Glasverarbeitung

Viele Herstellungsverfahren sind in der Glasindustrie seit Jahrzehnten etabliert. Die Herausforderungen des internationalen Marktes verlangen jedoch ständig die Suche nach technischen und wirtschaftlichen Verbesserungen.

Das Keylab Glastechnologie trägt dazu bei, Ideen für neuartige Konzepte und Verfahrensvarianten zügig zu erproben. Hierzu stehen verschiedene Einrichtungen zur Verfügung. Von besonderem Interesse ist dabei ein Glasschmelzaggregat, mit dem Kleinchargen von 100 kg Glas aufgeschmolzen und verschiedenen Formgebungsmethoden zugeführt werden können. Das Glas kann gepresst, geblasen oder geschleudert werden. Im Vergleich zu Glasschmelzwannen in der industriellen Produktion lassen sich die Betriebsparameter dieser Technikumsanlage wesentlich flexibler verändern. So kann die für die Glasverarbeitung wichtige Temperatur der Schmelze variiert und in relativ kurzer Zeit verändert werden. Der offene Aufbau der Anlage erlaubt einen direkten Einblick in den Ofen sowie in-situ Messungen an der heißen Glasschmelze.

Beispielsweise wird untersucht, welche Auswirkungen der Scherenschnitt auf den Glastropfen und die nachfolgende Formgebung (z.B. Gob- oder Flakeherstellung) haben. Hierzu wird der gesamte Ablauf vom Schnitt bis zum Fall in die Form mit einer Hochgeschwindigkeits- und/oder Wärmebildkamera verfolgt und Möglichkeiten zur Optimierung abgeleitet.

Auch der Wärmeübergang zwischen Glas und Form wird untersucht. Beispielsweise wurde in einem Verarbeitungsprozess die Glasschmelze über einen schnell rotierenden Körper zu dünnen Lamellen ausgeformt. Hierbei ist insbesondere das Fließen in hohem Maß an die Viskosität der Glasschmelze gekoppelt. Durch systematische Untersuchung mit Hilfe von mathematischen und physikalischen Modellen konnte der Fließvorgang und Wärmeübergang zwischen Form und Glas verbessert werden, um die Prozessgrenzen erweitern zu können.
Neben der Erzeugung dünner Glaslamellen werden auch Prozesse zur Herstellung von Hohl- und Mikrohohlglaskugeln systematisch untersucht. Hierbei sind Spherizität, Homogenität und Größe der erzeugten Kugeln eng mit der Zugabe von Blähmitteln sowie der Verarbeitung der aufgemahlenen Glaspulver verknüpft.  

Die Untersuchung und kontinuierliche Erweiterung der Glasverarbeitungstechnologien sind ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu neuen Glashalbzeugen, Formmaterialien und Werkstoffkonzepten.