Float-lasi ja valssattu lasi
Float-lasi
Sir Alastair Pilkingtonin vuonna 1952 keksimä tasolasi on tasolasihiontamenetelmä. Tämän menetelmän avulla voidaan valmistaa kirkasta, sävytettyä ja pinnoitettua lasia rakennuksiin sekä kirkasta ja sävytettyä lasia ajoneuvoihin.
Maailmassa on noin 260 lasinvalmistuslaitosta, joiden yhteenlaskettu tuotanto on noin 800 000 tonnia lasia viikossa. Lasinvalmistuslaitos, joka on toiminnassa tauotta 11–15 vuotta, valmistaa vuosittain noin 6000 kilometriä lasia, jonka paksuus on 0,4–25 mm ja leveys jopa 3 metriä.
Kelluntalinja voi olla lähes puoli kilometriä pitkä. Raaka-aineet tulevat sisään toisesta päästä ja toisesta päästä tulevat lasilevyt ulos, tarkasti mittojen mukaan leikattuna, jopa 6 000 tonnin viikkonopeudella. Näiden välissä on kuusi pitkälle integroitua vaihetta.
Sulatus ja jalostus
Hienorakeiset, laadultaan tarkasti valvotut ainekset sekoitetaan eräksi, joka virtaa 1500 °C:een lämmitettyyn uuniin.
Nykyään kellutusmenetelmällä valmistetaan lähes optista laatua olevaa lasia. Useat prosessit – sulatus, jalostus ja homogenisointi – tapahtuvat samanaikaisesti 2 000 tonnissa sulaa lasia uunissa. Ne tapahtuvat erillisissä vyöhykkeissä monimutkaisessa lasivirtauksessa, jota ohjaavat korkeat lämpötilat, kuten kaavio osoittaa. Tämä johtaa jatkuvaan sulatusprosessiin, joka kestää jopa 50 tuntia ja toimittaa 1 100 °C:n lämpötilassa olevaa lasia, joka on vapaa sulkeumista ja kuplista, tasaisesti ja jatkuvasti kellutuskylpyyn. Sulatusprosessi on avainasemassa lasin laadun kannalta, ja koostumuksia voidaan muokata valmiin tuotteen ominaisuuksien muuttamiseksi.
Kelluva kylpy
Sulattajasta tuleva lasi virtaa varovasti tulenkestävää nokkaa pitkin sulan tinan peilimäiselle pinnalle 1 100 °C:n lämpötilasta alkaen ja poistuen kellutuskylvystä kiinteänä nauhana 600 °C:n lämpötilassa.
Float-lasin periaate on pysynyt samana 1950-luvulta lähtien, mutta tuote on muuttunut dramaattisesti: yhdestä 6,8 mm:n tasapainopaksuudesta paksuusalueeseen alle millimetristä 25 mm:iin; usein sulkeumien, kuplien ja juovien vaivaamasta nauhasta lähes optiseen täydellisyyteen. Float-lasi antaa niin sanotun tulipinnoitteen, uuden posliinin kiillon.
Hehkutus, tarkastus ja leikkaus tilauksesta
● Hehkutus
Vaikka float-lasi muovataan rauhallisesti, nauhaan kehittyy jäähtyessään huomattavia jännityksiä. Liian suuri jännitys voi rikkoa lasin leikkurin alla. Kuvassa näkyy nauhan läpi kulkevia jännityksiä, jotka paljastuvat polarisoidussa valossa. Näiden jännitysten lievittämiseksi nauha lämpökäsitellään pitkässä uunissa, jota kutsutaan lehriksi. Lämpötiloja säädetään tarkasti sekä nauhan pitkittäis- että poikkisuunnassa.
●Tarkastus
Float-prosessi tunnetaan täysin tasaisen ja virheettömän lasin valmistuksesta. Mutta parhaan mahdollisen laadun varmistamiseksi tarkastuksia suoritetaan jokaisessa vaiheessa. Joskus kuplaa ei poisteta jauhatuksen aikana, hiekanjyvä kieltäytyy sulamasta, tai tinan tärinä aiheuttaa väreilyä lasinauhaan. Automaattinen reaaliaikainen tarkastus tekee kaksi asiaa. Se paljastaa prosessivirheet yläpäässä, jotka voidaan korjata, jolloin tietokoneet voivat ohjata leikkureita virheiden ympärille. Tarkastusteknologia mahdollistaa nyt yli 100 miljoonan mittauksen tekemisen sekunnissa nauhan poikki, paikantaen virheet, joita paljaalla silmällä ei nähtäisi.
Data ohjaa "älykkäitä" leikkureita, mikä parantaa entisestään asiakkaan tuotteiden laatua.
●Leikkaus tilauksesta
Timanttilaikat leikkaavat reunat – jännittyneet reunat – pois ja leikkaavat nauhan tietokoneen määräämään kokoon. Tasalasi myydään neliömetreinä. Tietokoneet muuntavat asiakkaiden vaatimukset leikkausmalleiksi, jotka on suunniteltu minimoimaan hävikki.
Valssattu lasi
Valssausprosessia käytetään aurinkopaneelilasin, kuviollisen tasolasin ja lankalasin valmistukseen. Jatkuva sulan lasin virta kaadetaan vesijäähdytteisten valssien väliin.
Valssattua lasia käytetään yhä enemmän aurinkopaneeleissa ja lämpökeräimissä sen korkeamman läpäisyn vuoksi. Valssatun ja tasolasin välillä on vain pieni hintaero.
Valssattu lasi on erityistä makroskooppisen rakenteensa ansiosta. Mitä suurempi läpäisykyky, sitä parempi, ja nykyään korkealaatuinen vähärautainen valssattu lasi saavuttaa tyypillisesti 91 %:n läpäisykyvyn.
Lasin pinnalle on myös mahdollista luoda pintarakenne. Eri pintarakenteita valitaan käyttötarkoituksen mukaan.
Pursotettua pintarakennetta käytetään usein parantamaan EVA:n ja lasin välistä tarttumislujuutta aurinkosähkösovelluksissa. Strukturoitua lasia käytetään sekä aurinkosähkö- että aurinkolämpösovelluksissa.
Kuviolasi valmistetaan yhdellä kierroksella prosessissa, jossa lasi virtaa teloille noin 1050 °C:n lämpötilassa. Alempaan valurautaiseen tai ruostumattomasta teräksestä valmistettuun telaan kaiverretaan kuvion negatiivi; ylempi tela on sileä. Paksuutta säädetään telojen välisen raon avulla. Nauha poistuu teloilta noin 850 °C:n lämpötilassa ja kulkee vesijäähdytteisten terästelojen päällä hehkutusuunissa. Hehkutuksen jälkeen lasi leikataan kokoon.
Lankalasi valmistetaan kaksoisprosessilla. Prosessissa käytetään kahta itsenäisesti käytettävää vesijäähdytteistä muovausvalssiparia, joihin kumpaankin syötetään erillinen sulan lasin virtaus yhteisestä sulatusuunista. Ensimmäinen valssipari tuottaa jatkuvan lasinauhan, joka on puolet lopputuotteen paksuudesta. Tämä päällystetään metalliverkolla. Sitten lisätään toinen lasisyöttö, jotta nauhasta tulee saman paksuinen kuin ensimmäisestä, ja metalliverkon ollessa "kerrostettuna" nauha kulkee toisen valssiparin läpi, jotka muodostavat lopullisen lankalasinauhan. Hehkutuksen jälkeen nauha leikataan erityisillä leikkaus- ja katkaisujärjestelyillä.