Thermisches Vorspannen von Glas – Sicherheit und Stabilität durch moderne Verfahren
Thermisch vorgespanntes Glas, auch Einscheibensicherheitsglas genannt, bietet erhöhte Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen mechanische und thermische Einflüsse. Das Verfahren spielt eine wichtige Rolle bei der Glasherstellung.
Wie funktioniert thermisches Vorspannen von Glas?
Thermisches Vorspannen von Glas ist ein spezielles Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit von Glas. Dabei wird das Glas zunächst auf eine Temperatur von etwa 650 °C erhitzt. Anschließend wird es mit Luft schnell und gleichmäßig abgekühlt. Während dieses Abkühlvorgangs entstehen an der Glasoberfläche Druckspannungen, während sich im Glasinneren Zugspannungen aufbauen. Diese Spannungen verleihen dem Glas seine hohe Stabilität: Wird es beschädigt, zerbricht es in kleine, stumpfe Scherben, wodurch die Verletzungsgefahr erheblich minimiert wird. Diese Sicherheitseigenschaft macht thermisch vorgespanntes Glas zur bevorzugten Wahl für Bereiche mit erhöhten Sicherheitsanforderungen, wie z. B. Fassadenverglasungen, Duschabtrennungen oder Türen.
Vorteile von thermisch vorgespannten Gläsern
Thermisch vorgespanntes Glas bietet viele Vorteile gegenüber herkömmlichem Glas. Die wichtigsten sind
- Erhöhte Festigkeit: Durch den Vorspannprozess erhöht sich die mechanische Festigkeit des Glases im Vergleich zu normalem Glas. Dadurch ist es besonders widerstandsfähig gegen Stoß- und Druckbelastungen.
- Sicherheit: Bei Bruch zerfällt das Glas in viele kleine, stumpfe Scherben, die das Verletzungsrisiko deutlich verringern.
- Thermische Beständigkeit: Vorgespanntes Glas widersteht großen Temperaturunterschieden und eignet sich daher ideal für Bereiche welche schnellen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind.
- Design-Flexibilität: Da thermisch vorgespanntes Glas in verschiedenen Dicken, Formen und Größen hergestellt werden kann, bietet es Architekten und Designern große Gestaltungsfreiheit.
Kantenbearbeitung: Ein wichtiger Faktor für die Stabilität
Die Bearbeitung der Glaskanten spielt beim thermischen Vorspannen eine entscheidende Rolle. Unbearbeitete oder schlecht bearbeitete Kanten können zu Spannungskonzentrationen führen, die das Glas während des Vorspannprozesses oder im späteren Gebrauch schwächen und zum Bruch führen können. Daher ist es wichtig, dass die Glaskanten vor dem Vorspannen sorgfältig bearbeitet werden.
Es gibt verschiedene Kantenbearbeitungstechniken, wie z. B. säumen, schleifen oder polieren. Diese verringern das Risiko von Mikrorissen, die die Integrität des Glases beeinträchtigen könnten. Gut bearbeitete Kanten tragen dazu bei, dass das Glas nicht nur während des Vorspannprozesses stabil bleibt, sondern auch im späteren Gebrauch eine längere Lebensdauer aufweist.
Was ist der Heak Soak Test?
Der Heat Soak Test (HST) ist ein ergänzendes Verfahren zum thermischen Vorspannen von Glas, um das Risiko von Spontanbrüchen zu reduzieren. Trotz des Vorspannprozesses können in seltenen Fällen Nickel-Sulfid-Einschlüsse im Glas verbleiben, die unter bestimmten Bedingungen zu plötzlichen und unvorhersehbaren Brüchen führen können.
Beim Heat-Soak-Test wird das bereits thermisch vorgespannte Glas in einem Ofen über 2 Stunden auf eine Temperatur von ca. 280 °C erhitzt. Diese Hitzeeinwirkung beschleunigt den Ausdehnungsprozess der Nickel-Sulfid-Einschlüsse, so dass Gläser mit Einschlüssen während des Tests brechen und aussortiert werden können.
Fazit:
Thermisch vorgespanntes Glas ist eine vielseitige und sichere Wahl für zahlreiche Anwendungen. Es verbindet erhöhte Festigkeit mit einem hohen Maß an Sicherheit und bietet gleichzeitig Gestaltungsfreiheit für Architekten und Designer.
