12345678910 คลายเครียดเนื้อพระแก้วยุคใหม่อย่างถูกวิธี glass annealing process

มีท่านที่สนใจโทรเข้ามามากในเรื่องสร้างพระแก้วทุกสีทุกขนาด แต่ส่วนมากไม่เข้าใจวิธีการอบลดอุณหภูมิ หรือถ้าเรียกให้เต็มคือ ขบวนการอบลดอุณหภูมิ ภาษาอังกฤษว่า glass annealing process

ผมจะได้ค่อยๆอธิบายไปนะครับ พระแก้วสร้างไม่ยากหากเข้าใจการอบลดอุณหภูมิ แต่ต้องเข้าใจในธรรมชาติของเขานะครับ

กราบขออภัยสำหรับพระภิกษุ สามเณร แม่ชีและนักบวชทุกท่านที่ผมไม่ได้ใช้ศัพท์โดยเฉพาะนะครับ สำหรับพระภิกษุรูปแรกที่ถามเรื่องนี้อย่างจริงจังได้แก่ พระ อ. ตุ้ย วัดพุทธบารมี จ. สุรินทร์ ผมจึงถือโอกาสอธิบายไว้ในกระทู้นี้เพื่อทุกๆท่านที่มีจิตเป็นกุศลที่จะสร้างพระแก้วยุคใหม่ต่อไปครับ

 

สำรองพื้นที่

 

สำรองพื้นที่

 

แก้วทุกชนิด มีความไม่เหมือนกับโลหะอื่นๆตรงที่ ถ้าเป็นโลหะเช่นทองเหลือง เมื่อหลอมเสร็จ เรามักทิ้งให้เย็นเอง ซึ่งนั่นจะถูกต้องหรือไม่ ? ผมไม่ทราบ เพราะผมเองก็ไม่ได้รู้เรื่องงานหล่อโลหะ

แต่ในแก้ว โดยเฉพาะชิ้นงานแก้วที่มีความหนา ต้องผ่านขบวนการอบลดอุณหภูมิให้ถูกต้อง ชิ้นงานนั้นจึงจะไม่มี stress หรือความเครียดหลงเหลืออยู่ในเนื้อแก้ว

 

ยกเว้นแก้วแท่งเป่าแก๊สที่มีความหนาไม่มาก (งานเป่าแก้วด้วยแก๊สศูนย์ศิลปาชีพบางไทร) ที่ไม่ต้องอบลดอุณหภูมิ ที่ไม่ต้องอบลดอุณหภูมิในงานชนิดนี้ เพราะมีปัจจัยเข้าไปช่วยคือ แท่งแก้วโบโรซิลิเกตุที่ศูนย์ศิลปาชีพบางไทรเลือกใช้นั้น เป็นแก้วที่มีโบรอนและอลูมีเนียมผสมอยู่ในอัตราส่วนที่มาก ทำให้แก้วชนิดนี้แทบจะไม่ต้องอบลดอุณหภูมิในความหนาที่ไม่เกิน 4 มิลลิเมตร (ถ้าหนาเกิน 5 มิลลิเมตรก็ยังต้องอบลดอุณหภูมิอยู่ดี)

แต่ถ้าเป็นแก้วชนิดอื่นๆแล้ว ความหนาแม้แต่ 1 มิลลิเมตรก็ต้องผ่านการอบลดอุณหภูมิครับ

 

Glass Annealing Process หรือ Glass Forming Relaxation หรือ Reheat Process หรืออื่นๆ ในความหมายคือการที่แก้วต้องการการอบลดอุณหภูมิอย่างถูกต้อง จึงจะไม่มีความเครียดในเนื้อแก้วหลงเหลืออยู่ ต่อไปในกระทู้นี้ หากผมใช้คำว่า Annealing หรือ Forming หรือ Relax หรือ Reheat ผมกำลังหมายถึงขบวนการอบลดอุณหภูมิของแก้วนะครับ

 

คำศัพท์ที่สำคัญคือ คูลลิ่งเรท cooling rate ซึ่งหมายถึงอัตราการลดอุณหภูมิ ส่วนมากมักหมายถึง การลดลงของอุณหภูมิโดยมีช่วงเวลาเป็นตัวกำหนด

สมมุติว่า 1 ชั่วโมง อัตราการลดลงของอุณหภูมิอยู่ที่ 60 องศาเซลเซียส (นี่สมมุตินะครับ) ความหมายก็คือ การทำให้อุณหภูมิลดลงนาทีละ 1 เซลเซียส อย่างนี้เป็นต้น อัตราแบบนี้ก็จะเรียกว่า 1 ต่อ 1 คือ 1 นาทีต่อ 1 C [ 1M : 1C ] แต่จะเรียกแบบอื่นก็ได้ เช่นเรียกว่า 1 ชั่วโมงต่อ 60 C [ 1H : 60C ] ซึ่งการเรียกหรือการใช้คำศัพท์ไม่จำเป็นต้องตายตัว เพียงมีไว้เพื่อสื่อสารกันให้เข้าใจกันทั้งทีมก่อน ก่อนที่จะลงมือทำงาน เพราะเมื่อเริ่มขบวนการอบลดอุณหภูมิจริงๆในที่ทำงานจริง อาจมีเวลาไม่เพียงพอที่จะมาทำความเข้าใจกันครับ เพราะหากเกิดมีปัญหาขึ้นมานาทีใด ต้องแก้ไขให้ทันต่อเวลาซึ่งนับกันเป็นนาทีหรือบางครั้งอาจสำคัญในระดับวินาทีก็ได้ครับ ขึ้นอยู่กับความหนาของแก้ว ขึ้นอยู่กับเครื่องมือ ขึ้นอยู่กับวิธีการ ขึ้นอยู่กับการตัดสินใจของหัวหน้าทีม ซึ่งผมจะได้อธิบายต่อไปครับ

 

ในกรณีชิ้นงานมีขนาดใหญ่และผิดพลาดไม่ได้เลย ผิดเวลาส่งมอบก็ไม่ได้ ดังนั้น ต้องไม่มีอะไรผิดพลาดเลย แม้แต่ไฟฟ้าดับ หรือปัญหาอื่นใดก็ตาม

ผู้ร่วมงานซึ่งในที่นี้มักหมายถึง หัวหน้าทีมที่ต้องมีคนเดียวในแต่ละกะ เช่นกะที่ 1 ช่วง 08.01-17.00 น. กะที่ 2 ช่วง 17.01-24.00 น. กะที่ 3 ช่วง 00.01-08.00 น. ทั้ง 3 กะจะมีหัวหน้าทีมของแต่ละกะคนเดียวกับลูกทีม 1-4 คน ส่วนหัวหน้าทีมของแต่ละกะยังต้องฟังคำสั่งจากหัวหน้าที่แท้จริงที่อาจไม่ต้องเข้ากะเลย คือเป็นหัวหน้าของหัวหน้ากะอีกทีหนึ่ง หัวหน้ากะทั้ง 3 กะต้องฟังหัวหน้าใหญ่ ซึ่งมักเป็นช่างที่มีประสบการณ์สูงที่สุด

ลูกมือนายช่างเฝ้าเตาอบ ส่วนมากเป็นนายช่างและช่างผู้หญิงที่มีความรู้ความเข้าใจในระดับหนึ่ง โดยนายช่างมักเป็นคนที่มีกำลังกายมากและทนร้อนได้ดี แต่ช่างผู้หญิงมักเป็นคนละเอียด มีไหวพริบ แต่ไม่มีกำลังกาย และทนร้อนสู้นายช่างไม่ได้ แต่เมื่อทำงานด้วยกัน นั่นคือความสำเร็จที่คนหนึ่งหัวสมองไว แต่อีกคนหนึ่งกำลังกายถึงและทนร้อนได้

 

ในกรณีตรงข้าม คือถ้างานช้าได้ พลาดได้ กำหนดการส่งมอบไม่สำคัญ ทำใหม่ได้ ในกรณีแบบหลังนี่ บางครั้งเขาปล่อยให้เตาอบทำงานอัตโนมัติโดยไม่ต้องเฝ้า หากมาพบว่างานเสียไปไม่ว่ากรณีใดๆ เช่นไฟฟ้าดับนานมาก ก็ไปเริ่มต้นตั้งแต่สร้างหุ่นขี้ผึ้งใหม่เลย หมดเวลาไปอีกหลายวันหรือหลายสัปดาห์หรือบางครั้งหลายเดือน ก็แล้วแต่ช่างแต่ละคนไม่เหมือนกัน

ยุคหลังๆมานี้ งานมักเป็นแบบหลังนี้ คืออย่าไปกำหนดเวลาส่งมอบ

 

ขอยกตัวอย่างชิ้นงานที่ผมสมมุติเองนะครับ เช่น สร้างพระแก้วความหนา 10 นิ้ว ช่วงเวลาการอบลดอุณหภูมิอยู่ที่ 47 วัน (ประมาณเดือนครึ่ง) ถ้าไม่กำหนดส่งมอบงานเป็นดีที่สุด แต่ถ้าเขากำหนดว่า คุณต้องกำหนดให้ได้ จะไม่กำหนดวันส่งงานนั้นไม่ได้ ก็ต้องคูณ 4 คูณ 5 ไปเลย เป็นอย่างต่ำ 6 เดือน หรือ 8 เดือน เพราะเหตุใด เพราะหากล้มเหลวลงแต่ละครั้ง เริ่มต้นใหม่แต่ละครั้งต้องใช้เวลาไม่ต่ำกว่าอีก 1 เดือนครึ่งนั่นเอง จึงต้องกำหนดการล้มเหลวไว้ถึง 4 - 5 ครั้ง เพราะไม่มีใครรู้หรอกครับว่า จะเกิดอะไรขึ้น และกี่ครั้ง

แต่ถ้างานสร้างพระแก้วที่หนา 10 นิ้ว ไม่กำหนด เราไม่ต้องกลัวความผิดใดๆ เราก็ทำงานของเราไปเรื่อยๆ สบายๆ บางทีสำเร็จตั้งแต่เดือนครึ่งแรกเลยก็เป็นไปได้ครับ การทำงานที่สบายๆนี่เอง อาจเป็นตัวกำหนดความสำเร็จของงานด้วยซ้ำไป

 

ตอนนี้ผมยังอยู่ธุระ เอาไว้กลับถึงบ้านถ้าไม่ดึกเกินไป อาจจะอธิบายครับ

 

ใบนี้เป็นใบที่มีคนพิมพ์ส่งมาให้ผมพกติดตัวไว้หลายปีแล้ว บันทัดสุดท้ายที่แก้วความหนา 10 นิ้ว บันทัดนั้นได้หายไป ไม่เป็นไรครับ

 

ใบนี้จึงเป็นใบที่ครบถ้วนสมบูรณ์ และมีการบอกถึงที่มาของความรู้นี้ว่า มาจาก Corning Museum of Glass ของอเมริกาซึ่งเป็นองค์กรที่ให้ความรู้ประชาชนอเมริกาในช่วงสิบกว่าปีหลังมานี้ ให้ประชาชนที่สนใจได้เข้ามาเป็นศิลปินแก้วกันมากขึ้น เพราะต้นทุนถูก ไม่ต้องมีความรู้มาก ไม่ต้องมีโรงงานหลอมแก้วแบบโบราณที่ต้องลงทุนสูง แต่กลับเป็นเพียงสตูดิโอเล็กๆก็ทำงานได้ ลงทุนแค่เครื่องมือไม่กี่ชิ้น เมื่อเปรียบเทียบกับโรงงานหลอมแก้วในโบราณนั้น เทียบไม่ได้เลยครับ แต่ชิ้นงานกลับขายได้ราคาดีกว่า เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะของเขา

 

เราเริ่มต้นที่บันทัดสุดท้ายด้านล่างนะครับ บันทัดที่ 21 ความหนาที่ 10.0 นิ้วหรือ 254 mm. (25.4 cm.)

ช่องซ้ายสุด Thickness inches mm
เขียนว่า 10.0 in 254 mm

ช่องที่ 2 Anneal Soak Time @ 806F @430C
เขียนว่า 40 hr

ช่องที่ 3 Initial Cooling Rate F/Hr C/Hr
เขียนว่า 0.29 0.16

ช่องที่ 4 Initial Cooling Range F C
เขียนว่า 806-608 430-320

ช่องที่ 5 Second Cooling Rate F/Hr C/Hr
เขียนว่า 0.58 0.32

ช่องที่ 6 Second Cooling Range F C
เขียนว่า 608-518 320-270

ช่องที่ 7 Final Cooling Rate F/Hr C/Hr
เขียนว่า 1.74 0.96

ช่องที่ 8 Final Cooling Range F C
เขียนว่า 518-70 270-21

ช่องสุดท้ายขวามือ Total Elapsed Time
เขียนว่า 47 days 15 hours

 

พรุ่งนี้ผมมาเขียนต่อครับ เริ่มเหนื่อย อย่าลืมเขียนเรื่องที่ได้คุยกับวิศวกรเรื่องการอบลดอุณหภูมิของงานต่างๆ รวมทั้งงานแก้วนี้ด้วย ยังมีอีกช่องหนึ่งที่ทางวิศวกรเขาท้วงมาว่า จุด strain point

พรุ่งนี้เช้าคงได้เข้ามาเขียนครับ จุด strain point สำคัญอย่างไร ต้องใช้หรือไม่ ? มันคืออะไร ? โปรดติดตามพรุ่งนี้ครับ

 

ตามที่วิศวกรที่มีความรู้เรื่องการลดอุณหภูมิได้บอกผมไว้ว่า ถึงแม้ในตารางกำหนดการลดอุณหภูมินี้จะไม่ได้เขียนถึง Strain Point ไว้ แต่การขึ้นรูปงานแก้ว ยังไงก็ต้องผ่านจุด Strain Point คือจุดที่เมื่อเราหลอมละลายก้อนแก้วเพื่อการหลอมต่อที่ 780C แล้ว จะนานเท่าใดก็ตาม ตรงนี้คือจุด Melting Point เมื่อก้อนแก้วละลายกลายเป็นน้ำแก้วไหลลงสู่แม่พิมพ์จนเต็มแม่พิมพ์แล้ว เมื่อเราลดอุณหภูมิลงจาก 780C ก่อนที่จะถึง 430C นั้น จะต้องผ่านจุด Strain Point คือจุดเซ็ทตัวของน้ำแก้วที่กำลังจะเริ่ม Form ตัว ** อุณหภูมิของ Strain Point ประมาณช่วง 650-550C *** วิศวกรบอกว่า ตรงนี้ควรให้ช้านิดนึง เช่นว่าดึงไว้สัก 10 นาที ก็จะตกนาทีละ 10C (1M:10C)

หมายเหตุ
** = ในงานขึ้นรูปชิ้นงานแก้วด้วยเทคนิคเป่าแก้วด้วยลมก็ดี หรือการกดปั๊มนั้น ถ้าไม่มีจุดการ Form ตัวนี้ แก้วจะไม่สามารถขึ้นรูปเป็นชิ้นงานได้ บางท่านอาจเรียกว่า การเซ็ทตัวของเนื้อแก้ว เรียกอย่างนั้นก็ถูก

*** = ช่วงประมาณ 650-550C อาจเป็นช่วงเฉพาะของแก้วแต่ละชนิด ไม่เท่ากัน ในแก้วชนิดอื่นๆ ช่วงนี้อาจสูงกว่าหรือต่ำกว่านี้ได้

 

ดังนั้น การตั้งเตาอบไฟฟ้า อย่าลืมตั้งค่าของช่วงนี้เข้าไปด้วยนะครับ น่าจะดีกว่าการปล่อยให้ผ่านไปเฉย นี่คือตามที่วิศวกรท่านบอกเช่นนั้น

 

มาเรียนรู้กันต่อครับ ขณะนี้เราทำความเข้าใจกันใหม่หมดว่า นอกจากในใบตารางแล้ว ยังมีสิ่งที่เขาไม่ได้เขียนไว้ คือต้องเริ่มต้นอย่างไร ? ต้องหลอมอย่างไร ? หลังหลอมละลายแล้วยังมีจุดที่เขาไม่ได้เขียน ถ้าผ่านมาถึงจุด annealing จริงๆจึงเป็นตารางของเขาครับ ใบตารางที่ออกโดย Corning Museum of Glass องค์กรที่สร้างชิ้นงานแก้วอันดับโลก ตั้งแต่เลนส์ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 เมตรตั้งแต่ก่อนปี พ.ศ. 2500 และเก่งขึ้นเรื่อยๆจนกระทั่งสร้างเลนส์เส้นผ่าศูนย์กลาง 6 เมตรให้กล้องฮับเบิ้ลและอื่นๆอีกมาก ผลงานของเขาเป็นที่พิสูจน์แล้วว่า ความรู้ของเขาไม่ใช่ได้มาง่ายๆแน่นอน