thổi thủy tinh không chỉ đến bãi biển với một cái xô: Cát đó chứa quá nhiều tạp chất và chất gây ô nhiễm. Có một số khu vực nhất định trên khắp thế giới mà từ đó những người thợ thổi thủy tinh có thể nhận được nguồn cung cấp cát chất lượng hàng đầu.

Những người thợ thổi thủy tinh không chỉ sử dụng silicon dioxide để tạo ra thủy tinh - nó có nhiệt độ nóng chảy thực sự cao và nó trở nên rất nhớt khi nóng chảy. Vì vậy, họ thêm những thứ khác vào hỗn hợp để làm cho thủy tinh dễ thổi hơn. Chúng có thể bao gồm các kim loại và ôxit kim loại khác nhau, như nhôm, magie, ôxit bo và ôxit chì, tùy thuộc vào đặc tính bạn mong muốn trong thành phẩm.

Hãy xem một công thức đơn giản cho một loại ly phổ biến được gọi là ly soda chanh. Xút vôi thủy tinh có thể được sử dụng trong các sản phẩm như bóng đèn , chai lọ, sợi thủy tinh, ô cửa sổ và rất nhiều ứng dụng khác. Nó thường có khoảng 72% silica, 15% soda ( natri đioxit ) và 9% vôi ( canxi oxit ). Tùy thuộc vào sản phẩm, những lượng đó - cũng như 4 phần trăm thành phần còn lại - sẽ khác nhau.

Soda và vôi là những chất phụ gia quan trọng trong công thức nấu chảy thủy tinh. Chúng là ví dụ về những gì được gọi là thông lượng ; chúng làm giảm điểm nóng chảy và tăng độ nhớt (tốc độ chảy) của hỗn hợp thủy tinh, cũng như tăng cường và làm cho nó ổn định hơn. Các chất trợ dung khác bao gồm alumin , có thể làm cho thủy tinh bền hơn và oxit kẽm , có thể thúc đẩy độ sáng rực rỡ đồng thời giúp giữ cho các phân tử của thủy tinh không bị kết tinh (không gọi là quá trình phân hủy ). Bari oxit cũng giúp làm giảm sự phân hủy và giảm điểm nóng chảy. Thêm lithi sẽ làm tăng độ mềm của thủy tinh, đồng thời hạ nhiệt độ nóng chảy và độ nhớt của nó.

Mặc dù rất nhiều sản phẩm làm từ thủy tinh rất trong, nhưng nhiều sản phẩm khác lại có màu sắc vô cùng sặc sỡ. Những màu đó đến từ việc thêm các oxit kim loại khác nhau vào thủy tinh trong quá trình thổi thủy tinh, và chúng có thể xuất hiện trong suốt hoặc mờ đục. Ví dụ, nếu bạn cho một ít coban vào nước nóng chảy, bạn sẽ có được màu xanh lam đậm và đậm đà, và một chút crom tạo nên màu xanh lục bảo. Một nhúm vàng sẽ tạo ra màu đỏ ruby ​​đẹp mắt, nhưng việc thêm một chút vàng rất khó và cần phải được thực hiện ở dạng clorua. Một số chất phụ gia, như bạc, đồng và mangan khác nhau về màu sắc mà chúng tạo ra. Với bạc, màu sắc thường phụ thuộc vào cách bạc được thêm vào nóng chảy, nhưng với đồng thì bạn '

Lô kính đã được trộn và sẵn sàng để đi . Nhìn quanh xưởng của người thổi thủy tinh (được gọi là cửa hàng nóng ), chúng tôi thấy một số công cụ và thiết bị sẽ sớm được đưa vào sử dụng.

Đầu tiên là lò nung ban đầu , bên trong là một cái nồi (đôi khi được gọi là nồi nấu kim loại ). Trong một quá trình được gọi là sạc , lò chứa đầy một lượng lớn mẻ nung chảy ở nhiệt độ cao hơn 2.000 độ F (khoảng 1.100 độ C).

Mặc dù việc thổi thủy tinh có thể được thực hiện riêng lẻ, nhưng nó rất khó khăn nên nó thường được thực hiện bởi một nhóm. Khi mọi thứ bắt đầu thực sự tiến triển, người thợ thổi thủy tinh bằng chì, được gọi là gaffer , với lấy ống thổi của mình , thường được làm bằng sắt hoặc thép và dài khoảng 4 feet (1,2 mét). Ống thổi được nhúng vào lò và xuất hiện với một miếng thủy tinh nóng chảy ở cuối. Sau khi tấm kính được giữ chặt, đầu kia của ống được làm nguội trong một thùng nước .

Khi người thợ săn đã sẵn sàng, anh ta sẽ thổi qua ống và bắt đầu tạo bong bóng lớn dần trong ly. Bất cứ khi nào không thổi, phần cuối của ống được đậy lại để không khí nóng vẫn còn trong thủy tinh và giúp nó giữ nguyên hình dạng. Có thể tập hợp nhiều lớp thủy tinh hơn và thêm vào bằng bàn ủi thu gom , hoặc bằng cách nhúng thủy tinh được gắn vào ống thổi trở lại trong lô.

Những người thợ thổi thủy tinh thường sử dụng một bề mặt phẳng và lớn được gọi là marver để cuộn và tạo hình cho thủy tinh. Một số công cụ cũng được sử dụng trong khi gia công kính. Một khối là một công cụ tạo hình bằng gỗ được làm ướt, cũng như một công cụ có lưỡi được gọi là kích . Tấm chắn nhiệt và mái chèo thường được sử dụng để che chắn quạt gió khỏi nhiệt độ quá cao. Cánh khuấy cũng có thể đóng vai trò như một công cụ để làm phẳng thủy tinh nóng. Nhíp là một công cụ hữu ích khác để gắp và thao tác các mảnh thủy tinh nóng.

Trong quá trình thổi, tấm kính - hoặc một phần thuỷ tinh - được quay đi quay lại và các mảnh thuỷ tinh thường được thêm vào bằng cách sử dụng một thanh kim loại nhỏ hơn được gọi là punty , cũng như các chất tạo màu khác nhau . Kính bổ sung có thể được nối theo một số cách. Ví dụ, nó có thể được dát mỏng bằng nhiệt hoặc chất kết dính, các sợi chỉ và lớp bọc có thể được tạo thành các hoa văn trang trí khi thủy tinh được quay hoặc các mảnh vỡ có thể được nấu chảy. Trong khi tất cả quá trình kéo và định hình đang diễn ra, một thanh kim loại được gọi là pontil được gắn vào đế của thủy tinh thổi để giữ nó trong khi đầu miệng đang được tạo hình. Cácdấu pontil thường được mài hoặc đánh bóng sau đó.

Trong khi thủy tinh đang được thổi, nhưng trước khi hoàn thành, nó thường nguội đến mức không thể gia công được, đó là nơi xuất hiện lỗ vinh quang . Hố vinh quang là lò thứ hai trong hệ thống ba lò hiện đại. Nó thường là một hình trụ tròn, cách nhiệt và thủy tinh được tạo thành một phần có thể được giữ lơ lửng ở phần cuối của ống thổi quay, đặt trên giá kim loại được gọi là yokes , cho đến khi nó đủ nóng để tiếp tục.

Mặc dù một mảnh thủy tinh có thể xuất hiện khi viên thủy tinh cuối cùng đã được nấu chảy, nhưng vẫn còn một bước quan trọng cần phải thực hiện.

Khi một mảnh thủy tinh đã hoàn thành, để giúp nó nguội đúng cách, người ta sử dụng một máy ủ . Lò thứ ba trong bộ, người ủ có một công việc rất quan trọng. Điều này bắt nguồn từ thực tế rằng thủy tinh, hãy nhớ rằng, là một chất rắn vô định hình. Khi thủy tinh nguội đi, nó có thể bắt đầu kết tinh một cách tự nhiên - nhưng đó không phải là điều tốt, bởi vì điều đó có nghĩa là thủy tinh đã mất đi các đặc tính khiến nó trở nên hữu dụng và đặc biệt như ban đầu. Mục đích là để thủy tinh nguội và giữ được cấu trúc phân tử phân tán nhưng cứng chắc của nó. Khi điều này xảy ra, nó co lại và mất đi độ nhớt ngày càng nhiều cho đến khi trở thành thủy tinh rắn.

Vì vậy, để làm dịu mảnh thủy tinh mới thổi của chúng ta trong quá trình này, một thiết bị ủ (đôi khi được gọi là lehr ) được sử dụng để kiểm soát tốc độ nguội. Nếu không, kính có thể bị sốc nhiệt và không ổn định. Một nhiệt kế đo cẩn thận nhiệt độ trong quá trình ủ trong khi thủy tinh được đưa xuống dưới điểm làm mềm và được làm lạnh cẩn thận trong một khoảng thời gian dài. Điều này giúp loại bỏ bất kỳ lực căng hoặc căng bên trong nào trong kính thổi, do đó ít có khả năng bị vỡ đường. Kích thước và kích thước của mảnh ảnh hưởng đến chiều dài và tốc độ làm mát.

Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, mảnh thủy tinh thổi gần hoàn thiện thường được đưa đến xưởng lạnh để mài, đánh bóng, khắc, tráng men và các chi tiết khác. Khắc thủy tinh và điêu khắc phù điêu chỉ là hai trong số nhiều cách những người thợ thổi thủy tinh có thể nâng cao tay nghề thủ công trong nghệ thuật thổi thủy tinh của họ.

Thổi thủy tinh là công việc đầy thử thách và có thể tiềm ẩn rất nhiều rủi ro. Thủy tinh có thể nứt và nổ nếu nó không hoạt động đúng cách - và đừng quên bị bỏng. Thêm vào đó, nhiều thành phần trong một mẻ thủy tinh độc hại hoặc nếu có trong không khí, có thể gây ra các vấn đề về hô hấp theo thời gian. Để chống lại những nguy hiểm này, những người thợ thổi thủy tinh mặc quần áo bảo hộ, kính bảo hộ, mặt nạ phòng độc và tấm che mặt để bảo vệ họ khỏi bị thương và tiếp xúc - cũng như sức nóng dữ dội từ lò nung.

Bây giờ chúng ta đã thấy những gì liên quan đến thổi thủy tinh, hãy kiểm tra cách bạn có thể gia nhập hàng ngũ những người giỏi nhất thế giới.

­

Bầu trời là giới hạn

Ngày nay, thổi thủy tinh không phải là cách phổ biến duy nhất để làm việc với thủy tinh. Các hình thức sản xuất thủy tinh thủ công khác bao gồm gia công bằng đèn (còn gọi là gia công bằng ngọn lửa), bao gồm việc sử dụng một cái mỏ hàn để làm tan chảy và gia công thủy tinh. Ngoài ra còn có cắt thủy tinh, theo đường lối tương tự như điêu khắc băng và đúc thủy tinh, bao gồm việc đổ thủy tinh nóng chảy vào khuôn.

Lịch sử của nghề thổi thủy tinh rất lâu đời và phong phú, tiếp tục qua các thời đại cho đến thời hiện đại. Từ sự khởi đầu của nó ở Syria và sự phát triển như vũ bão của nó trong suốt thời kỳ Đế chế La Mã, đến những ngày trang nghiêm của kính Venice sau khi chuyển sang thiên niên kỷ tiếp theo, và đỉnh cao là Phong trào kính Studio của Mỹ vào những năm 1960, thổi thủy tinh đã có một sự tinh tế, vẫn quan trọng, có vị trí trong cuộc sống con người hơn 2.000 năm.

Phong trào Kính Studio của Mỹ bắt đầu khi một người tên là Harvey Littleton thành lập chương trình kính mỹ thuật đầu tiên ở Hoa Kỳ vào năm 1962 tại Đại học Wisconsin-Madison. Cùng với cộng tác viên và đối tác hội thảo Dominick Labino, cặp đôi này đã phát triển nhiều phương pháp và công nghệ cần thiết để chế tạo thủy tinh phát triển ra khỏi các ứng dụng công nghiệp thuần túy và chuyển sang các studio của các nghệ sĩ.

Tác động cơ bản của công việc của họ là sự phát triển của một loại hình nghệ thuật sôi động, nhanh chóng trở nên phổ biến trong nửa thế kỷ qua. Một yếu tố góp phần tạo nên thành công đó là văn hóa cộng tác và giáo dục đã phát triển lên trong thế giới thủy tinh thể. Học sinh trở thành bậc thầy, như nó vốn có; Marvin Lipofsky, một trong những thế hệ sinh viên đầu tiên của Littleton đã thành lập chương trình thủy tinh mỹ thuật thứ hai của quốc gia tại Đại học California, Berkeley. Một sinh viên ban đầu khác mà bạn có thể đã nghe nói đến, Dale Chihuly, lấy bằng MS dưới thời Littleton và tiếp tục thành lập chương trình thủy tinh tại Trường Thiết kế Rhode Island.

Phải mất nhiều năm để thành thạo nghệ thuật thổi thủy tinh, nhưng đối với những người quan tâm đến những thách thức và phần thưởng của cam kết đó, có nhiều cách khác nhau để đạt được mục tiêu đó. Bên cạnh các chương trình đại học như những chương trình đã đề cập ở trên, sinh viên thường có thể học nghề thợ thổi thủy tinh hoặc tham gia các lớp học tại nhiều địa điểm khác nhau. Các bảo tàng thủy tinh và studio nghệ thuật thủy tinh thường cung cấp các lớp học và cơ hội giáo dục. Một số trường hoàn toàn dành riêng cho việc giảng dạy nghệ thuật thổi thủy tinh. Một ví dụ như vậy là Trường Kính Pilchuck, do Chihuly đồng sáng lập ở Stanwood, Wash., Vào năm 1971.

Xuất bản lần đầu: 15 tháng 9, 2008

Ai đã phát minh ra thủy tinh thổi?

Bạn cần thiết bị gì để thổi thủy tinh?

Làm cách nào để học thổi thủy tinh?

Học thổi thủy tinh có khó không?

Thợ thổi thủy tinh kiếm được bao nhiêu?

Những bài viết liên quan

Các liên kết tuyệt vời hơn