Ситалловое стекло что это такое
Блестящий успех ситалла
Фото: Лыткаринский завод оптического стекла (ЛЗОС)
Не секрет, что многие драгоценные камни используются в промышленности. Но есть и другой пример, когда созданный в технических целях камень украшает самые изысканные ювелирные изделия. Речь идет о ситалле – уникальном стеклокристаллическом материале, который нашел свое место в авиапроме, космической отрасли, астрономической оптике, микроэлектронике, при этом своим блеском и красотой завоевал любовь ювелиров.
Какие особенности делают ситалл таким универсальным, и как совершенствуется технология его производства на предприятиях Ростеха – читайте в нашем материале.
Ситалл: стекло и кристалл
Экспериментировать со структурой стекла ученые начали еще в XVIII веке. Считается, что первым в этом деле преуспел француз Рене Реомюр. В 1739 году ему удалось получить термостойкое стекло. На самом деле, материал, созданный Реомюром, сложно было назвать стеклом – он был не прозрачным, а белым, внешне похожим скорее на фарфор. Причина тому – относительно крупные по размеру микрокристаллы в структуре. Только в XX веке ученым удалось взять под контроль кристаллизацию стекла. Впервые это смог сделать американский химик Дональд Стуки в 1957 году. Однако его метод выращивания искусственного минерала оказался достаточно дорогим удовольствием и поэтому не получил должного масштаба. Для получения «пирокерамов» (так американцы прозвали аналог ситалла) использовались особые стекла и такие катализаторы кристаллизации, как золото, серебро, платина.
В это же время, независимо от американцев, советскими учеными был разработан эффективный и экономически выгодный способ изготовления подобного минерала – из металлургических шлаков. Главным создателем и идеологом метода стал физикохимик Исаак Китайгородский. Он продвигал идею использования в качестве сырья для нового суперстекла отходы различных производств, включая доменные шлаки. Название «ситалл» также принадлежит ему, и представляет собой первую букву слова «стекло» и окончание слова «кристалл».
Таким образом, практически из отходов и обычного песка был получен новый материал, который был легче алюминия, и при этом отличался износоустойчивостью, химической и термической стойкостью. Однако по причине того, что в качестве примесей использовались низкокачественные отходы, первые образцы ситалла отличались непривлекательным видом. Это было мутное стекло серого или болотно-зеленого цвета. Впрочем, советские ученые изначально создавали ситалл не как декоративный материал. И внешний вид не помешал новому супер-стеклу в кратчайшие сроки стать одним из самых универсальных и востребованных материалов. К примеру, по твердости ситалл имеет около 8 единиц по шкале Мооса (для сравнения – алмаз на уровне 10 единиц). При этом, ситалл среди всех видов стекла обладает наименьшей плотностью, то есть материал по весу легкий. Вдобавок ко всему он не боится высоких температур – все виды ситалла не плавятся при температуре до 1000 градусов по Цельсию. Это, кстати, не предел термоустойчивости данного материала – сегодня при его изготовлении добавляют новые примеси, которые позволяют выдержать еще более экстремальные температуры.
Ситалл и изделия из него
Ситалл используют там, где прочность и термоустойчивость нужнее всего. В первую очередь не обходится без него создание авиационной и ракетной техники. В частности, из ситалла изготавливают головные обтекатели ракет. Применяют этот материал и в строительстве. К примеру, из ситалла сделан пол Останкинской телебашни на высоте более 300 метров.
Впрочем, встретиться с ситаллом можно и в повседневной жизни – такой стеклокристаллический материал идет на покрытия электрических плит и даже сковородок. Срок службы радиоэлектронных изделий зависит от ситалла – дорожки микросхем вытравливаются именно на ситалловых подложках. Кстати, до 2018 года такие подложки в Россию завозили из-за рубежа, пока ОНПП «Технология» не организовала их производство в стране. Сегодня предприятие Ростеха готово полностью обеспечить спрос отечественной радиоэлектронной, авиационной промышленности, судостроения и военно-промышленного комплекса на данную продукцию.
Долгое время ситалловое стекло не могли окрашивать пигментами без потери прозрачности. Когда удалось разработать технологию, позволяющую сделать это, перед ситаллом открылась новая область – ювелирное искусство.
Ювелирный ситалл: блестящая имитация
Ситалл, по сути, состоит из главных компонентов натуральных ювелирных камней – диоксида кремния SiO2 и оксида алюминия Al2O3. Разница лишь в том, что синтезирован он учеными в лабораторных условиях. По всем химико-физическим параметрам ситалл может быть идентичен натуральным драгоценным и полудрагоценным камням – с первого взгляда определить «подделку» не сможет даже специалист.
Фото: Ювелирная энциклопедия Sunlight
Придавая ситаллу различные цвета и степень прозрачности, можно заменить им большинство камней: изумруд, сапфир, топаз, гранат, бирюзу, цитрин, хризолит и другие. Ситалл не только ничем не уступает природным минералам, но порой может и обойти их. К примеру, благодаря своему синтетическому происхождению ситалл прозрачнее натуральных камней, он не содержит включений. Редко в природе можно найти изумруд без посторонних включений, а ситалл может обладать чистотой самых лучших изумрудов.
По показателю преломления света ситалл обгоняет изумруд, гранат, топаз. Кроме того, высокая прочность делают украшения с ситаллом очень носкими. Ну и, пожалуй, самое привлекательное – в лаборатории можно вырастить камень любого размера.
Кристальные перспективы
Разработка ситалла на предприятии началась еще в 1960 году совместно с Государственным оптическим институтом им. С. И. Вавилова (ГОИ), ныне также входящим в «Швабе» в качестве обособленного научно-производственного объединения (НПО ГОИ им. С. И. Вавилова). На заводе были разработаны составы, технология и оборудование для производства ситаллов, заменившие термостойкие стекла, ранее применявшиеся для астрономических зеркал. Совершенствование технологии производства ситалла на ЛЗОС не приостанавливается. Три года назад в Лыткарино был запущен в работу модернизированный участок производства заготовок из стеклокристаллического материала диаметром до трех метров.
Ученые уверены, что потенциал ситалла еще не исчерпан и усиленно работают над развитием его новых свойств. Российские предприятия и вузы в этом процессе продолжают принимать активное участие. К примеру, компания LG CHEM, входящая в холдинг LG, сотрудничает с Российским химико-технологическим университетом им. Д.И. Менделеева (РХТУ) в разработке особого ситалла для защиты дисплеев мобильных устройств. Это один из множества примеров, который показывает, что с развитием техники ситалл будет совершенствоваться и находить свое практическое применение в новых изделиях.
Выбираем стекло для рабочего стола 3D-принтера: как избежать ошибок
3D-принтеры пользуются большой популярностью во многих сферах. Сегодня такие устройства широко применяют в стоматологии, ювелирном деле, архитектуре и в бизнесе. Но чтобы любой принтер печатал качественные детали, стоит позаботиться о выборе поверхности для рабочего стола с учетом используемого материала. Далее мы расскажем, как это правильно сделать.
Какие бывают стекла для стола 3D-принтера?
Все 3D-принтеры объединяет одна общая составляющая — рабочий стол. Именно на нем и создается трехмерное изделие, качество которого будет зависеть от адгезии с платформой. Обычно рабочий стол покрыт стеклом, но могут быть и другие варианты.
Ситалловое стекло
Применение ситаллового стекла — один из популярных методов адгезии, позволяющий избежать прилипания изделия к рабочему столу и обеспечивающий его надежное удержание на поверхности. Единственный недостаток — это достаточно высокая стоимость подобного материала.
Для справки. Ситалл — кристаллический материал, обладающий такими свойствами, как прозрачность, износостойкостью, химической и термической устойчивостью. Впервые был разработан в Советском Союзе для использования в авиационной промышленности.
Использование ситаллового стекла в 3D-печати позволяет решить ряд следующих проблем:
Все, что вам потребуется сделать — это откалибровать высоту между соплом и рабочим столом и приступить к печати первых 3D-изделий.
Боросиликатное стекло
Боросиликатное стекло обладает низким коэффициентом теплового расширения, что делает его более устойчивым к нагреванию, если сравнивать его с обычным стеклом. При печати 3D-моделей на платформе, оборудованной подобной поверхностью, получаются качественные изделия. Это достигается благодаря плотному креплению первого слоя к площадке и обеспечению хорошей адгезии.
Боросиликатное стекло изготавливается из закаленных материалов и используется в медицине, энергетике и быту. Оно устойчиво к перепаду температур и химическому воздействию. Секрет прост — при производстве боросиликатного стекла в состав добавляют оксид бора и исключают содержание воздушных пузырьков.
Даже у новичка не возникнет проблем с установкой стекла — оно крепится к рабочему столу 3D-принтера канцелярскими зажимами или болтами.
Перфорированное стекло
Специальное закаленное стекло с перфорированным покрытием обеспечивает крепкое сцепление будущей трехмерной детали с рабочей платформой. Еще один плюс — такой материал обеспечивает легкое отделение готовых изделий от стола после их остывания. Перфорированное стекло используется в модельном ряде 3D-принтеров с нагреваемым рабочим столом. На таких устройствах легко работать с любым видом пластика.
Что делать, если от стола 3D-принтера отлипает стекло?
Многие покупатели и новички в 3D-печати сталкиваются с такой проблемой, как удержание модели на рабочем столе или борьба с неровностями покрытия. В этих случаях на помощь приходит стекло. Оно обеспечивает плотное крепление изделия с поверхностью и позволяет изготавливать трехмерные модели высокого качества. Но на словах все легко, а на практике у новичка могут возникнуть проблемы не только с печатью, но и с такой проблемой, как отлипание стекла от рабочего стола. Паниковать в этом случае не стоит — лучше внимательно изучить возможные причины, посмотреть ролики в интернете и принять возможные меры:
Как правильно работать со стеклом?
Если вы недавно купили 3D-принтер и еще не знаете обо всех особенностях этого устройства, то, скорее всего, при первой и последующей эксплуатации у вас возникнет много вопросов. Один из возможных вариантов — какую выбрать поверхность для рабочего стола и как правильно работать со стеклом. Ниже несколько полезных советов, позволяющих наладить процесс 3D-печати и получать на выходе качественные изделия:
Если все сделано правильно, 3D-печать изделий принесет максимум комфорта без риска их прилипания к платформе. Вы с легкостью получите качественные модели и избежите риска деформации площадки при нагреве до высоких температур.
Как сделать стекло своими руками?
Если вы решили сэкономить на покупке стекла, есть еще один выход — изготовить его самостоятельно. Такой способ вполне может стать альтернативой в том случае, если не хватает средств на покупку или нет времени на ожидание. Перечислим несколько вариантов изготовления стекла своими руками:
Ошибки и способы их избежать
У многих начинающих пользователей в области 3D-печати возникают проблемы, в частности, связанные с неправильным выбором стекла или его установкой. Следуйте простым рекомендациям, чтобы избежать распространенных ошибок:
Надеемся, что первый опыт 3D-печати и наши советы помогут изготовить качественные трехмерные изделия с минимальными потерями!
Ситалловоое стекло VS клей-карандаш VS обычное стекло.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Статья относится к принтерам:
Поделился со мной Серега знаменитым ситалловым стеклом для 3D-принтера.
Постараюсь расставить все точки над Й в этом вопросе.
Давно хотел его купить, но отзывы настолько противоречивые, что жаба меня душила, и конечно же я сразу согласился протестировать стекло для обзора.
И пока еще стекло у меня, могу по вашим просьбам провести дополнительные небольшие тесты.
По внешнему виду ситалловое стекло ничем не отличается от обычного стекла, немного с дымкой. В стекольной мастерской, где я покупаю себе стекла для принтера, такое стекло называется дымчатое, оно как будто немного тонировано, это видно по фото.
В начале своего пути в 3D-печати я печатал на лаке для волос, проблем особых не было, но отрывы случались. Самое главное, что сейчас с высоты своих 3d печатных седин понимаю, дело было скорее всего в недостаточно точных настройках (температуры, скорости первого слоя). Потом перешел на клей-карандаш, из тех что пробовал точно работают на 5+:
Минус ПВА в том, что его надо обновлять достаточно часто, почти перед каждой печатью, но поверхность более ровная чем от карандаша.
Некоторые клей карандаш наносят с водой и получают такое же гладкое основание что и на ПВА.
Клей-карандаш на столе хватает в среднем на месяц активного использования.
Я для тестов специально использовал стекло на котором печатаю уже примерно 3 недели без обновления слоя, вот так оно выглядело.
Кстати, вот вам подтверждение того что поля 100*100*100 достаточно более чем для 99% принтов, за 3 недели за пределы 100 мм не разу не вылез, видно по следам не стекле.
Как уже стало ясно из заголовка, я тестировал печать на ситалловом стекле, стекле с клеем- карандашом и просто чистым стеклом.
В качестве модели за 2 минуты накидал такую хитрую фигуру размерами 100*50*3 мм.
Все углы острые, для того что бы создать максимальное напряжение на углах и заставить отклеится от стекла.
G-code использовал один и тот же, материал и принтер тоже, параметры печати были следующие:
Скорость печати 100 мм/сек
Пластик (натуральный REC ABS) 265 градусов, стол 115 градусов, щупом на поверхности стекла было 98 градусов.
Это максимум который смог выдать мой Ultimaker 2, при этом он стоял с этой температурой порядка 30 минут:
В комплекте со стеклом шла инструкция.
Видео снимал при помощи вот такой конструкции, про которую уже писал в конкурсе ‘Лето в ZENITE’.
Печать была без брима и рафта, я давно перестал им пользоваться, т.к. при использовании клея карандаша они совершенно не нужны, только если модель имеет маленькое поле контакта со стеклом.
В месте начала печати после скирта пластик схватился не сразу, в последствии там и началось отклеивание:
Лег ровнее чем на ситалле.
Лично я не готов купить себе ситалловое стекло, по следующим причинам:
2. Один из моих принтеров до 110 и выше градусов греется тяжело и долго (минут 30), 90-100 градусов за 5 минут.
3. Стекло обычное работает точно так же как ситалл, не лучше не хуже.
4. Зеркальная поверхность скорее в ущерб детали чем в плюс, т.к. остальные поверхности не имеют такого зеркального блеска.
На этом на сегодня все, жду ваши вопросы.
Уважаемые производители материалов, аксессуаров, принтеров и прочих устройств, а так же продавцы этих товаров, если вы хотите получить обзор своего товара/устройства, обращайтесь!
На всякий случай я в контакте.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
‘Чудотворное’ Ситалловое стекло
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Статья относится к принтерам:
Всем доброго времени суток! Долго собирался с мыслями, чтобы написать сей пост, да все никак, но время найдено, материал засняn, так что поехали!)
Данный пост написан, дабы помочь ищущим информацию по ситалловому стеклу, коей не много.
Об этом хотелось бы сказать отдельно, так как ребята свое дело знают, а так же видимо знают нашу почту, упаковывают они знатно. Пенопласт в четыре слоя, и пупырка, скотч. в общем разматывал долго. И вот виже стекло, именно стекло, а не стеклянную пудру, которую боялся увидеть. Достал, осмотрел, все прекрасно. Так же в комплекте положили инструкцию по настройке, очень подробную)
Тут немного о другом, сразу поменял нагревательную платформу MK2b на свою собственную, изготовленную из текстолита одностороннего фольгированного. Мощность моей платформы примерно 200Вт, решил не экономить на столе, да и нагрев шустрее.
Теперь по факту, как печатал(на видео)
Печатал без BRIM, хотя нужен, чтобы обезопаситься, но шестеренки без BRIM, это круто.
. И самое главное, чтобы в положении Home оси Z, сопло не имело зазора со столом, при всем нагретом естественно.
Хотелось бы сказать о пластиках, печатал различными фирмами и марками, ABS липнет всегда и намертво. А вот PLA пластик липнет тоже в принципе весь, только не так хорошо и крепко, как ABS, лучше всего лип PLA от РЕК(не реклама). Так же пробовал печатать Flex-ом от вышеупомянутой фирмы, все прекрасно на небольших моделях, на больших ничего сказать не могу, не пробовал, за ненадобностью.
Кстати о больших моделях, вот эту модель печатал около 6 часов, ничего не отлипло)
Ну а теперь пару видео, извиняюсь за кривую съемку, потерял свой штатив, поэтому съемка с чего попало)))
Первое видео как раз про шестеренку, диаметр 75мм. Печатал, как и говорил без Brim, печать шла около 20 минут, как видно, не единого подъема зуба)
Блестящий успех ситалла
Не секрет, что многие драгоценные камни используются в промышленности. Но есть и другой пример, когда созданный в технических целях камень украшает самые изысканные ювелирные изделия. Речь идет о ситалле – уникальном стеклокристаллическом материале, который нашел свое место в авиапроме, космической отрасли, астрономической оптике, микроэлектронике, при этом своим блеском и красотой завоевал любовь ювелиров.
Какие особенности делают ситалл таким универсальным, и как совершенствуется технология его производства на предприятиях Ростеха – читайте в нашем материале.
Ситалл: стекло и кристалл
Экспериментировать со структурой стекла ученые начали еще в XVIII веке. Считается, что первым в этом деле преуспел француз Рене Реомюр. В 1739 году ему удалось получить термостойкое стекло. На самом деле, материал, созданный Реомюром, сложно было назвать стеклом – он был не прозрачным, а белым, внешне похожим скорее на фарфор. Причина тому – относительно крупные по размеру микрокристаллы в структуре. Только в XX веке ученым удалось взять под контроль кристаллизацию стекла. Впервые это смог сделать американский химик Дональд Стуки в 1957 году. Однако его метод выращивания искусственного минерала оказался достаточно дорогим удовольствием и поэтому не получил должного масштаба. Для получения «пирокерамов» (так американцы прозвали аналог ситалла) использовались особые стекла и такие катализаторы кристаллизации, как золото, серебро, платина.
В это же время, независимо от американцев, советскими учеными был разработан эффективный и экономически выгодный способ изготовления подобного минерала – из металлургических шлаков. Главным создателем и идеологом метода стал физикохимик Исаак Китайгородский. Он продвигал идею использования в качестве сырья для нового суперстекла отходы различных производств, включая доменные шлаки. Название «ситалл» также принадлежит ему, и представляет собой первую букву слова «стекло» и окончание слова «кристалл».
Таким образом, практически из отходов и обычного песка был получен новый материал, который был легче алюминия, и при этом отличался износоустойчивостью, химической и термической стойкостью. Однако по причине того, что в качестве примесей использовались низкокачественные отходы, первые образцы ситалла отличались непривлекательным видом. Это было мутное стекло серого или болотно-зеленого цвета. Впрочем, советские ученые изначально создавали ситалл не как декоративный материал. И внешний вид не помешал новому супер-стеклу в кратчайшие сроки стать одним из самых универсальных и востребованных материалов. К примеру, по твердости ситалл имеет около 8 единиц по шкале Мооса (для сравнения – алмаз на уровне 10 единиц). При этом, ситалл среди всех видов стекла обладает наименьшей плотностью, то есть материал по весу легкий. Вдобавок ко всему он не боится высоких температур – все виды ситалла не плавятся при температуре до 1000 градусов по Цельсию. Это, кстати, не предел термоустойчивости данного материала – сегодня при его изготовлении добавляют новые примеси, которые позволяют выдержать еще более экстремальные температуры.
Ситалл и изделия из него
Ситалл используют там, где прочность и термоустойчивость нужнее всего. В первую очередь не обходится без него создание авиационной и ракетной техники. В частности, из ситалла изготавливают головные обтекатели ракет. Применяют этот материал и в строительстве. К примеру, из ситалла сделан пол Останкинской телебашни на высоте более 300 метров.
Впрочем, встретиться с ситаллом можно и в повседневной жизни – такой стеклокристаллический материал идет на покрытия электрических плит и даже сковородок. Срок службы радиоэлектронных изделий зависит от ситалла – дорожки микросхем вытравливаются именно на ситалловых подложках. Кстати, до 2018 года такие подложки в Россию завозили из-за рубежа, пока ОНПП «Технология» не организовала их производство в стране. Сегодня предприятие Ростеха готово полностью обеспечить спрос отечественной радиоэлектронной, авиационной промышленности, судостроения и военно-промышленного комплекса на данную продукцию.
Долгое время ситалловое стекло не могли окрашивать пигментами без потери прозрачности. Когда удалось разработать технологию, позволяющую сделать это, перед ситаллом открылась новая область – ювелирное искусство.
Ювелирный ситалл: блестящая имитация
Ситалл, по сути, состоит из главных компонентов натуральных ювелирных камней – диоксида кремния SiO2 и оксида алюминия Al2O3. Разница лишь в том, что синтезирован он учеными в лабораторных условиях. По всем химико-физическим параметрам ситалл может быть идентичен натуральным драгоценным и полудрагоценным камням – с первого взгляда определить «подделку» не сможет даже специалист.
Фото: Ювелирная энциклопедия Sunlight
Придавая ситаллу различные цвета и степень прозрачности, можно заменить им большинство камней: изумруд, сапфир, топаз, гранат, бирюзу, цитрин, хризолит и другие. Ситалл не только ничем не уступает природным минералам, но порой может и обойти их. К примеру, благодаря своему синтетическому происхождению ситалл прозрачнее натуральных камней, он не содержит включений. Редко в природе можно найти изумруд без посторонних включений, а ситалл может обладать чистотой самых лучших изумрудов.
По показателю преломления света ситалл обгоняет изумруд, гранат, топаз. Кроме того, высокая прочность делают украшения с ситаллом очень носкими. Ну и, пожалуй, самое привлекательное – в лаборатории можно вырастить камень любого размера.
Кристальные перспективы
Высокопрочное ситалловое стекло стало отличным материалом для создания сложной космической оптики. Из специального астроситалла (astrositall) изготавливаются зеркала для самых крупных телескопов в мире. Кстати, технологией производства такого ситалла владеют всего несколько компаний в мире, и одна из них – «Швабе». Предприятие холдинга – Лыткаринский завод оптического стекла (ЛЗОС) – ведущий в России изготовитель ситалла. В Лыткарино выпускается примерно треть от всего мирового рынка крупногабаритной оптики – все крупнейшие телескопы оснащены зеркалами, произведенными специалистами ЛЗОС.
Разработка ситалла на предприятии началась еще в 1960 году совместно с Государственным оптическим институтом им. С. И. Вавилова (ГОИ), ныне также входящим в «Швабе» в качестве обособленного научно-производственного объединения (НПО ГОИ им. С. И. Вавилова). На заводе были разработаны составы, технология и оборудование для производства ситаллов, заменившие термостойкие стекла, ранее применявшиеся для астрономических зеркал. Совершенствование технологии производства ситалла на ЛЗОС не приостанавливается. Три года назад в Лыткарино был запущен в работу модернизированный участок производства заготовок из стеклокристаллического материала диаметром до трех метров.
Ученые уверены, что потенциал ситалла еще не исчерпан и усиленно работают над развитием его новых свойств. Российские предприятия и вузы в этом процессе продолжают принимать активное участие. К примеру, компания LG CHEM, входящая в холдинг LG, сотрудничает с Российским химико-технологическим университетом им. Д.И. Менделеева (РХТУ) в разработке особого ситалла для защиты дисплеев мобильных устройств. Это один из множества примеров, который показывает, что с развитием техники ситалл будет совершенствоваться и находить свое практическое применение в новых изделиях.
Главное фото: Лыткаринский завод оптического стекла (ЛЗОС)