Töiden poltto

Lasin uunitekniikoissa poltto on periaatteessa yksinkertaista – lasi asetetaan uuniin, kuumennetaan työlämpötilaan ja lämpötila lasketaan takaisin huoneenlämpötilaan. 

Onnistunut lopputulos vaatii kuitenkin käytännössä useiden asioiden huomioon ottamista.

Polton valmistelut

Suojaa lasia vasten tulevat pinnat tarvittaessa erotusaineella.

Lue lisää Muottien ja uunilevyn suojaaminen

Töitä tai muotteja ei sijoiteta uunin suoraan pohjalle, vaan pilareiden tai jalkojen varaan asetetun uunilevyn päälle. Näin ilma pääsee kiertämään ja lämmittämään levyä myös alhaalta päin. Tasaisen lopputuloksen varmistamiseksi lasityöt poltetaan yleensä yhdellä uunilevytasolla, ei kerroksittain uunilevyillä kuten keramiikka. Muotit tai lasi eivät saa koskettaa uunin seinämiä, lämpövastuksia eivätkä toisiaan. Varsinkin muottiinsulatuksissa muottien väli jätetään reiluksi, jotta ilma pääsee hyvin kiertämään.

Isokokoisen kipsiseosmuotin alle voi laittaa ohuen kerroksen karkeaa samottia. Se toimii liukupintana, eikä uunilevy jarruta muotin lämpölaajenemista ja kutistumista polton aikana, jolloin muottiin kohdistuu vähemmän hiushalkeamia aiheuttavia rasituksia.

Polton kulku

Eri menetelmien, kuten muottiinsulatuksen ja tasolasin lämpötaivutuksen, työlämpötilat ja polton kesto poikkeavat toisistaan.

Poltossa syntyy helposti lämpötilaeroja lasin pinnan ja sisäosien välille. Tavoitteena on pitää erot mahdollisimman pieninä. Tämä on erityisen tärkeää jäähdytysvaiheessa, jotta lasiin ei pääse syntymään liiallisia jännityksiä. Pienissä töissä tämä on suhteellisen helppo toteuttaa, mutta suuremmissa töissä lämpötilaerot tasoittuvat hitaasti.

Lämpötilaeroihin vaikuttaa esimerkiksi:

• Lasiesineen koko ja muoto: Lämpötilaeroja syntyy helpommin esineeseen, jossa on ohuita ja paksuja osia, kuin kompaktiin muotoon.
• Lämpötilan muutoksen nopeus: Lämpötilaa voi nostaa ja laskea nopeammin silloin, kun esine on pieni ja ohut. Isolla esineellä nopeutta on hidastettava.
• Muotti: Muotti voi edesauttaa lämpötilaerojen syntyä. Muottimateriaalien välillä on suuria eroja: metallimuotit johtavat lämpöä tehokkaasti, kuitumateriaalit ovat tehokkaita eristäjiä, ja kipsiseosmuotit ja keraamiset muotit varaavat lämpöä.
• Uuni: Laakean ja matalan lasikappaleen voi kuumentaa nopeammin uunissa, jossa lämpö tulee ylhäältä koko pinnalle. Mikäli lämpö tulee vain sivuilta, lasin reunat lämpenevät ensin. Lämpötilan nousua on hidastettava, jotta myös keskusta lämpenee samaan tahtiin. Vastaavasti korkea muottiinsulatusmuotti kuumenee tasaisemmin silloin, kun lämpö tulee sivulta. Monissa lasiuuneissa vastuksia on sijoitettu uunitilan kaikille kuudelle seinämälle tasaisen lämpötilan aikaansaamiseksi.

Lämpötyö on ajan ja lämpötilan yhteisvaikutusta. Tämä ilmenee esimerkiksi siinä, että sama lopputulos voidaan saavuttaa pitämällä lasia pitkään matalassa lämpötilassa tai lyhyen ajan korkeassa lämpötilassa.

Kuumennus

Lämpötilaa nostetaan harvoin hyvin nopeasti ja suoraan työlämpötilaan. Kuumennuksessa voi olla useita vaiheita, joissa on eri lämpötilan nousunopeus.

Kuumennuksessa on tärkeää

• estää isojen lasikappaleiden lämpöshokki ja rikkoutuminen,
• estää muottien halkeaminen lämpölaajenemisen vuoksi.
• pitää lämpötila niin tasaisena, että lasin muovautuminen tai sulaminen pysyy yhtenäisenä kautta työn.

Työlämpötila ja pito

Kun poltto saavuttaa työlämpötilan, eli polton huippulämpötilan, sitä pidetään yllä muutamista minuuteista jopa useisiin tunteihin. Pidolla (hauduksella) varmistetaan, että lämpötila ehtii tasaantua kauttaaltaan ja lasi ehtii sulaa tai taipua halutulla tavalla.

Muottiinsulatuksissa tarvitaan aikaa, jotta pehmennyt lasi ehtii painua muotin kaikkiin yksityiskohtiin. Isoissa muottiinsulatuksissa voidaan jopa lisätä lasia tässä vaiheessa, mikäli muotissa ja täyttövarassa ei ole riittävästi lasia.

Lämpötilan lasku ja jäähdytys

Myös lämpötilan lasku tehdään useassa vaiheessa.

Nopea jäähtyminen

Aluksi uunin lämpötila lasketaan mahdollisimman nopeasti työlämpötilasta jäähdytyksen tasauslämpötilaan. Tällä pyritään mm. minimoimaan se, että lasi on pitkään lämpötiloissa, joissa se on herkkä kiteytymään.

Vapaassa laskussa uunin annetaan jäähtyä omaa tahtiaan, uunia ei avata. Jäähtymisnopeus vaihtelee eri materiaaleista valmistetuilla ja erikokoisilla uuneilla. Siihen vaikuttaa myös lasin ja muottien massa.

Tuulettamalla lasketaan lämpötilaa nopeasti. Esimerkiksi, kun lämpötaivutettava lasi on taipunut halutulla tavalla, kantta raottamalla tai uunin tuuletusaukkoja avaamalla lasketaan lämpötila niin alas, että muoto ”jähmettyy”. Nopea jäähtyminen voi olla haitallista uunimateriaaleille. 

Jäähdytys

Nopean lämpötilan laskun jälkeen lasi jäähdytetään. Ensin lämpötilaerot tasataan pitämällä lasia sopivassa jäähdytyslämpötilassa (noin 500 °C paikkeilla) riittävän kauan. 

Sen jälkeen lämpötilaa lasketaan hitaasti alempaan jäähdytyslämpötilaan (n. 50 °C edellistä alempana). Tässä vaiheessa lämpötilaero lasin eri osien välillä ei saisi olla suurempi kuin 5 °C, jotta pysyvät jännitykset jäävät hyväksyttäviin rajoihin (mm. Bullseye Glass, Magnussonin Om Glas). 

Kun alempi jäähdytyslämpötila on saavutettu, jäähdytys voi jatkua nopeammin. Vaiheen on kuitenkin oltava riittävän hidas, jotta estetään lasin rikkoontuminen lämpöshokin vuoksi.

Lopuksi lasin on hyvä antaa jäähtyä uunissa mahdollisimman lähelle huoneenlämpötilaa, jotta vältytään lämpösokilta.

 

Jälkityöt

Muottiaineet, uunipesu ja muut suoja-aineet ovat polton jälkeen hyvin kuivia. Niistä irtoaa helposti hiukkasia, jotka voivat nousta ilmaan.

Hiukkaset huuhdellaan vedellä valmiista lasiesineestä. Lasityöt pestään vasta täysin jäähtyneinä lämpöshokin estämiseksi. Isot työt, erityisesti kipsiseosmuottiin sulatetut, kannattaa kastella vasta polton jälkeisenä päivänä. Näin varmistetaan että ne ovat jäähtyneet kauttaaltaan.

Lue lisää   Työn puhdistus polton jälkeen

 

Ylimääräisen lasin poisto ja esineen muotoilu

Moniin töihin, erityisesti muottiinsulatuksiin jää usein ylimääräistä lasia valmistuksen jäljiltä. Se poistetaan esimerkiksi hiomalla.

Lue lisää   Kylmätyö ja viimeistely

Kuinka oma työ tulisi polttaa?

Polton ja varsinkaan jäähdytyksen määrittely ei valitettavasti ole aivan yksinkertaista.

Jäähdytykseen vaikuttaa mm. lasimateriaalin ominaisuudet, työn mitat, asettelu sekä muoto. Ohuelle lasille voi riittää uunin oma jäähtymisvauhti, mutta koon kasvaessa jäähdytyksen vaatima aika pitenee jyrkästi. Kohtuullisen kokoisen esineen jäähdytys voi kestää useita päiviä, isojen viikkoja, jopa kuukausia.

Työ jäähdytetään aina lasin paksuimman kohdan mukaan. Pidennä jäähdytystä, kun lasin paksuus vaihtelee voimakkaasti, työ on epäsäännöllisen muotoinen tai siinä on eri paksuisia tai teräviä osia. Nyrkkisääntö jäähdytyksessä on laskea kipsiseosmuotin paksuus mukaan lasin paksuuteen.

Helpointa on etsiä verkosta tai kirjallisuudesta omaa lasia ja työtä vastaavan polton ohje. Sen mukaan tehdään koepoltto, jonka tulosten pohjalta arvoja muutetaan tarvittaessa sopivammiksi.

Koepoltot ja koekappaleiden jännitysten tarkistaminen esimerkiksi polarisaatiotestillä ovat erittäin suositeltavia! Huolellinen polttopäiväkirjan pitäminen auttaa!

Ohjeita mm:

• Bullseye Glass (/ Education / Methods & Ideas / Index of Articles)
• Oceanside Compatible™ Firing Schedules
• 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
• Watkins-Baker, Helga 2010: Kiln forming glass. Kirjassa on ohjeita monenlaisiin töihin polttoineen.

Lasinvalmistajien ohjeet perustuvat usein sekä tieteellisiin tutkimuksiin että pitkäaikaiseen omaan käytännön tutkimustyöhön.

Amerikkalaiset ohjeet perustuvat Fahrenheit-asteikkoon Celsiuksen sijaan. Verkossa on paljon laskureita, joilla asteet voi helposti muuttaa. Koska yksi Fahrenheit-aste on pienempi kuin yksi Celsius-aste, on muistettava muuttaa myös lämpötilan muutosnopeus: esimerkiksi 100 °F/h on 55,56 °C/h.

Joissain ohjeissa vaiheen kesto ilmoitetaan minuutteina. Osassa, kuten Lasikompassissa, käytetään vaiheen nopeutta, celsiusastetta tunnissa, eli °C/h. Monissa uuniohjaimissa voi valita kumpaa käyttää.