Vidrio Impactinator®

Vidrio reforzado

Tratamiento térmico: Cuando el vidrio recocido se somete a un tratamiento térmico especial en el que se calienta a aproximadamente 680 ° C y luego se enfría.

Fortalecimiento químico: El vidrio está cubierto por una solución química que produce una mayor resistencia mecánica. El vidrio reforzado químicamente tiene propiedades similares al vidrio tratado térmicamente.

La velocidad de enfriamiento afecta directamente la resistencia del vidrio. El proceso regular de enfriamiento, o recocido, del vidrio flotado da como resultado una velocidad lenta. Se puede producir vidrio más fuerte cambiando la velocidad de enfriamiento. Dos tipos de vidrio más fuerte son:

• Vidrio reforzado térmicamente
• Vidrio templado

El vidrio reforzado con calor se enfría a una velocidad más rápida que el vidrio recocido normal. El vidrio templado, a su vez, se enfría a un ritmo más rápido que el vidrio reforzado con calor. Otra forma de fortalecer el vidrio es usar más de una luz de vidrio en la aplicación. El vidrio laminado consiste en dos o más litros de vidrio, unidos por una capa de plástico.

En muchos edificios modernos, el vidrio debe ser lo más fuerte posible. Tres razones básicas para fortalecer el vidrio son:

• Aumentar la carga del viento
• Aumentar la resistencia al impacto
• Combate el estrés térmico

Los arquitectos y diseñadores deben considerar la fuerza del viento en un edificio o instalación al elegir el vidrio. El viento hace que el vidrio se desvíe. Esta deflexión tensa no solo el vidrio en sí, sino todo el sistema de acristalamiento: el marco, las juntas y los selladores.

La resistencia al impacto está estrechamente relacionada con la carga del viento porque el viento transporta cosas como granizo, polvo, piedras pequeñas y otros desechos. Durante tornados y huracanes, el viento lleva muchos objetos más grandes.

A medida que el vidrio se calienta, se expande. La parte central de un lite se calienta y se expande a una velocidad mayor que los bordes. Las tensiones en los bordes suelen ser mayores en el centro de cada borde y disminuyen hacia las esquinas. El desequilibrio tensa los bordes. Esto se llama estrés térmico. La resistencia del borde del lite, por lo tanto, determina en gran medida su capacidad para resistir la rotura. Los bordes de corte limpio ofrecen la mayor resistencia al borde. Esto es particularmente crucial con el vidrio que absorbe el calor. Un sistema de acristalamiento bien diseñado también reduce las tensiones en el vidrio.

El vidrio reforzado con calor se fabrica calentando el vidrio recocido uniformemente y luego enfriándolo a un ritmo más lento que el vidrio templado. Las características incluyen:

• Es aproximadamente dos veces más fuerte que el vidrio recocido normal del mismo tamaño y grosor.
• Es más resistente a la carga del viento y a los impactos que el vidrio recocido normal, aunque menos resistente que el vidrio templado.
• Fracturas en piezas grandes y dentadas, similares al vidrio recocido.

El vidrio reforzado con calor se usa generalmente en edificios de gran altura para ayudar al vidrio a resistir el estrés térmico. También se utiliza en la fabricación de vidrio de enjuague. El vidrio de enjuague es vidrio oscuro que se utiliza en áreas sin visión. Debido a que el vidrio reforzado térmicamente se fractura en grandes piezas dentadas, no califica como un material de acristalamiento de seguridad. Todos los códigos de construcción requieren acristalamiento de seguridad para puertas de ducha, puertas comerciales y frentes de tiendas por razones de seguridad.

El vidrio gana una resistencia considerable del templado. Un lite de vidrio templado es aproximadamente cuatro veces más fuerte que un lite de vidrio recocido del mismo tamaño y grosor. Las características incluyen:

• La única característica del vidrio recocido afectado por el templado es su resistencia a la flexión o a la tracción:
• El templado aumenta la resistencia a la tracción del vidrio.
• Esto hace que el vidrio templado sea más capaz de resistir las fuerzas causadas por el calor, el viento y el impacto.
• El templado no cambia:
• El color, la composición química o las características de transmisión de luz del vidrio recocido.
• Su resistencia a la compresión (la capacidad del vidrio para resistir las fuerzas de aplastamiento)
• La velocidad a la que el vidrio conduce y transmite calor.
• La velocidad a la que el vidrio se expande cuando se calienta.
• La rigidez del vidrio.

Las principales razones para usar vidrio templado son:

• El vidrio templado, cuando se rompe, está diseñado para romperse en partículas en forma de cubo. Por lo tanto, califica como un material de acristalamiento de seguridad.
• El vidrio templado ofrece una mayor resistencia contra la deflexión y, por lo tanto, una mejor resistencia a la fuerza del viento, que el vidrio reforzado con calor. Es más efectivo si se coloca dentro de un sistema de acristalamiento general bien diseñado.
• El templado aumenta la capacidad del vidrio para sobrevivir al impacto de objetos que puedan golpear el edificio. Cuando el vidrio templado se rompe, se rompe en pequeños cubos, lo que reduce la probabilidad de lesiones graves en el impacto.
• El templado aumenta la resistencia del borde de un lite. Por lo tanto, el vidrio templado se especifica cuando los diseñadores anticipan altas tensiones térmicas.

El vidrio templado se fabrica calentando el vidrio recocido uniformemente. El vidrio puede ser de 1/8" a 3/4" de espesor. El vidrio recocido se enfría rápidamente soplando aire uniformemente sobre ambas superficies al mismo tiempo. Esto se conoce como enfriamiento del aire. El enfriamiento rápido aumenta las fuerzas de compresión en la superficie y las fuerzas de tensión dentro del vidrio. Se utilizan dos procesos para templar el vidrio:

• Templado vertical
• Templado horizontal

En el templado vertical se utilizan pinzas para suspender el vidrio de su borde superior. Se mueve verticalmente a través del horno de esta manera. En el templado horizontal, el vidrio se mueve a través del horno sobre rodillos de acero inoxidable o cerámica. De los dos procesos, el templado horizontal es el más común. El vidrio templado se identifica por una etiqueta permanente, llamada insecto, que se coloca en la esquina de cada lite templado. El vidrio templado no se puede cortar, perforar ni bordear. Estos procesos deben realizarse en el vidrio antes del templado.

El vidrio laminado, a veces llamado "lami", se fabrica colocando una capa de butiral de polivinilo (PVB) entre dos o más litos de vidrio. El PVB puede ser transparente o teñido y comúnmente varía en grosor de .015 "a .090", pero puede ser tan grueso como .120" para aplicaciones especiales. Toda la unidad se fusiona bajo calor y presión en un horno especial llamado autoclave. El proceso de laminación se puede realizar en vidrio transparente, tintado, reflectante, termoendurecido o templado. Las características incluyen:

• Cuando el vidrio laminado se rompe, las partículas de vidrio se adhieren al PVB y no vuelan ni caen. Ciertas combinaciones de espesores de vidrio y PVB califican como materiales de acristalamiento de seguridad bajo los estándares de salud y seguridad establecidos por el American National Standards Institute (ANSI). Por ejemplo, el vidrio laminado con una capa de PVB .030 intercalada entre dos piezas de vidrio recocido de dos milímetros cumple con el requisito mínimo para el acristalamiento de seguridad.

Aplicaciones: además del acristalamiento de seguridad, el vidrio laminado tiene muchas aplicaciones especiales, incluida la reducción de sonido y la seguridad.

REFLEX Analytical introduce un proceso de fortalecimiento químico para sustratos de vidrio en su capacidad de fabricación óptica. El tratamiento se realiza a través de un intercambio iónico químico en la superficie de un sustrato. El intercambio Na+-K+ introduce tensiones de compresión en la superficie y estas tensiones actúan como un mecanismo de endurecimiento eficaz, aumentando así la resistencia y disminuyendo la susceptibilidad a la iniciación del daño. Esto permite que el vidrio se utilice a niveles más altos de tensión de tracción, con resistencias comparables a las aleaciones de aluminio.

Cabe destacar que en este momento, la resistencia a la flexión del vidrio tratado químicamente puede alcanzar hasta 100,000 psi (100 Ksi), que es casi equivalente a las propiedades ópticas y mecánicas del material óptico Sapphire altamente duradero pero más caro que es superado solo por el diamante en términos de dureza y es impermeable al agua, la mayoría de los ácidos, álcalis y productos químicos agresivos. Se ha desarrollado un proceso pendiente de patente para aumentar la resistencia a la flexión a 150,000 psi (150 Ksi), que superará con creces la calificación de Sapphire de 108,000 psi (108 Ksi). El vidrio reforzado químicamente demuestra excelentes propiedades mecánicas, químicas y ópticas que representan un gran avance en la tecnología de la ciencia del vidrio.

El vidrio tratado químicamente cuenta con un rango de transparencia desde los rayos UV hasta el visible y el infrarrojo. Esto permite a los diseñadores de sistemas de armas operar dispositivos de guía, ya sean CCD, radiofrecuencia, infrarrojos o láser. Los defensores del material enfatizan que el vidrio tratado químicamente no es solo para su uso en aplicaciones militares. Se puede utilizar en numerosas aplicaciones que exigen resistencia y claridad óptica. El material también es útil para ventanas gráficas, cubiertas protectoras y ópticas de superficie frontal en entornos hostiles cuyos elementos pueden incluir condiciones de alta temperatura, alta presión y vacío. Las aplicaciones menos exigentes incluyen ventanas de escáner de punto de venta utilizadas en escáneres de supermercados y minoristas.

Se recomiendan los componentes personalizados y están disponibles a pedido; Los dibujos mecánicos con especificaciones y tolerancias son requisitos previos.

El vidrio templado está hecho de vidrio recocido a través de un proceso de templado térmico. El vidrio se coloca sobre una mesa de rodillos, llevándolo a través de un horno que lo calienta por encima de su punto de recocido de aproximadamente 720 ° C. Luego, el vidrio se enfría rápidamente con corrientes de aire forzadas, mientras que la parte interior permanece libre para fluir por un corto tiempo. Un proceso químico alternativo consiste en forzar una capa superficial de vidrio de al menos 0,1 mm de espesor en compresión por intercambio iónico de los iones de sodio en la superficie del vidrio con los iones de potasio 30% más grandes, por inmersión del vidrio en un baño de nitrato de potasio fundido. El endurecimiento químico da como resultado una mayor tenacidad en comparación con el endurecimiento térmico, y se puede aplicar a objetos de vidrio de forma compleja. [1] [pantalla táctil:editar] Ventajas

El término vidrio templado se usa generalmente para describir vidrio completamente templado, pero a veces se usa para describir vidrio reforzado con calor, ya que ambos tipos se someten a un proceso de "endurecimiento" térmico. Hay dos tipos principales de vidrio tratado térmicamente, reforzado térmicamente y totalmente templado. El vidrio reforzado térmicamente es dos veces más fuerte que el vidrio recocido, mientras que el vidrio completamente templado es típicamente de cuatro a seis veces la resistencia del vidrio recocido y resiste el calentamiento en hornos de microondas. La diferencia es la tensión residual en el borde y la superficie del vidrio. El vidrio totalmente templado en los Estados Unidos generalmente está por encima de 65 MPa, mientras que el vidrio reforzado con calor está entre 40 y 55 MPa. Es importante tener en cuenta que, si bien la resistencia del vidrio no cambia la deflexión, ser más fuerte significa que puede desviarse más antes de romperse. [pantalla táctil: cita requerida] El vidrio recocido desvía menos que el vidrio templado bajo la misma carga, siendo todo lo demás igual. [pantalla táctil:editar] Desventajas

El vidrio templado debe cortarse a medida o presionarse para darle forma antes del endurecimiento y no se puede volver a trabajar una vez endurecido. El pulido de los bordes o la perforación de agujeros en el vidrio se lleva a cabo antes de que comience el proceso de endurecimiento. Debido a las tensiones equilibradas en el vidrio, el daño al vidrio eventualmente resultará en que el vidrio se rompa en pedazos del tamaño de una miniatura. El vidrio es más susceptible a la rotura debido al daño en el borde del vidrio donde la tensión de tracción es mayor, pero también puede ocurrir una rotura en caso de un impacto fuerte en el centro del panel de vidrio o si el impacto se concentra (por ejemplo, golpear el vidrio con una punta). El uso de vidrio templado puede representar un riesgo de seguridad en algunas situaciones debido a la tendencia del vidrio a romperse completamente con un impacto fuerte en lugar de dejar fragmentos en el marco de la ventana[2].

El templado químico es un tratamiento superficial realizado bajo transición vítrea, cuando los vasos se sumergen en un baño con sal de potasio derretida a una temperatura superior a 380 [pantalla táctil: grados] C. Se produce un intercambio entre los iones de potasio en la sal y los iones de sodio en la superficie del vidrio. La introducción de iones de potasio más grandes que los de sodio conduce a una tensión residual, que se caracteriza por una tensión comprimida en la superficie que se compensa con la tensión de tensión dentro del vidrio.

El templado químico debe considerarse en las siguientes situaciones:

• Cuando el grosor del vidrio es inferior a 2,5 mm (es muy difícil templar térmicamente el vidrio de esta delgadez);

• cuando el vidrio con características complejas de flexión o dimensionales no pueda templarse con equipos térmicos;

• cuando se necesite una resistencia mecánica superior a la que se puede obtener con el templado térmico (por ejemplo, en aplicaciones industriales o arquitectónicas especiales);

• cuando se requiera una resistencia al impacto superior a la que se puede obtener con el templado térmico tradicional;

• cuando existe un alto requisito óptico y no se puede tolerar la deformación de la superficie del vidrio (por ejemplo, para aplicaciones industriales y de motor).

El vidrio templado químicamente se puede formar con una composición química especial, como el vidrio de sodio-calcio. Puede comenzar desde un grosor de 0,5 mm y puede medir hasta 3200 x 2200 mm.

Se pueden obtener diferentes valores dependiendo de la duración del ciclo y la temperatura, y se pueden seleccionar de acuerdo con los requisitos especiales del proyecto y las condiciones en las que se utilizará el artículo de vidrio. El vidrio templado químico se puede cortar, moler, perforar, dar forma y decorar.