26
Procesos de conformación de los vidrios 1. Fusión 2. Conformado manual 2.1. Soplado libre 2.2. Soplado con molde 3. Conformado mecánico 3.1. Vidrio hueco: 3.1.1. Soplado – soplado 3.1.2. Prensado – soplado 3.1.3. Prensado 3.2. Vidrio plano: 3.2.1. Estirado 3.2.2. Laminado 3.2.3. Flotado 3.2.4. Vidrios planos de seguridad: 3.2.4.1. Vidrios templados 3.2.4.2. Vidrios de seguridad laminados 3.2.4.2. Vidrios armados 3.3. Vidrio colado 3.4. Tubos de vidrio: 3.4.1. Fibra óptica 3.5. Fibras de vidrio: 3.5.1. Continuas 3.5.2. Discontinuas 3.6. Vidrios cerámicos 3.7. Procesos especiales: 3.7.1. Centrifugado 3.7.2. Fusión por agitación 3.7.3. Estampado 3.7.4. Vidrio multicelular 3.7.5. Microesferas de vidrio 3.7.6. Hojas delgadas 3.7.7. Sinterizado

Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Apuntes sobre vidrio Catedra de tecnologia de la Universidad Nacional de La Plata.

Citation preview

Page 1: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

Procesos de conformación de los vidrios

1. Fusión

2. Conformado manual2.1. Soplado libre2.2. Soplado con molde

3. Conformado mecánico3.1. Vidrio hueco:

3.1.1. Soplado – soplado3.1.2. Prensado – soplado3.1.3. Prensado

3.2. Vidrio plano: 3.2.1. Estirado 3.2.2. Laminado 3.2.3. Flotado3.2.4. Vidrios planos de seguridad:

3.2.4.1. Vidrios templados3.2.4.2. Vidrios de seguridad laminados3.2.4.2. Vidrios armados

3.3. Vidrio colado

3.4. Tubos de vidrio:3.4.1. Fibra óptica

3.5. Fibras de vidrio:3.5.1. Continuas3.5.2. Discontinuas

3.6. Vidrios cerámicos

3.7. Procesos especiales:3.7.1. Centrifugado3.7.2. Fusión por agitación3.7.3. Estampado3.7.4. Vidrio multicelular3.7.5. Microesferas de vidrio3.7.6. Hojas delgadas3.7.7. Sinterizado

4. Recocido

5. Procesos de terminación5.1. Curvado5.2. Tallado5.3. Cortes mecánicos5.4. Cortes por choque térmico5.5. Esmerilado 5.6. Pulido

Page 2: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

5.7. Soldadura5.8. Grabado al ácido5.9. Esmalte vitrificante5.10. Metalizado5.11. Templado:

5.11.1. Templado térmico5.11.2. Templado químico

6. Aplicaciones 7. Bibliografía

Page 3: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

1. FusiónAntes de hablar de los distintos tipos de conformado del vidrio es necesario detenerse a ver el fundido y refinado de la masa vítrea que se realiza en hornos de proceso continuo. Éste paso previo al conformado consiste mezclar las materias primas a una temperatura de aproximadamente 1400 a 1500 ºC. Se necesitan al menos 24 horas para que el material esté listo para ser trabajado.

La temperatura a la que el material se trabaja está comprendida en el “intervalo de viscosidad o trabajado” que va de los 800 a los 1200 ºC aproximadamente, según el tipo de vidrio y el tipo de proceso de conformación al que éste será sometido.

Cuando hablamos de “límite superior”, nos referimos a la temperatura a la que el vidrio está listo para ser conformado. “Límite inferior”, en cambio, hace referencia a la temperatura a la cual el objeto se mantiene soportando su propio peso sin deformarse.

Hablamos, además, de “vidrio corto” cuando nos referimos a un material que pierde rápidamente su fluidez al disminuir la temperatura. Y “vidrio largo” l material que por su lenta variación de la viscosidad con la temperatura permite una mayor comodidad en la operación y una mayor facilidad para obtener formas complicadas.

Page 4: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

2. Conformado manual2.1. Soplado libre

Después de fundid y refinado, el vidrio se deja enfriar unos cientos de grados. Es esencial la regulación de la temperatura para conseguir exactamente la adecuada. El vidrio fundido tiene baja tensión superficial.

Se toma la cantidad necesaria de la masa del material fundido en el extremo de una “caña” o tubo (“posta” o “toma”) y se continúa con una serie de operaciones eminentemente artesanales (soplado a pulmón, deformación, pegado en partes, etc.). También se puede partir de formas definidas: tubos, varillas, preformas, etc.

Las operaciones se basan en la habilidad del operario, por lo que este proceso pertenece más al campo artístico que al industrial; generalmente es empleado en piezas artísticas y de cristalería fina.

2.2. Soplado con molde

Page 5: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

Los objetos de paredes y sección circular se soplan en moldes de hierro fundido o de madera en el caso de fabricar hasta 10 o 12 piezas. Estos están formados por dos mitades y una a base separable para la extracción de la pieza.

Se hace girar la pieza dentro del molde para evitar las marcas de las juntas. El reborde sobrante se recorta por choque térmico y se termina el borde, a veces con la ayuda de un mechero. Las piezas de sección no circular se soplan precalentando el molde para evitar la adherencia del vidrio, en este caso quedan las marcas de la juntas. Contando con mano de obra barata, se realizan series de 700 a 1500 piezas. El soplado a boca se reemplaza a veces por aire comprimido.

3. Conformado mecánico3.1. Vidrio hueco:

3.1.1. Soplado – sopladoUtilizado para botellas y frascos de boca angosta, en una primera etapa y una preforma o paresón, que luego se transfiere al molde definitivo para un segundo soplado.

3.1.2. Prensado – sopladoSimilar al anterior, el paresón se obtiene por prensado del material adecuado para frascos de boca ancha y tarros. Estos son procesos de alta producción, por ejemplo de 25 a 150 envases por minuto, según el tamaño. Trabajan hasta 12 moldes simultáneamente, en forma totalmente automática. Para este tipo de piezas, la forma geométrica idealmente mas resistente sería la esfera, la que más se le aproxima dentro de lo realizable es la cilíndrica. Las botellas y frescos exigidos en cuanto a resistencia son, en general, combinaciones de ambos. Las secciones angulosas (cuadradas, facetadas) son menos resistentes que las cilíndricas porque producen una distribución desigual de los esfuerzos. En cuanto al espesor, es errada la creencia de que aumentándolo en las paredes se aumenta la resistencia. Una pared demasiado gruesa entraña mayor dificultad para eliminar tensiones permanentes durante la fabricación. La tendencia actual es producir envases cada vez más livianos, con paredes más delgadas, manteniendo o mejorando la resistencia.

Page 6: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

Otro factor que tiende a optimizar la distribución de las tensiones es la uniformidad de espesores.

3.1.3. PrensadoConsiste básicamente en comprimir una cantidad determinada de vidrio fundido entre las dos piezas, macho y hembra, de un molde, y abrir el molde cuando el vidrio ya está rígido. Existen máquinas semiautomáticas de carga manual en un único molde y presión neumática o hidráulica; y máquinas automáticas con alimentadores a gotas y hasta 16 moldes o más que trabajan simultáneamente. Sirven para producciones pequeñas o grandes. Este proceso es utilizado para la producción de vajilla para mesa, cocina y horno, artefactos para iluminación, lentes y baldosas y ladrillos, etc.

Page 7: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

3.2. Vidrio plano: 3.2.1. Estirado

Consiste en el estirado de una lámina de vidrio en estado pastoso, elevándola desde la cámara de trabajo de la cuba. Se va enfriando con dos refrigeradores por los que circula agua.

A medida que asciende se corta en planchas, obteniéndose las dimensiones comerciales, con espesores entre 2 y 30mm. Resulta un material transparente de caras no perfectamente planas y paralelas, presentando “ondulaciones”. Se obtiene una buena superficie (“pulida a fuego”) y es el de menor costo. Se destina a ventanas y aplicaciones similares.Las figuras 9, 10 y 11 muestran tres variantes del proceso para fabricación de vidrio estirado.

3.2.2. Laminado Se trata de una lámina de vidrio fundido que pasa continuamente entre dos rodillos. Presenta sus caras planas y paralelas, pero sus superficies son rugosas, por lo que resulta translúcido. Para que sea transparente debe pulirse (obteniéndose el mal llamado “cristal”, dos o tres veces más caro que el estirado). Se logran mayores espesores que con el proceso anterior y por su translucidez se lo emplea con difusor de la luz. El rodillo inferior puede tener dibujos o grabados, lo que permite obtener vidrio laminado impreso, translúcido utilizado para ventanas, cerramientos, etc. Una variante del proceso de laminado plano incorpora una tela metálica entre los rodillo, obteniéndose el vidrio armado.

3.2.3. FlotadoSe hace prensar una lámina de vidrio fundido, por rebalse, sobre un baño de estaño metálico fundido. La lámina sale de la cámara de flotado en forma horizontal y pasa al horno de recocido, a la salida del cual se corta. El producto obtenido es transparente, tiene superficies planas y paralelas y “pulidas a fuego”.Se fabrican espesores entre 3 y 15mm; el ancho de la lámina es aproximadamente de 3,3m.Este material reemplazó en casi todo el mundo al vidrio plano laminado pulido, no así con el estirado, debido a la diferencia de costo.

Page 8: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

Una variante de este proceso permite obtener vidrios de color (spectrafloat), recubiertos con una capa metálica, y vidrios dibujados.

3.2.4. Vidrios planos de seguridad: Son aquellos fabricados o tratados de manera de reducir el riesgo en caso de accidentes. Deben resistir esfuerzos mecánicos importantes (presión del viento, impactos, flexión, etc.) sin romperse, y en caso de rotura, hacerlo de forma que los fragmentos no constituyan un peligro para los usuarios.

3.2.4.1. Vidrios templados (ver 5.11)

3.2.4.2. Vidrios de seguridad laminados

Estos vidrios están constituidos por dos láminas de vidrio unidas rígidamente entre sí por un polímero. Las planchas pueden ser de vidrio recocido o templado, incoloros o de color, o puede ser de color la lámina de plástico. También puede haber varias capas de vidrio-plástico superpuestas (vidrios antibalas, hasta 7 láminas de vidrio y 26 de PVB, ventanillas de aviones). Al principio se usó celuloide; actualmente se utiliza PVB de 0,6 a 0,8mm de espesor. En caso de ser curvado, la preparación se realiza previamente al pegado que se lleva a cabo por presión y calor. En caso de rotura, los fragmentos quedan unidos al plástico, impidiendo daños; manteniendo cerrado el vano y permitiendo la visibilidad. Sus principales aplicaciones son parabrisas, ventanillas de toda case de medios de transporte, ventanas, cerramientos, vidrieras, protección de instrumentos y objetos de valor, etc. Es el que ofrece más seguridad, aunque también el más costoso.

3.2.4.2. Vidrios armadosUsados en techos claraboyas, para evitar la propagación de incendios. Impide la caída de trozos de vidrio en caso de rotura. Lleva incluida una malla metálica cuadrada o hexagonal, generalmente se fabrica en espesores de 5 a 7mm.

Page 9: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

3.3. Vidrio coladoConsiste en verter el vidrio fundido en crisoles sobre un molde de hierro calentado previamente a 400-500ºC para evitar que el vidrio se adhiera al metal. Las paredes son por lo general móviles para la extracción de la pieza. El contacto con el metal proporciona una superficie rugosa para que sea lisa hay que pulirla posteriormente al recocido.El vidrio no fluye a través de pequeños orificios o ranuras, ni toma la forma de los ángulos, por lo que los moldes deben ser simples, sin secciones estrechas ni formas intrincadas, ni tampoco muy pequeños; en estos casos se recurre al prensado. La colada se utiliza para fabricar planchas de vidrio de gran espesor, planchas de vidrio de color en pequeñas cantidades y piezas ópticas.

3.4. Tubos de vidrio:Se basa en el estirado del tubo de la masa fundida, con inyección de aire comprimido internamente para formar las paredes del tubo. Regulando las dimensiones del orificio de salida del mandril, el flujo de aire comprimido, la velocidad de estirado y la temperatura, se obtienen tubos de vidrios de distintos diámetros y espesores. Si no se insufla aire se obtiene una varilla maciza. El tubo se corta luego con una rueda de acero duro. En las tres variantes de este proceso el material puede fluir:

Page 10: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

a. En forma inclinada (proceso Danner). La velocidad de estirado está entre 30 y 60m por minuto.

b. Vertical por gravedad (proceso Vello). Permite mayores velocidades de estirado.c. Vertical hacia arriba (proceso Wood). Para pequeñas producciones o composiciones

espaciales, no permite tolerancias dimensionales muy estrechas. Adecuado para diámetros y espesores pequeños, y para la fabricación de capilares de vidrio en forma continua. Omitiendo el movimiento rotatorio, se pueden estirar capilares prismáticos o con bandas de vidrio opal o de color.

El tubo de vidrio es “materia prima” fundamental para tubos fluorescentes, material de laboratorio, ampollas para productos medicinales, etc.

3.4.1. Fibra ópticaConsisten básicamente en una varilla de vidrio recubierta con una camisa o manto de otro vidrio de mayor índice de refracción, con lo que se consigue una reflexión total en la superficie interna. Su diámetro varía entre 10 y 150µm, y su longitud puede llegar a varios metros. Se unen haces desde unas decenas hasta miles de fibras que pueden ser rígidas o flexibles. Si las fibras del haz están ordenadas (haces “coherentes”), se logra la transmisión de imágenes. Sus aplicaciones más importantes son: iluminación de zonas de difícil acceso, iluminación de zonas sensibles a la temperatura, alarmas contra incendios, dispositivos de transmisión procesamiento y codificación de información; sistemas de automatización; indicadores de nivel; microscopia; decoración; etc.

3.5. Fibras de vidrio:

PPIEDADES DE LAS FIBRAS DE VIDRIO Gran resistencia a la temperatura. No arde. No es higroscópico. Las fibras aisladas no absorben humedad. Resistencia a la intemperie, a los ácidos, álcalis y vapores corrosivos. Elevada resistencia mecánica, más que las otras fibras textiles. Gran resistencia eléctrica.

Page 11: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

Estable por ser inorgánico. Imputrescible. Inodora y no tiene olores. Aislante térmico. Aislante sonoro. Material filtrante.

3.5.1. ContinuasLa fabricación se realiza por trefilado (o hilado). En el momento en que se unen las fibras para formar el haz son rociadas con una solución de resina o aceite de siliconas (ensimage) que facilitan la reunión en haces además de lubricarlas, resolviendo el problema de la fragilidad. La composición del vidrio es especial.Los haces están formados por 200 a 800 fibras entre 3 y 20µm de diámetro. Se utilizan como cualquier otra fibra textil.

3.5.2. Discontinuas El vidrio fundido cae en chorro continuo en un embudo de acero inoxidable que gira a gran velocidad y dentro del cual se produce un torbellino por aire comprimido, se forman así fibras de vidrio de 2 a 3cm de longitud que salen por fuerza centrífuga a través de las perforaciones del embudo. Las fibras son rociadas con ensimage y posteriormente con una resina que las une formando un fieltro. Estas fibras se usan como refuerzo (por ejemplo de materiales plásticos). Pueden usarse vidrio común sódico cálcico o composiciones especiales.Con un método similar se fabrican las lanas de vidrio, cuya principal aplicación es el aislamiento térmico y acústico.

Page 12: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

3.6. Vidrios cerámicosUn artículo de vidrio conformado puede tratarse térmicamente a fin de lograr en su masa cierta estructura cristalina. El material así obtenido puede someterse a tratamientos de terminado, posee porosidad cero, resistencia mecánica y al choque térmico varias veces mayor que la de los vidrios y materiales cerámicos tradicionales, mayor dureza a la abrasión, resistencia al ataque químico y menor conductividad eléctrica.Por lo general son opacos, de color blanco. Puede lograrse transparencia. Su característica más importante es que sus propiedades pueden variarse dentro de amplios rangos y en forma continua variando los parámetros de los procesos de fabricación.

Page 13: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

3.7. Procesos especiales:3.7.1. Centrifugado

Se lo usa en gran escala para obtener artículos huecos de forma cónica o cilíndrica: la parte intermedia de los bulbos de vidrio usados en los tubos de TV y tubos, y piezas de gran diámetro (60cm a 1m) y espesor (2 a 3cm), usados para cañerías e instalaciones industriales.

3.7.2. Fusión por agitaciónPara obtener una masa de vidrio de alta homogeneidad (como los usados en óptica), se usa el agitador inventado por Guinaud en 1805, con algunas mejoras en el diseño y los materiales.

3.7.3. EstampadoLas planchas de vidrio plano pueden deformarse con presión entre dos medias matrices (macho y hembra). Una vez conformada la pieza se corta de la plancha y se requeman sus bordes. Se fabrica vajilla para cocina y para horno.

3.7.4. Vidrio multicelularSe mezcla vidrio molido con negro de humo y se funde. Los gases producidos forman burbujas que se distribuyen en la masa del material. Enfriando rápidamente se obtiene una masa esponjosa de excelentes propiedades de aislamiento térmica y acústica, incombustible e impermeable.

3.7.5. Microesferas de vidrioEl material fundido se hace caer delante de una corriente de aire frío, que lo dispersa en microesferas de pocos micrones de diámetro. Son utilizadas como refuerzo de materiales plásticos, láminas retrorreflectores, etc.

3.7.6. Hojas delgadasDe hasta 0,6025mm de espesor, se obtiene traficando el vidrio a través de una ranura de platino. Este procedimiento ha reemplazado al proceso manual de soplado de grandes “globos” que luego se cortaban y se aplanaban en un horno. Las hojas se usan como cubreobjetos para microscopía y como dieléctricos en condensadores.

3.7.7. Sinterizado

Page 14: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

El polvo de vidrio puede moldearse con calor y presión tanto en seco como en húmedo. Tiene aplicaciones como aislante en electrónica y en fabricación de filtros porosos para laboratorio. Una variante de este método es conformar un producto en vidrio borosilicato de sodio y someterlo a un tratamiento térmico y luego con ácido sulfúrico, con lo cual el borato de sodio se disuelve y queda un esqueleto poroso de un vidrio con 96% de óxido de silicio. Con un nuevo tratamiento térmico el vidrio sinteriza y se contrae un 30%. Este vidrio reemplaza al de sílice sin que sea necesario los 2000ºC que requiere este último para poderlo conformar.

4. RecocidoEsta operación es común a todos los productos de vidrios. Es el proceso posterior al conformado y consiste en un calentamiento de la pieza terminada y un enfriamiento lento para eliminar las tensiones internas que se producen al enfriarse, disminuyendo la resistencia mecánica. Por ejemplo, en el caso de una copa, se eleva su temperatura a unos 500 ºC en un horno de recocido y se la lleva a temperatura ambiente en una hora y media aproximadamente.

5. Procesos de terminación5.1. Curvado

Se parte de planchas calentadas hasta el punto de ablandamiento, que se trabajan por medio de prensas especiales que le dan la forma y curvatura requeridas. Se utiliza para parabrisas y otras aplicaciones.

5.2. Tallado

Se realiza manualmente sobre una rueda giratoria o “piedra” abrasiva, luego se suaviza con una piedra más fina y por último se trata con ácidos. Se utiliza para pequeñas series o piezas únicas. Se ha difundido el tallado de vidrios placados, vidrio hueco con una capa de vidrio coloreado. El tallado elimina la parte coloreada, quedando a la vista el vidrio incoloro.

Page 15: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

5.3. Cortes mecánicosLas masas de corte están provistas de herramientas diamantadas o de acero especial o carburo de tungsteno.Los cortes pueden ser líneas rectas o curvas. Se marca la superficie y luego se aplica un esfuerzo de tracción para que la fisura se propague.Para vidrios muy gruesos, curvas especiales, orificios, se procede a un corte propiamente dicho con discos o sierras circulares de acero bajo el agua o discos o brocas diamantados.Los bordes se suelen “matar” con lija especial o biselado.

5.4. Cortes por choque térmicoEn el caso de tubos o recipientes cilíndricos, se marca con diamante la circunferencia y luego se aplica una llama, o bien, se envuelve con una alambre y se dejan caer algunas gotas de agua fría en la zona marcada. También puede simplemente hacerse girar el objeto sobre llamas que fluyen de estrechas ranuras horizontales, o cortarse por fusión con llamas sumamente calientes. Al existir una gran diferencia de temperatura entre una franja y el resto del material se produce una grieta que se propaga alrededor de todo el objeto.Los bordes cortados se suavizan con muelas de agua fría o con llamas de gas, que funden las aristas vivas del borde (pulido a fuego o requemado). Después de esta operación se pasa al recocido.

5.5. Esmerilado Consiste en obtener una superficie una superficie rugosa mediante el uso de materiales abrasivos en forma de disco o chorros dirigidos a gran presión. Con el uso de máscaras se pueden obtener distintas figuras.

Page 16: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

5.6. PulidoSe utilizan polvos muy finos de materiales blandos o pastas especiales, que se aplican con una herramienta recubierta con material blando. Se aplica en vidrios planos pulidos y especialmente en vidrios para usos ópticos.

5.7. SoldaduraSe calientan ambas partes por soldar y se adosan ejerciendo una ligera presión. Es un proceso manual que depende de la habilidad del operario. Cuando se trata de distinta composición, se usan vidrios intermedios o “de pasaje”, para eliminar gradualmente la diferencia de coeficientes de dilatación.Para soldar vidrios de gran diferencia de coeficiente de dilatación, vidrio con metal y vidrio con cerámica, se desarrollaron vidrios especiales para soldar.

5.8. Grabado al ácidoEl acabado fluorhídrico líquido o como vapor ataca a los vidrios silicatos. Se pueden lograr texturas en su superficie (“satinado”, “escarchado”, etc.), utilizadas par difundir la luz y con fines decorativos. Es posible obtener distintos grados de rugosidad y opacidad.Existe un procedimiento que consiste en recubrir la superficie con cera, marcar el dibujo que se quiere grabar y someterla a acción de vapores.

5.9. Esmalte vitrificanteSe aplican en forma de serigrafía o con calcomanías. Están compuestos de vidrio, colorante y vehículo. Luego de su aplicación se hornea quedando incorporado indeleblemente.

5.10. MetalizadoConsiste en lograr una capa adherente de metal sobre la superficie del vidrio. Puede aplicarse oro, plata y platino por deposición al vacío o aplicación directa del metal. Por elecrodeposición puede aplicarse plata y cromo.

El plateado tiene máxima importancia en la fabricación de espejos. Para astronomía se hacen espejos con aluminio, que, a diferencia de los anteriores, se deposita en la cara externa.

5.11. Templado:

Page 17: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

Incluye todo tratamiento del cual resulte una mayor resistencia mecánica del vidrio por creación de una capa en estado de compresión en su superficie.

Los vidrios pueden templarse diferencialmente por zonas, variando con esto los trozos al romperse. Esto se usa en parabrisas para mantener una zona de visibilidad de trozos de mayor tamaño. Solo pueden templarse vidrios con las superficies perfectamente lisas, y una vez templados no pueden someterse a ningún tipo de trabajo mecánico (corte, perforación), porque se producen roturas. También deben curvarse previamente.

5.11.1. Templado térmicoEl templado térmico consiste en enfriar el objeto de vidrio rápidamente, habiéndolo precalentado a una determinada temperatura aumentando más de cinco veces su resistencia mecánica.La fractura de los vidrios templados es de carácter explosivo y los fragmentos resultantes son pequeños y de cantos redondeados, por lo que no resultan peligrosos como las astillas de la rotura de un vidrio recocido. Se trabaja en espesores de no menos de 3 o 4mm. Estos vidrios se usan en puertas de edificios, tabiques, mamparas, vidrieras, cerramientos, ventanillas de vehículos, muebles, etc.

5.11.2. Templado químicoEl templado químico se basa en un intercambio iónico por medio de un baño de sales. La mayor tensión de tracción en el interior del material hace que la rotura no sea explosiva como en el templado térmico. Es adecuado para fabricar objetos de menores espesores. Se fabrican solamente piezas pequeñas y de valor elevado debido a su alto costo (lentes para anteojos de seguridad, tubos para centrifugación, etc.)Se han desarrollado tres tipos especiales de vidrios de seguridad por medio de este proceso de templado: antifractura, antibala y antiexplosión, de resistencia mecánica mayor que los templados térmicamente.

6. Aplicaciones

VAJILLA

Vajilla de mesaDesde la antigüedad el vidrio es el material más usado en la fabricación de vasos (recipiente sin pie y sin asas, utilizado para beber, de forma cilíndrica o troncocónica). Generalmente se los fabrica de vidrio común. Pueden templarse por inmersión en aceite o chorro de aire frío para grandes producciones; en este caso requieren mayor espesor que los comunes. Las copas se fabrican por partes (contendor, pie y base) que luego se sueldan.Los platos se fabrican por prensado con vidrio común y luego se templan.Las tazas (vasos con asas) por lo general de altura menor que el diámetro, se fabrican en su mayor parte por prensado, con vidrio común u opal y se templan luego del soldado de las asas.Otros utensilios, como botellones, fuentes, jarras, compoteras, ensaladera, salseras, aceiteras, azucareras, etc., son en general de vidrio común sin templar, fabricadas manualmente o en forma semiautomática por prensado, soplado o combinación de ambos procesos y terminados por requemado de bordes, pegado de asas, marcado de picos, tallado decorado, etc.

Page 18: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

Vajilla de cocinaPara usar en frío: (fuentes, ensaladeras, exprimidores, etc.) son de vidrio común con gran variedad de procedimientos de terminado.Para usar en caliente:

a. Vajilla para horno: fuentes de todo tipo y sus tapas, fabricadas con vidrio de bajo coeficiente de dilatación (borosilicatos térmicos) o vidrios cerámicos, más resistentes a los choques térmicos. No se templan porque en los sucesivos cambios de temperatura el efecto se pierde y además porque los vidrios empleados no son aptos para un templado efectivo.

b. Vajilla para fuego directo: cafeteras y recipientes para calentar líquidos se fabrican con vidrio borosilicato térmico por soplado, con paredes muy delgadas que evitan la acumulación de tensiones peligrosas por choque térmico. La vajilla para horno de vidrio cerámico también puede calentarse a fuego directo.

Los recipientes térmicos (“termos”) consisten en una ampolla de vidrio de pocas décimas de espesor, espejado con plata protegida externamente y con cierre hermético. Son de vidrio común soplado.

EnvasesPueden clasificarse, en líneas generales, en:a. Botellas: envases de boca angosta, capacidad entre 100 y 1500ml.b. Botellones o damajuanas: ídem, de capacidad de 1,5 a 25l.c. Frascos: de boca angosta y boca ancha, diseños y capacidades muy variados;

diámetro de la boca menor que el del cuerpo.d. Tarros: diámetro de la boca igual o casi igual al del cuerpo. Capacidades y diseños

variados. Cuando la altura es menor que el diámetro se denominan potes.

Los tipos de cierres más comunes son:a. Tapas metálicas externas, a rosca, a bayoneta o tipo corona, generalmente de hojalata

y, en algunos casos, de aluminio o plástico; suelen tener juntas y pueden estar recubiertas de material plástico para protección.

b. Tapas internas, como tampones de corcho, goma, plástico y vidrio esmerilado.c. Cierre por soldadura del mismo vidrio (ampolla).

Un tema de especial interés para e diseño es el de los envases reusables (reuso cíclico previa limpieza, o uso doméstico como recipiente con los destinos más diversos), y envases descartables. También crece la recuperación de envases rotos para ser usados como casco de vidrio en la carga de hornos.Los descriptos anteriormente se llaman envases de primera elaboración (conformado a partir del vidrio fundido). Las ampollas, frascos-ampollas, tubitos y otros, que se utilizan para envasar inyectables, se fabrican a partir del tubo de vidrio, y por ello se los denomina envases de segunda elaboración.

Vidrios Atérmicos

Page 19: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

Transmiten solamente una fracción de la energía radiante solar, fundamentalmente en la región visible del espectro, reduciendo la carga térmica emergente de sus superficie interna. Se logran de dos maneras: agregando colorantes a la masa de vidrio que absorben algunas radiaciones (vidrios absorbentes); o bien aplicando a sus superficie capas metálicas de cromo, cobre, Cr-Cu, Cr-Ni, Fe, Al y Au, por deposición en alto vacío o capas de óxido aplicadas por inmersión en una solución o por rociado con aerosol. Estos últimos se denominan vidrios térmicos reflejantes para control solar, o “semiespejados”. Pueden lograrse reflexiones selectivas según la longitud de onda combinando distintas capas con diversos espesores (espejos retrovisores “antiencandilantes”).También pueden lograrse vidrios absorbentes usando un material adecuado en los vidrios laminados.Los vidrios atérmicos encuentran gran aplicación en arquitectura.

Ladrillos, bloques y baldosasLos ladrillos se fabrican en dos piezas separadas, que luego se sueldan formando una cámara de aire seco a baja presión. Poseen buen aislamiento térmico y acústico, permiten buena iluminación, protección contra incendios y fácil limpieza. Llegan a fabricarse de 240x240cm y 10cm de espesor; equivaliendo, por su aislamiento térmico, a una pared de hormigón de 25cm de espesor.

Las baldosas y tejas se fabrican, igual que los ladrillos, por prensado, pero en una sola pieza. Se utilizan en pisos y techos, sustituyendo a las “claraboyas” de vidrio armado.

Artículos para laboratorio químicoEl desarrollo de la química exigió productos de mayor calidad, más resistente a los esfuerzos mecánicos, choques térmicos, ataque del agua y productos químicos; así como diseños que cubran las diferentes necesidades. se desarrollaron así los vidrios de Turingia (silicatos sódico-cálcicos) y los de Bohemia (silicatos potásico-cálcicos), pero recién se obtuvieron resultados satisfactorios con los vidrios borosilicatos, fabricados por primera vez por Schott en Jena, Alemania, que dieron origen a los actuales vidrios resistentes “térmicos” (Phyrex) y “neutros”. Los primeros poseen una excelente resistencia a los choques térmicos y muy buena a los ataques químicos, mientras que los segundos muestran una sobresaliente resistencia a los ataques químicos y su resistencia al choque térmico es algo menor que la de los anteriores. También se fabrican elementos de vidrios silicatos sódicos-cálcicos y especiales con vidrio de sílice, vidrios exentos de boro, etc.Los elementos para laboratorio pueden ser de primera o segunda elaboración, manuales, semiautomáticos o automáticos; y es común que se fabriquen en el mismo laboratorio. Son de importancia los artículos graduados para la medición de líquidos y gases; la graduación se realiza por grabado con ácido, aplicación de esmaltes vitrificables o esmaltes de difusión sobre la base de plata.

Page 20: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

7. Bibliografía “Los vidrios. Propiedades, tecnologías de fabricación y aplicaciones”.

Eduardo A. Mari. Editorial Américalee. 1982, Buenos Aires, Argentina.

Internet http://www.cristalavellaneda.com.ar/ www.c-bergmann.at/de www.cristembo.com.bo/produ1a.htm www.extralum.com/images/v_lamina.htm www.construnario.info/notiweb/tematicos/Cricursa/03.jpg www2.dupont.com/.../prod_glass.html

Page 21: Apunte de Vidrios Tecnología 1 B

7. Bibliografía “Los vidrios. Propiedades, tecnologías de fabricación y aplicaciones”.

Eduardo A. Mari. Editorial Américalee. 1982, Buenos Aires, Argentina.

Internet http://www.cristalavellaneda.com.ar/ www.c-bergmann.at/de www.cristembo.com.bo/produ1a.htm www.extralum.com/images/v_lamina.htm www.construnario.info/notiweb/tematicos/Cricursa/03.jpg www2.dupont.com/.../prod_glass.html