Procédé de polissage thermique d'articles
en verre à dessin sculpté La présente invention concerne le traitement des articles de verre, et plus particulièrement des procédés
de polissage thermique de la surface de produits de
verre portant un dessin sculpté obtenu par meulage par outil abrasif, par moulage dans les moules appropriés,
ou par les deux procédés combinés.
L'invention peut être utilisée dans l'industrie
du verre pour la fabrication de la verrerie d'art, surtout en cristal au plomb (verres à vin, verres à pied,
vases à fleurs), de la verrerie de la technique de l'éclairage (luminaires , éléments de lustres, d'appliques) et des autres verreries nécessitant une amélioration de la surface.
On connaît actuellement des procédés variés de polissage des articles de verre à dessin sculpté .
On connaît largement un procédé de polissage
chimique des articles de verre au moyen d'acide fluorhy- drique et d'acide sulfurique.
Ce procédé consiste essentiellement en ce que la rugosité de la surface de l'article est effacée par
solution des saillies du microrelief de la surface.
On réalise ce procédé en plongeant l'article de
verre dans la solution de polissage qui est essentiellement un mélange d'acide fluorhydrique et d'acide sulfu- rique et en le lavant ensuite.
Ce procédé présente nombre d'inconvénients parmi lesquels on peut citer :
- un coût élevé de l'équipement pour le traitement des articles ;
- des conditions de travail insalubres;
- l'influence nuisible du procédé sur le milieu environnant.
En outre, il est difficile d'assurer une régulation précise du procédé de polissage en cas de production en grande série .
On connaît également des procédés de polissage thermique de la surface des articles de verre.
Le procédé de polissage thermique consiste essentiellement à réchauffer la couche superficielle de
la surface de verre pour la porter à la fusion, cette couche fondue devenant ensuite polie sous l'effet des forces de la tension superficielle.
Toutefois, ce chauffage intense ne doit provoquer aucune déformation de l'article. On peut arriver à cela grâce au fait que la température dans la masse de verre; est inférieure à la température de la surface, en raison de la faible conductibilité thermique du verre. En cas de polissage thermique de surfaces lisses, par exemple du verre plat, il est relativement facile d'obtenir les conditions voulues de polissage, car toute la surface est homogène. Il n'existe pas non plus de spécifications strictes en ce qui concerne la configuration du flux de chaleur de polissage ou la position relative de la source du flux de chaleur et de l'article à polir.
La tâche se complique considérablement lorsqu'il s'agit d'articles à reliefs sculptés dont la surface
est très inégale, ces inégalités étant, par surcroît,
de sens variables. En outre, lorsque le dessin est fait à la meule, l'article présente des portions de surface lisses et transparentes et des portions de surface meulées opaques et très rugueuses. Le dessin se compose
en outre d'éléments de dimensions variées.
Les procédés connus de polissage thermique ne tiennent pas compte de ces particularités des dessins
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puissant, dissipé, recouvrant au maximum la surface de l'article. Il en résulte des conditions défavorables pour l'obtention d'une surface régulièrement polie sans déformation de l'article et sans distorsion des éléments du dessin.
Lorsqu'un flux de chaleur puissant agit sur un article à dessin sculpté et à surface variée , il se produit les écarts suivants par rapport aux régimes optimaux de polissage :
(1) Surchauffage de certaines parties de l'article. Dans ce cas, le verre se réchauffe dans toute son épaisseur malgré sa faible conductibilité thermique, ce qui provoque la déformation de l'article et des éléments du dessin.
(2) Fusion importante de certains éléments du dessin. Dans ce cas, les arêtes vives du dessin fondent par suite de la surchauffe, ce qui défigure et abîme gravement le dessin.
(3) Mauvaise qualité du polissage de certains éléments du dessin.
Dans ce cas, les éléments se trouvant au fond des entailles meulées ne sont pas soumis à l'action directe
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stagnation des produits de combustion au creux de certains éléments du dessin, et de la volatilisation des composants du verre.
Une augmentation de la durée et de l'intensité de l'action du flux de chaleur sur les éléments du dessin sculpté provoque les inconvénients dont il était ques-
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Le procédé de traitement de la surface par choc thermique ( voir brevets tchécoslovaques No. 11865, cl. C03 et No. 129360) consiste à soumettre un article de verre à un flux de chaleur puissant de courte durée, agissant de toutes parts à la fois.
Dans ce procédé, non seulement une couche superficielle du verre est fondue, mais aussi, en même temps, toute la masse de l'article de verre traversé par les rayons infrarouges se réchauffe, ce qui provoque une déformation de l'article.
On connaît également un procédé de polissage au feu des dessins décoratifs faits par meulage de faible profondeur, procédé suivant lequel on utilise la flamme d'un chalumeau dont la largeur correspond à la largeur du dessin à traiter de l'article. Au cours du polissage, l'article se déplace en tournant devant un dispositif
à chalumeau.
Dans ce procédé de polissage, la flamme du chalumeau est dirigée tangentiellement à chaque élément du dessin meulé pendant la plus grande partie du temps de traitement. Les éléments se trouvant dans les creux du dessin meulé sont alors soustraits à l'action directe
de la flamme, tandis que les surfaces adjacentes qui ne font pas l'objet du polissage subissent un réchauffage intense. Quant à la partie du dessin qui est frappée par la flamme perpendiculairement, il s'y forme des zones
de stagnation des produits de combustion à la profondeur des faces, de sorte que leur traitement est incomplet.
Une augmentation de la durée de l'action du flux de chaleur sur le dessin en vue d'augmenter l'apport de chaleur provoque la fusion des éléments extérieurs du dessin et une déformation de l'article dont les parois
se réchauffent dans toute leur épaisseur jusqu'à une température supérieure à la température de ramollissement du verre. Les inconvénients de ce procédé se manifestent surtout lorsque le dessin comprend de petites et de grandes faces. La déformation de l'article et la fusion des faces sont provoquées par le fait que le flux de chaleur contournant l'article agit de manière à maintenir une température élevée également sur le côté opposé de l'article, sans contribuer pour autant au polissage du dessin.
Le but de l'invention est d'éviter les inconvénients précités.
Dans le cadre de l'invention, on s'est proposé
de perfectionner le procédé de polissage thermique des articles de verre à dessin sculpté, en choisissant conve-nablement la configuration du flux de chaleur et l'intensité de son action sur les éléments du dessin sculpté.
L'invention a pour but encore de simplifier le processus technologique de polissage des articles de verre et d'en améliorer la qualité.
L'invention a aussi pour but d'améliorer les conditions sanitaires du travail et de préserver l'environnement.
L'invention se propose encore, à titre complémentaire, de créer des conditions qui permettent l'automatisation du procédé.
Le but visé est atteint par le fait que, dans le procédé de polissage thermique des articles de verre à dessin sculpté , par action de l'énergie thermique sur leur surface, le polissage est effectué, selon l'invention, à l'aide d'un flux de chaleur concentré sous forme d'un faisceau qui est déplacé successivement sur toute la surface de l'article de verre, la largeur de la zone d'action du flux de chaleur étant choisie de manière qu'elle soit nettement inférieure au périmètre de l'article et
que la contrainte thermique à chaque élément du dessin sculpté soit constante.
Pour le polissage de différents articles de verre
à dessins variés, la largeur du flux de chaleur concentré est choisie entre 0,5 et 6 mm.
Il est préférable que le flux de chaleur concentré n'agisse qu'une seule fois sur chaque élément du dessin sculpté.
Le polissage des articles de verre peut se faire à l'aide d'au moins deux faisceaux du flux de chaleur concentré.
L'invention se caractérise essentiellement par ce qui suit,
Sous l'effet d'un flux de chaleur suffisamment intense, il se produit la fusion de la couche superficielle de l'article de verre, y compris de la surface
du dessin sculpté obtenu par meulage, ce qui provoque le lissage des surfaces rugueuses sous l'action des forces de la tension superficielle.
Lorsqu'il s'agit du polissage des articles de verre au plomb, le flux de chaleur ne doit pas contenir de gaz réducteurs, car ceux-ci réduisent en plomb métallique le protoxyde de plomb de la couche superficielle, ce qui provoque le noircissement et la mise au rebut de l'article.
Pour élever l'efficacité du flux de chaleur agissant sur une surface de l'article à dessin sculpté, il faut concentrer ce flux en un faisceau qui permet d'obteni] une zone d'action d'une largeur nettement inférieure au périmètre de l'article de verre.
Lorsqu'on utilise en tant qu'agent caloporteur les gaz de combustion d'un dispositif à chalumeau, il se produit au cours du polissage un échange intense d'agent caloporteur dans toute la profondeur du dessin sculpté,
ce qui donne un polissage uniforme de. tous les éléments
du dessin.
Si l'on utilise d'autres genres de flux de chaleur concentrés, leur action sur l'article à polir s'exerce de manière que cet article soit réchauffé sur une portion strictement délimitée, disposée suivant la génératrice de l'article.
Chaque portion de la surface de l'article n'est soumise qu'une seule fois à l'action du flux de chaleur concentré, ce qui permet d'éviter les déformations des articles, étant donné la faible conductibilité thermique du verre.
Comme on ne réchauffe qu'une portion limitée de la surface de l'article de verre, on peut utiliser un flux de chaleur concentré ayant une température plus élevée, ce qui permet d'augmenter la productivité du procédé.
En tant que source d'énergie thermique, on peut utiliser des chalumeaux à gaz, des dispositifs à plasma, des réchauffeurs à rayonnement, etc.
Si l'on remplit les conditions spécifiées cidessus, on obtient un procédé très efficace de polissage thermique des articles de verre à dessin sculpté.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre des exemples de réalisation, et en
se référant aux dessins annexés dans lesquels:
- La figure 1 représente le principe de réalisation du procédé de polissage thermique selon l'invention;
- les figures 2 et 3 représentent schématiquement l'action du flux de chaleur sur les éléments du dessin sculpté.
On voit à la figure 1 un dispositif pour le polissage thermique, réalisant le principe et les particularités de l'invention.
Ce dispositif comprend un chalumeau 1, une buse 2 qui forme un faisceau 3 et un support 4 sur lequel est placé un article de verre 5 à polir.
Les dessins des figures 2 et 3 représentent schématiquement l'action du flux de chaleur sur les éléments du dessin sculpté, afin de mieux expliquer le procédé.
Des exemples de réalisation du procédé sont les suivants:
Exemple 1
Un article de verre au plomb portant un dessin sculpté d'une largeur des éléments d'environ 3 mm en général , obtenu par meulage ( par exemple un verre à vin)
est réchauffé dans un four à moufle de type connu, jusqu'à une température ne dépassant pas la température de
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ticle disposé sur un support tournant est soumis à l'action du flux de chaleur concentré, d'une largeur de 1 à 2,5 mm et à une température de 1580[deg.]C. Pour une vitesse de rotation donnée, le polissage thermique de l'article est réalisé en le faisant tourner d'un angle de 360 à
390 degrés.
La source de flux de chaleur utilisée est un chalumeau à air et à gaz.
Le flux de chaleur recouvre toute la hauteur du dessin suivant la génératrice de l'article.
En agissant sur une portion de la surface de l'article qui est nettement inférieure à toute la surface de celui-ci, le flux de chaleur concentré réchauffe une portion limitée de la surface de l'article jusqu'à une température correspondant à l'état de fusion.
La configuration du flux de chaleur et la durée de son action sur une portion limitée de la surface sont telles que la paroi de l'article ne s'échauffe pas dans toute son épaisseur jusqu'à la température de la surface et que le reste de la surface n'est pas réchauffé non plus jusqu'à cette température. On évite ainsi la déformation de l'article et la distorsion du dessin.
La proportionnalité entre le flux de chaleur et les éléments du dessin sculpté permet de créer une contrainte thermique constante sur chaque élément du dessin sculpté. L'action du flux de chaleur sur les éléments du dessin sculpté est représentée schématiquement sur les figures 2 et 3.
Lorsque le flux de chaleur concentré a parcouru toute la surface de l'article à dessin sculpté, on obtient un article à la surface lisse et luisante, sans déformation ni distorsion du dessin dont les éléments conservent la netteté nécessaire.
L'article ainsi poli est ensuite dirigé vers un dispositif à recuire connu, pour supprimer les contraintes thermiques.
Exemple 2
Un article de verre au plomb,sur pied, portant un dessin sculpté obtenu par meulage et dont la plupart des éléments sont d'une largeur de 1,0 à 2,5 mm (par exemple un verre à cognac sur pied) est soumis au polissage thermique, comme indiqué dans l'exemple 1. La largeur du flux de chaleur concentré est de 0,5 à 1,5 mm. Le pied et le fend du verre ne sont pas soumis à l'action du flux. de chaleur.
Exemple 3
Un article de verre au plomb de grandes dimensions, portant un dessin sculpté obtenu par meulage, dont les éléments sont d'une largeur de 4 à 12 mm ( par exemple un vase à fleurs ou une coupe à fruits)est réchauffé
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dépassant pas la température de ramollissement du verre
(par exemple jusqu'à 460[deg.]C). L'article est disposé sur un support tournant et est soumis à l'action d'un flux
de chaleur concentré d'une largeur de 3 à 6 mm. La source du flux de chaleur est constituée par deux ou trois chalumeaux à gaz. L'article est tourné de 180 degrés dans
le cas de deux chalumeaux et de 120 degrés dans le cas de trois chalumeaux. Le polissage thermique de l'article est effectué comme indiqué dans l'exemple 1.
Exemple 4
Des articles de verre au plomb ou de verre silicecalcique, non meulés mais portant un dessin sculpté dont les éléments présentent des dimensions se situant dans les gammes indiquées dans les exemples 1 à 3 (par exemple des articles courants en verre, moulés) sont soumis au polissage thermique suivant les régimes spécifiés dans les exemples 1 à 3. Le polissage thermique a pour but de perfectionner le fini de surface, d'augmenter la résistance mécanique et la résistance thermique.
Ainsi donc, comparé aux procédés connus décrits plus haut, le procédé de polissage thermique des articles de verre à dessin sculpté, selon l'invention , présente des avantages technologiques, économiques et écologiques essentiels, et notamment :
- la simplicité du procédé technologique;
- l'amélioration de la qualité des articles;
- la réduction des dépenses en matériel, en énergie <EMI ID=6.1>
- la réduction du coût de" installations et de l'équipement ;
- l'amélioration des conditions sanitaires et hygiéniques du travail et la protection du milieu environnant;
- des possibilités d'automatisation du procédé.
Il est bien entendu que diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au procédé qui vient d'être décrit à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de polissage thermique d'articles de verre à dessin sculpté, par action de l'énergie thermique sur leur surface , caractérisé en ce que le polissage est réalisé à l'aide d'un flux de chaleur concentré en un faisceau parcourant successivement toute la surface de l'article, la largeur de la zone d'action du flux de chaleur concentré étant choisie de manière qu'elle soit nettement inférieure au périmètre de l'article et que la contrainte thermique sur chaque élément du dessin sculpté soit constante.