Vidre flotat i vidre laminat
Vidre flotat
El procés de flotació, inventat per Sir Alastair Pilkington el 1952, permet fabricar vidre pla. Aquest procés permet la fabricació de vidre transparent, tintat i recobert per a edificis, i vidre transparent i tintat per a vehicles.
Hi ha unes 260 plantes de vidre flotat a tot el món amb una producció combinada d'unes 800.000 tones de vidre a la setmana. Una planta flotat, que funciona sense parar durant entre 11 i 15 anys, produeix uns 6.000 quilòmetres de vidre a l'any amb gruixos de 0,4 mm a 25 mm i amplades de fins a 3 metres.
Una línia de flotació pot tenir gairebé mig quilòmetre de llargada. Les matèries primeres entren per un extrem i de l'altre surten plaques de vidre, tallades amb precisió segons les especificacions, a ritmes de fins a 6.000 tones a la setmana. Entremig hi ha sis etapes altament integrades.
Fusió i refinació
Ingredients de gra fi, cuya qualitat és estrictament controlada, es barregen per fer un lot, que flueix al forn, que s'escalfa a 1500 °C.
Avui dia, el vidre flotat fabrica vidre d'una qualitat gairebé òptica. Diversos processos (fusió, refinació i homogeneïtzació) tenen lloc simultàniament a les 2.000 tones de vidre fos del forn. Es produeixen en zones separades en un flux de vidre complex impulsat per altes temperatures, com mostra el diagrama. Això dóna lloc a un procés de fusió continu, que dura fins a 50 hores, que subministra vidre a 1.100 °C, lliure d'inclusions i bombolles, de manera suau i contínua al bany de flotació. El procés de fusió és clau per a la qualitat del vidre; i les composicions es poden modificar per canviar les propietats del producte acabat.
Bany de flotació
El vidre del fusor flueix suaument sobre un bec refractari sobre la superfície mirallitzada de l'estany fos, començant a 1.100 °C i sortint del bany de flotació com una cinta sòlida a 600 °C.
El principi del vidre flotat no ha canviat des dels anys cinquanta, però el producte ha canviat dràsticament: d'un únic gruix d'equilibri de 6,8 mm a un rang que va des de submil·limètric fins a 25 mm; d'una cinta sovint marcada per inclusions, bombolles i estries fins a una perfecció gairebé òptica. El vidre flotat ofereix el que es coneix com a acabat al foc, la brillantor de la nova porcellana.
Recuit, inspecció i tall per encàrrec
● Recuit
Malgrat la tranquil·litat amb què es forma el vidre flotat, es desenvolupen tensions considerables a la cinta a mesura que es refreda. Massa tensió i el vidre es trencarà sota el tallador. La imatge mostra tensions a través de la cinta, revelades per la llum polaritzada. Per alleujar aquestes tensions, la cinta se sotmet a un tractament tèrmic en un forn llarg conegut com a lehr. Les temperatures es controlen de prop tant al llarg com a través de la cinta.
●Inspecció
El procés de flotació és conegut per fabricar vidre perfectament pla i sense defectes. Però per garantir la màxima qualitat, la inspecció es duu a terme en cada etapa. De vegades, una bombolla no s'elimina durant el refinament, un gra de sorra es nega a fondre's, un tremolor a l'estany crea ondulacions a la cinta de vidre. La inspecció automatitzada en línia fa dues coses. Revela errors del procés aigües amunt que es poden corregir, permetent que els ordinadors aigües avall dirigeixin els talladors al voltant dels defectes. La tecnologia d'inspecció ara permet fer més de 100 milions de mesures per segon a través de la cinta, localitzant defectes que l'ull nu no podria veure.
Les dades impulsen talladores "intel·ligents", millorant encara més la qualitat del producte per al client.
●Tall a mida
Les rodes de diamant retallen les vores tensades i tallen la cinta a la mida dictada per ordinador. El vidre flotat es ven per metres quadrats. Els ordinadors tradueixen els requisits dels clients en patrons de talls dissenyats per minimitzar el malbaratament.
Vidre laminat
El procés de laminació s'utilitza per a la fabricació de vidre per a panells solars, vidre pla estampat i vidre cablejat. S'aboca un flux continu de vidre fos entre rodets refrigerats per aigua.
El vidre laminat s'utilitza cada cop més en mòduls fotovoltaics i col·lectors tèrmics a causa de la seva major transmitància. Hi ha poca diferència de cost entre el vidre laminat i el flotat.
El vidre laminat és especial per la seva estructura macroscòpica. Com més alta sigui la transmitància, millor, i avui dia el vidre laminat d'alt rendiment i baix contingut en ferro assoleix normalment una transmitància del 91%.
També és possible introduir una estructura superficial a la superfície del vidre. Es trien diferents estructures superficials segons l'aplicació prevista.
Una estructura superficial rebavada s'utilitza sovint per millorar la força adhesiva entre l'EVA i el vidre en aplicacions fotovoltaiques. El vidre estructurat s'utilitza tant en aplicacions fotovoltaiques com termosolars.
El vidre estampat es fabrica en un procés d'una sola passada en què el vidre flueix cap als rodets a una temperatura d'uns 1050 °C. El rodet inferior de ferro colat o acer inoxidable està gravat amb el negatiu del patró; el rodet superior és llis. El gruix es controla ajustant la separació entre els rodets. La cinta surt dels rodets a uns 850 °C i es suporta sobre una sèrie de rodets d'acer refredats per aigua fins al forn de recuit. Després del recuit, el vidre es talla a mida.
El vidre armat es fabrica en un procés de doble pas. El procés utilitza dos parells de rodets de conformació refrigerats per aigua accionats independentment, cadascun alimentat amb un flux separat de vidre fos d'un forn de fusió comú. El primer parell de rodets produeix una cinta contínua de vidre, de la meitat del gruix del producte final. Aquesta es recobreix amb una malla metàl·lica. A continuació, s'afegeix una segona alimentació de vidre, per donar a una cinta el mateix gruix que la primera, i, amb la malla metàl·lica "entretallada", la cinta passa pel segon parell de rodets que formen la cinta final de vidre armat. Després del recuit, la cinta es talla mitjançant dispositius especials de tall i trencament.