Glas und glaskeramik
1)Historische Betrachtung zur Herstellung von Glas
Entwicklung der Glasherstellung - vom Handwerk zur Industrie
Mit dem Ende der römischen Kaiserzeit geriet die Technik des "Glasmachens" in Vergessenheit und kehrte erst um 1200 mit den Kreuzzügen nach Europa zurück. Um 1900 kamen dann die ersten Automaten zur Herstellung von Flaschen zusammen mit neuen Schmelzwannen auf, die nun eine Massenfertigung erlaubten. Von da an begann der Siegeszug von Glas als Verpackungsmaterial
Zur Herstellung von Glas sind Temperaturen von bis zu 1600 °C erforderlich, bei der die Ausgangsstoffe (Kalk, Sand, Soda) geschmolzen werden. Deshalb war die Nähe von Wäldern, deren Bäume als Energielieferant benötigt wurden, im Mittelalter ausschlaggebend. Besonders wenn der Energieverbrauch der damals üblichen Thephilus - Öfen, die auf den Benediktermönch Theophilus zurückgingen, betrachtet wird.
Auch heute noch befinden sich viele Standorte der Glas produzierenden Industrie in der Nähe der mittelalterlichen Waldgebiete wie z.
B . den bayerischen Wald.
Mit der Installation des von Friedrich Siemens erfundenen regenerativ beheizten Wannenofen in Dresden, gelang der technologisch entscheidende Durchbruch. Am 1. Oktober 1867 wurde dann der Ofen von einem intermittierenden auf einen kontinuierlichen Betrieb umgestellt.
Dieser Ofen hatte gegenüber der alten Schmelztechnik zwei bedeutende Vorteile.
Durch die laufende Feuerung ohne das ständige Unterbrechen für das Heiß- und Kaltschüren ergab sich eine drastische Einsparung an Brennmaterial, zusätzlich wurde ein kontinuierlicher Glasstrom geliefert.
Drei der zwischen 1856 und 1867 von den Gebrüder Siemens getätigten Erfindungen, sind auch für die modernen Wannenöfen, in denen heute Glas geschmolzen wird, wichtig. Hierzu gehören das Regenerativsystem (Rückgewinnung von Abgaswärme zum Vorheizen der Verbrennungsluft), die indirekte Beheizung mit vergaster Kohle und die Glasschmelzwanne als Schmelzgefäß.
Heute werden die Glasschmelzöfen allerdings mit Erdgas oder Heizöl befeuert, als Zusatzheizung werden auch elektrisch betriebene Vorrichtungen genutzt.
Es bestand schon im letzten Jahrhundert die Möglichkeit, alle schwierigen Arbeitsgänge in der Glasherstellung mit Hilfe von Maschinen durchzuführen. Hierzu, um die maschinelle Entwicklung noch genauer darstellen zu können, die wichtigsten Daten im folgenden:
Entwicklung
Jahr
Eiserne Formen zur Behälterproduktion
1847
Wannenofen mit kontinuierlicher Schmelze
1867
Erste Blasmaschine
1886-1889
Owens Blasmaschine
1898
P-N Feeder; Tropfenspeiser
1911
Roirant-B-Maschine
1923
IS-Maschine
1925
2)Definition von Glas:
Definition: Als Glas bezeichnet man alle Stoffe, die strukturmäßig einer Flüssigkeit ähneln, bei Umgebungstemperaturen aber auf Krafteinwirkungen rein elastisch reagiert und daher als fester Körper anzusprechen sind.
Im engeren Sinne wird der Begriff Glas für alle anorganischen Verbindungen angewendet, die diese Grundeigenschaften besitzen.Damit ist zugleich eine Abgrenzung gegenüber den Kunststoffen erfolgt, die teilweise auch glasähnliches Verhalten zeigen.
3) FORMGEBUNG
Es gibt fünf grundlegende Verarbeitungsmethoden für Glas in plastischem Zustand: Gießen, Blasen, Ziehen, Pressen und Walzen. Damit lässt sich eine unendliche Formenvielfalt erzielen. Die Formgebungstemperaturen liegen zwischen 900 und 1 200 °C.
3.
1 Gießen
Bei dieser bereits im Altertum bekannten Technik wird das geschmolzene Glas in eine Form gegossen. In einem besonderen Verfahren wird die Glasschmelze auf Walzen gegossen und zu einem langen Band gewalzt, das man anschließend langsam abkühlen lässt. Bei so genanntem Drahtglas wird ein Drahtgeflecht vor dem Abkühlen in die Schmelze eingelegt. Walzen mit einer besonderen Prägung auf der Oberfläche dienen zur Erzeugung von Ornamentgläsern. Auf diese Art wurden z. B.
auch Kirchenfenster hergestellt. Beim so genannten Schleuderverfahren gießt man die noch geschmolzene Mischung in eine sich schnell drehende Form und erhält so die gewünschte Gestalt. Dieses Verfahren dient zur Produktion von Hohlglasartikeln wie z. B. Fernsehbildröhren.
3.
2 Glasblasen
Die revolutionäre Entdeckung, dass Glas aufgeblasen und in jede beliebige Form gebracht werden kann, wurde von den Phöniziern im 2. Jahrhundert v. Chr. gemacht. Die Glasbläserei verbreitete sich bald und blieb bis in das 19. Jahrhundert die wichtigste Technik zur Erzeugung von Glasgefäßen.
Glasmacherpfeifen sind etwa 1,20 Meter lang und mit einem Mundstück versehen. Der Glasbläser nimmt mit dem Ende seiner Pfeife eine kleine Menge geschmolzenes Glas, den so genannten Glasposten, auf und wälzt ihn auf einer Holz- oder Metallplatte hin und her (Marbeln), um ihm die äußere Form zu geben und die Glasmasse etwas abkühlen zu lassen. Anschließend bläst er in die Pfeife und erweitert dadurch den Glasposten zu einer Blase, dem so genannten Külbel. Von da an kann er durch wiederholtes Erhitzen am Ofen, Blasen und Marbeln das Stück so lange bearbeiten, bis es die gewünschte Form und Stärke hat. Heutzutage nutzt man außerdem so genannte pneumatische Pfeifen, die mit Pressluft betrieben werden. Zur Herstellung von Hohlglasprodukten lässt sich das Glas auch in eine entsprechende Form blasen: Dabei gibt es die Möglichkeit, dem Posten mit einer Form ein Muster aufzudrücken, die Form dann zu entfernen und das Glas zur gewünschten Größe aufzublasen.
Oder man bläst den Posten ganz in eine Form hinein, wodurch er deren Größe, Gestalt und Dekor erhält. Danach lassen sich weitere Posten anbringen, die zu Stielen, Henkeln und Füßen modelliert oder in anderer Weise weiterbearbeitet werden. Indem man eine bereits geformte Blase in flüssiges, anders gefärbtes Glas taucht, kann man sie "überfangen". "Eingeschlossenes" Glas erhält man, wenn ein Posten in eine oder mehrere Schichten verschiedenfarbiges Glas eingeführt und damit verbunden wird. Für abschließende Arbeiten und die Feuerpolitur am Ofen wird das Külbel auf der Seite, die der Pfeife gegenüberliegt, mit einem Metallstab, dem Hefteisen, verbunden und von der Pfeife abgenommen. Nach dem Abschlagen des Hefteisens bleibt eine Heftnarbe zurück, die später weggeschliffen oder poliert wird.
3.3 Ziehen
Flüssiges Glas kann direkt am Ofen zu den verschiedensten Objekten gezogen werden: zu Röhren, Platten, Fasern und Stäben, die denselben Durchmesser haben müssen. Röhren werden hergestellt, indem man eine zylindrische Masse halbflüssigen Glases zieht und gleichzeitig durch das Zentrum des Zylinders einen Luftstrom schickt.
3.4 Walzen
Tafel- und vor allem Spiegelglas wurden ursprünglich erzeugt, indem man die Glasschmelze auf eine glatte Oberfläche goss, das Rohprodukt glatt strich und anschließend polierte.
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