Impactinator® Glas

Verstärktes Glas

Wärmebehandlung: Hier wird das getemperte Glas einer speziellen Wärmebehandlung unterzogen, bei der es auf ca. 680°C erhitzt und anschließend abgekühlt wird.

Chemische Verstärkung: Das Glas wird mit einer chemischen Lösung überzogen, die eine höhere mechanische Beständigkeit erzeugt. Chemisch - vorgespanntes Glas hat ähnliche Eigenschaften wie thermisch behandeltes Glas.

Die Abkühlungsgeschwindigkeit wirkt sich direkt auf die Festigkeit des Glases aus. Der regelmäßige Prozess des Abkühlens - oder Glühens - von Floatglas führt zu einer langsamen Geschwindigkeit. Stärkeres Glas kann durch Änderung der Abkühlgeschwindigkeit hergestellt werden. Zwei Arten von stärkerem Glas sind:

• Vorgespanntes Glas
• Gehärtetes Glas

Vorgespanntes Glas kühlt schneller ab als normales getempertes Glas. Gehärtetes Glas wiederum wird schneller abgekühlt als wärmegehärtetes Glas. Eine weitere Möglichkeit, Glas zu verstärken, besteht darin, mehr als eine Scheibe Glas in der Anwendung zu verwenden. Verbundglas besteht aus zwei oder mehr Glasscheiben, die durch eine Kunststoffschicht verbunden sind.

In vielen modernen Gebäuden muss das Glas so stark wie möglich sein. Drei Hauptgründe für die Verstärkung von Glas sind:

• Erhöhung der Windlast
• Erhöhung der Schlagfestigkeit
• Thermischen Stress bekämpfen

Architekten und Designer müssen bei der Auswahl von Glas die Windkraft auf ein Gebäude oder eine Anlage berücksichtigen. Wind bewirkt, dass sich Glas durchbiegt. Diese Durchbiegung belastet nicht nur das Glas selbst, sondern das gesamte Verglasungssystem: Rahmen, Dichtungen und Dichtstoffe.

Die Schlagfestigkeit hängt eng mit der Windlast zusammen, da der Wind Dinge wie Hagelkörner, Staub, kleine Steine und andere Ablagerungen mit sich führt. Bei Tornados und Hurrikanen trägt der Wind viele größere Objekte.

Wenn sich Glas erwärmt, dehnt es sich aus. Der mittlere Teil einer Lite wird heißer und dehnt sich schneller aus als die Kanten. Die Spannungen an den Kanten sind in der Regel in der Mitte jeder Kante größer und nehmen zu den Ecken hin ab. Die Unwucht belastet die Kanten. Dies wird als thermischer Stress bezeichnet. Die Kantenfestigkeit der Lite bestimmt daher in hohem Maße ihre Bruchfestigkeit. Sauber geschnittene Kanten bieten die größte Kantenfestigkeit. Dies ist besonders bei wärmeabsorbierenden Gläsern entscheidend. Ein gut durchdachtes Verglasungssystem reduziert auch die Belastung des Glases.

Vorgespanntes Glas wird hergestellt, indem getempertes Glas gleichmäßig erhitzt und dann langsamer abgekühlt wird als gehärtetes Glas. Zu den Merkmalen gehören:

• Ist etwa doppelt so stark wie normales getempertes Glas gleicher Größe und Dicke.
• Ist widerstandsfähiger gegen Windbelastung und Stöße als normales getempertes Glas, jedoch weniger widerstandsfähig als gehärtetes Glas.
• Bricht in große, gezackte Stücke, ähnlich wie getempertes Glas.

Vorgespanntes Glas wird im Allgemeinen in Hochhäusern verwendet, um dem Glas zu helfen, thermischen Belastungen standzuhalten. Es wird auch bei der Herstellung von Brüstungsglas verwendet. Spandrelglas ist obskures Glas, das in nicht sichtbaren Bereichen verwendet wird. Da vorgespanntes Glas in große, gezackte Stücke zerbricht, gilt es nicht als Sicherheitsverglasungsmaterial. Alle Bauvorschriften verlangen aus Sicherheitsgründen Sicherheitsverglasungen für Duschtüren, gewerbliche Türen und Ladenfronten.

Glas gewinnt durch das Vorspannen erheblich an Festigkeit. Ein Lite aus gehärtetem Glas ist etwa viermal stärker als ein Lite aus getempertem Glas gleicher Größe und Dicke. Zu den Merkmalen gehören:

• Die einzige Eigenschaft des getemperten Glases, das durch das Vorspannen beeinträchtigt wird, ist seine Biege- oder Zugfestigkeit:
• Das Vorspannen erhöht die Zugfestigkeit von Glas.
• Dadurch ist gehärtetes Glas besser in der Lage, den durch Hitze, Wind und Stöße verursachten Kräften zu widerstehen.
• Die Temperierung ändert sich nicht:
• Die Farbe, die chemische Zusammensetzung oder die Lichtdurchlässigkeit des getemperten Glases.
• Seine Druckfestigkeit (die Fähigkeit des Glases, Quetschkräften zu widerstehen)
• Die Geschwindigkeit, mit der das Glas Wärme leitet und überträgt.
• Die Geschwindigkeit, mit der sich das Glas beim Erhitzen ausdehnt.
• Die Steifigkeit des Glases.

Die Hauptgründe für die Verwendung von gehärtetem Glas sind:

• Gehärtetes Glas ist, wenn es zerbrochen wird, so konzipiert, dass es in würfelförmige Partikel zerbricht. Es qualifiziert sich daher als Sicherheitsverglasungsmaterial.
• Gehärtetes Glas bietet eine höhere Festigkeit gegen Durchbiegung und damit eine bessere Beständigkeit gegen Windkraft als wärmegehärtetes Glas. Es ist effektiver, wenn es in einem gut durchdachten Gesamtverglasungssystem platziert wird.
• Das Vorspannen erhöht die Fähigkeit von Glas, den Aufprall von Gegenständen zu überstehen, die auf das Gebäude treffen können. Wenn gehärtetes Glas zerbricht, zerbricht es in kleine Würfel, wodurch die Wahrscheinlichkeit schwerer Verletzungen beim Aufprall verringert wird.
• Das Anlassen erhöht die Kantenfestigkeit eines Lites. Daher wird gehärtetes Glas spezifiziert, wenn Konstrukteure mit hohen thermischen Belastungen rechnen.

Gehärtetes Glas wird hergestellt, indem getempertes Glas gleichmäßig erhitzt wird. Das Glas kann zwischen 1/8" und 3/4" dick sein. Das getemperte Glas wird dann schnell abgekühlt, indem Luft gleichmäßig auf beide Oberflächen gleichzeitig geblasen wird. Dies wird als Luftabschreckung bezeichnet. Durch die schnelle Abkühlung erhöhen sich die Druckkräfte an der Oberfläche und die Zugkräfte im Inneren des Glases. Zum Vorspannen von Glas werden zwei Verfahren verwendet:

• Vertikale Temperierung
• Horizontales Anlassen

Beim vertikalen Vorspannen wird eine Zange verwendet, um das Glas an der Oberkante aufzuhängen. Auf diese Weise bewegt er sich senkrecht durch den Ofen. Beim horizontalen Vorspannen bewegt sich das Glas auf Edelstahl- oder Keramikrollen durch den Ofen. Von den beiden Verfahren ist das horizontale Anlassen das gebräuchlichere. Gehärtetes Glas wird durch ein permanentes Etikett identifiziert, das als Käfer bezeichnet wird und in der Ecke jedes gehärteten Glases angebracht ist. Gehärtetes Glas kann nicht geschnitten, gebohrt oder gekantet werden. Diese Vorgänge müssen vor dem Vorspannen am Glas durchgeführt werden.

Verbundglas, manchmal auch "Lami" genannt, wird hergestellt, indem eine Schicht Polyvinylbutyral (PVB) zwischen zwei oder mehr Glasscheiben gelegt wird. Das PVB kann klar oder getönt sein und variiert in der Regel in der Dicke von .015" bis .090", kann aber für spezielle Anwendungen bis zu .120" dick sein. Die gesamte Einheit wird dann unter Hitze und Druck in einem speziellen Ofen, dem Autoklaven, verschmolzen. Der Laminierprozess kann auf klarem, getöntem, reflektierendem, vorgespanntem oder gehärtetem Glas durchgeführt werden. Zu den Merkmalen gehören:

• Wenn Verbundglas bricht, haften die Glaspartikel am PVB und fliegen oder fallen nicht. Bestimmte Kombinationen von Glas- und PVB-Dicken gelten gemäß den Gesundheits- und Sicherheitsstandards des American National Standards Institute (ANSI) als Sicherheitsverglasungsmaterialien. Zum Beispiel erfüllt Verbundglas mit einer .030 PVB-Schicht, die zwischen zwei getemperten Zwei-Millimeter-Glasstücken liegt, die Mindestanforderungen an Sicherheitsverglasungen.

Anwendungen - Neben der Sicherheitsverglasung hat Verbundglas viele Spezialanwendungen, einschließlich Schalldämmung und Sicherheit.

REFLEX Analytical führt ein chemisches Verstärkungsverfahren für Glassubstrate in deren optische Fertigungsfähigkeit ein. Die Behandlung erfolgt durch einen chemischen Ionenaustausch auf der Oberfläche eines Substrats. Der Na+-K+-Austausch führt zu Druckspannungen an der Oberfläche, die als effektiver Härtemechanismus wirken, wodurch die Festigkeit erhöht und die Anfälligkeit für die Schädigungsentstehung verringert wird. Dadurch kann das Glas bei höheren Zugspannungen eingesetzt werden, mit Festigkeiten, die mit denen von Aluminiumlegierungen vergleichbar sind.

Bemerkenswert zu dieser Zeit ist, dass die Biegefestigkeit von chemisch behandeltem Glas bis zu 100.000 psi (100 Ksi) erreichen kann, was den optischen und mechanischen Eigenschaften des äußerst haltbaren, aber teureren optischen Materials Saphir entspricht, das in Bezug auf die Härte nur von Diamant übertroffen wird und undurchlässig für Wasser, die meisten Säuren und Säuren ist. Laugen und aggressive Chemikalien. Ein zum Patent angemeldetes Verfahren wurde entwickelt, um die Biegefestigkeit auf 150.000 psi (150 Ksi) zu erhöhen, was die Nennleistung von Sapphire von 108.000 psi (108 Ksi) bei weitem übertreffen wird. Chemisch vorgespanntes Glas weist hervorragende mechanische, chemische und optische Eigenschaften auf, was einen großen Fortschritt in der glaswissenschaftlichen Technologie darstellt.

Das chemisch behandelte Glas verfügt über einen Transparenzbereich vom UV über das Sichtbare bis ins Infrarote. Dies ermöglicht es den Entwicklern von Waffensystemen, Lenkgeräte zu betreiben, unabhängig davon, ob sie CCD-, Hochfrequenz-, Infrarot- oder Laser-basierte Geräte sind. Die Befürworter des Materials betonen, dass chemisch behandeltes Glas nicht nur für militärische Anwendungen geeignet ist. Es kann in zahlreichen Anwendungen eingesetzt werden, die Zähigkeit und optische Klarheit erfordern. Das Material eignet sich auch für Sichtfenster, Schutzabdeckungen und Frontflächenoptiken in rauen Umgebungen, deren Elemente hohe Temperatur-, Hochdruck- und Vakuumbedingungen umfassen können. Zu den weniger anspruchsvollen Anwendungen gehören Point-of-Sale-Scannerfenster, die in Lebensmittelgeschäften und Einzelhandelsscannern verwendet werden.

Kundenspezifische Komponenten sind erwünscht und auf Anfrage erhältlich. Mechanische Zeichnungen mit Spezifikationen und Toleranzen sind Voraussetzung.

Gehärtetes Glas wird aus getempertem Glas durch ein thermisches Vorspannverfahren hergestellt. Das Glas wird auf einen Rollgang gelegt und durch einen Ofen geführt, der es über seinen Glühpunkt von etwa 720 °C erhitzt. Das Glas wird dann durch erzwungene Luftzüge schnell abgekühlt, während der innere Teil für kurze Zeit frei fließen kann. Ein alternatives chemisches Verfahren besteht darin, eine mindestens 0,1 mm dicke Oberflächenschicht aus Glas durch Ionenaustausch der Natriumionen in der Glasoberfläche mit den 30 % größeren Kaliumionen durch Eintauchen des Glases in ein Bad aus geschmolzenem Kaliumnitrat in eine Kompression zu zwingen. Das chemische Vorspannen führt im Vergleich zum thermischen Vorspannen zu einer erhöhten Zähigkeit und kann auf Glasobjekte mit komplexer Form angewendet werden. [1] [Touchscreen:Bearbeiten] Vorteile

Der Begriff gehärtetes Glas wird im Allgemeinen verwendet, um vollständig gehärtetes Glas zu beschreiben, wird aber manchmal verwendet, um wärmevorgespanntes Glas zu beschreiben, da beide Arten einem thermischen "Vorspannprozess" unterzogen werden. Es gibt zwei Haupttypen von wärmebehandeltem Glas, wärmegehärtetes und vollständig gehärtetes. Hitzegehärtetes Glas ist doppelt so stark wie getempertes Glas, während vollständig gehärtetes Glas in der Regel vier- bis sechsmal so stark ist wie getempertes Glas und der Erwärmung in Mikrowellenherden standhält. Der Unterschied liegt in den Eigenspannungen in der Rand- und Glasoberfläche. Vollständig gehärtetes Glas liegt in den USA im Allgemeinen über 65 MPa, während wärmegehärtetes Glas zwischen 40 und 55 MPa liegt. Es ist wichtig zu beachten, dass die Stärke des Glases zwar nichts an der Durchbiegung ändert, aber stärker zu sein bedeutet, dass es sich mehr ablenken kann, bevor es bricht. [touchscreen:Zitat benötigt] Geglühtes Glas durchbiegt bei gleicher Belastung weniger als gehärtetes Glas, alles andere ist gleich. [Touchscreen:Bearbeiten] Benachteiligungen

Gehärtetes Glas muss vor dem Vorspannen zugeschnitten oder in Form gepresst werden und kann nach dem Vorspannen nicht nachbearbeitet werden. Das Polieren der Kanten oder das Bohren von Löchern in das Glas erfolgt vor Beginn des Vorspannvorgangs. Aufgrund der ausgeglichenen Spannungen im Glas führt eine Beschädigung des Glases schließlich dazu, dass das Glas in daumennagelgroße Stücke zerbricht. Das Glas ist am anfälligsten für Brüche aufgrund von Beschädigungen am Glasrand, wo die Zugspannung am größten ist, aber auch bei einem harten Aufprall in der Mitte der Glasscheibe oder bei konzentriertem Aufprall (z. B. Aufprall mit einer Spitze) kann es zum Zerbrechen kommen. Die Verwendung von gehärtetem Glas kann in einigen Situationen ein Sicherheitsrisiko darstellen, da das Glas dazu neigt, bei hartem Aufprall vollständig zu zerspringen, anstatt Scherben im Fensterrahmen zu hinterlassen[2].

Chemisches Vorspannen ist eine Oberflächenbehandlung, die unter Glaskörper durchgeführt wird, wenn Gläser in ein Bad mit geschmolzenem Kaliumsalz bei einer Temperatur über 380 °C getaucht werden. Es findet ein Austausch zwischen den Kaliumionen im Salz und den Natriumionen auf der Oberfläche des Glases statt. Das Einbringen von Kaliumionen, die größer als die Natriumionen sind, führt zu Eigenspannungen, die durch eine komprimierte Spannung an der Oberfläche gekennzeichnet sind, die durch die Spannungsspannung im Inneren des Glases ausgeglichen wird.

Eine chemische Temperierung sollte in folgenden Situationen in Betracht gezogen werden:

• Wenn die Glasdicke weniger als 2,5 mm beträgt (es ist sehr schwierig, Glas dieser Dünne thermisch vorzuspannen);

• wenn Glas mit komplexen Biege- oder Maßeigenschaften nicht mit thermischen Geräten gehärtet werden kann;

• wenn eine mechanische Beständigkeit erforderlich ist, die der durch thermisches Vorspannen erzielten Beständigkeit überlegen ist (z. B. bei speziellen industriellen oder architektonischen Anwendungen);

• wenn eine Schlagzähigkeit erforderlich ist, die höher ist als die, die mit herkömmlichem thermischem Vorspannen erreicht werden kann;

• wenn hohe optische Anforderungen bestehen und keine Verformung der Glasoberfläche toleriert werden kann (z. B. für Industrie- und Motoranwendungen).

Chemisch gehärtetes Glas kann mit einer speziellen chemischen Zusammensetzung geformt werden, wie z. B. Natrium-Kalzium-Glas. Es kann ab einer Dicke von 0,5 mm beginnen und bis zu 3200 x 2200 mm messen.

Je nach Zykluslänge und Temperatur können unterschiedliche Werte ermittelt werden, die je nach speziellen Projektanforderungen und den Einsatzbedingungen des Glasartikels ausgewählt werden können. Chemisch gehärtetes Glas kann geschnitten, geschliffen, gebohrt, geformt und dekoriert werden.