Gięcie i hartowanie szkła – kształty świata mają trzy wymiary

Rynek od lat przejawia żywe zainteresowanie giętym i hartowanym szkłem. Sam zaś proces wytwarzania wysokiej jakości giętego, hartowanego szkła ewoluuje od chwili swego istnienia. Nieprzerwane prace badawczo-rozwojowe, racjonalne wdrażanie najnowocześ-niejszych technologii i doświadczenie przemysłowych ekspertów kształtują możliwości wykorzystania szkła w ciągle nowych wymiarach. 

Dzięki temu, że szkło jest tak powszechnie spotykanym materiałem, łatwo zapomnieć o tym, że ciągle jeszcze nie w pełni rozumiemy możliwości jego wykorzystania. Szkło gięte zaczęto stosować w budownictwie we wczesnych latach XIX w. Lecz dopiero w latach 90. XX w., kiedy to wyprodukowano pierwszy poziomy piec do hartowania szkła wyposażony w dodatkowy moduł do gięcia szkła, na rynku pojawiło się gięte szkło hartowane o wystarczająco dobrych własnościach optycznych. W owym czasie jednak jego zastosowanie nadal napotykało sporo ograniczeń i bywało kłopotliwe.

Postępy, zaobserwowane na przestrzeni ostatnich lat, w dziedzinie doskonalenia technologii produkcji szkła, a także doskonalenie metod i techniki obróbki hartowanego szkła giętego oraz dążenie do osiągnięcia najwyższej jakości produktu, wymagały wiele trudu. Zmierzające w tym kierunku prace są nadal kontynuowane.

Proces gięcia i hartowania w skrócie

Nowoczesne, poziome linie produkcyjne do gięcia i hartowania szkła działają zazwyczaj w następujący sposób:

1. Szkło płaskie jest najpierw nagrzewane do temperatury przekraczającej 630ºC – tzn. do temperatury tzw. „czerwonego żaru”.

2. Po nagrzaniu znajdujące się w piecu szkło jest przemieszczane do modułu gięcia, gdzie nadawana jest mu krzywizna o żądanym promieniu.

3. Szkło może ulec zakrzywieniu w kierunku, w którym się przemieszcza; zjawisko to określa się nazwą ugięcia wzdłużnego.

4. Szkło może się również wygiąć w kierunku poprzecznym, tzn. w kierunku prostopadłym do kierunku, w którym się przemieszcza; zjawisko to z kolei określa się mianem ugięcia poprzecznego.

5. Wygięte szkło jest następnie hartowane poprzez jego szybkie schłodzenie – tak, aby wywołać w nim wysokie naprężenia wstępne.

6. Po wygięciu i zahartowaniu szkło opuszcza piec.

Należy zauważyć, że od lat 90. XX w. zasadnicze etapy całego procesu niewiele się zmieniły. Lecz stosowane technologie już tak.

Hartowane szkło gięte jest mile widziane nie bez przyczyny

Istnieją różne powszechnie stosowane metody gięcia lub zakrzywiania szkła. Należą do nich: gięcie na gorąco, gięcie w trakcie laminowania, gięcie połączone z hartowaniem i gięcie na zimno. Jednakże tylko metoda gięcia połączonego z hartowaniem posiada zalety, które czynią ją tak atrakcyjną w oczach współczesnych architektów i projektantów.

Przede wszystkim, hartowane szkło gięte jest szkłem bezpiecznym. Nawet, gdy ulegnie rozbiciu, pozostaje bezpieczne dla ludzi. Dlatego też w wypadku wyrobów, które muszą odznaczać się wysokim stopniem bezpieczeństwa użytkowania – jak np. szyby okienne, ściany osłonowe, balustrady czy świetliki dachowe – tego rodzaju szkło gięte ma najwięcej zalet z praktycznego punktu widzenia.

Po drugie, gięte szkło hartowane odznacza się nie tylko większą wytrzymałością na obciążenia mechaniczne i termiczne, lecz również odpornością na wpływ wahań temperatury. W rzeczy samej, szkło to wytrzymuje prawie pięciokrotnie większe naprężenia mechaniczne niż szkło gięte odprężane – co stanowi kolejną własność uważaną przez wykonawców za zaletę.

Ostatnim, lecz niemniej ważnym czynnikiem jest fakt, że koszt produkcji giętego szkła hartowanego jest niższy od giętego na gorąco szkła laminowanego, albowiem w tym wypadku gięcie i hartowanie szkła odbywa się w ramach jednego zintegrowanego procesu technologicznego, zaś operacja laminowania nie jest wymagana.

Gięte szkło wnosi do każdej zagospodarowywanej przestrzeni elegancję i energię – i to niezależnie od tego, czy chodzi o budynki i obiekty architektoniczne, czy też o rozbudowę lub przebudowę własnego domu. Z punktu widzenia naturalnego oświetlenia przestrzeni wewnętrznych jest ono centralnym źródłem oświetlenia rzutującym na estetykę wnętrz. Jednakże najważniejszą sprawą jest pewność, że gięte szkło hartowane spełnia wymagania bezpieczeństwa. Ta własność ceniona jest najbardziej.

Jak przedstawia się sytuacja obecnie?

Ogólnie rzecz biorąc, technologia gięcia i hartowania szkła znacznie się rozwinęła i standard, jaki ona dziś sobą reprezentuje daleko odbiega od tego sprzed dziesięciu laty. Tym niemniej nadal jednak istnieją pewne ograniczenia. Dotyczą one głównie maksymalnych wymiarów formatek szkła oraz jego masy i grubości. Trudności pojawiają się również w wypadku potrzeby uzyskania ekstremalnych kształtów szkła.

(...)

Juha Karisola
GLASTON

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 04/2018