Töiden poltto
Lasin uunitekniikoissa töiden poltto on periaatteessa yksinkertaista: lasi asetetaan huoneenlämpöiseen uuniin, kuumennetaan työlämpötilaan ja jäähdytetään takaisin huoneenlämpötilaan. Uunia ei siis yleensä avata polton aikana. Käytännössä onnistunut lopputulos vaatii kuitenkin useiden asioiden huomioon ottamista.
Tavoitteena on lasin lämpeneminen ja jäähtyminen mahdollisimman tasaisesti kauttaaltaan. Tämä on erityisen tärkeää jäähdytysvaiheessa, jottei lasiin synny liiallisia jännityksiä. Pienissä töissä tämä on suhteellisen helppo toteuttaa, mutta suuremmissa töissä ero lasin ulkopinnan ja sisäosien välillä tasoittuu hitaasti ja muodostuu helposti liian suureksi.
Polttoa suunniteltaessa myös muotin vaikutus on pyrittävä ennakoimaan, koska se voi edesauttaa lämpötilaerojen syntyä. Muottimateriaalien välillä on suuria eroja: metallimuotit johtavat lämpöä tehokkaasti, kuitumateriaalit ovat tehokkaita eristäjiä ja kipsiseosmuotit ja keraamiset muotit varaavat lämpöä.
Myös uunilla on väliä. Laakean ja matalan lasikappaleen voi kuumentaa nopeammin uunissa, jossa lämpö tulee ylhäältä, kuin uunissa, jossa lämpö tulee vain uunin sivuilta. Ylhäältä tuleva lämpö kuumentaa lasia tasaisesti. Mikäli lämpö tulisi vain reunoilta, on lämpötilan nousua hidastettava, jotta myös keskiosa lämpenee samaan tahtiin. Vastaavasti pysty muotti kuumenee todennäköisesti tasaisemmin silloin kun lämpö tulee sivulta. Monissa lasiuuneissa vastuksia on sijoitettu uunitilan joka puolelle tasaisen lämmityksen aikaansaamiseksi.
Polton kulku
Tehokkailla nykyaikaisilla uuneilla lämpötilan saisi nostettua hyvinkin nopeasti työlämpötilaan. Liian nopea kuumennus voi kuitenkin aiheuttaa lasikappaleen tai muotin rikkoontumisen tai epätasaisen sulamistuloksen.
Polton huippulämpötilaa pidetään yllä muutamista minuuteista jopa useisiin tunteihin. Tällä varmistetaan, että lämpötila ehtii tasaantua kauttaaltaan lasissa ja muotissa. Isoissa muottiinsulatuksissa tarvitaan aikaa, jotta pehmennyt lasi ehtii painua muotin kaikkiin yksityiskohtiin. Joissain lämpötaivutuksissa lasia tarkkaillaan, ja vasta kun se on taipunut halutulla tavalla, lämpötilaa lasketaan.
Huippulämpötilasta uunin lämpötila lasketaan yleensä mahdollisimman nopeasti jäähdytyslämpötilaan. Sen jälkeen lasi jäähdytetään vaiheittain lämpöjännitysten poistamiseksi. Ensin lasin lämpötilaerot tasataan pitämällä jäähdytyslämpötilaa (500 °C paikkeilla, erilainen eri laseilla) yllä riittävän pitkään. Seuraavaksi lämpötilaa lasketaan hitaasti alempaan jäähdytyslämpötilaan (n. 50 °C edellistä alempana). Lämpötilaero lasin eri osien välillä ei saisi olla suurempi kuin 5°C, jotta pysyvät jännitykset jäävät hyväksyttäviin rajoihin (mm. Bullseye Glass, Magnussonin Glas). Tämän jälkeen jäähdytys voi jatkua nopeammin. Vaiheen on kuitenkin oltava riittävän hidas, jotta estetään lasin rikkoontuminen lämpöshokin vuoksi.
Jäähdytykseen vaikuttaa mm. lasimateriaalin ominaisuudet, työn mitat, asettelu sekä muoto. Ohuelle lasille voi riittää uunin oma jäähtymisvauhti, mutta koon kasvaessa aika pitenee jyrkästi. Kohtuullisenkin kokoisen esineen jäähdytys voi kestää useita päiviä, isojen viikkoja, jopa kuukausia.
Polton ja jäähdytyksen oikea määrittely ei valitettavasti ole yksinkertaista.
Kuinka työ olisi poltettava?
Käytännössä yksinkertaisinta on etsiä verkosta tai kirjallisuudesta omaa lasia ja työtä vastaavan polton ohje. Sen mukaan tehdään koepoltto, ja polton arvoja muutetaan tarvittaessa sopivammiksi.
Huomioitavaa:
- Poltoissa ei ole yhtä totuutta. Usein sama lopputulos saavutetaan käyttämällä erilaista lämpötilan muutosnopeutta, huippulämpötilaa ja pitoaikaa.
- Työn kuumennus ja erityisesti jäähdytys arvioidaan aina lasin paksuimman kohdan mukaan. Pidennä jäähdytystä kun lasin paksuus vaihtelee voimakkaasti, työ on epäsäännöllisen muotoinen tai siinä on eri paksuisia tai teräviä osia.
- Kipsiseosmuotteja käytettäessä nyrkkisääntö on laskea muotti lasin paksuuteen mukaan jäähdytyksessä.
- Koepoltot ja koekappaleiden jännitysten tarkistaminen esimerkiksi polarisaatiotestillä ovat erittäin suositeltavia!
Ohjeita mm:
-
Bullseye Glass (/ Education / Methods & Ideas / Index of Articles)
-
Stephen Richard, Verrier Studio, on julkaisut selkeitä oppaita lasin jäähdytyksestä, Saatavana pdf-muodossa: etsy.com/uk/shop/VerrierStudio
– Low Temperature Kilnforming; an Evidence-Based approach to scheduling, pdf
– Annealing; Concepts Principles Practice, pdf
Lasinvalmistajien ohjeet perustuvat sekä tieteellisiin tutkimuksiin että pitkäaikaiseen omaan käytännön tutkimustyöhön.
Monet amerikkalaisista ohjeista perustuvat Fahrenheit-asteikkoon Celsiuksen sijaan. Verkossa on paljon laskureita, joilla asteet voi helposti muuttaa. On muistettava muuttaa myös nopeudet: esimerkiksi 100°F/h on 55,56 °C/h.
Joissain ohjeissa vaiheen kesto ilmoitetaan minuutteina. Osassa, kuten Lasikompassissa, käytetään vaiheen nopeutta, x astetta tunnissa, eli °C/h.
Lasitöiden ladonta uuniin
Töitä tai muotteja ei sijoiteta uunin suoraan pohjalle, vaan pilareiden tai jalkojen varaan asetetun uunilevyn päälle. Tasaisen lopputuloksen varmistamiseksi lasityöt poltetaan yleensä yhdellä uunilevytasolla, ei päällekkäisinä kerroksina kuten keramiikka.
Työt eivät saa koskettaa uunia eivätkä toisiaan. Varsinkin muottiinsulatuksissa muottien väli jätetään reiluksi, jotta ilma pääsee hyvin kiertämään.