Технологічний цикл виробництва скляних виробів складається з наступних основних стадій: підготовки сировинних матеріалів, складання шихти подрібнення, варіння скломаси, формування (виробітку), відпалу, технічної та декоративної обробки виробів.
Варка скломаси. Являє собою складний фізико-хімічний процес, при якому механічна суміш сировинних матеріалів перетворюється в однорідну скломасу з певними властивостями. Процес варіння умовно поділяють на такі стадії: сілікатообразованіе, Стеклообразование, освітлення (дегазація), гомогенізація, студка.
Сілікатообразованіе - це хімічна взаємодія кремнезему та інших компонентів шихти. Шихта - суміш сировинних матеріалів, які, піддаючись ряду складних фізико-хімічних реакцій, перетворюються в однорідну розплавлену скломасу. Процес найбільш активно протікає при температурі 865-1000 0 С і закінчується утворенням пінистого непрозорого розплаву, що складається з силікатів типу Na2 SiO3. CaSiO3 і т.д.
Стеклообразование - процес взаємного розчинення силікатів і освіти рідкого, прозорого, пронизаного повітряними і газовими включеннями скла. Для посудних стекол ця стадія завершується зазвичай при температурі 1150-1200 0 С.
Освітлення (дегазацію) виробляють для видалення газових включень, що утворилися на попередніх стадіях варіння скла. Для цього температуру скла підвищують до 1450-1500 0 С і проводять його активне перемішування продуванням повітря або кисню (барботирование), введенням освітлювачів і т.п.
Гомогенізація полягає в тривалому витримуванні скломаси при високих температурах для досягнення її однорідності. Практично стекломассу витримують при температурі освітлення (1400-1500 0 С), при цьому її більш щільні шари (внаслідок підвищеної в'язкості, особливостей хімічного складу) розчиняються, відбувається вирівнювання властивостей скла.
Студка - процес охолодження скломаси до в'язкості, необхідної для вироблення скловиробів. Залежно від складу скломаси температуру знижують приблизно на 200-300 0 С.
Варіння скломаси виробляють в спеціальних скловарних печах. Весь процес варіння в печах строго контролюється, тому що тільки правильне ведення технологічного процесу забезпечує отримання скломаси високої якості. Більшість звичайних безбарвних стекол, а останнім часом частина кольорових і кришталевих варять у ванних печах безперервної дії проточного типу. Ці печі найбільш продуктивні, тому що завантаження шихти, варіння скломаси та вироблення виробів відбуваються безперервно в різних зонах печі. Зварена стекломасса переробляється у вироби зазвичай механізованим способом.
Частина кольорових, а також кришталевих стекол варять в горшкових печах невеликої місткості. Вони працюють циклічно, проте дозволяють одночасно варити скла різних складів, тому зберігають значення для ручного виробітку високохудожніх і малосерійних виробів. Більшість ванних і горшкових печей обігрівається газами - продуктами згоряння твердого, рідкого і газоподібного палива. Більш прогресивна варіння скла за допомогою електронагріву дозволяє підвищити ККД печей і отримати стекломассу високої якості.
Формування виробів зі скла. Скло, як жоден інший матеріал, піддається найрізноманітнішим способам формування. Його можна відливати у форму, штампувати, пресувати, прокатувати, витягати з нього нитки, видувати. Процеси гарячого формування скловиробів істотно залежать від в'язкості і поверхневого натягу скла. Кожному способу формування відповідає своя в'язкість скломаси. Це досягається підбором відповідних складів мас і температур формування. Форму виробів закріплюють подальшим збільшенням в'язкості скла шляхом зниження його температури до значень, при яких відформовані вироби втрачають ознаки плинності. У процесі видування виробів в'язкість грає роль автоматичного регулятора рівномірності товщини стінок видуває виробів.
Поверхневий натяг скла при формуванні виробів виступає як фактор формоутворення. Особливо це відноситься до видування, коли на кінці стеклодувной трубки утворюється «баночка» (невеликий товстостінний бульбашка) з скломаси, що є заготівлею для подальшого виготовлення найрізноманітніших виробів.
Скляні вироби формують або без участі формуючих поверхонь (вільно), або в формах. З групи скляних побутових товарів вільним формуванням зазвичай отримують художньо-декоративні вироби, деякі види посудних виробів сувенірного і подарункового призначення. Такі вироби називають гутенскімі (гутенской роботи). Вони, як правило, мають чисту гладку поверхню, яку важко отримати за допомогою механічної або хімічної обробки через складної конфігурації і великого числа прілепних, приставних деталей.
Стан поверхні виробів, вироблених в формах, багато в чому залежить від якості форм. Важливо, щоб скло при формуванні не прилипало до форми поверхні, не переохолоджуватися ними, так як це викликає дефекти скловиробів.
Основними методами формування скляного посуду є: видування, пресування, пресовидування, зчленування.
Формування видуванням полягає в тому, що порцію скла роздмухують повітрям під тиском ручним або механізованим способом. При ручному видування основним інструментом служить металева склодувна трубка з насадженим на неї гумовим балоном. Там, де насаджений балон, є просвердлені отвори. Нагнітання повітря при видування проводиться стискання і разжимание балона. Техніка видування виробів за допомогою стеклодувной трубки полягає в наступному: обертаючи трубку, на її потовщений кінець набирають невелику кількість скломаси, закочують набір на металевій плиті або Катальников і роздмухують в баночку. Баночку охолоджують, набирають на неї нову порцію скломаси, набір обробляють на Катальников і роздмухують в пульку. Форма пулькі- витягнута, грушоподібна, що нагадує по контурах майбутній виріб. Оформляючи пульку, майстер обертає трубку, то опускаючи її вниз, то піднімаючи вгору, то розгойдуючи по горизонталі, завдяки чому досягається рівномірний розподіл скломаси в стінках і дні майбутнього виробу.
Остаточне видування виробу відбувається в нероз'ємних мул рознімних формах в залежності від складності виробу. За такою схемою формують салатники, цукорниці, блюдця і ін. Вироби більш складної конструкції - глечики, графини, фужери, чарки, вази на ніжці і т.п. - вимагають додаткових операцій - оформлення горла, приставки ручок, ніжок, підставок. Після закінчення видування виріб виймають з форми і відділяють від стеклодувной трубки.
Механізований (машинний) спосіб видування дозволяє різко підвищити продуктивність праці і знизити собівартість продукції. Такий, наприклад, вакуум-видувний спосіб формування чарок, келихів, фужерів. Традиційний трьохстадійний процес (видування корпусу, приставка до нього ніжки, а потім підставки) тут замінений одностадійним. Впровадження вакуумного способу дозволяє збільшити вироблення на одного працівника більш ніж на 50%. Механізований також процес формування чайних і винних склянок, частково графинів для води і вина, а також ваз для квітів.
Формування виробів пресуванням - високопродуктивний і поширений спосіб. Проводиться переважно на спеціальних напівавтоматах і автоматах, рідше вручну. Навішування скломаси подається в прес-форму. Стіл автомата повертається на певний кут, і форма з навішуванням скла підводиться під пресуючу деталь - пуансон. Під тиском пуансона стекломасса заповнює зазор між ним і прес-формою. Прикріплене до пуансону обмежувальне кільце регулює висоту вироби і оформляє його край. Відпресованих виріб охолоджується і піддоном виштовхується з форми. Дана технологічна схема накладає певні обмеження: пресовані вироби повинні мати циліндричну або звужується донизу внутрішню порожнину, щоб пуансон міг вільно виходити з форми після закінчення процесу формування; внутрішня порожнину виробів не може мати виступів і поглиблень, щоб не затримувати рух пуансона. Отримання пресованих виробів з високими і тонкими стінками утруднено, оскільки в процесі формування, особливо при зіткненні з металом, скло швидко твердне.
Зовнішня поверхня пресованих виробів зазвичай має різноманітний малюнок, отриманий від прес-форми, проте гострота граней і кутів завжди трохи згладжена силами поверхневого натягу скла.
Формування прессовидувним способом застосовують для обмеженого асортименту виробів - графинів для води і вина, судків для спецій, тонкостінних склянок, маслюк. Графини, судки, стакани виготовляють в два прийоми: спочатку випрессовивается чорнова заготовка і оформляється верхній край, потім заготівля поміщається в чистову форму і видувається остаточно стисненим повітрям. Маслянки виготовляють інакше: корпус на тарілці пресується, кришка видувається. За товщиною стінок, наявності слідів від форми, характеру візерунка прессовидувние вироби нагадують пресовані, а за складністю конфігурації (крім маслюк) - видувні.
Формування виробів зчленуванням як самостійний спосіб виготовлення виробів стало проводитися недавно. Цим способом виробляються вироби на ніжці - чарки, келихи, фужери. Сутність його в тому, що до видути корпусу вироби послідовно прикріплюються тонка ніжка, а потім підставка. З'єднуються (сочленяются) ці три частини виробу в гарячому стані. Даний спосіб формування застосовують заводи, які не спеціалізуються на виробництві сортового посуду, використовуючи для цього наявні матеріали і обладнання. Так, корпус вироби видувають на тих же автоматах, що і колби для електричних ламп, для ніжки використовують скляні пустотілі трубки, для підставки - відходи листового скла.
Слід зазначити, що тонка тендітна ніжка робить зчленування вироби дуже вразливим в процесі транспортування і менш довговічним на стадії експлуатації.
Відпал. Скляні вироби піддають відпалу незалежно від способу формування. Необхідність відпалу обумовлена тому, що в процесі формування внаслідок різних швидкостей охолодження зовнішніх і внутрішніх шарів стінок вироби виникають напруги, що знижують його механічну міцність і термічну стійкість. Чим товщі стінки, тим більше перепад температури і значніше напруги. Усунення або ослаблення внутрішньої напруги, а значить, підвищення довговічності досягаються відпалом виробів.
Сутність відпалу полягає в тому, що вироби нагрівають (при ручному виробленні) або охолоджують (при виробленні на автоматах) до 530-580 0 С, витримують якийсь час при цій температурі, потім повільно охолоджують. Відпал проводиться в спеціальних отжігательних печах за певним режиму. Оцінка правильності повноти відпалу заснована на виявленні у виробі внутрішніх напружень за допомогою спеціальних приладів - поляріськопов.
У деяких випадках (наприклад, при отриманні жаростійкої кухонного посуду або пресованих зміцнених склянок) замість відпалу виробляють загартування виробів. Загартування полягає в нагріванні виробів до 700 0 С і наступному швидкому і рівномірному охолодженні обдуванням повітрям. При цьому в склі виникають високі, рівномірно розподілені залишкові напруги, які підвищують міцність в 5-8 разів, а термостійкість в 2-3 рази.
Обробка. Щоб надати відформованим і відпаленим скляних виробів необхідний товарний вигляд, їх піддають обробці. У видувних виробів видаляють ковпачок (верхню частину в місці прикріплення до стеклодувной трубці) шляхом механічної відрізки або вогневої отколку. Нерівний гострий край, що утворюється після видалення ковпачка, заправляють, тобто піддають шліфуванню, в окремих випадках фацетіровке (зняття смужки скла з внутрішнього ребра краю вироби) за допомогою абразивних інструментів. Деякі вироби (чайні, винні склянки, чарки та ін.) Після шліфування краю піддають отопку - вводять їх в полум'я газових пальників, завдяки чому край стає блискучим і злегка заокругленим. Дно видувних виробів шліфують і полірують. Пробки для графинів обробляють на шліфувальних кругах, використовуючи воду і пісок. Для отримання світлої притирання поверхню пробок додатково полірують. Пресовані і прессовидувние вироби для надання їм блискучій поверхні піддають вогневої полірування.