Доброго времени суток. И полгода не прошло с момента написания моей первой статьи про лампы. По условиям конкурса, я должен потратить грант на написание ещё одной классной статьи, и это... не та статья. К сожалению, свободного времени у меня совсем немного и, хотя я и продолжаю работать над самодельными радиолампами, у меня пока нет результатов достойных публикации. Но, поскольку приближаются новогодние праздники, я решил написать небольшую статейку о моей попытке изготовить новогоднюю игрушку.
В детстве я с нетерпением ждал Нового года, для меня это был воистину волшебный праздник. У нас была старая советская искусственная ёлка с множеством стеклянных игрушек. Они были самые разнообразные, как простые шарики, так и всевозможные избушки, шишки, фрукты, фигурки сказочных персонажей. Я помню с какой осторожностью я каждый раз доставал их из ящика, наполненного ватой, чтобы не дай бог не повредить эти блестящие драгоценности. Стекло воспринималось мной как само собой разумеющееся, другого материала и быть не могло! И я был очень разочарован, когда однажды, будучи ещё в начальной школе, я со своим лучшим другом купил на рынке новогодний шарик и он, вдруг оказался пластиковым. Это было совсем не то. И я до сего дня именно так и считаю, поэтому стараюсь искать именно стеклянные игрушки.
С тех пор как я начал работать со стеклом, у меня появилась мысль попробовать сделать ёлочную игрушку самому. В сети я нашёл старую книгу «Ёлочная игрушка» за авторством Лапковского, Овешковой и Данилевского, в которой подробно расписан процесс производства игрушек при помощи невероятно примитивного оборудования (книга издана в тяжёлом 1944 году). Однако, не смотря на очень простой процесс, у меня отсутствуют несколько необходимых элементов – само стекло (используются свинцовые, легкоплавкие стёкла) и печь для его отжига. Возможно, само стекло, я мог бы достать, а вот с печью проблемы серьёзнее, т.к., если покупать, то дорого, печь занимает значительное место, кушает электричество и вообще не самая желанная вещь на съёмной квартире. Вы можете спросить, а на сколько уместны горелки и кислородный концентратор? Ну да, они тоже не очень, но каждая новая вещь — это испытание терпения жены, а оно не бесконечно. Поэтому печь в ближайшем будущем не предвидится.
В общих чертах, принцип изготовления игрушки можно увидеть на следующей картинке:
Сначала, из трубки-дрота вытягивается пулька (заготовка для шарика), один конец пульки запаивают, а потом разогревают пульку и раздувают её, равномерно вращая. И, этот способ не сработает с боросиликатным стеклом (единственным, которое у меня есть), так как оно слишком тугоплавкое, течёт очень неохотно и греть его надо очень сильно, желательно с кислородом. Поэтому такой легкой работы с ним не получится. В результате, я решил попробовать изготовить шарик на токарном станке по "ламповой" технологии. К тому моменту у меня уже был небольшой опыт дутья стеклянных трубок на станке, в частности самый первый опыт изготовления газоразрядной лампы и так же эксперименты по изготовлению песочных часов и колб Эрленмейера как заготовок для электронно-лучевых трубок. В целом, это несложно, просто надо учитывать, что если предполагается большой шарик, то помимо трубки, в которую дуешь, необходима вторая опора, с другой стороны, так как в противном случае в какой-то момент шарик потеряет устойчивость и намотается на трубку. Опорой в моём случае тоже служила трубка, только запаянная, т.е. с внутренним объёмом шарика не сообщающаяся.
Было бы хорошо, если бы у меня была какая-нибудь пластина, которая бы задавала профиль раздуваемого шара, например, как делал Simplifier для своих радиоламп:
Но тратить на это ценный графит мне не хотелось, поэтому делалось всё на глаз. Результат, разумеется, получился довольно корявый, в частности из-за этого. И вообще, я убеждён, что @BabayMazay сделал бы лучше, ну да ладно, опыт дело наживное. Делать всё из цельного куска трубки (а мне как раз прислали пробирки 30 мм диаметром) тоже не было желания, поэтому от пробирки была отрезана донная часть длиной примерно 65 мм, а из 12 мм трубки была изготовлена «воронка», которая должна закрыть заготовку шарика с другой стороны.
Для резки достаточно тонкостенной пробирки я использовал самодельный резак с алмазными дисками и подводом воды. Не могу назвать это законченным изделием, т.к. он не всегда удобен, но начало положено. Состоит резак из мотора от какого-то принтера с наращённым валом, который, как это не удивительно, у меня получилось выставить в ноль (мой индикатор вообще не показывал биения) и закрепить локтайтом. Подвод воды осуществляется маленьким центробежным насосиком, купленным когда-то у китайцев. Трубка, которую надо разрезать, вращается при помощи небольшого моторчика с редуктором. В целом, получается разрезать достаточно тонкостенное стекло без трещин. Мой китайский дремель режет хуже, так как биение диска выходит больше и дури в нём больше, в результате, он сильно молотит диском по тонкому стеклу, что часто приводит к трещинам.
После того как обе части будущего шара готовы, их можно спаять вместе:
Затем, шар можно начать раздувать. Для этого я использую специальную муфту, состоящую из двух трубок, двух подшипников и манжеты, для герметизации. Задача этой муфты – соединить вращающуюся заготовку с неподвижной трубкой, в которую необходимо дуть для придания шарику формы.
Потом нужно, собственно, сделать сам шарик. После придания ему формы, шарик внутри надо посеребрить. Серебрить я, конечно, не буду, ведь у меня нет нужных для этого растворов. Зато у меня есть немного галлия, который хорошо смачивает стекло. Стоимость галлия и серебра, кстати, примерно одинаковая, так что это не то, чтобы дешевле, но для меня, несколько проще. Такими же свойствами должен обладать ещё и индий, но он плавится при 156 градусах Цельсия, что не очень приятно, так как можно обжечься. Индия у меня, правда, чистого нет, есть припой на его основе, но я не пробовал его использовать пока.
Итак, в шарик заливается жидкий галлий и встряхивается до тех пор, пока он не покроет целиком внутреннюю поверхность. После этого можно вытряхнуть остатки галлия обратно для его повторного использования где-нибудь ещё, самого галлия расходуется немного. Должен сказать, что данные о токсичности галлия противоречивы, в целом, на сколько мне удалось установить, в чистом виде галлий практически безвреден. Токсичными являются его соединения, которые при подобной работе с ним образовываться не должны. При комнатной температуре галлий не испаряется подобно ртути, т.е. не опасен для органов дыхания. Так же, находясь внутри шарика он не контактирует с людьми, так что я считаю такое его применение вполне безопасным. Однако, если вы соберётесь проделывать аналогичные эксперименты, то делать вы это будете исключительно на свой страх и риск, так как я не являюсь специалистом в области химии. Я предупредил. В любом случае, после работы с галлием помыть руки не помешает.
Когда игрушка готова, для неё надо сделать «крышечку» с петелькой, чтобы её можно было повесить на ёлку. Саму «крышечку» я напечатал на 3D принтере и покрасил золотой краской из баллончика. Петельку сделал из железной проволоки, в неё вставил кусок пружины, который не даёт шарику отсоединиться от «крышечки».
Весь описанный процесс можно наблюдать на видео ниже:
Получившийся шарик весьма порадовал и меня и жену, после чего обрёл своё законное место на ёлке.
Большое спасибо, что уделили время! С наступающими праздниками!
Автор: Михаил
