Как делают каленое стекло?

Технология закалки стекла и способы применения материала

Стекло является одним из наиболее востребованных материалов в современном мире. Из него изготавливают много предметов для бытовой жизни и промышленного производства. Выполняемые функции диктуют свойства элемента и его технические характеристики.

Закаленное стекло является востребованным в автомобильной промышленности, так как из него делают окна. Его основная особенность состоит в безопасности, потому что при разбивании материал не разлетается на осколки, а просто рассыпается на кубики с неострыми гранями. Дело в том, что при авариях люди часто страдали от порезов, поэтому и было изобретено такое стекло, которое позволило бы решить этот вопрос.

Закалка стекла в домашних условиях

Многие люди задаются вопросом, как закалить стекло в домашних условиях? Сделать это невозможно, так как технология требует наличия специального оборудования. На некоторых сайтах можно найти информацию, что хорошо помогает плавиковая кислота, но работать с ней крайне нежелательно.

Во-первых, это довольно опасное и токсичное вещество, при обращении с которым необходим специальный защитный костюм. А, во-вторых, стекло хотя и станет прочнее, но потеряет свою прозрачность, так что будет непригодным для дальнейшего использования. Поэтому можно лишь приобрести уже готовый материал и использовать для своих потребностей.

Единственный вариант для самостоятельного использования — пленка для закаливания экранного стекла. Этот элемент можно легко установить в домашних условиях. Пленка продается в магазине аксессуаров для мобильных устройств и стоит совсем недорого. Она позволит уберечь экран от царапин и потертостей, но сильный механический удар не выдержит.

Области применения

Но используется стеклокерамика или закаленное стекло не только в автомобилестроении. Сфера его применения невероятно широка и распространяется настолько, насколько хватит фантазии у пользователя. В принципе этот материал можно устанавливать в любое место, даже вместо обычных оконных стекол. Но стоить это будет намного дороже, поэтому люди и не часто идут на такой шаг.

Фермеры практикуют теплицы из закаленного стекла, чтобы работники случайно не пострадали во время обработки растений или сборки урожая. Для личных потребностей ставить такое сооружение тоже будет дороговато, тем более, что теплицы часто служат лишь один сезон, а потом их разбирают за ненадобностью. Только фермеры возводят монолитные сооружения, которые будут служить много лет, потому что они регулярно занимаются выращиванием определенной культуры.

Технология изготовления защитного стекла не является тайной. Тем более, что на этапе получения не применяются никакие уникальные методы. Материал получается естественным образом, точно так же, как и стандартная разновидность. А закалку он получает уже в результате дополнительных манипуляций с температурой.

Защитное закаленное стекло можно без проблем найти в продаже. Материал не является дефицитным, так что любой пользователь сможет легко найти себе любое количество, необходимое ему для работы. Также есть вариант с оформлением индивидуального заказа на производство нестандартных форм. Дело в том, что после закалки элемент тяжелее поддается обработке, так что проще будет сразу вырезать нужные фигуры, а потом уже закалять их. Резка стекла такого типа возможна благодаря современным технологиям, но это довольно сложная процедура, так что и стоить она будет соответственно.

В офисах часто можно встретить перегородки из закаленного стекла. Они устанавливаются для того, чтобы сотрудники имели личное пространство и могли сосредоточиться на работе, не отвлекая других коллег. А выбирают именно защитное стекло, потому что его можно случайно разбить, и нужно, чтобы работник не получил травму от осколков. В некоторых фирмах стекло закрашивают непрозрачной краской, чтобы человек не отвлекался на посторонние движения и сконцентрировался на своих обязанностях.

Технология изготовления

Итак, закаленное стекло производится следующим образом:

• 1. Вначале выплавляется стандартный вид материала по известной технологии.
• 2. Затем его разрезают на нужные части. Толщина и размеры закаленного стекла зависят от его марки и предназначения. Под заказ пользователь может получить любые параметры, которые будут ему необходимы для последующей работы.
• 3. Далее полученные элементы подвергают тепловому воздействию в специальных печах. Температура обработки колеблется в пределах 650-680 градусов по Цельсию.
• 4. После выхода из печи материал мгновенно охлаждают воздухом со всех сторон. В результате таких манипуляций на поверхности образуется защитный слой, который повышает ударную и термическую стойкость, а также дает возможность не разбиваться стеклу в беспорядочном стиле, а рассыпаться на кубики с неострыми гранями, чтобы минимизировать риск нанесения резаных травм человеку.

Виды материала

Выделяют три основных вида материалов, которые используются на практике:

• — закаленное стекло триплекс, которое представляет собой многослойный материал, а защитную функцию играет эластичный клей, который не позволяет осколкам рассыпаться. При разбивании стекла оно просто трескается по всему периметру, но осколков не будет;
• — закаленное стекло-протектор, которое представляет собой пленку для экрана;
• — и обработанное термическим методом стандартное стекло.

Цена закаленного стекла зависит от марки и габаритов изделия, которые могут различаться в широком диапазоне.

Как закалить стекло

Закалить стекло требуется, чтобы сделать материал в 5 раз более прочным, повысить его устойчивость к перепадам температур и добиться безопасности применения. Для получения таких свойств в процессе обработки изделия подвергают химическому и термическому воздействию. Улучшенные прочностные показатели позволяют широко использовать материал при проведении строительных и отделочных работ:

• остекление фасадов зданий;
• производство лестничных ограждений, ступеней, парапетов;
• выпуск душевых кабин и перегородок;
• производство мебели;
• автомобилестроение.

Технология изготовления закаленного стекла

Технология закалки стекла предполагает выполнение двух ключевых процессов. Вначале материал обжигают в печи до размягчения. После чего охлаждают под струями воздуха, который подается равномерно с нескольких сторон. Опишем процесс подробнее.

1. Листы режут, чтобы получить заготовки нужной конфигурации.
2. Стекло полируют по краям абразивным материалом.
3. Разогревают в печи до температуры 650–680 градусов.
4. Охлаждают с двух сторон мощными потоками воздуха.

Чтобы закалить обычное стекло чаще всего применяют воздух, поступающий из воздухоструйной решетки. Есть и другие способы, например, ионная закалка, когда стекло помещается в специальную камеру, где происходит ионный обмен. В данном случае температура вообще не играет никакой роли в отличие от воздушной закалки.

Закаленное стекло vs обычное: основные отличия

Основные отличия касаются не внешнего вида, а свойств материала. Он становится более устойчивым к любым механическим воздействиям и температурным перепадам. При этом визуально стекло остается таким же — оптические свойства изделий сохраняются на 99 %.

Изображение №1: так выглядит закаленное и обычное стекло при разрушении

По этой причине отличить закаленное стекло от обычного по внешним признакам практически невозможно. Самые простые способы — посмотреть на поверхность под мощным источником света (отблеск на плоскости будет слегка рябить) или разбить (отсутствие острых осколков говорит о том, что материал подвергался закаливанию).

Изображение №2: как ведет себя обычное и закаленное стекло при механических повреждениях

Характеристики материала

• Повышенная прочность. Разбить закаленное стекло в 5–7 раз сложнее, чем обычное. К примеру, полотно толщиной 4 мм сохранит целостность при падении на него груза весом 45 кг с высоты 1 метра.
• Термостойкость. Материал выдерживает перепады температур от -70 до +250 градусов. По этой причине его часто используют для изготовления духовых шкафов и каминов.
• Устойчивость к вибрации. По этому показателю материал превосходит незакаленный аналог в 5 раз.
• Безопасность. Подвергнутые термической обработке изделия разбиваются на мелкие осколки, которые остаются на специальной пленке. По этой причине уменьшается риск получения травм.

Как закалить стекло в домашних условиях

Закалить стекло в домашних условиях, если, конечно, у вас нет муфельной печи и мощной вентиляционной установки, не получится. Можно только немного повысить прочностные свойства изделий. Для этого есть два способа: использование специальной пленки и отпуск. Коротко об обеих методиках.

• Использование пленки. Способ защитить экран телефона или планшета от царапин и других внешних воздействий (не ударов). Купить пленку можно в любом магазине, где продают цифровые гаджеты.
• Отпуск. Способ снятия избыточного напряжения со стеклянных изделий. С помощью отпуска укрепляют стаканы, банки и другую посуду. Подробнее об отпуске расскажем ниже.

Как видите, речь не идет о процессе закалки. Только о незначительном повышении прочностных свойств некоторых изделий.

Обязательное оборудование

Чтобы сделать закаленное стекло в домашних условиях, потребуется мощное промышленное оборудование: муфельные печи и вентиляторы. Их покупка для разового применения нерациональна, поскольку готовый материал обойдется дешевле расходов на его изготовление.

Фотография №1: муфельная печь для закалки стекла

Обратите внимание! Просверлить закаленное стекло в домашних условиях или разрезать готовый лист тоже не получится. Вся обработка проводится предварительно, до закалки. В противном случае возможно образование трещин и сколов на листе.

На производстве используют мощные установки, рассчитанные на закалку полотна размерами до 6000*3210 мм. Печи марки Keraglass имеют камеры предварительного нагрева и конвекции. В камере предварительного нагрева постепенно увеличивают температуру стекла до 300 градусов. Затем материал попадает в камеру основного нагрева, где доходит до 700 градусов. Завершается процесс принудительным охлаждением. Наличие особых сканеров и ИК-датчиков позволяет оценить области прогрева.

Фотография №2: промышленная печь для закалки стекла

Расход материала

Закаленное стекло изготавливают из листов обычного. При обработке объем первоначального сырья сохраняется. Таким образом, из 1 кв. метра стекла можно изготовить 1 кв. метр закаленного. Также закаливание не влияет на оптические свойства и внешний вид полотна.

Как правильно закалить стекло: полезные рекомендации

Производство закаленного полотна имеет свои нюансы. Если не соблюдать их, возможно разрушение материала.

• Проводите механическую обработку (резку, сверление отверстий) перед закаливанием. В противном случае поверхностное напряжение нарушится, лист разобьется, каленое стекло будет непригодно к дальнейшему использованию.
• Обязательно обработайте кромки полотна. При наличии мелких дефектов лист треснет в печи.

Почему не стоит делать закалку самостоятельно?

Сама процедура закаливания выглядит очень сложной. Однако перед работой на производстве материал также проходит предварительную подготовку. Незнание технологических процессов способно свести результат работы на нет. Итак, что происходит на производстве.

1. Стекло отбирают, отбраковывая поврежденные листы.
2. Листы режут по ранее подготовленным чертежам.
3. Края изделия шлифуют.
4. Сверлят отверстия под фурнитуру и крепежные элементы.
5. Заготовки моют и сушат, затем оценивают на предмет дефектов.
6. Стекло закаливают и вновь проверяют на дефекты.
7. Материал упаковывают и отправляют на продажу.

Обратите внимание! Отполировать закаленное стекло, которое прошло весь технологический цикл, также не получится. Велик риск повреждения полотна.

Как видите, есть слишком много нюансов и особенностей, которые невозможно учесть при работе. Если вам требуется готовый материал, рекомендуем купить каленое стекло в Москве у производителя. Компания «Приоргласс» выпускает листы различных конфигураций и размеров толщиной 4–19 мм. Возможно изготовление полотен по индивидуальному заказу.

Технология закалки стекла и способы применения материала

Стекло является одним из наиболее востребованных материалов в современном мире. Из него изготавливают много предметов для бытовой жизни и промышленного производства. Выполняемые функции диктуют свойства элемента и его технические характеристики.

Закаленное стекло является востребованным в автомобильной промышленности, так как из него делают окна. Его основная особенность состоит в безопасности, потому что при разбивании материал не разлетается на осколки, а просто рассыпается на кубики с неострыми гранями. Дело в том, что при авариях люди часто страдали от порезов, поэтому и было изобретено такое стекло, которое позволило бы решить этот вопрос.

Закалка стекла в домашних условиях

Многие люди задаются вопросом, как закалить стекло в домашних условиях? Сделать это невозможно, так как технология требует наличия специального оборудования. На некоторых сайтах можно найти информацию, что хорошо помогает плавиковая кислота, но работать с ней крайне нежелательно.

Во-первых, это довольно опасное и токсичное вещество, при обращении с которым необходим специальный защитный костюм. А, во-вторых, стекло хотя и станет прочнее, но потеряет свою прозрачность, так что будет непригодным для дальнейшего использования. Поэтому можно лишь приобрести уже готовый материал и использовать для своих потребностей.

Единственный вариант для самостоятельного использования — пленка для закаливания экранного стекла. Этот элемент можно легко установить в домашних условиях. Пленка продается в магазине аксессуаров для мобильных устройств и стоит совсем недорого. Она позволит уберечь экран от царапин и потертостей, но сильный механический удар не выдержит.

Области применения

Но используется стеклокерамика или закаленное стекло не только в автомобилестроении. Сфера его применения невероятно широка и распространяется настолько, насколько хватит фантазии у пользователя. В принципе этот материал можно устанавливать в любое место, даже вместо обычных оконных стекол. Но стоить это будет намного дороже, поэтому люди и не часто идут на такой шаг.

Фермеры практикуют теплицы из закаленного стекла, чтобы работники случайно не пострадали во время обработки растений или сборки урожая. Для личных потребностей ставить такое сооружение тоже будет дороговато, тем более, что теплицы часто служат лишь один сезон, а потом их разбирают за ненадобностью. Только фермеры возводят монолитные сооружения, которые будут служить много лет, потому что они регулярно занимаются выращиванием определенной культуры.

Технология изготовления защитного стекла не является тайной. Тем более, что на этапе получения не применяются никакие уникальные методы. Материал получается естественным образом, точно так же, как и стандартная разновидность. А закалку он получает уже в результате дополнительных манипуляций с температурой.

Защитное закаленное стекло можно без проблем найти в продаже. Материал не является дефицитным, так что любой пользователь сможет легко найти себе любое количество, необходимое ему для работы. Также есть вариант с оформлением индивидуального заказа на производство нестандартных форм. Дело в том, что после закалки элемент тяжелее поддается обработке, так что проще будет сразу вырезать нужные фигуры, а потом уже закалять их. Резка стекла такого типа возможна благодаря современным технологиям, но это довольно сложная процедура, так что и стоить она будет соответственно.

В офисах часто можно встретить перегородки из закаленного стекла. Они устанавливаются для того, чтобы сотрудники имели личное пространство и могли сосредоточиться на работе, не отвлекая других коллег. А выбирают именно защитное стекло, потому что его можно случайно разбить, и нужно, чтобы работник не получил травму от осколков. В некоторых фирмах стекло закрашивают непрозрачной краской, чтобы человек не отвлекался на посторонние движения и сконцентрировался на своих обязанностях.

Технология изготовления

Итак, закаленное стекло производится следующим образом:

• 1. Вначале выплавляется стандартный вид материала по известной технологии.
• 2. Затем его разрезают на нужные части. Толщина и размеры закаленного стекла зависят от его марки и предназначения. Под заказ пользователь может получить любые параметры, которые будут ему необходимы для последующей работы.
• 3. Далее полученные элементы подвергают тепловому воздействию в специальных печах. Температура обработки колеблется в пределах 650-680 градусов по Цельсию.
• 4. После выхода из печи материал мгновенно охлаждают воздухом со всех сторон. В результате таких манипуляций на поверхности образуется защитный слой, который повышает ударную и термическую стойкость, а также дает возможность не разбиваться стеклу в беспорядочном стиле, а рассыпаться на кубики с неострыми гранями, чтобы минимизировать риск нанесения резаных травм человеку.

Виды материала

Выделяют три основных вида материалов, которые используются на практике:

• — закаленное стекло триплекс, которое представляет собой многослойный материал, а защитную функцию играет эластичный клей, который не позволяет осколкам рассыпаться. При разбивании стекла оно просто трескается по всему периметру, но осколков не будет;
• — закаленное стекло-протектор, которое представляет собой пленку для экрана;
• — и обработанное термическим методом стандартное стекло.

Цена закаленного стекла зависит от марки и габаритов изделия, которые могут различаться в широком диапазоне.

Особенности производства закаленного стекла

Технология укрепления прочностных качеств стекла методом закаливания была разработана еще в 1929 г. Закаленные стекла широко применяются во всем мире, но в нашей стране спрос на них можно назвать стабильно растущим только последние 10-12 лет. Если в Европе каждое третье стекло, используемое для остекления фасадов, – термически упрочнено, то в России – на 50 обычных приходится лишь одно закаленное.

Преимущества закаленного стекла

Изделия, прошедшие закалку, называют безопасными, так как при разрушении они распадаются на небольшие осколки с затупленными гранями, что значительно снижает риск возникновения порезов и травм.

Такие свойства стекло приобретает благодаря термической обработке и способу охлаждения, в результате которых готовое изделие становится прочнее в 5-7 раз.

Другие плюсы закаленного стекла по сравнению с обычным листовым:

• увеличивается прочность на изгиб до 250 МПа;
• выдерживает температурные перепады до 300 С;
• прочность на удар возрастает в 5-10 раз;
• окрашенное в массе стекло сохраняет до 99% оптических показателей;
• благодаря широкому температурному диапазону (от -65 С до +300), закаленное стекло можно использовать для внутри, так и снаружи помещения.

Применение закаленного стекла

1. Производство высокопрочных стеклопакетов.
2. Автомобиле- и машиностроение.
3. Приборостроение.
4. Изготовление световых фонарей, стеклянных куполов, витрин.
5. Остекление высотных зданий, мансард, наклонных фасадов, малых архитектурных форм (киосков, остановок пассажирского транспорта).
6. Производство мебели, бытовой техники.
7. Возведение светопрозрачных лестниц, ограждающих конструкций, перегородок и других интерьерных решений;
8. Изготовление рекламных щитов, внешних световых табло и др.

Технология закалки стекла

На сегодняшний день самой продуктивной и распространенной признана технология закаливания, основанная на горизонтальной подаче стекол в печь.

Процесс закалки происходит в несколько этапов:

1. Подготовка исходного материала

Стекло для закалки не должно содержать пороков: пузырей, царапин, свилей, шлиров. Эти дефекты могут привести к образованию трещин во время нагрева. Необходимо провести заранее всю запланированную обработку: моллирование, обрезку краев, фацетирование, сверление отверстий, нанесение рисунков и т.д. После термической обработки любые поверхностные повреждения уменьшают прочностные качества готовых стекол.

2. Нагрев

Наиболее важный этап – размягчение стекломассы до пластичного состояния — осуществляется в закрытых камерах нагрева. Здесь стекло выдерживается при t 620-700 С заданное время. Время и величина нагрева (как и охлаждения) зависят от химического состава, толщины и габаритов стекла и технологии его изготовления. Например, стекло 6 мм, произведенное методом вертикального вытягивания, закаляют при 620-650 С в течение 3-5 мин. А флоат – при t 640-700 из расчета 40-55 с на 1мм толщины листа (то есть, для 6 мм – 4-5,5 мин).

3. Охлаждение

После нагрева, стекло продвигается в обдувочный отсек, где его быстро охлаждают с 620 С (минимальная температура после печи) до 22-30 С. От скорости охлаждения листа зависит его прочность и степень закалки. После обработки на поверхности стекла образуется система напряжений, а внутри – растяжение, что и обеспечивает изделию высокую прочность и безопасность эксплуатации.

4. Контроль качества

Закаленное стекло должно пройти тест на безопасность и соответствие требованиям ГОСТа Р 54162-2010 (для строительного стекла) и ГОСТа 5727-88 (для транспорта). Для изделия толщиной менее 5 мм нормой считается выдержка удара стального шара весом в 800 г при свободном падении с 80 см, а при толщине выше 5 мм – с высоты в 1,2 м. Кроме того, при разрушении стекла образовавшиеся осколки не должны превышать 32 мм.

Оборудование, необходимое для производства закаленного стекла

Стекло, поступающее в печь, должно быть чистым – без пыли и мусора, которые повлияют на качество поверхности и оптические показатели готового изделия. И если закалка – не один из этапов изготовления листового стекла, а отдельный технологический процесс, понадобится оборудование для мойки и сушки на подготовительном этапе.

Высокое качество изделий обеспечивается с помощью равномерного нагрева по всей поверхности стекла. А для этой цели оптимально использовать проходные электропечи, питаемые от трехфазной сети, которые легко поддаются температурному контролю, не образуют продуктов горения при разогреве стеклянной массы и обеспечивают производительность 50 — 150 м 2 /час (зависит от толщины исходного материала).

Для этапа охлаждения необходимо оборудовать печь обдувочным устройством. В качестве охладителей используют различные средства, обеспечивающие стеклу быструю потерю тепла – масло, расплавы солей, кремнеорганические жидкости. Но наиболее положительно зарекомендовал себя воздухоструйный метод закаливания: охлаждение стекла потоками холодного воздуха, направленными под давлением из большого количества сопел, расположенных в шахматном порядке по всей площади обдувочной решетки.