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MANUALES DE EUDEBA 1 FISICA
Técnicas de física                experimental                         JOHN STRONG                                 en cola...
Título de la obra original:Procedures in Experimental PhysicsEnglewood Cliffs, Nueva Jersey, Prentice Hall, Inc., 1938Trad...
INDICE DEL TOMO 1Plu!:FACIO . . . • . . . . . . • . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . • . . . . . . . . . . .       XI...
ri:CNICAS DE F!SICA EXPERIMENTAL             zonas con la cuchilla de borde filoso, 68. Prueba             de Hartmann, 7 ...
íNDICE       191. Cuidado y conservacwn de fibras pequeñas,       197. Algunos métodos útiles para hacer fibras,       197...
Tl:CNICAS DE F!SICA EXPERIMENTALINDICE ABREVIADO DEL TOMO 11    VIII. Pilas termoeléctricas en vacío y medición de la ener...
PREFACIO   Describir los procedimientos importantes empleados en la físicaexperimental es d propó~ito de t.ste libro. Lús ...
CAPíTULO lOPERACIONES FUNDAMENTALES PARAEL SOPLADO DEL VIDRIO   Las operaciones fundamentales para realizar el soplado del...
OPJ:JtACIO:IOS FUNDAMIENTALJ:S PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOque puedan servir como mangos para rotar las piezas; otros seadap...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA I:L SOPLADO DI:L VIDRIOvidrio sódico, vidrio plúmbiro y Nonlx. Cada tipo con su rótulo y en...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOtemperatura para un vidrio dado. En la curva de la fig. 5 seindican la...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIO~oras, cuando se calienta el vidrio hasta el límite de elasticidad.nie...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL ::.OPLADO DEL VIDRIOsidad de trabajo óptima a unos 1011 •6 poises. Se considera que el v...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIO  Los tubos de más de 1 cm de diámetro requieren una técnicadiferente....
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO ])EL VIDRIOcha dP latón con un abrasivo de carborúndum o se las arranca contenaz...
OPERACIONES FUNDAMENll ALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOuniformidad y ajustada coordinación de las manos. El vidrio, así rot...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOla parte princ.ipal del trabajo. Las manos se mantienen según la fig. ...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDR11unión. Una o mils capas dP grafito impiden qul el vidrio se adhieraal ...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOyor en el límite inferior del rango de trabajo. I.a contracción pue-de...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOta el tubo en la punta, se retira el objeto de la llama y, rotán-lolo ...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIO                                               )                  (b) ...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOformar, al mismo tiempo, la &egunda punta. Es importante quelas parede...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLAUU DEL VIDRIOla herramienta triangular plana y se aplica la placa de grafitocomo se...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIClienta hasta ablandarlo y se sopla hasta que las paredes tenganel espe...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIO   Cómo hacer uniones. Se calitmtan los elementos haciéndolos ro-tar e...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOgrande. En primer lugar, hay que trabajar bien la abertura conun cono ...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOfíg. 21. La sección del tubo más pequeño :;e adapta a la part>dinterna...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOdamente, con el objeto de distribuirlo de manera uniforme, hasta Pstar...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PAltA EL SOPLADO DEL VIDRIOredes hayan adquirido mayor grosor, se retira el vidrio de la lla-ma,...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOobstante, a veces puede necesitarse un tubo de platino para intro-duci...
OPERACI•"JNES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOlentándolo al blanco en una llama de gas. Si a<>Í no se hiciera,apar...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIO  Los electrodos de loo tubos de descarga se hacen con una espi-ral de...
Ol>ERAClO~ES    FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOtrabajado para que tenga bordes agudos. Debe observarse la pre·cau...
OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOKovar y el vidrio AJ 705 se han hecho soldaduras de 10 centí-metros de...
CAPíTULO IITtCNICA PAlA IL IALLII.              D&-~A  Introducción. En este capítulo describiremos las distintas técni·ca...
TÉCNICA PARA EL TALLER DE óPTICA   Teoría del esmerilado y pulido. El esmerilado y el pulido ópti-cos se asemejan en que a...
CUADRO 1                                    ESCALA DE DUREZAS        Eacala de dureza• de Mohe                     Eecala ...
~CA      PARA EL TALLER DE óPTICA~~,..~~     tlimina mediante el pulido, un milésimo de milímetro                 ~ supevf...
ftCNICA PARA EL TALLER DE óPTICA  Las herramientas de pulido usadas en ópticas de precisión sehacen con brea, o oompuestos...
nCNICA PARA EL TALLER DE OPTICAmienza a cortar con un formón sin filo. Se mantiene a éste firme-mente contra el vidrio y s...
Tl:CNICA PARA EL TALLER DE óPTICA  Si se quiere cortar un disco, primero se corta un cuadrado, yluego se hace otro tanto c...
ncNICA PARA EL TALLER DE óPTICAy alcanfor con el carborundo. Las proporciones de la mezcla son:5 gramos de alcanfor por ca...
.,..CA PARA EL TALLER DE óPTICA                                                 ltIOItero deaceto   ~                     ...
TI!:CNICA PARA EL TALLER DE óPTICApara evitar que el abrasivo raye la superficie. El vidrio así cortadopuede producir un b...
~NICA   PABA 11L TALLER DE óPTICA                                                plataforma ¡¡ir•torl•                    ...
T&CNICA PARA EL TALLER DE OPTIC::Amilímetros, según el tamaño. Se cubre, luego, con una capa del-gada de fieltro y hule, f...
ftCNICA PARA EL TALLER DE óPTICAhPrramifnta v sP mueve Pl ob.ieto. O vueden invertirse periódica-mente las posiciones rela...
ftCNlCA PARA EL TALLER DE óPTICA   Esmerilado el objeto hasta un radio dl curvatura arlleuado concarborunQo 90 y 60 para c...
~ICA    PARA. EL TALLER gJI: OPTICAel centro, fig. 12, para impedir la succi6n, facilitar el acceso dela mezcla a todas la...
nCNICA PARA EL TALLER DE óPTICA. pasa al próximo graoo y, por último, después del grano 600, ter- mina con dos granos de e...
Tecnicas de fisica experimental  Volumen 1 J. Strong
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INDICE DEL TOMO I
PREFACIO
I. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DE
VIDRIO
Algunas propiedades físicas del vidrio, 3. Cómo se cortan tubos y botellas, 6. Limpieza, 8. Calentamiento previo, 8. Curvado de tubos, 10. Contracción, 11. Recocido, 12. Estirar puntas, 12. Cerrar un tubo, 15. Cómo cortar un tubo en la llama, 15. Preparación para las uniones, 16. Cómo hacer uniones 18. Soldadura circular, 18. Soplado de bulbos, 20. Construcciones, 21. Corrección de defectos, 22. Soldaduras de platino-vidrio, 22. Soldaduras de tungsteno-vidrio, 23. Soldadura de cobre-vidrio, 25. Kovar y Fernico, 26. Soldaduras de porcelana y Pyrex, 27.
. TÉCNICA PARA EL TALLER DE ÓPTICA
Procedimientos generales, 28. Teoría del esmerilado y pulido, 29. Métodos de pulido, 31. Técnicas utilizadas para superficies ópticas de 8 a 15 centímetros de diámetro y mayores, 32. Corte y desbastado del objeto, 32. Cortavidrios circular, 34. Sierras para vidrio, 37. Máquina de Draper modificada, 37. Soporte de la pieza, 37. Esmerilado de curvas, 39. Esmerilado fino, 42. Brea para herramientas, 43. Pulido, 47. Figurado, 48. Zonas de corte y zonas de transición, 48. Interpretación de la acción de las herramientas de pulido y configuración, 49. Herramientas de figurado por zonas, 50. Procedimientos para figurar defectos zonales y hacer superficies de revolución no esféricas, 53. Astigmatismo, 58. Prueba óptica, 58. Franjas de Newton, 60. Franja de Haidinger, 62. Pruebas con el ocular, 62. Prueba de Foucault, 63. Prueba por zonas con la cuchilla de borde filoso, 68. Prueba de Hartmann, 74. Alineación de un sistema de es-pejos, 74. Dos métodos para generar superficies ópticas, 75. Trabajado de superficies ópticas en el torno óptico con palanca manual, 75. Relación entre dos figuras ópticas, 78. Protección, 78. Cuarzo calcita, 81. Trabajo óptico de cristales, 81. Pulido de metales, 82. Cámara de Schmidt, 84.
III. LA TÉCNICA DEL ALTO VACÍO
87
Las leyes de los gases ideales, 87. El camino libre medio, 88. Viscosidad y conductividad térmica, 89. Velocidad de bombeo, 90. Conductancia de las líneas de bombeo, 92. Evacuación, 93. Bombas preliminares, 94. Desgasificación de vidrio y metales, 95. Tensión de vapor, 96. Absorbentes, 96. Sistemas de vacío estáticos y dinámicos, 99. Bombas de difusión, 103. Bombas de difusión de aceite, 106. Trampas de mercurio, 114. Construcción de sistemas dinámicos de vacío, 118. Sellos, 122. Electrodos, 124. Válvulas, 125. Partes móviles, 127. Pérdidas, 128. Vacuómetros, 130. El vacuómetro de McLeod, 131. El vacuómetro de ionización, 135. El vacuómetro de Langmuir, 139. El vacuómetro de Knudsen, 142.
IV. REVESTIMIENTO DE SUPERFICIES: EVAPORACIÓN Y
PROYECCIÓN CATÓDICA 143
Método de la combustión, 143. Método del platea¬do químico, 144. Limpieza, 144. Proceso Brashear, 146. El proceso dé la sal de Rochelle, 148. Barnizado, 149. Superficies secas y limpias y sup

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  1. 1. • 111 .- E Cft o z Ul :::1 11
  2. 2. MANUALES DE EUDEBA 1 FISICA
  3. 3. Técnicas de física experimental JOHN STRONG en colaboración con H. VICTOR NEHER, ALBERT E. WHITFORD,C. HAWLEY CARTWRIGHT y ROGER HAYWARD Ilustrado por RooER HAYWARDEUDEBA EDITORIAL UNIVERSITARIA DE BUENOS AIRES
  4. 4. Título de la obra original:Procedures in Experimental PhysicsEnglewood Cliffs, Nueva Jersey, Prentice Hall, Inc., 1938Traducida de la decimonovena reimpresión, 1956, porRAQUEL T. DE GoLDSCHVARTZ y.J. M. GoLDSCHVARTZ La revisión técnica estuvo a cargo del doctor MmsÉs SAMETBAND, profesor de la Universidad de Buenos Aires© 1965EDITORIAL UNIVERSITARIA DE BUENOS AIRES - Viamonte 640Fundada por !a Universidad de Buenos AiresHecho el depósito de leyIMPRESO EN LA ARGENTINA - PRINTI!D IN ARGENTINA
  5. 5. INDICE DEL TOMO 1Plu!:FACIO . . . • . . . . . . • . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . • . . . . . . . . . . . XI l. ÜPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DE VIDRIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Algunas propiedades físicas del vidrio, 3. Cómo se cortan tubos y botellas, 6. Limpieza, 8. Calen- tamiento previo, 8. Curvado de tubos, 10. Con- tracción, 11. Recocido, 12. Estirar puntas, 12. Cerrar un tubo, 15. Cómo cortar un tubo en la llama, 15. Preparación para las uniones, 16. Cómo hacer uniones, 18. Soldadura circular, 18. Soplado de bulbos, 20. Construcciones, 21. Corrección de defectos, 22. Soldaduras de platino-vidrio, 22. Sol- daduras de tungsteno-vidrio, 23. Soldadura de cobre-vidrio, 25. Kovar y Fernico, 26. Soldaduras de porcelana y Pyrex, 27. Il. TÉCNICA PARA EL TALLER DE ÓPTICA 28 Procedimientos generales, 28. Teoría del esmeri- lado y pulido, 29. Métodos de pulido, 31. Técnicas utilizadas para superficies ópticas de 8 a 15 centí- metros de diámetro y mayores, 32. Corte y des- bastado del objeto, 32. Cortavidrios circular, 34. Sierras para vidrio, 37. Máquina de Draper modi- ficada, 37. Soporte de la pieza, 37. Esmerilado de curvas, 39. Esmerilado fino, 42. Brea para herramientas, 43. Pulido, 47. Figurado, 48. Zonas de corte y zonas de transición, 48. Interpretación de la acción de las herramientas de pulido y configu- ración, 49. Herramientas de figurado por zonas, 50. Procedimientos para figurar defectos zonales y hacer superficies de revolución no esféricas, 53. Astigmatismo, 58. Prueba óptica, 58. Franjas de Newton, 60. Franja de Haidinger, 62. Pruebas con el ocular, 62. Prueba de Foucault, 63. Prueba por VII
  6. 6. ri:CNICAS DE F!SICA EXPERIMENTAL zonas con la cuchilla de borde filoso, 68. Prueba de Hartmann, 7 4. Alineación de un sistema de es- pejos, 74. Dos métodos para generar superficies ópticas, 75. Trabajado de superficies ópticas en el torno óptico con palanca manual, 75. Relación en- tre dos figuras ópticas, 78. Protección, 78. Cuarzo calcita, 81. Trabajo óptico de cristales, 81. Pulido de metales, 82. Cámara de Schmidt, 84. III. LA TÉCNICA DEL ALTO VACÍO . . . . . . . . . . . . . . •• . • 87 Las leyes de los gases ideales, 87. El camino libre medio, 88. Viscosidad y conductividad térmica, 89. Velocidad de bombeo, 90. Conductancia de las lí- neas de bombeo, 92. Evacuación, 93. Bombas pre- liminares, 94. Desgasificación de vidrio y metales, 95. Tensión de vapor, 96. Absorbentes, 96. Siste- mas de vacío estáticos y dinámicos, 99. Bombas de difusión, 103. Bombas de difusión de aceite, 106. Trampas de mercurio, 114. Construcción de sis- temas dinámicos de vacío, 118. Sellos, 122. Elec- trodos, 124. Válvulas, 125. Partes móviles, 127. Pérdidas, 128. Vacuómetros, 130. El vacuómetro de McLeod, 131. El vacuómetro de ionización, 135. El vacuómetro de Langmuir, 139. El vacuómetro de Knudsen, 142. !V. REVESTIMIENTO DE SUPERFICIES: EVAPORACIÓN Y PROYECCIÓN CATÓDICA ..•................•••.. 143 Método de la combustión, 143. Método del platea- do químico, 144. Limpieza, 144. Proceso Brashear, 146. El proceso de la sal de Rochelle, 148. Barni- zado, 149. Superficies secas y limpias y superficies empañadas, 155. Limpieza de espejos para su alu- minizado, 157. Evaporación, 158. Técnica de la evaporación para el aluminio, 160. Espejo de vacío, 165. Películas uniformes, 167. Paraboliza- ción de un espejo esférico por aluminizado, 170. Películas semirreflectoras, 175. V. EL uso DEL CUARZO FUNDIDO . . . . . • . . . • . •• . . • • • 178 Observaciones generales sobre el cuarzo fundido, 178. Propiedades químicas, 179. Propiedades físi- cas, 179. Equipo para hacer fibras de cuarzo y trabajar con ellas, 184. Cómo se hacen las fibras,VIII
  7. 7. íNDICE 191. Cuidado y conservacwn de fibras pequeñas, 197. Algunos métodos útiles para hacer fibras, 197. Otras aplicaciones del cuarzo, 203.VI. ELECTRÓMETROS y ELECTROSCOPIOS . . . . . . . • • . . . . 204 Definiciones, 204. Teoría general, 204. Aplicación a los electroscopios, 205. Aplicación a los electró- metros, 206. Diferentes tipos de electroscopios, 212. Algunos tipos de electrómetros, 219. Algunas con- sideraciones prácticas acerca del uso de los elec- trómetros y electroscopios, 230. Medición a desvia- ción constante, 234. Limitaciones de los diversos tipos de instrumentos, 235. Comparación de los diversos tipos de instrumentos, 238. Técnicas para hacer electroscopios y electrómetros, 239. Aislado- res usados en la construcción de electrómetros y electroscopios, 242.VII. CoNTADORES GEIGER 243 El contador de punta, 243. El contador proporcio- nal, 244. El contador "Zahlvohv" o de Geiger- Müller, 246. Sensibilidad de los contadores a las partículas ionizantes, 254. Tubos G-M para usos especiales, 255. Distintos métodos para medir el número de cómputos, 258. Circuitos de coinciden- cia, 270. Fuentes de alta tensión, 272. Reguladores de tensión, 274. Discusión acerca de las probabili- riArlo.c: u 01"141"rDc.! flnn ~nn+arln,.&SC! r,.,:!i.¡O"Or ?.7Q IX
  8. 8. Tl:CNICAS DE F!SICA EXPERIMENTALINDICE ABREVIADO DEL TOMO 11 VIII. Pilas termoeléctricas en vacío y medición de la energía radiante. IX. Fuentes luminosas, filtros e instrumentos ópticos. X. Células fotoeléctricas y amplificadores. XI. La fotografía en el laboratorio. XII. Calor y alta temperatura. XIII. Notas acerca de materiales de investigación. XIV. Notas sobre construcción y diseño de instrumentos y aparatos. XV. Moldeo y fundición.~DICE ALFABÉ~ICOX
  9. 9. PREFACIO Describir los procedimientos importantes empleados en la físicaexperimental es d propó~ito de t.ste libro. Lús autores han elegidotemas que han resultado de interés y valor especiales en s·us pro-pias investigaciones. Muchas ck las técnicas y los resultados de 1.1.sinvestigaciones aparecen impresos aquí por vez primera. El sistema ideal para aprender los procedimienros utilizados enla física experimental es el contacto directr, con fllos en el labo-ratorio. Al romprenderlo así hemos intentad,__ salvar, mediante eluso de abundantes figuras, la dl.,fancia que ext~te entre la.s demos-traciones de laboratorio y la e:rperiencw, pm· un lado, y la e;rpo-S1.ción, por el otro. Quiero exp1 esar mi reconocimiento al señor ]). O. Hendrix porla mayor parte de los rnétod.os presentados en el capitulo II, y aldoctor R. M. Langer por el tratamiento del flujo no esta.cMfta.riode calor expu~sto en el capítulo XII. He extractado material de muchos libros y revista& cientfficos.Espero que no haya incu1-rido en omisiones lf~ nombrar las di.fi1tfasfuentes del contenido de este libro. Me es muy grato reconocer aquí la ayuda de mi esposa, d.f la señoraElizabeth Hayward y del señor James T. Barkelew en la prepam-ción del manuscrito. As1"mismo, la ayuda y cortesía de la edit,,,.,nlPrentice-Hall. J. STRO.:G XI
  10. 10. CAPíTULO lOPERACIONES FUNDAMENTALES PARAEL SOPLADO DEL VIDRIO Las operaciones fundamentales para realizar el soplado del vi-drio, en trabajos de laboratorio, son: cortar, rotar, doblar, soplary soldar. Combinadas de diversos modos estas operaciones prin-cipales, se construyen aparatos con tubos o varillaJS de vidrio.Describiremos en este capítulo cómo se realizan aquPllas. Aetual-me_nte se usa mucho el vidrio duro, el Pyrex por ejemplo, para hacPraparatos de laboratorio. Es más difícil de manipular que el vidrioblando, porque su temperatura de trabajo es más alta y se enfríacon rapidez cuando se lo aparta de la llama. Sin embargo. resultamenos difíc·il el recocido del vidrio duro, por su dilatación térmi-ca pequPña y gran resistencia. Como esta ventaja compensa la difi-cultad ele la manipulación, nos ocuparemos más del vidrio duro 1 • La figura 1 muestra un banco df trabajo para el soplado del vi-drio. Se ven allí sopletes, o mecheros de fuego cruzado, para ca•lentar el vidrio hasta ablandarlo, método que denominaremo~ ame-ricano, puetl los sopletes ale.nanes utilizan por lo general meche-ros simples. Comparados con estos últimos, los sopletes de fuegocruzado calientan con más rapidez y uniformidad. Para la mayorparte de las operaciones puede usarse un método u otro, pero al-gunos trabajos requieren llama puntiforme, que se logra mejorcon un mechero simple. Como nos ocupamos aquí del método americano, la llama punti-forme se obtiene con el soplete de mano, montado según lo indiea la línea de puntos de la figura l. Como combustible se usa gas na-tural o artificial. Para trabajar vidrio blando se utiliza aire oom-primido; pero la temperatura necesaria para trabajar el vidrio duro,se logra usando oxígeno o una mezela de oxígeno y aire. En un so-plete común puede utilizarse acetilfno con aire comprimido. Los accesorios del equipo de trabajo iacluyen tapones de variostamaños, algunoo adaptados a tubos de vidrio cerrados, de mód(} 1 El vidrio puede ob1enerse en la Corning (.las~. Corning, Nueva York. Se ob·tiene también en el me1cado lo(al. [N. del T.J
  11. 11. OPJ:JtACIO:IOS FUNDAMIENTALJ:S PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOque puedan servir como mangos para rotar las piezas; otros seadaptan a tubos abiertos, para el soplado. También se usan tro-zo& de tubos de goma de tamaño adaptable a tubos cerrados de vi-drio, para obturar los extremos de los tubos pequeños. •~ ~ck colgav el sopi<Zte d~ mano e.obtc el soplde ck fuego cruzado mesa dealtlJId su- 1 t1c1ent:e. Pata que el OfCYóiIO pU<2da apo~av los co<;1os lig. l. Resulta conveniente disponer de una oonexwn giratoria y deuna boquilla con un tubo dr goma ( fig- 1), ·para soplar una pirzagrandr o difícil de acercar a la boca. En la fig. 2 Sf ven pinzasy herrami<ntas para dar forma al vidrio y estirl!rlo. En la fig. 3se observa una lima de cortar tubos pequeños y un dispositivo conuna rellistencill Pléctrica, para cortar tubos má" gn111des. Las li-ma~ se afilan puliendo los lados con pi<dra p-;mPril. Cn<.mdo lalima requiere temple, se la caliPnta al rojo y, luego, se la sumcr-gP fll mercurio frío. Se dispondrá de tubos dr vidrio dr vario" tamaños, <·apilar<s yvarillas df vidrio. Drbr existir provisión dr otros tipos <h• vidrio, como.2
  12. 12. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA I:L SOPLADO DI:L VIDRIOvidrio sódico, vidrio plúmbiro y Nonlx. Cada tipo con su rótulo y encompartimit>nto aparte. -Algunas propiedades fíaicas del vidrio. En la fig. 4 y en elcuadro I se dan los coeficientes de dilatación térmica de varios ti-pos de -vidrio y de metales. En el cuadro II figuran otras tem·peraturas características del vidrio y del cuarm. En la fig. 5 S! representa la variación de la viscosidad con ];, niq~l de -t,fo mm dccs~sor aLambvto tl6~ dehi~rrc 1 1 ¡ ,_¡: 1! _.-.1,bltlltl para ~11- san~hat" or•f•cios f~fOEMOS 1er1lladf carbón o grafrto alambre dt tl.erro tíéido :
  13. 13. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOtemperatura para un vidrio dado. En la curva de la fig. 5 seindican las viscosidades correspondientes a temperaturas caracte-rísticas importantes, como temperatura de recocido, temperaturade trabajo y temperatura de fusión. La importancia de las dosprimeras radica en que la tensión interna desaparece en unas 4 .ur---...----r----r---r-------r----"T""--"-" + + M dale~ Al~aciones No nrrilll~ 9 + + + 7 + e ~6 + E ~ ~5 E :: ~ +....ª tJ C 4 -~ 3 Q + 1 + + + ............ xua.rzo fundido ................ oLJ--~~~~~~~--L----~----~----~----~----~ o 100 aoo 300 400 soo 600 700 800 Tetnpet4tura eHgra.dos é Fig. 4.
  14. 14. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIO~oras, cuando se calienta el vidrio hasta el límite de elasticidad.nientras que sólo se requieren 4 minutos a la temperatura de re-ocido. En el límite de elasticidad aparente, la viscosidad es aire- CUADRO 1 COEFICIENTES DE DILATACióN nR:MICA Material Coeficiente de dllatacl6n (X lOT) VIdrio cálcico ( G8) .•••••.••.•• 92 VIdrio plúmbico (G6) ••••••.•• 90 Nonex (G 70¿¡ P) ............. . S6 Porcelana{20" a 290"0) ••••••• 41 Pyrex ...................... . 12 VIdrio cuarzo (16" a looo•e) li.l Cobre ....................... . 111 Platino ..•...•..••••••••••••• 91 Dumet: radial .•..•••••••••••••••••• 110 a 100 axial ...................... . 61 a 65 Fernlco y Kovar: 25" a 45o•e .............. . 25" a soo•e .............. . Molibdeno ................... . Tungsteno ................. .. CUADRO 11 TEMPERATURAS CARACTJ:RfSTICAS DJ:L VIDlliO Y DEL CUARZO ~ Punto de Temperatura Temperatura Material tenal6n de recocido de trabajoVIdrio blando .......... as9• e 425" e ...Non ex ················· 486" e 5n•c ... ~Pyrex .................. ¡¡os• e 550" e 750" a uoo" eCuarzo ................. 1oso• e uzo• e 1756" a 1800° ededor de 1018 poises; a la temperatura de recocido es alrededor ·de 1012 poises. Dentro del rango de temperaturas de trabajo, la vis-cosidad varía entre los límites 105 y 1()1° poiJes, hallándose la visco· 5
  15. 15. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL ::.OPLADO DEL VIDRIOsidad de trabajo óptima a unos 1011 •6 poises. Se considera que el vidriose ha fundido cuando la viscosidad es inferior a 102 poises. Oómo se cortan tubos y botellas. Para cortar tubos delg~tios devidrio (ha.Fta un centímetro de diámetro) con el fin de preparar-los para 11 soplado, !le hace primero una marea eon el borde filoso dela lima, cuidando de que la marca o raya, de unos pocos mílíme-tr06, sea p!rfectamente perpendicular al tubo. Luego, se lo corta ¡.....- f"Stddo VÍbCOSO ----"i~ f:StOdo ranl!bd~ • - ~t:ado t .. elá<st:ico..,.¡ ltvm•lfreactdtt ~ 1+- liquido ~ .. ueb,..,.dizof. aquf una ren:sián :deaapa.yecr en • •unas cuat.ro 1 "! +JotClS :lí."ite ~coa~ la +1 ; + ~ tEtn_PeYdtU- ~ 1 VISCOSidad es • 11! = radeYeco-~ p~t;o, ~uficle!tt;e par:a 1 e; - Cido ~~qu•,un t:f:nst 1t 1 t:alizaciónCfIS· + 1!1 0 - ~Ó 1 lmpedlf" la - l e ~ kMSIOM de&afu· etl UtiO$ lfCE cuatl"o minutas) ~ l ~· : ~ 1 1 1 1 ~ 9 1 + + 1 1 ~ " r 1 f 1 1 ~ 9 tfmPZratOYa / , :) "J ~ ~ 1 + 1 f + 1 O · ok! t:raba;Jo 11165 ~~ 1 1 I:J convo<>nient;e " 1 1 ·- • 1 1 1 8~ t1 ~ t t .~ l• • 1 1 ~ b 1 1 1 1 0:. .. + + -f .¡.. 1/1 1 1 1 1 ·o 1 1 1 temperatura o. ~ ~ límif;~ al cual la t;.Etll- 1 de fu,.ióM ~ 1 pt:Yatuya e-s sufi- 1~ l cien~e pala fuNdiY Ctlst:ales pequefios 1 1 0~------~~------~--------~--~----------~ .......- t:emperatut-a - Fig. 5.combinando la presión de los pulgares con una tracción de ambasmanos, conforme se w en la fig. 6. lambi{·n sr purd!n cortar lm; tn-boo como en la fig. 7, frotando con la lima en el sitio de la marca.Esta técnica resulta apropiada cuando E"l tubo está caliente, ocuando el corte deba practicarse muy cerca del extremo.6
  16. 16. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIO Los tubos de más de 1 cm de diámetro requieren una técnicadiferente. Después de marcarlos con la lima, se los puede cortaraplicando a un extremo de la marca la punta al rojo de un pe-queño trozo de varilla de vidrio. La rajadura así producida puede,o no, circuir todo el vidrio; si no llegara a circuir lo, podrá lograrseel objetivo con repetidas aplicaciones de la punta de la varilla,que se harán, en cada caso, justo en el extremo de la rajadura. Si se quiere cortar un tubo, o botella, de varias pulgadas dediámetro, se hace primero una marca fina con la lima alrededorde él. Se puede usar un trozo de cartón para guiar la lima duran-te la operaci6n. Luego, se aplica sobre la marca la resistenci!l dealambre del dispositivo de la fig. 3. Los extremos del alambre no deben tocarse. Se hace pasar corrien-te eléetrica por el alambre, calentándolo hasta el rojo durante algu-nos segundos, y luego se mojan la marca y el alambre con un hisopode algodón. Las irregularidades en el corte se pulen }!Obre una plan- 7
  17. 17. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO ])EL VIDRIOcha dP latón con un abrasivo de carborúndum o se las arranca contenazas o corta con tijeras, después de ablandar el vidrio en el fuego. Limpieza. No se puedPn !Oldar vidrios sucios. Por eso, la primeraoperación después del corte es la limpieza. A veces basta lavarloscon agua; otras con ácido nítrico y otras con una solución lavadorade ácido crómico caliente. El tubo de vidrio dPbe !ter secado por fue-ra con un paño limpio, y por dentro, con una bolita de algodón, atadaa un hilo, a la que se hace penetrar impulsándola ccm. aire. Si se lavacon agua destilada, se puede secar con un aspirador de agua, a lapar que se lo calienta iuavemente. Calentamiento previo. Los tubos de vidrio, y especialmente losgrandes aparatos de villrio, se calentarán antes de someterlos alintenso calor de los mecheros y quemadores de fu~go cruzado. Unprocedimiento es exponer el artefacto a la llama rt1laHvamlnte fría ~r~ v------~·- . , ----1-1~----.,;~_::¡ // ;de un mechero Meker con la toma de aire cerrada. A medida quese calienta el vidrio, se va abriendo la toma de aire aumentando asíel calor de la llama; luego, cuando el artefacto está bien caliente,se lo puede exponer al calor intt>nso de los sopletes de fuego cruzado.Otro procedimiento es someter el vidrio por un instante al calor delfuego cruzado, retirándolo y dejando que el calor Se expanda; serepite esta operación en distintas partes de modó qtfe la temperaturadel artefacto se eleve uniformemente. A medida que .aumenta el calordebe aumentarse el tiempo de exposición a la ll~má y disminuir elque no se lo expone, hasta que el vidrio destile vapor. de sodio comopara amarillear la llama, lo que indica la temperatura apropiada parainiciar las operaciones de reducción, soplado, moldeado, etc. Algunosobjetos, los tubos por ejemplo, solo exigen calentamiento previo Pnla zona que rodea la parte por trabajar. La rotación del objeto es operación fundamental. Se ejecutará con8
  18. 18. OPERACIONES FUNDAMENll ALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOuniformidad y ajustada coordinación de las manos. El vidrio, así rotado en la llama, se a blanda uniformemente, y el efec.to de lagravedad sob1e el mismo es simétrica. Las superficies inferiores delvidrio caliPnte se enfrían más rápidamente que las superiores. Poresto conviene COI~tinuar la rotación aun después de retirar el objt>todt> la llama. Las superficies inferiores del vidrio caliente se enfrían con máJ>rapidez que las superiores. También es importante continuar estarotación uniforme, aun después de retirar la pieza de la llama. El prin-cipiante tendrá dificultade~ para manipular la pieza en la llama,sobre todo después dtl que SE ablande la parte de la varilla sometida a Fig. 9.la acción de la llama. Para evitar esto, es aconsejable la rotación conun modelo constituido por dos tubos de vidrio unidos por medio deuna tela bien fuerte. Debe ser capaz de rotarlo como se ve en la fig. 8,de manera que la tela no se arrugue, enrolle ni entre en tensión. En-tonces, estará rn condiciones de comenzar a trabajar con la llama. L.Jlpieza se maneja con el pulgar y el índice, de modo que, a pesar. delas diferrncias de diámetro, se roten. sincronizadamentr las partesoperadas a cada lado de la zona en ablande: el movimiento consisteen una serie de desplazamientos angulares de unos 45 o. La manoizquirrda sostiene siempre la parte más pesada del vidrio, mientrasque la derecha manipula la otra parte. La mano derecha afro.Qta unatarea más delicada, si bien más liviana, pues tiene que hacer rotarsu parte rn fase y sin estiramientos ni compresiones con relación a 9
  19. 19. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOla parte princ.ipal del trabajo. Las manos se mantienen según la fig. 8,para facilitar el soplado por el extremo derecho de la pieza. · Curvado de tubos. El tubo que debe curvarse se calienta fll lossopletes de llama cruzada mediante rotación continua, hasta que seablande en una longitud igual a varios diámetros. Se lo retira, en-tonces, de la llama, y se lo curva se¡rún el ángulo deseado, con p)vértice hacia abajo, conforme se ve en la fig. 9. Como los tuboslargo& son difíciles de calentar uniformementr, a menudo surgenimperfecciones. También ocurre, en particular en tubos pequeños.de paredes delgadas, que SI: curvan en ángulo agudo. Las imper-fecciones se eliminan mediante el calentamiento local con una lla-ma delgada. Cuando se calienta, hasta que se ablande, un trozo de la pared del tubo, se mantiene la forma de la curva por la pa-red exterior. Si la parte exterior tiende a aplanarsl: (fig. 9 a). se mandril lhctáll· eCJ CHVUd~o COli anttanto soplete de mano col- y ~l¡irarlo pin:;as gado pi2td Cle.Ja... lil:>rcs l~maHO~ se .forlta 14118 pestaiia r:~ar.ll el tapó11 Fig. lO. Fig. 11.corrige soplando mientras el vidrio esté blando. En cambio, sise arruga la pared interior como en b), se la calienta localmen-te en una llama muy aguda y se la trabaja alternando la aspira ..ción con el soplado, hasta lograr uniformidad. Esto precede al calen-tal).iento general con que se recuece toda la curva. Para hacer un serpentín de vidrio se usa un mandril. Por· logeneral, el mandril es un tubo de acero o dP bronce, cubierto collpapel de amianto. El papel se aplica húmedo, y los extremos seunen y cementan con silicato de sodio. Ya fle<o Pl papel, sr lija la10
  20. 20. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDR11unión. Una o mils capas dP grafito impiden qul el vidrio se adhieraal amianto; las muescas fijan el serpentín al mandril (fig. 10). Contracción. Como el vidrio ablandado es un líquido, su ten-sión superficial tiende a deformarlo en tal forma que la superfi-cie total disminuye. I1a contracción a temperatura;, elevadas que-da restringida por la viscosidad del vidrio, y esta restriceión e-s ma- (a) se elimina el ~xceso de la punt-a se hace2 tnás _8rueso al eJC~rerno se sopla hasta redondea rl.:- Fig. 12. 11
  21. 21. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOyor en el límite inferior del rango de trabajo. I.a contracción pue-de ocasionar variaciones convenientes e inconvenientes, que debencontrolarse ya mediant( herramientas, ya soplando. En la fig. 11 seve cómo deben usarse las pinzas para contrarrestar la tendenciadel tubo a disminuir de diámetro por contracción, mientras selogra la ventaja de aumentar el espesor de las paredes. Recocido. El rpcocido de piezas de vidrio complicadas es unade las operaciones más difíciles en los trabajos con vidrio. Es tam-bién muy importante, pues si el objeto no ll,tá bien recocido, puederomperse al enfriarse o, lo que es peor, estando en uso El propó-sito del recocido es llevar el vidrio de la temperatura de trabajoa la temperatura ambiente, con un mínimo de tensión. El reco-cido está bien hecho cuando se mantienen todas las partes de lapieza a una temperatura uniforme, mientras se enfría gradual-mente. Las piezas grandffi y complicadas deben recoce-rse en unhorno con regulación apropiada. Las piezas pequeñas, cuyas pa-redes son de espesor uniforme, pueden recocerse con un mecherode Meker, o con mecheros de fuegos cruzados. Cuando se termina una pieza, se la <alienta a una temperatu-ra mayor que la de recocido. Luego se disminuye la temperatu-ra en forma gradual, aplicando a la inversa los métodos para elprecalentamiento. Es importante mantener una temperatura uni-forme durante el enfriado, mediante calentamientos adicionalesde aquellas partes que tienden a enfriarse más pronto, ya seaporque son más delgadas, ya porque están sujetas a mayore¡;, pér-didas de calor por radi!lción y convección. Cuan~o se estima quela temperatura se halla bien por debajo del punto de tensión, sedeja enfriar el objeto en un lugar libre de corrientes de aire. "Estirar puntas". "Estirar puntas" es un término técnicousado por lo¡;, sopladores de vidrio. Significa que se calienta untubo y se lo estira unos 15 centímetros como se ve en la fig. 12.La punta así obtenida puede recibir diferentes usos: puede servircomo sostén para rotar la pieza o, con la punta abierta, como bo-quilla para soplar, o para cerrar el trabajo. Asimismo, "estirarpuntas" sirve de pa!.O preliminar a distintas operaciones. · Supongamos, para los fines de nuestra explicación, que se ne-cesiten partes de tubos con puntas en ambos extremos como ele-mentos de algún aparato en construcción y, además, qu·e las par-tes se corten de tubo¡;, más largos. Primero, se estira una punta enel tubo de que disponemos. Si es largo, puede sostenerse el ladoizquierdo por medio de un ~oporte en V, como se observa en lafig. 12 a). Después del precalentamiento del tubo, según el se-gundo procedimiento indicado más arriba, se lo ablanda en unalongitud equivalente a vario~ diámetros. Con una pinza ~e aprie-12
  22. 22. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOta el tubo en la punta, se retira el objeto de la llama y, rotán-lolo continuamente, se estira el vidrio blando como en b), se fun-de la sección capilar en el medio, como en e) o, si la punta tieneque hacer las veces de boquilla, puede cortarsE> y "rE>quE>marse"mediante una ligera exposición a la llama. Se calienta. entonces, el tubo hasta ablandarlo a una distancia11.decuada de la primera punta para obtener la sección deseada y (d) ) ~------------_; (e) ) ~------- ....... (d)o !;t "-------------~J.=) s.z totnpe el fóy m a do bulbo (i)(,_,__)_ _ _..© tubo i:ctt-- rnlmsdo Fig. 1!1.
  23. 23. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIO ) (b) se sopla wKa protubera~tcia y (.-~se ~aietlta (~)~-~:n (e) se ~opla ""bulbo sa ro~ pe el bulbo H
  24. 24. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOformar, al mismo tiempo, la &egunda punta. Es importante quelas paredes de la punta sean simétricas con respecto al eje deltubo. Los errores se corrigen cal~ntando y trabajando el vidriodesde el extremo del capilar. .Mientras se hacen las correccionesconviene trabajar el vidrio a temperatura baja. Cerrar un tubo. Estirar una punta" es la primrra operaCionprrvia a la obturación de un tubo, fig. lJ d) a h): La punta seelimina c·on una llama fuerte. como sr ve en d) y e). El excesode ridrio en el vértice se corta con pinzas o con un trozo de va- rilla, f). y se calienta luego el extremo para que se contraiga, g);;.,e -.opla para darle la forma hemisférica final, h). Para esta ope-ralÍIÍn <;P usa g-eneralmt>ntr el soplete de mano. Cómo cortar un tubo en la. llama.. El primer paso para cor-tar" un tubo rn Ia llama es estirar una punta. Nuevamente, lapunta se elimina como rn la fig~ 12 d) y e), y el exceso de vi- hg. 16. Fig. 17.¡l_r;io, ¡·omo la fig-. 1:~ a). Re calienta el extrrmo b), y se sopla llleuu haeer un bulbo en forma de riñón, e), que se rom- fiiPlZN p<ll<lP~ 1·on una lima, o pinza, como en d). Se calienta el borde paraeont r·¡wrlo .r lng-ro-.arlo, hasta lograr el tamaño del tubo. El diá-Ju<tro dll tubo .sP· aum1•nta mediante pinzas, /), o usando una he-¡·r·amíPuta triang-ular plana,- g). Si se utilizan pinzas, se las in-1r·o<h!ll y s<· las abrP !Pntamrntr, a nwdida que se hace rotar elidr·io tn la llama. ~~" aplana lue:ro Pl rxtremo con una plaea de!!rafito, h). Si es pre(•ir-;o formar un reborde o prstaña, sr emplea 15
  25. 25. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLAUU DEL VIDRIOla herramienta triangular plana y se aplica la placa de grafitocomo se VP en h) e i). Ijas hPrramiPntas metálica~ S< impregnar. 1 concera de abejas para que no se adhiPran al vidrio blando. Preparación pa.ra las uniones. Mediante la limpieza del tubode vidrio y la aplicación cuidadosa de los procrdimientos paracortarlo, formar pestañas o estirarlo y ensancharlo, se facilita sumanipulación en la llama. Una de las fallas comunes del prin-cipiante radica en la creencia de que es posible corregir fácil-mente la~ deficiencias cuando la pieza de vidrio está en la lla-ma. Los buenos sopladores de vidrio nunca evitan pstas opera- p.-.me.- (b _l cont:acto (~)-~~~--=:::::D= ¡......-. - (e) [)- =::: ] le)c;;ll sopla hasta quq las pa.-e- dlls sean ele espeso.- l>tllfoY- me (~ ] el tobo está l•sto Fig. 18. Fig 19. ciones preliminares. Los elementos que han de soldarsE para for- mar una unión deben tener, aproximadamente, el mismo diáme- tro y espesor de pared. Si hay que unir un tubo grande con unu más pequeño, se prepara primero el tubo grande, fig. 14 a), es- tirando una punta y cortándola luego en la llama, en el punto que tiene Pl mismo diámetro que el tubo más chico. SP prepara un capilar o tubo de paredes gruesas, como vemos en b). Se ca· 16
  26. 26. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIClienta hasta ablandarlo y se sopla hasta que las paredes tenganel espesor adecuado y, entonces, se estira hasta alcanzar el mis-mo diámetro que el tubo al cual hay que soldar. Cuando es pre-ciso unir un bulbo, o cilindro, a un tubo pequeño, se calienta pri-mero aquél, luego se dirige una llama suave sobre el sitio elegidopara la soldadura hasta ablandarlo, y se sopla ha&ta formar unapequeña protuberancia, como en la fig. 15 a). Se calienta fuerte-mente el vértice de la protuberancia con una llama aguda, b) ; seretira entonces la llama y se sopla un pequeño bulbo de paredesdflgadas, e). Se corta con una lima o con pinzas. Los bordes delorificio formado se suavizan con la llama, se forma el reborde a~ }F--===--~-::J (d) - - - - - - - - antllo punl;a abierta para ~piar Fig. 20.con un cono de grafito y se lo aplana con la placa de grafito, fig.[5 d) a h). Para uniones en "T ", se prepara un tubo recto abrién-dolo conforme ya se describió. Cuando hay que preparar varia~"T ", conviene tener un soporte para el tubo recoo, fig. 16. Lasuniones en "Y" se hacen curvando un tubo en ángulo agudo.Luego se abre en el vértice, según se ve en la fig. 17. 17
  27. 27. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIO Cómo hacer uniones. Se calitmtan los elementos haciéndolos ro-tar en una llama cuyo diámetro es, aproximad~ente, igual aldiámetro de los tubos. Se los coloca frente a frente, como en lafig. 18, con el eje de la unión perpendicular al de la llama. Cuan-do los extremos de los tubos están bien blandos, se loo retira d~la llama y sp los une en ángulo recto como en b). Este contactohace de articulación para afirmar las manos mientras se unen lostubos, e). Se mantiene la unión en la llama mediante una rotacióncontinua, hasta que su diámetro exterior sea uniforme, d). Se re-tira, entonces, de la llama y se sopla hasta que el espesor de susparedes sea uniforme, e), estirando simultáneamentP hasta tener Fig. 21.un diámetro exterior uniforme, f) . Cuando es necesario hacer unaunión, es evidente que todas las aberturas, excepto la aplicadaa los labios, deben estar temporalmente cerradas. Si es preciso unir tubos grandes, éstos deben tener bridas. Cuan-do es necesaria una unión en un aparato que no puede rotarse, sefijan juntos los extremos en escuadra y se calienta la circunfe-rencia por partes. La soldadura de las bridas se efectúa con elsoplete de mano, haciendo presión con las pinzas, fig. 19. Des-pués se calienta por parte:. la unión hasta ablandarla, y sP trabajadicha zona soplando y aspirando alternadamPnte, hasta ali<>ar lala pared. Lut>go se caliPnta la circunferencia; queda prt>parada parala<; operaciones finalPs: soplado, alineación y rPCocido. Soldadura circular. Cuando se inserta un tubo Pn un bulboo en un tubo más grande, una soldadura circular une la pareddel tubo con el borde de la abertura dll bulbo o rlel tubo más18
  28. 28. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOgrande. En primer lugar, hay que trabajar bien la abertura conun cono de grafito, hasta que sea poco más grande que el diá-metro exterior del tubo pequeño. Se prepara el tubo pequeño pa-ra soldarlo, calentando con una llama aguda una estrecha zonaalrededor de su circunferencia y ensanchándola como en la fig.20 a). Esto se ejecuta soplando y aplicando simultánt>amente unacompresión longitudinal. Se inserta el tubo pequeño y se lo man-tiene concéntrico con el tubo grande mediante un soporte impro-visado, como un rollo de papel de amianto, fig. 20 b). Se aplicauna llama aguda en el sitio por soldar, manteniendo una rotacióncontinua, hasta que se ablande un anillo en el vidrio. Se hace, (r- ).) r--- -==-.,-----, . //; ,¿/ ("icr-----:::--.~ - _ ___¿;;;~ (~ ) ,_ / Fig. 22.entonces, la soldadura, empujando la parte ensanchada del tu-bo más chico contra la abertura contraída del tubo más grande.Se retira la pieza de la llama, se sopla y alinea, mientras s~ dann, ligero tirón al tubo pequeño. La fig. 20 muestra la construc-ción de una tnmpa de agua con dos soldaduras c1reulares. Unavarilla de madera comca, que penetra justo en el primer tubo,centra el segundo mientras se lo suelda. Las soldaduras circula-res requier(n ahnea(ión perfecta. Otra técnica para soldadurascircularPs, apropiada ¡,10bre todo para soldar lateralmlnte un tubopequeño en la pared de un tubo mayor, EB la que se indica ,en la 19
  29. 29. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOfíg. 21. La sección del tubo más pequeño :;e adapta a la part>dinterna del tubo más gorande y se mantiene en contacto con ella,a). Se calienta la superficie de la pared exterior del tubo mayorbasta que los dos tubos queden soldados. Se sopla una comba yse la abre con una llama fuerte en el centro de la soldadura, b).Se moldea la abertura y se une un pequeño tubo lateral a susbordes, para f01·mar una continuación de la parte interior co-mo se ve en e) y d) . Soplado de bulbos. Los principiantes tropezarán con dificul-tades cuando <;ea preciso hacer bulbos grandes (de 5 cm de diá-metro o mayores), porque deben calentarse en la llama grandes (f (4) (~)=-=-=-=-----=::;:.SOº {b) (~~ Fig. 23masas de vidrio blando a una temperatura uniforme. Asimismo,hay que manejar con destreza la pieza de vidrio fuera de la lla-ma, para que los efectos refrigerantes del aire sean &imétricos. Afin de salvar estos inconvenientes es aconsejable utilizar balonescomerciales para los bulbos. y no hacerlos de tubos. Los bulbosinferiores a 2 ó 3 centímetros de diámetro no son tan difícilesdl hacer. La primera operación para hacer bulbo!-: calPntar el extrt-mo de un tubo de vidrio hasta que se ablande y se acumule. fig. 22 a).A medida que el vidrio se va acumulando, se sopla y se aspira alterna-20
  30. 30. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOdamente, con el objeto de distribuirlo de manera uniforme, hasta Pstara punto para soplar el bulbo final. SP calienta luego el vidrio aeumu-lado a una temperatura uniforme y se lo aparta de la llama. Después de rotar el trabajo durante unos sequndos alrt-dedorde un eje horizontal, se lo dilata soplando a través de una boqui-lla adecuada. El soplado debe ser suave al principio y más fuertea medida qur el vidrio se endurece. Se rota continuamente la pie-za. Sin embargo, si una parte de la superficie tiende a dilatarsecon mayor rapidez que las otras, hay que darle vuelta y enfriarlapara detener su expansión; lo inferior de la pieza se enfría máspronto. Para soplar un bulbo en el centro de un tubo, el acumular elvidrio, como se des<·ribió antes, se realiza por zonas, hasta que se Pittla d.e vi- dl-io blando calent;ada a 1ooo•c ~=-~---=~---~ soldadura ~:e-minada Fig. 24.forman varil8 adyacentes, fig. 23 a) a e). Luego, soplando y aspi-rando, se las une en una única zona uniforme, d). Se calienta bien,se aparta de la llama, se deja enfriar un momento y se sopla hastaolitener la forma deseada, e). Constricciones. Pueden necesitarse dos tipos de constricciones.Una. para impedir el exceso de flujo del mercurio en un manó·mPtro. Cuando se operan eambios bruscos de presión, se produceuna constricrión interna en la pared, pero su diámetro exterigres uniforme. El segundo tipo, útil como "sello" (cierre) en. un~istema de vacío. tiene nna pared de espesor uniforme. En eual-quiera de Jos dos tipos, hay que calentar y trabajar la tuberíade vidrio hasta que las paredes adquieran mayor espesor. Esta ope-ración es en esencia, la misma que la preliminar para soplar unbulbo en el centro de un tubo, fig. 23 a). Tan pronto como las pa- 21
  31. 31. OPERACIONES FUNDAMENTALES PAltA EL SOPLADO DEL VIDRIOredes hayan adquirido mayor grosor, se retira el vidrio de la lla-ma, se rota el tubo y 11e )t) estira, en vez de soplarlo como en el ca-so del bulbo. Si se quiere obtener una constricción del primer ti-po, se P>tira PI tubo hasta que su diámPtro PXtPrno sea uniforme.mientras que, para hacer un cierre, se estira el tubo hasta que lapared adquiera espesor uniforme. - Corrección de defectos. Por defectos de manipulación, con fre-cuencia las paredes de los aparatos de vidrio no son uniformes.Esta falta de uniformidad no sólo desmejora la apariencia deltrabajo, sino que aumenta también la dificultad del recocido,puesto que las partes de distinto espesor se enfrían con veloci-dades diferentes, lo que origina tensionPl en Pl vidrio. ~unp"st4rtto Ja,frm~ de}> a;uboo de re¡( ~d~afrn- hasra f>vt-e><. c~t~ta tk tu11gsk11o O "Ott«-X (d) ~obo dll pyYex. te., ido d~ cob..-~ &Oidado a la poPa ( b) SOkladur4 tt"trttina- da Fig. 2!). Mediante un trozo de varilla como el de la fig. 13 a) se puedeeliminar el exceso de vidrio en una zona de la pared de un apa-rato. Eliminado el exceso, se trabaja la región soplando y aspi-rando, hasta que el espesor resulte uniforme. Tambi~n, si Pn ciertaregión la parrd es demá~iado del~ta.da, purde ag-rPg-ar:-.1 vidriode una varilla y trabajarlo soplando y aspirando. A menudo, in-advPrtidamPntP, ptwrlP agujPrearse la pirza dP vidrio. Sp la c·irnaPtirando y uniPndo ... u~ honiPH eon un tt·mm dt- varilla Soldaduras de platino-vidrio. AntPs, ,,¡ únwo mPtodo ~atisfal­torio para hacPr una soldadura mPtal-vidrio t-ra a basp dP platinoy vidrio blando. Hoy día, por el alto precio dt•l platino se usapoco dicha soldadura. En cambio, en los aparat0t-1 de laboratoriose emplt>a el vidrio duro, soldado directant(lltc• al tun~~tt•no. No22
  32. 32. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOobstante, a veces puede necesitarse un tubo de platino para intro-ducir hidrógeno puro en un aparato de vidrio, por difusión. Puaéste y otros casos especiales, soldaduras de platino y vidrio blando. En la figura 24 se ve un electrodo de platino en un tubo devidrio blando. Para hacer este sello de platino se funde primerosobre el alambre de platino una pequeña perla de vidrio blando (ya sea vidrio plomo() o vidrio soda) y se calientan la perla y elalambre hasta unos 1000°C, con el fin de obtener una buenaunión metal-vidrio. Luego st> suelda esta perla a la pared deltubo, según se ve en la figura. Soldaduras de tungsteno-vidrio. El alambre de tungsteno puedelellarsP a través de Pyrex,con diámetro menor de l,nmm. El alambre 1118HQLdto 11 Qle pyrex 1 P"rta de Hrqwel o .....__ 11011ex ( 1 1 --- diátttetro lfta· J ~ yor para so.- n se saca la. teHer el e~c­ hoj1.1elade tl"odo col:lre ~. Fig. 26.de tungsteno de diámetro mayor, hasta el doble, se suelda prime-ro a una perla dP vidrio Nonex qué, a su vez, se suelda al apa·rato de vidrio. Esta última operación es necesaria, especialmentesi la f.oldadura debe exponerse al calor de un horno de recocido.El vidrio Nonex tiene una temperatura de ablandamiento menorque el Pyrex y, entre el punto de tensión y la temperatura am-biente, el coeficiente de dilatación del Nonex es casi igual al coe-ficiente de dilatación del tungsteno. El alambre de tungsteno se prf:para para soldarlo al vidrio ca- 25
  33. 33. OPERACI•"JNES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOlentándolo al blanco en una llama de gas. Si a<>Í no se hiciera,aparecerían burbujas en la superficie de la soldadura. Se limpiala superficre del tuHgsteno calentándolo y tocándolo con un trozode nitrito de potasio o de sodio. Se limpia el tungsteno y se fundeuna pequeña cuenta de Pyrex (o Nonex, según el tamaño del tubo)sobre él, como en la fig 25 a). El intenso Ctllor necesario paracontraer el vidrio debe comenzar aplicándose ei:J. un extremo de lacuenta, de modo que la contracción avance desde ese extremoEsto evita la formación de burbujas de aire entre el metal y elvidrio. La cara interior entre el vidrio y el tungsteno es roia, por-que el óxido de la superficie del tungsteno se disuelve en el vidrioy lo tiñe. Terminada la operación de soldadura entre el vidrio Yel metal, se suelda la perla al aparato, como en b). Al hacer sol- Ftg 27 Soldadura metal-vtdno de Housekeeperdaduras de metal-vidrio, hay que enfriar lentamente el vidrio afin de evitar tensione~ excesivas. El alambrr dr tn,lff~ÍPno e:,, con fr(cnemia. f1brrho. tllh ra-nura" lon¡ntudinalP" por dondP puPdP habEr p•~ rhda-, < nam1o o;;elo <;uelda a un aparato de vacío. Para evitar eo;;a po~ibilidad. >€funde níqurl <>obre la punta del tungsteno. El nír¡nrl sine tam-hl•~n para loldar alambres de cobre, pue<; éste -.,e -,uelda con elníquel, mrentral> que no es fácil soldarlo directamente al tuug-.,teno.24
  34. 34. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIO Los electrodos de loo tubos de descarga se hacen con una espi-ral de alambre de aluminio de unos Z milímetros de diámetro yun sello de tungstelli()-Pyrex, como se ve en la fig. 26. La prolon-gación del alambre de aluminio se funde para formar la conexióncon el alambre de tungsteno. Se introduce entonces, en el alumi-nio fundido el alambre de tungsteno, con una prolongación de ní-quel para asegurarlo. Se envuelve la prolongación con una ho-juela de cobre a fin de mantener su forma y, una vez solidificadoel aluminio, se saca la hojuela. Se suelda al tungsteno un man-guito o cuenta de vidrio, como el de la figura. Este encaja en la pro-longación de aluminio y le ofrece un sostén adicional. ~-bari:e.. ~~odo ~ iupenor de cobre . +- perfil aplaHado ~_3~ ~t~ e~trMIIO aptaHado ael tubo E~ sodadwra tenK1t1aaa Fig.· 28. Soldadura de Housekeeper. Soldadura de cobre-vidrio. Mediante la técnica desarrollada porW. G. Housekeeper :r es posible soldar el cobre al vidrio blando oal vidrio Pyrex. El cobre tiene un coeficiente de dilatación muchomayor que cualquiera de los dos tipos de vidrio, y es la forma dela soldadura lo que impide que el vidrio se rompa. Cuando el cobrees delgado, se deforma para absorber las diferencias entre su dila-tación y la del vidrio, cualidad posible por su gran ductilidad· ybajo límite de elasticidad aparente. En la¡; figs. 27 v 28 se ven losdetalles de construcción de varias . soldaduras desarrolladas porHousekeeper. Para las soldaduras de la fig. 27, es importante queel vidrio no pbe la pestaña de cobre. La soldadura de la fig. 28 ha sido hecha eon alambre de cobre, ~ Hou~EKEEPD, W. G., Electnc: Enganeermg, 42, 954 (1925). 25
  35. 35. Ol>ERAClO~ES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOtrabajado para que tenga bordes agudos. Debe observarse la pre·caución de no fundir el cobre cuando se calienta el Pyrex. Kovar y Fernico 3 • El régimen d< dilatación de los distintostipos de vidrio aumenta al aproximarse a su temperatura de ablan- fig. 29.damiento, como se indica en la fig. 4. Por otra parte, la dilataci6ntérmica de la mlcyforía de los metales es casi lineal. Sin embargo,el coeficiente de dilatación de dos aleaciones nuevas, Kovar y Fer-nico, duplican el coeficiente de dilatación de algÜnos tipos de vi-drio comerciales 4 • Estas aleaciones producen soldaduras de metal-vidrio, sin tensión, en todas las condiciones de recocido, y puedensoldarse al vidrio apropiado sin ninguno de los procedimientosespeciales requeridos por las soldaduras de Housekeeper. Con el 3 El estudio fundamental de las propiedades de dilatación de las aleacionesde Fe·Ni-Co, sobre las que se basa ecta clase de soldadura metal-vidrio, sellevó a cabo en los Laboratorios de Investigación de la Westinghouse, y fueconducido. por Howard Scott, Technical Publication 518, American Instituteof Mining and Metallurgical Engineers (19!0). Estas aleac;iones se fabrican conpatente U.S. 1.942.260, propiedad de la Westinghouse Electric and Manufactu·ring Company. Para mayor iaformación,-ver Soon, HowAIUl, Frank. Inst. ].,220, 7J~ (19!5); BURGER, E. E .• Gen. El. Rev., 37, 9!! (19!!4). El producto de laWestinghouoo.e, llamado Kovar, se obtiene en loa Stupakoff Laboratories, 6627I;Jamilton Avenue, Pittsburgh, Pensilvania. El Femico se obtiene en la GeneralElectric Company, Schenectady, Nueva York. 4 Según A. W.• Hull, "la aleación Femico puede existir a la temperaturaambilente en la fase gamma de caras centradas, o en la fase alfa de cuerpocentrado. Cuando se recuece desde 900• o más, adquiere la estructura de carascentradas y la baja dilatación característica, y es estable en esta condición acualquier temperatura superior a -40"C. Su expo-ición a la temperatura delaire liquido, o a tensiones mecánicas, lo transforma en la fase alfa, que tieneuna dilatación diferente y debe evitarse." Según H. Scott, "para obtener la caractelistica de dilatación baja y rever·sible del Kovar y el Fernico, su composición se ajusta de tal manera que latransformación de la fase pmma en la fase alfa ocurre entre -800 y -180" C.26
  36. 36. OPERACIONES FUNDAMENTALES PARA EL SOPLADO DEL VIDRIOKovar y el vidrio AJ 705 se han hecho soldaduras de 10 centí-metros de diámetro. y 3 milímetros de espesor de la pared. Dichassoldaduras, fig. 29, hic1eron poo;;ible~ las YálYulas metálicas pararadio. Estas nuevas aleaciones pueden ser de soldadura blanda, de sol-dadura de cobre o de soldadura por puntos. No se recomienda lasoldadura de plata, pues las hace quebradizas. Se ox1dan muchomenos que el hierro y, por eso, no se perjudican seriamente a tem-peraturas elevadas. A pesar de esto, hay que tomar precaucionespara evitar el sobrecalentamiento prolongado durante la operaciónde soldar. · te..-rtthtado Fig. 80. Una propiedad importante de estu akaei-.es • la de que Mson atacadas por el mercurio. Soldaduras de poreelana y Pyr.x. La porcelana, en particular lallamada Insulite 5 , puede soldar<;e directamente al Pyrex en diáme-tros pequeños (menores de 10 ó 15 milímetros) o, en diámetro~mayores, con un anill(J intermedio de vidrio Nonex, fig. 30.Sin embargo, las soldaduras no pueden enfnarse con •eguridad por debaJo de-40° C, debido a la dilatación, que aumenta progrestnmente, entre el metalV el tdno al enfnarse por debajo de la temperatura a:nbt~nte Pueden hacersecompostclOne~ especiales que faClhtan el enfriamiento a temperaturas algomenores." fiLa insul1t~ se obtiene en los Stupak~ LaboratDries, 66Z7 Ha111ilton Avenue.Pittaburgh, hnsilvania.
  37. 37. CAPíTULO IITtCNICA PAlA IL IALLII. D&-~A Introducción. En este capítulo describiremos las distintas técni·cas de tratamiento de las superficies ópticas necesarias para espe·jos, prismas, interferómetros, lentes, etc. Las superficies ópticas dedichos instrumentos se caracterizan por ser mucho más exactas quelas superficies comunes trabajadas y pulidas. En realidad, parademostrar que no son absolutamente perfectas se requieren pruebas6pticas sensibles hasta unos millonésimos de centímetro, Como anosotros nos interesan las piezas de gran precisión, en las cualeslos errores son, por lo general, menores que una longitud de onda,no incluillliOS los métodos empleados en placas de vidrio, lentes ba-ratas y otros trabajos comerciales en que la t()lerancia es mayor. La técnica aquí descripta debe servir para guiar al investigadorque desea, o necesita, preparar sus propias superficies ópticas. En cualquier caso, la tarea del investigador es producir unasuperficie pulida extremadamente precisa. Por tanto, explicaremosprimero los procedimientos generales, sin entrar en detalles; lu~hab~remos de cada técnica en particular. Procedimientos generales. Se da al ,-idrio, o a otro material conel cual se prepara la superficie, una primera forma, grosera. Porejemplo, en el caso de una lente, el primer paso consiste en cortarun diseo de vidrio. Un prisma se corta de un trozo mayor, hastaque sus dimensiones sean aproximadas. Luego, se trabaja la super-ficie con más precisión mediante el esmerilado con herramientasadecuadas. Se esmerila primero la superficie con carborundo degrano grueso para que se conforme, aproximadamente, a las espe-cificacionPs. Después se usan abrasivos cada vez más finos. hastaque, por .íltimo, el esmerilado se termina con el esmeril de granomás fino. Se mterrumpe periódicamente el trabaJO para fOntrolarcon una regla, una plantilla, un micrómetro o un esferómetro. Des-pués del último esmerilado fino, se pule la superficie con brea yroug~ Como etapa final, se la hace lo más perfecta posiblP, con-fiOrme a las especificaciones, mediante retoques eon herramientas depulido. El acabado debe comprobarse con delicadas pruebas ópticas.28
  38. 38. TÉCNICA PARA EL TALLER DE óPTICA Teoría del esmerilado y pulido. El esmerilado y el pulido ópti-cos se asemejan en que ambos requieren un material más duro queel vidrio. El material se emplea en forma de granos o de polvofino. Las dos operaciones se diferencian en gue los granos y elpolvo empleados para esmérilar se trabajan sobre la superficie conuna herramienta dura, por lo común de vidrio o de hierro fundido,mientras que los instrumentos para pulir son de material de baseblanda. El instrumento de pulir utilizado para preparar super-ficies ópticas exactas está constituido, generalmente, por una mez-cla de brea y cera como base blanda. A menudo se usan papel otela y madera, en los casos en que no se exige gran precisión. comrenz.o . : la fractur...t ~ l a·, ·lla compresión.)~ Fig. l. El proceso del esmerilado depende de la fractura concoidea carac-terística, producida cuando se aplica una presión excesiva sobreun punto de la superficie del vidrio. La presión ejercida sobre lasuperficie por una partícula de abrasivo, si se la desliza entre laherramienta y la superficie, origina una tensión superior a la re-sistencia del vidrio, la cual produce una astilla (fig. 1). Común-mente, se usan granos de carborundo y esmeriL La eficacia delproceso depende, sobre tooo, df la agudeza de los granos. Los gra-nos de carborundo, aunquf HOn más duros, se destruy~n más prontoque los del esmeril. Los granos de carborundo fracturados tienenbordes filosos y, por consiguwnte. esmerilan POn mayor rapidez.Ellison 1 dice que los granos de carborundo son st>is veces mt" :rit-pidos que los del esmeril. El carborundo se usa para el esmeriladogrueso, y el esmeril para el más fino. El esmeril natural ( corin-dón) corta dos veces más rápido que el sintétioo. El corindón pro-duce una superficie más lisa que el carborundo y el E>smeril sintéticoy, por lo tanto, es mejor para Pl esmerilado final. En la escala de durezas de Mohs se indica la dureza de varios abrasivos (vPr cua-dro I). 1 INCALLS, ALII~RT J. (editor), Amateur Telescope Making, Nueva York, Scien·tific American Publishing Cornpany, 19!1>. pág. 74. 99
  39. 39. CUADRO 1 ESCALA DE DUREZAS Eacala de dureza• de Mohe Eecala ampliada de Mo he Sustancia 1 Valor 8uetancla 1 Valor Ortoclasa ........... 6 Ortoclasa o pericias& 6 Cuarzo .............. 7 Sflice vitrea pura .... 7 Topacio ............. . 8 Cuarzo . ...... . .... 8~ Zafiro Diamante .............. ........... • 10 Topacio . ... . . ..... Granate ............ 9 10 Circonio tundido .... 11 .. Alúmina fundida .... 12 Carburo de silicio ... 13 Carburo de boro ..... 14 Diamante .... ~.... 15 RlllGWAY, R. R., BAU.ARD, A. H., 8AILH, B L., Hardness Values of Electro-41aaical PIWuc:u", estudio presentado a Electrochemical Society, mayo, 1933 Desde un punto de vista práctico, podemos considerar que elpulido es un proceso de aplanamiento 2 • Los granos del Abrasivoparecen :fija_rse automáticamente por sí mismos en el material blan~do de la herramienta, por lo general brea, de manera que sus su-perficies cristalin&S quedan paralelas a la dirección del movimientode la herramienta y al plano de su superficie. Se forma, así, unraspador más complejo. A lbedida que se mueven sobre el vidrio,la altura de cada partícula abrasiva se acomoda automáticamentea la base blanda y origina un corte fino El vidrio que se va ras-pando es arrastrado por el lubricante líquido, casi siempre agua.La acción de] aplanamiento comienza sobre las cúspides de lasprotuberancias que resultan del esmerilado fino y se produce asíun pulido eompleto en el primer recorrido. La acción continua dela herramienta de pulido quita el vidrio <>obrante y las protuberan-cias se aplanan hasta alcanzar el nivel inferior. El carácter de lasuperficie plana no mejora aunque se continúe el pulido, y hayque considerarla terminada ron el pr1mt-r rP<•orrirlo de la hPrra-m.ienta. La fig. 2 muestra el proceso. Cuando toda la superfili(•queda uniformemente pulida, se elimina e1 vidrio Obrante <On laherramienta de pulir. Al construir una lente no esférica para una 2 Para una mejor comprensión de la teona del pulido oesde un punto deVISta diferente, ver· LoRD R.UE!f.H Proc Opt Conventron, N~ l. pág i3 (l%l)y Scu¡nt•f•c Papers, Cambridge llmverstiV P~. vol IV pág 42 (l<JO~) FRENQJ, J. W, "Tbe Woring of Optxal Parta", Du·lwnary of Applud ~wmr~.Londres, The MacMtllaa Company, vol IV, pág. !J26 (1923) fiNCH, G. l, "The Wlby Lay«", Scaence Progress, !11, 009 ,(19S7)
  40. 40. ~CA PARA EL TALLER DE óPTICA~~,..~~ tlimina mediante el pulido, un milésimo de milímetro ~ supevficie semipullda ~-· ~·=··J Métodos de pulido. El vidrio puede pulirse casi con cualquiertipo de abrasivo fino, siempre que se utilice una base apropiada,blanda y dúctil. Para ciertos trabajos, por ejemplo espejos bise-lados en los cuales no importan 1as irregularidades de la super-ficie, el vidrio se pule con una herramienta de madera cargada concarborundo o esmeril. El vidrio puede pulirse con ra.ge, ya seaóxido rojo (óxido férrico) u óxido magnétic.() negro (óxido ferroso),y también con carbón u óxido de estaño. Sin embargo, para lostrabajos ópticos comunes, el roU{}e es el material de pulir más r.a-tisfactorio. Las superficies de vidrio, cuarzo, aleación spéculum,calcita y fluorita se pulen mejor con rov,ge aplicado a una herra-mienta con cera o brea. La acción de los diversos agentes de pulidodepende del tipo de base (ya sea que &e emplee tela, papel o brea),de la dureza del material a pulir y del método de lubricación.Algunos agentes no son muy eficaces si se los emplea con herra-mientas con cera o brea y se lubrican con agua; lo son, en cambio,si se los usa en seco sobre una herramienta con papel. Para elpul1do con papel >E utiliza óxido dt> estaño ( Cenizas de e~ taño).Se recomienda el óxido de cromo ( Cr 2 0 8 ) para pulir ciertos me-tales, como el acero inoxidable, que son atacados por el roti(J El material de la herramienta de pulir puede ser un metal blan-do: cobre, plomo o aluminio. A veces, s:e emplean herramienwhechas con dichos metales para pulir muestras delgadu de miM- rales que deben exammarse en el microscopio. Generalmente, para trabajos de este tipo se emplea eomo abra-sivo alúmina pulverizada. JJ
  41. 41. ftCNICA PARA EL TALLER DE óPTICA Las herramientas de pulido usadas en ópticas de precisión sehacen con brea, o oompuestos de brea y cera, en contraste con lasrevestidas con tela o papel, utilizadas para algunos productos co-merciales. El vidrio se pule con rapidez sorprendente con un puli-dor de tela, pero presenta, entonces, una superficie granulosa pe-culiar, como la "cáscara del limón". Este método para pulir sirvPpara la fabricación de placas de vidrio. Los pulidores de papelproducen, en general, una superficie mejor que los de tela, perorara vez se los usa, excepto en la fabricación de lentes de pocoprecio, como lupas de mano, etc. Todas las herramientas pulidorasde naturaleza fibrosa producen una superficie como la de la "cás-cara d~l limón". Técnicaa utiliza.da.s pa.ra. superficies 6pticaa de 8 a 15 centfmetrosde diámetro y mayores. La técnica que es objeto de esta exposicióndebe emplearse para formar superficies de 8 a 15 centímetros dediámetro, o mayores, de vidrio o cuarzo. Los métodos son funda-mentales, y se aplican igualmente a espejos, lentes o prismas. Tra-tamos aquí el usado por D. O. Hendri¡.., óptico asociado al Obser-vatorio de Mount Wilson 8 . Este procedimiento es diferente, enciertos aspectos, del descripto en el clásico libro sobre telescopiospara aficionad()S de Ingalls, Porter y Ellison •. Por ejemplo, losautores recomiendan en su libro el empleo de la herramienta dPbajode la pieza, mientras que aquí hablaremos del método que utilizala herramienta sobre la pieza. Oorte y desbaata.d.o del objeto. La pieza, ya sea un espejo, unalente o un prisma, se corta de un trozo de placa de vidrio por me-dio de una ruedita de acero. Ésta es la h~>rramienta más comúnpara cortar el vidrio, y se utiliza para cortar toda clase de vidriospulidos de cualquier espesor. Se desliza el cortavidrios sobre lasuperficie con la suficiente presión como para marcarlo. El movi-miento debe observar un solo sentido. Después de "marcadon, secorta el vidrio como se indica en la fig. 3. La pinza allí ilustradaes útil para cortar franjas angostas. El corte puede hacerse tam-bién golpeando ligeramente el vidrio, sobre el lado opuesto a lamarca, con la perilla del mango del cortavidrios. Para cortar una placa de vidrio grueso hay que lubricar el corta-vidrios con trementina o querosene. Después de marcarlo, se co- a Expreso mi agradecimiento al señor D. O. HendrJA por los métodos aqufpresentados 4 INGALLS, ALBEJlT G. (editor), Amateur Telescope Makmg, Nueva York. Scren·ufíc American Publíahing Company, 1955.52
  42. 42. nCNICA PARA EL TALLER DE OPTICAmienza a cortar con un formón sin filo. Se mantiene a éste firme-mente contra el vidrio y se golpea con un martillo pequeño enel lado opuesto a la marca. El borde del formón debe colocarseparalelamente a la marca. Conviene que el vidrio esté sobre una cor~vidrios. con Nedita de acero Q ..:AJWJ~ ruedlta acero -1superficie blanda, con la marca hacia abajo. Cuando comienza arajarse, se ayuda con el formón (fig. 4). El vidrio muy delgadose corta mejor con una punta de diamante montada en forma es-pecial y afilada con ese objeto 5 • 5 El cortav1dnos de d1amante puede obtenerse en la Standard Diamond Too!Corporauon. 64 West 48th. Street, Nueva York. Esta compañía tamb1én los afila.
  43. 43. Tl:CNICA PARA EL TALLER DE óPTICA Si se quiere cortar un disco, primero se corta un cuadrado, yluego se hace otro tanto con los ángulo~ para darle una forma poli-gonal aproximada. Los bordes se pulen con un disco giratorio dehierro fundido, con una mezcla de carborundo y agua (fig. 5). p.!!fa hacer" ta raaadur.a~ U5a mar~mo ~ fo1:.16" Fig. 5.También se puede pegar el disco de vidrio sobre una placa de metalmontada en el plato de un torno. A medida que gira, los bordes serectifican con una herramienta de hierro, qu~ se unta con carbo-rundo y agua, fig. 6. Conviene que la herramienta sea liviana yelástica. Hay que usar un hule para proteger el torno y para quelas sustancias abrasivas no penetren en las partes móviles .. Oortavidrios circular. Un método muy común para cortar pe-queños discos (hasta unos 15 centímetros de diámétro) de unaplaca más grande, es el de cortarlos con un eortavidrios circular.Éste es, simpleiJlente, un tubo de (hierro o bronce de paredes del-gadas, mentado en el mandril de un taladro, como se ve en la fig. 7.Se hace avanzar el tubo giratorio sobre el vidrio, aplicándose car-borundo y agua con una cuchara. En la figura se ve un métodonuevo de alimentación central. Para evitar que el vidrio se astillea medida que el cortavidrios avanza, conviene pegar una placa au-xiliar debajo de él. Hay que utilizar carborundo de grano 60 ó 90,excepto para cortes finos o cortes en piezas delicadas; en este casose usa el carborundo de grano 120. El cort..avidri<ll!l cortará conmás rapidez si, en lugar de agua, se usa una mezcla de tre~qentina
  44. 44. ncNICA PARA EL TALLER DE óPTICAy alcanfor con el carborundo. Las proporciones de la mezcla son:5 gramos de alcanfor por cada medio litro de trementina. Los es-pejos diagQnales, como los diagonales de Newton para telescopiospequeños, pued~n cortarse, de un espejo plano más grande, con el vidrio pea-ado / hertam~ la dehieltO"-_,.. dulce hay que pYQt~,. ef tor-no de lás SU3tancias abra$ivas que puedan salpicat>o Fig. 6. Fig. 7.cortavidrios circular. Se monta dirho espejo en ángulo de 45° y selo cementa con cera de abejas sobre una placa de vidrio. Se cortaen la fonna indicada en la fig. 8. Generalmente, el frente delespejo plano se cubre con un vidrio, adherido con cera de abejas, Fig. 8. •
  45. 45. .,..CA PARA EL TALLER DE óPTICA ltIOItero deaceto ~ templado pata pol- vet12cif& dra- mantes una vez pulvel"izados,los dia1t1antes se mezclan conce- mezcla ra..Et grano es de t11alla ao a PI"tección 1oo.o-na s.rel"rade 25 cttt éontf&a las nccesLta unos 4 qurlztre.s d.r. salpicaduras diOtH4Hfes llt1 btuto putvet"- zado.s • (a.) (b) se monta ~o~eun eae,entre ~ fla11ChaS. las tanu de o.cero, un ras secie disco de colne ltan con un Yo titando de 1,b..... dillo de acero de ~peso,. C) ~d) las lanutas están a una las ranuras cet"ladas yetie- distancia de 0,8"" a 1,6"" nen las partículas de diaman- ~e l 1rodilladeaceiOt;empta· ~~~dea~do del drs· sr el botde no trene esa forma,ha~ que alisal loe. tx>rdes del disco pa.l"a que .tenli(a .Jue- go sufrcretile los borde.) de la stetra deben ~taraunos ~oom por minuto Fig. 9
  46. 46. TI!:CNICA PARA EL TALLER DE óPTICApara evitar que el abrasivo raye la superficie. El vidrio así cortadopuede producir un borde levantado; pero si se pule dicha pestañacon madera y carborundo, el espejo quedará nuevamente plano(esto se denomina fenómeno Twyman). Sierras para. vidrio. Para cortar placas y tiras de vidrio de untrozo más grueso se usan sierras especiales. La más simple y lamás fácil es la sierra que se ve en la fig. 9 a). Congjste en un discogiratorio de hierro blando, alimentado con una mezcla de carbo-rundo y agua. A vecffi, se agrega a la mezcla azúcar, jarabe, talco,glicerina o bentonita (particularmente buena), para que el carbo-rundo se adhiera a la hoja y los granos no salten del receptáculo.La construcción corriente permite que un borde de la sierra sehunda en el "barro", o mezcla de carborundo, dentro del depó-sito que está debajo del disco. La pieza que debe cortarse estásobre una plataforma con contrapeso y una leve presión la man-tiene contra la sierra. La sierra de diamante es una buena herramienta para cortarláminas. La sierra de diamante de la parte inferior de la fig. 9se construye de la siguiente manera: se pulvHizan los diamantescomo se ve en b) y se cargan las ranuras de un disco circularpreparado como en e). Las ranuras se cierran, d), para retenerel polvo de diamante y dar a la sierra el suficiente juego. Duranteel funcionamiento, se lubrica y lava la hoja de la sierra con aguao querosene. Máquina de Draper modifica.d&. Una vez cortado el prisma, lente,espejo, u otra pieza cualquiera, las operaciones comprendidas enel esmerilado, pulido y figurado de curvas pueden hacerse manual-mente o con un torno para esmerilar y pulir. En la fig. 10 se veuna máquina Draper modHICada con ese objeto. La máquinamueve lateralmente la herramienta según un recorrido oval sobrela superficie del objeto. La amplitud del recorrido se controlamediante el ajuste de la excentricidad del cigüeñal. El recorridose regula mediante el movimiento de una corredera variable, demanera que se realice sobre un diámetro o sobre una cuerda. Laherramienta puede girar libremente, o sea impulsada mediante unacorrea. También puede cargársela para aUlllentar su presión sobrelª pieza o equilibrarla para disminuirla. La placa sobre la cual ·va montado el objeto debe girar a unas 2 r.p.m. Soporte d•la pieza. Es muy importante fijar la pieza en formaapropiada, pues de no hacerlo se produce astigmatismo, la pesa-dilla de quienes trabajan en óptica. El primer requisito consiste en que en la plataforma ~e la máquinaDraper, modificada, se trabaje con una concavidad de 0,025 a 0,075 ~7
  47. 47. ~NICA PABA 11L TALLER DE óPTICA plataforma ¡¡ir•torl• . de. hierro ~~ndido de SU)erfitiQ plana.Fig 10. Obsérvese que la junta universal aquí mdicada ~lo se utiliza para unesmerilado grueso. Para el esmenlado fino y el pulido, se acopla la herramient~ al brazo mediante un pivote. Véame Id• figs. 16 a 20.
  48. 48. T&CNICA PARA EL TALLER DE OPTIC::Amilímetros, según el tamaño. Se cubre, luego, con una capa del-gada de fieltro y hule, fig. 10. La superficie resultante es planay soporta el vidrio en forma uniforme, impidiendo la flexión du-rante el trabajo. Cuando debe hacerse la segunda superficie deuna lente, la herramienta de vidrio cóncavo-plana, utilizada en elesmerilado de la primera cara, se usa ahora para sostener la piezaen la plataforma. La herramienta se monta con el lado cóncavohacia arriba. Después, SP rpcubrP con fiPltro y se coloca sobre ellala lente. El objPto SI sujPta sobre la mesa mPdiante tres prensas, que de-ben ajustarse bien sin ejercer presión alguna sobre él, exceptola necesaria para equilibrar las fuerzas laterales producidas porla acción de la heiTamienta. Se mueve la pieza d! vez en cuando,con respecto a los soportes laterales, durante el esmerilado y Plpulido, con el fin de distribuir uniformementf el efecto de dichasfuerzas en la periferia del objeto y evitar el astigmati~mo. Si la pieza que se trabaja es un espejo o una lente, se la preparaesmerilando sus dos car~ y haciéndolas paralelas con una pulidoragiratoria de hierro fundido ron abrasivo, fig. 5. Luego se esme-rilan los bordes y se los bisela un poco. Por último, se pulen losbordes con una hPrramienta de madPra y granos finos de car-borundo. Esmerilado de curvas. Cuando las herramientas de esmerilar, degran tamaño y de metal resistente como cobre, bronee o hierro dul-ce, tienen un radio de curvatura definido, reproducirán este radioen el vidrio. La superficie de metal blando, cargada con la sustancia·abrasiva, no se gastat en forma apreciable cuando se la usa conmaterial frágil como el vidrio. Por el contrario, las herramientasde hierro fundido varían lentamente durante el esmerilado y lasde vidrio lo hacen casi a la misma velocidad que la pieza trabajada. El método tradicional para hacer a mano un espejo de 15 centí-metros consiste en emplear dos discos iguales de vidrio, el pri-mero como objeto y el segundo como herramienta. El esmeriladose realiza como se ve en la fig. 11, con el objeto montado en unpedestal fijo cuya altura es optativa. El óptico camina alrededordel objeto mientras lo recorre con la herramienta. Con el pulgarde la mano derecha se hace presión en el centro de la hPrramientay después se gira ésta con los dedos, en sentido contrario a lasagujas del reloj, a medida que se la avanza sobre el lado derechodel objeto. Cuando el recorrido se hace sobre una cuerda, el discosuperior resulta cóncavo y el inferior convexo. De este modo, eloperador tiene cierto control. Puede continuar esmerilando y au-mentando la curvatura de las superficies hasta obtener el resultadodeseado. Si se quiere disminuir la curvatura, se coloca debajo la 39
  49. 49. ftCNICA PARA EL TALLER DE óPTICAhPrramifnta v sP mueve Pl ob.ieto. O vueden invertirse periódica-mente las posiciones relativa<> de los dos discos, si se desea man-tener bien planas las superficies o constante el radio de curvaturaCuando se quiere mantener constante la curvatura. no se utilizael recorrido sobre cuerdas, !lino el diametral. tapete g-rueso -------- o de esponaa. ....____ r:/e gorn a Cuando el opeY.aYio YecorYe el cb- ;:)czt:o con la herratnienta,giYa. len- fatnent:e la t4Y~e que tiene (>n su mano a medida que camina alvededoY de la ft1esa.Fig. 11. Muchos operarios preferirán tener el objeto a un nivel más bajo. 1 a 1,!1 metros, que el mostrado aquí. :"JorA: El operano de la figUia es zurdo. Con la máquina de Draper modificada, el esmerilado de unespejo, según 1m radio definido de curvatura, se efectúa con un~herramienta pequ!lña. Las curvas cóncavas se cortan en el vidriocon una herramienta de 1/3, que recorre el objeto sobre su partlcentral. La curvatura convexa se genera con una herramientamenor que el diámetro, que recorre cuerdas del objeto. A,unquetambién se origina una curvatura convexa si se hace pasar una.herramienta grande por el centro del objeto ( carrEra diametral).resulta convexa más pronto cuando se recorre sobre cuerdas. Lavelocidad con que varía la curvatura es proporcional a la ampli-tud del recorrido diametral o de su recorrido equivalente sobrecuerdas.40
  50. 50. ftCNlCA PARA EL TALLER DE óPTICA Esmerilado el objeto hasta un radio dl curvatura arlleuado concarborunQo 90 y 60 para curvas pronunciadas, se utili.m una he-rramienta g-rande para corregir la superficie. El recorrido, eneste caso, es un óvalo angosto sobre el centro del objeto. La am-plitud es de un tercio a un sexto de su diámetro. Se continúa elesmerilado con la herramienta de tamaño grande hasta que éstay e1 objeto sea:n. esféricos. Esto se comprueba pol" el ajuste entrela herramienta y el objeto y se verifica con una marca de lápizsobre este último. El procedimiento puede producir rayaduras. Poreso, a menudo se hace una plantilla circular del radio requeridoy se esmerila el objeto hasta que se ajuste al modelo. También seutilizan esferómetros para medir su esfericidad. Cuando el objetoes esférico, la lectura del e!íferómetro, d, el radio de la curvaturadel objeto, R, y el radio del círculo que contienen los pies del es-ferómetro, r, están en esta relación : En realidad, las superficies esféricas obtenidas mediante el es-merilado son tan buenas, que los ópticos que trabajaban cuando nose habían desarrollado los actuales métodos de pruebas dudabanantes de pulir los pequeños pozos del esmerilado, pufs constituíanuna marca a la cual referir la superficie. Para esmfrilar curva.;; muy acentuadas como la-; nfcesarias parauna cámara Schmidt f /1, Sf coloca una banda alrt>dt>dor dt>l bordedt>l t>spejo y se recubre su i.uperficie con una capa de carborundo;esta banda mantiene los g-ranos sobre la superficie. A medida queel objeto g-ira lentamente, SE mueve en sentido diametral, o casidiametral, sobre su superficie, en un recorrido oval angosto, unaht>rramit>nta anular de hierro fundido, de diámt>tro mt>nor y quegira con rapidez. La amplitud del n>corrido se regula de modoQllf la hrrramienta anular lleg-ue al bordt> dt> la pit>za en los ex-trt>mos del rpcorrido. El Psmerilado final dt>bt> hacer!>e siemprt> eon una ht>rramientadt> vidrio. Rt> usa vidrio rn wz dt> mrt1l, para qur• la hrrramientase g-astr a la misma vt•locidad qur rl objrto aproximadamPntt>. asr-gurando· a<>í una concordancia m¡¡~ prrft><ta f:ntre la hPrramirnta~· ro;;te último. La hf:rramieuta purdP srr un disco dr vidrio con-formado como comph•mt>nto del objt>to; "" dreir, si rstP es una!>Unerfieie t>sféri(•o-eonYPXa df: mdio R, la herramieuta será mmP"frra (Óneava dr ca... i pl mi-;mo radio. O puNle Rfr una placa devid!Ío adht>rida a un rrfurrzo de mdal. Convirnr qur la lwrra-mienta de PRmerilar tenga una o m:ts estrías que no RP cortrn en 41
  51. 51. ~ICA PARA. EL TALLER gJI: OPTICAel centro, fig. 12, para impedir la succi6n, facilitar el acceso dela mezcla a todas las partes de la herramienta y asegurar que éstallf esmerilt> algo más rápidamente que el objeto. Las ranuras otmtríw. del vidrio pueden hacerse con la sierra de diamante o dedisco giratorio. .:;enttO ~ - cattíaa de o.e a 1,6 ... " hechas co" sle.,.,a de dl&MUSI1t~ octculal" he.rramietl~a c:lce 1!drio "ara et.meriar- c:uadrados de~ vidrio c:ctttcH- tadoji a u11a hena- miet1t~ curva de hierro l~ ;~~~~~c~o~"obre~du.-. ~ re••Ha 7 - - ~~ herramieHta de ....,e.tilal" para objetoe gratule$ fíg. 12. Para espejos grandes, sP pegttn piezas de vidrio cuadradas o cir-culares sobre un soporte de hierro cúncavo o convexo, como se veen la fig. 12. El radio de curvatura del objeto, R, se determina por medio deun esferómetro o con una plantilla de metal. Se corta la plantillacon una punta aguda de ac!tO (afilada como una herramientapara tomPar bronce), montad¡¡ en el extremo de una tablita delongitnd R y con un pivote 1.-n 1-l otro PxtrPmo. Para vidriosplano~, luedP u.,arsp e-omo plantilla una buena regla. Esmerilado fino. Logrado el radio apropiado y corrPgido elobjeto con la herramienta grandl.-, 1-l óptico U!.a, sucesivamente,carbonwcio de g-rano 150, F, 400 y 600. Utiliza 1la herramienta¡:rrandl c•(JJ] UJJa prPsión dt 0.0~0 k~/c m~. Para un esrwjo dP 15cl-ntímetro;; SP aplica, para cada vez, Ula cucharita de té llena<-(m abrasivo. Cada apli<"atión se mezcla con una o dos cucharadasde agua y sirvr para rsmerilar hasta ~ue desaparece el chirridode lo" granos <.,obre la ;;nperfitil. Con lstos espejos se repite laoperación ha-.ta rsmerilar PI objeto durante un tiempo total de30 minutos (o una hora si f" manual). Tras esmerilar durantemedia hora con carborundo dP un g"rano dl-terminado, el operario
  52. 52. nCNICA PARA EL TALLER DE óPTICA. pasa al próximo graoo y, por último, después del grano 600, ter- mina con dos granos de esmeril, el 302 ~ y el 303 ~- Hay que lavar cuidadosamente el objeto, la plataforma del torno óptieo y la herramienta después de emplear cada grano del abrasivo. El carborundo que se adquiere en el comPrcio está bien clasifi- cado y no requiere lavado, pero hay que lavar el esmeril cada VPZ que se lo usa. El proeeso del lavado es el siguj.ente: introducir dos o tres centímetros de esmeril en un vaso de Mason, de un cuarto, llenarlo oon agua, revolver y dejar estacionar durante 10 segundos. Decantar el esmeril suspendido en un segundo vaso limpio y tirar el residuo. Previa permanencia de 10 segundos en el segundo vaso, decantar nuevamente y repetir la operación por tercera vez. Luego, el tiempo de estacionamiento aumenta a un minuto, para que dé un residuo que denominaremos A.. El líquido .. decanta en un vaso limpio, en el cual se deja reposar hasta q~ se aclara, origi- nando un residuo B. Al residuo A. se ~grega el líquido que hay sobre B, se revuelve, se deja estacionar durante un minuto y, en- tonces, se agrega a B. Se repite varias veces hasta traspasar una fracción grande del esmeril de A a B. El residuo B, mezclado con un volumen igual de talco en polvo, lavado, está listo para usar durante el esmerilado. El talco sirve como lubricante v evita que la herramienta se adhiera. El talco 11e lava en la misma forma que el esmeril, para eliminar partútulu de hierro. El eRmerilado final con 1M dos grados de esmeril produce una superficie que presenta reflmón especular de luz blanea a la inci- dencia rasante. Con un áagnlo más pronunciado, la imagen refle- jada es roja. En realidad, se obtiene una reflexión especular de la región roja del espectro hasta un ángulo de unos 12°. El.ángulo rasante máximo de reflexión especular es una prueba simple de la calidad de la superficie esmerilada. Como fuente luminosa para la prueba hay que usar una lámpara de filamento y, ~ando la su- perficie presenta una reflexión de unos 120, a un ángulo rasante, el objeto está listo para el pulido. ~ Cuando el centro del espejo debe estar perfQrado, el orificio se practica con el eortavidrios circular, antes de comenzar -el esmeri- lado. Se asegura el trozo con yeso mate y se lo deja hasta terminar el figurado. Bre& paJI!. herramientaa. La brea para pulir de·be tener las pro- piedades siguientes: debe fluir a la temperatura ambiente; ha de cortarse fácilmente con un cuchillo afilado y, además, no debe per- der su temple por evaporación de los aceites volátiles. Damos, a continuaci6n una mezcla que satisface estas especificaciones:

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