Sklo je jedním z nejběžnějších materiálů používaných ve stavebnictví a dalších průmyslových odvětvích. Téměř každý ví, že se získává z písku, ale samotnému postupu dobře rozumí jen ten, kdo se s ním přímo setká. Pro ostatní je výroba skla zcela neznámá záležitost.

Abychom tuto mezeru zaplnili, stojí za to si přečíst článek, kde je vše prezentováno jednoduchým a srozumitelným jazykem. Tyto informace mohou být užitečné na farmě, když potřebujete provést jakoukoli operaci se sklem. Pak pochopení základních vlastností a znalost charakteristik vám pomůže vyhnout se typickým chybám a nesprávným akcím.

Suroviny pro výrobu skla

Sklo není jen známý materiál používaný k výrobě oken. V průmyslu existuje mnoho odrůd, které slouží různým účelům. Způsoby výroby skla spočívají hlavně v tepelném zpracování součástí. Způsob výroby byl objeven již poměrně dávno, ale v dávných dobách byl materiál nekvalitní, protože lidé nevěděli, jak jej dobře čistit, a ve složení zůstalo mnoho škodlivých nečistot, což výrazně zhoršilo vlastnosti.

Čiré sklo

Sklo bylo často prakticky neprůhledné, mělo nazelenalý odstín a bylo nadměrně křehké. To ukazuje na příliš vysoký obsah kovu nebo síry. S rozvojem technologií se ale zlepšovala i kvalita hotového výrobku. Hlavní suroviny:

  • • oxid křemičitý, který se ve velkém množství nachází v písku;
  • • oxidy boru, fosforu, teluru, germania;
  • • fluorid hlinitý;
  • • některé typy reaktivních kovů a jejich sloučenin.

Výrobní technologie

Reakce na výrobu skla nastává pouze pod vlivem vysoké teploty – nejméně 1600 stupňů. K zajištění takových podmínek se používá speciální pec. Celý proces lze popsat formou propojeného sledu fází:

  • 1. Nejprve se suroviny důkladně rozdrtí do práškového stavu a smíchají se dohromady. Zároveň je zde důležitá dokonalá přesnost, takže před smícháním komponent je potřeba vše změřit pomocí elektronické váhy.
  • 2. Dále je prášek odeslán do tavicí pece, kde probíhá proces výroby skla při vysokých teplotách. Všechny složky se roztaví a vytvoří homogenní kapalnou hmotu. Teplota zpracování závisí na značce výsledného materiálu. Při použití žáruvzdorných materiálů jako přísad je nutné zvýšit množství dodávané tepelné energie.
  • 3. Dále tavenina vstupuje do lázně tekutého cínu zahřáté na 1000 stupňů Celsia. Díky nižší hustotě se kapaliny vzájemně nemísí, ale sklo dostává dokonale rovný a hladký povrch.
  • 4. Po „cínové lázni“ pokračuje materiál ve svém pohybu po dopravníku, protože se musí ochladit na teplotu přibližně 250 stupňů, aby mohl začít proces tuhnutí. V tomto případě musí být chlazení postupné, jinak produkt jednoduše praskne a bude muset být odeslán k likvidaci nebo recyklaci.
  • 5. Na závěr probíhá řezání nebo výroba skla podle požadované konfigurace. Na každém dopravníku je také kvalitní stroj, který kontroluje konečný výsledek.
ČTĚTE VÍCE
Co se stane, když necháte konvici zapojenou?

Sklárna

Tato technologie výroby skla je již dlouho zavedená, ale není jediná. V některých situacích lze použít jiný přístup. To je relevantní pro výrobu speciálních skel, která mají se silikonovým materiálem společný pouze název. Mohou mít dokonce tekutý fyzikální stav, zatímco všechna skla jsou obvykle spojena s vysokou úrovní tvrdosti.

Proto musíme uvažovat o jiném procesu – výrobě tekutého skla. Spočívá ve zpracování surovin obsahujících oxid křemičitý alkalickými roztoky sodíku nebo draslíku. Současně je pro normální reakční rychlost vyžadován bod varu alkálie a vysoký tlak, kterého lze dosáhnout pomocí speciálního zařízení.

Výroba různých typů skel a zrcadel

Výroba tvrzeného a tvrzeného skla se provádí pomocí následného zpracování standardních materiálů. Vloží se do speciální pece, kde se zahřejí na určitou teplotu, načež se ochladí. V důsledku tohoto nárazu se v horních vrstvách vytvoří tzv. tahová zóna, která poskytne dodatečnou pevnost. Za normálních atmosférických podmínek je 6x vyšší než pevnost v tahu standardního skla.

Jedním z nejobtížnějších úkolů je výroba zakřiveného skla. Tento proces probíhá pod vlivem vysoké teploty, kdy materiál měkne a nehrozí rozbití. Operace může trvat od dvou do deseti hodin, vše závisí na požadovaném poloměru ohybu a tloušťce zpracovávaného skla.

Výroba skla

V lehkém průmyslu je výroba sklářských výrobků jedním z nejoblíbenějších odvětví. Materiál se docela dobře zpracovává, proto se z něj vyrábí nádobí a různé dekorativní předměty. Většina ozdob na vánoční stromeček je také vyrobena ze skla a jednoduše se fouká z roztaveného materiálu. V praxi vypadá proces velmi zajímavě, takže stojí za to se o něm podívat na video.

Mnoho dílen vyrábí zakázkové sklo, jehož cena bude vyšší než u standardních modelů, ale můžete okamžitě obdržet díl s požadovanými rozměry. Ceník služeb si můžete prohlédnout na oficiálních stránkách.

Samostatnou kategorií skla je zrcadlo, které má místo průhlednosti vlastnost odrážet vše, co se dostane do jeho zorného pole. Tohoto efektu je dosaženo speciálním zpracováním. Lidé si často kladou otázku, proč se na výrobu zrcadel brousí sklo? To se děje za účelem, aby na dokonale hladkém povrchu nebyl obraz zkreslený a člověk viděl jasný odraz jakéhokoli předmětu.

Pokusy se zpevňováním skla byly úspěšné na počátku 20. století a vyvinuté technologie našly uplatnění v různých oblastech průmyslu. Sklo po kalení získává novou sadu kvalit se zachováním výhod běžného skla, což vysvětluje neustálý nárůst poptávky po těchto výrobcích.

Co je temperování skla?

Kalení skla je technologie zpracování, která zahrnuje tepelné, chemické nebo kombinované účinky na materiál, což má za následek zvýšení jeho pevnostních charakteristik.

ČTĚTE VÍCE
Co dělat, abyste se vyhnuli bílým zbytkům ze zvlhčovače?

Co je tvrzené sklo a jak se vyrábí?

Pro temperování je vhodné běžné (surové) sklo. Vlivem chemikálií nebo zahřátím s následným rychlým ochlazením se mění jeho fyzikální vlastnosti: ve vnitřních vrstvách se objevuje tahové napětí, ve vnějších tlakové. Díky zpevnění materiálu se rozšiřuje rozsah jeho použití a zvyšuje se bezpečnost používání.

Jaké vlastnosti získává sklo kalením?

Tvrzené sklo (stalinit) prochází delším technologickým cyklem, což zvyšuje jeho cenu. To je však zcela oprávněné, protože temperování dává sklu jedinečné vlastnosti:

  • mechanická pevnost při nárazu se zvyšuje 5–10krát, při ohýbání – 2–3krát;
  • odolnost proti tahu a tlaku se zvyšuje 5–6krát;
  • rozsah provozních teplot se rozšiřuje z minus 70 °C na plus 300 °C;
  • zvyšuje se provozní bezpečnost – sklo se rozbije na četné malé úlomky s tupými hranami.

Výhody tvrzeného skla

Tvrzené sklo spojuje všechny výhody běžného surového skla a vlastnosti získané po kalení, a to:

  • průhlednost. V závislosti na tloušťce produktu se koeficient průhlednosti pohybuje od 0,7 do 0,9. V tomto ukazateli je stalinit lepší než triplex a chytré sklo vyrobené na jeho základě.
  • Nízká tepelná vodivost. Stalinitová okna s dvojitým zasklením pomáhají udržovat optimální teplotu v místnosti.
  • Dobrá zvuková izolace. Tato kvalita se zvyšuje s rostoucí tloušťkou skla a za použití vysoce kvalitních těsnění.
  • Možnost tónování hromadně nebo pomocí barevných fólií. Oba způsoby umožňují získat jednotnou barvu bez ztráty průhlednosti a vytvořit více možností pro řešení interiéru.
  • Dostupnost pro širokou škálu spotřebitelů. Jeho cena je vyšší než cena běžného skla, ale nižší než cena triplexu.
  • Odolnost vůči povětrnostním vlivům. Nebojí se deště a sněhu, větru a ultrafialového záření. Stejně dobře odolává teplu i chladu.
  • Široký rozsah použití. Sklo se používá ve všem, od výroby nádobí až po urbanismus.
  • Vhodné pro ohýbání. Stalinit se používá k výrobě elegantních a zároveň odolných prvků stavebních konstrukcí, nábytku a dekorací.
  • Odolnost vůči teplu. Tato kvalita umožňuje použití materiálu pro aranžování koupelí a saun, výrobu krbů a pecí a také pro výrobu ohnivzdorných konstrukcí.
  • Flexibilita. Pevnost v ohybu dosahuje 190–210 MPa, přičemž hodnoty zeleného skla nepřesahují 20 MPa.

VAROVÁNÍ! Pevnost tvrzeného skla v ohybu, tahu a tlaku je srovnatelná s pevností oceli.

Při použití stalinitu jako součásti triplexu se mnohonásobně zvyšují jeho pevnostní charakteristiky, zvuková izolace a energeticky úsporné vlastnosti. Zvyšuje se také úroveň bezpečnosti v případě zničení, což je odůvodněno skutečností, že mezi vrstvami tvrzeného skla je polymer, který drží úlomky na sobě a zabraňuje jejich rozptylu do stran.

ČTĚTE VÍCE
Co je lepší vybrat svařovací stroj: invertor nebo transformátor?

Tvrzené sklo má také malou nevýhodu, a to: po temperování jej nelze řezat ani vrtat – to vede k jeho zničení. U chemicky zpevněného skla je situace poněkud jiná. Sklo, které prošlo zpevněním iontové výměny, lze řezat. Je však třeba mít na paměti, že oblast asi 2 cm od místa řezu se stává méně trvanlivou.

Technologie výroby tvrzeného skla

Sklo se kalí tepelným nebo chemickým působením.

Metoda tepelného zpracování

Co je tvrzené sklo a jak se vyrábí?

Nejčastěji se používá metoda tepelného kalení, která zahrnuje tři po sobě jdoucí fáze:

  1. Surové sklo se tvaruje, vrtají se otvory, opracovávají se hrany, nanáší se vzory a kontroluje se vady a čistota povrchu.
  2. Připravený materiál (produkt) se zahřeje na teplotu od 530 do 750 °C v závislosti na jeho složení a teplotě tání.
  3. Dále se sklo rychle ochladí na 25–30 °C podle zvolené technologie.

Ohřev probíhá v horizontálních nebo vertikálních pecích, ale pro chlazení používají různé možnosti:

  • Chlazení rovnoměrným prouděním vysokotlakého vzduchu.
  • Chlazení v kapalném médiu. Jako kapaliny se používají minerální oleje, roztavené soli, roztavené kovy atd. V případě kovů je proces vytvrzování komplikovaný tím, že je obtížné sklo rovnoměrně ponořit do roztaveného kovu kvůli vysoké hustotě poslední.

Kalení skla v kapalném prostředí je efektivnější, protože rychlost přenosu tepla je vyšší než u foukání vzduchu.

Chemická metoda

Co je tvrzené sklo a jak se vyrábí?

Alternativní metodou zpevnění skla je iontová výměna. Podstatou metody je, že při ponoření skla do roztavené soli alkalického kovu nahradí draselné ionty z taveniny ionty sodíku z povrchové vrstvy skla. Tento postup se provádí při teplotě 420 °C, která je nižší než teplota žíhání skla.

Po chemickém vytvrzení získává sklo zvýšenou pevnost, ale zůstává nebezpečné, když se rozbije a roztříští se na ostré podlouhlé úlomky ve tvaru plováků. Proto se výrobky zpevněné metodou iontové výměny používají pouze v případě, že jsou následně laminovány.

Hledání nejúčinnějších metod zpevnění skla pokračuje. Vědci používají metody leptání, iontové výměny a kalení v různých kombinacích, z nichž některé vykazují dobré výsledky a mohly by být případně použity pro hromadnou výrobu.

ODKAZ! Žíhání je druh tepelného zpracování skla, který zahrnuje zahřátí materiálu na teplotu, při které sklo dosáhne hraničního stavu mezi pevným a viskózním stavem, načež se pomalu ochladí. Teplota žíhání zeleného skla se pohybuje od 470 do 530 °C.

Kalící zařízení

Výběr zařízení závisí na zvolené technologii výroby skla. Pro nejběžnější metodu – tepelné kalení – je nejvýhodnější použít výrobní linku, která obsahuje několik prvků:

  1. Nakládací stůl (sekce podávání skla) je dopravník s automatickým nebo poloautomatickým ovládáním. Sklo lze podávat na nakládací stůl ze strany a/nebo zepředu. Sklo se pohybuje směrem k topné sekci rotujícími pogumovanými hřídelemi, což zabraňuje poškození surového skla.
  2. Vytápěcí sekce. Pro produktivní práci této sekce jsou důležité následující parametry:
  • vysoké tepelně izolační vlastnosti pouzdra;
  • ochrana vláken před přehřátím;
  • spolehlivost a nezávislost topných prvků;
  • vysoký výkon;
  • malá spotřeba energie;
  • nucená konvekce;
  • systém regulace teploty;
  • automatické nebo poloautomatické řízení procesu,
  • snadnost údržby a oprav.
  1. Chladicí část se obvykle skládá z několika oddílů, které jsou určeny k temperování a chlazení skla různé tloušťky. Trysky, kterými je přiváděn vysokotlaký vzduch, jsou umístěny nad a pod hřídelemi – to umožňuje rovnoměrné proudění vzduchu. Systém řízení temperování skla je zodpovědný za nastavení polohy trysek a rychlosti posunu skla.
  2. Vykládací stůl má podobnou konstrukci jako nakládací sekce. Sklo se po ochlazení a vytvrzení pohybuje po rotujících hřídelích, které jsou poháněny motorem.

VAROVÁNÍ! Pokud je temperování samostatným technologickým procesem, pak budete pro zajištění čistoty surového skla potřebovat navíc pračku-sušičku.

Aplikace

Co je tvrzené sklo a jak se vyrábí?

Díky vlastnostem, které sklo získává po temperování, se rozšiřuje rozsah jeho použití, zejména stalinit:

  • Používá se k zasklívání fasád budov pro různé účely, dále teras, balkonů, zastávek MHD, výstavních pavilonů apod.;
  • Je součástí oken s dvojitým zasklením včetně triplexu a má potřebné vlastnosti pro panoramatická okna, venkovní světelné displeje a reklamní panely;
  • Odolává zvýšenému zatížení jako materiál pro průsvitné schodiště a systémy oplocení;
  • Je základem pro výrobu protipožárních dveří a neprůstřelných oken a stěn;
  • Poskytuje vynikající viditelnost a bezpečnost jako sklo pro vodní, pozemní a vzdušná vozidla;
  • Vhodné pro vybavení van, krbů a pecí;
  • Otevírá nový směr pro zónování prostoru jako mobilní a stacionární skleněné příčky;
  • Splňuje požadavky na transparentnost, eleganci formy a bezpečnost při výrobě vitrín, nábytku nebo jeho komponentů, dekorativních prvků a nádobí.

ODKAZ! Stalinitové nádobí je funkční a odolné. Pozoruhodným příkladem takového nádobí je broušené sklo. Nemá půvab brýlí, ale je mnohem silnější při nárazech a teplotních vlivech.

Jak rozeznat tvrzené sklo od běžného skla?

Rozdíl mezi obyčejným a tvrzeným sklem je patrný při rozbití, ale obejdete se i bez drastických metod. Chcete-li určit typ skla, vyzkoušejte jednu z následujících metod:

  1. Použijte polarizační filtr, který amatérští fotografové často používají ke zlepšení kvality svých fotografií, nebo polarizační brýle. S jejich pomocí můžete zkontrolovat, zda je sklo skutečně tvrzené či nikoliv. Chcete-li to provést, stačí se na to podívat přes filtr. Pokud jsou duhové skvrny, pak máte stalinit, pokud ne, pak je to jednoduché. Duhový efekt je způsoben dvojitým lomem světla, ke kterému dochází v důsledku rozdílu napětí mezi vnější a vnitřní vrstvou tvrzeného skla.
  2. Porovnejte hmatové vjemy z dotyku různých typů skla. Povrch tvrzeného skla má mírné zvlnění, které u surového skla chybí. Tyto vlny lze nejen cítit prsty, ale také je vidět, pokud umístíte výrobek vyrobený ze stalinitu tak, aby se paprsky světla dopadající na něj lomily pod úhlem.
ČTĚTE VÍCE
Co se stane, když necháte konvici zapojenou?

Je možné temperovat sklo doma – vlastnosti, problémy

Bez výkonného specializovaného zařízení není možné dosáhnout výsledků podobných kalení v podmínkách průmyslové výroby. Je však možné dosáhnout zlepšených pevnostních charakteristik.

Metoda temperování se používá k tvrzení skleněných nádob – sklenic, dóz, lahví, kelímků. Chcete-li to provést, postupujte podle následující sekvence akcí:

  • dno kovové nádoby je pokryto pískem a na něm jsou umístěny skleněné výrobky;
  • Nádobí se naplní studenou vodou a pomalu se zahřívá;
  • vařte na mírném ohni asi 20 minut, vypněte plamen a nechte mírně vychladnout;
  • přidejte pár lžic soli, znovu přiveďte k varu a vařte dalších 30 minut;
  • Odstraňte z tepla a nechte pomalu vychladnout v místnosti bez průvanu nebo náhlých změn teploty.

Po této proceduře sklo nebude temperováno, ale zvýší se pevnost a tepelná odolnost výrobků.

VAROVÁNÍ! Bod varu slané vody je o něco vyšší než u sladké vody. Při přidání 40 gramů soli na litr vody se bod varu zvýší o 1 stupeň.

Existují doporučení používat k vytvrzování kyselinu fluorovodíkovou. Ale bez speciálních dovedností a ochranného obleku je to nebezpečný postup. Sklo zpevněné leptáním kyselinou fluorovodíkovou se ve skutečnosti v mnoha ohledech stává pevnějším, ale i při drobném poškození se rozpadá na prach nebo na mnoho malých úlomků. Po leptání je proto nutné výrobek zalaminovat.

Další způsob zahrnuje použití muflové pece. Je vhodný pro ty, kteří k němu mají přístup, např. laboratorní pracovníci. Minerální olej je vhodný pro chlazení výrobků. Nedoporučuje se kupovat takové zařízení pro jednorázové nebo nepravidelné použití, protože bude levnější koupit hotový výrobek vyrobený ze stalinitu.

Doma lze jakékoli akce ke zpevnění skla provádět pouze s výrobky malé velikosti. K temperování i běžného okenního skla potřebujete výkonné profesionální vybavení

Závěr

Tvrzené sklo má mnoho výhod, ale to, co jej odlišuje od běžného skla, je jeho pevnost, tepelná odolnost a bezpečnost. Složitost, velikost a vysoká cena zařízení nejsou určeny pro práci doma. Nejlepším řešením je kontaktovat společnost, která vyrábí tvrzené sklo. Získáte tak vysoce kvalitní produkty s požadovanými parametry a za přijatelnou cenu.