Das Floatglasverfahren schrittweise erklärt
Das Floatglasverfahren
Erleben Sie, wie sich die Faszination dieses wissenschaftlich fundierten Herstellungsverfahrens Schritt für Schritt entfaltet – entlang einer Floatglaslinie, die nahezu einen halben Kilometer lang sein kann. Am einen Ende werden die Rohstoffe zugeführt, am anderen verlassen präzise nach Vorgabe zugeschnittene Glasscheiben die Produktionslinie – mit einer Kapazität von bis zu 6.000 Tonnen pro Woche. Dazwischen durchläuft das Glas sechs eng miteinander verknüpfte Prozessschritte.
Schritt 1: Schmelzen und Läutern
Feinkörnige Rohstoffe, deren Qualität sorgfältig überwacht wird, werden zu einem Gemenge (Batch) vermischt. Dieses wird kontinuierlich auf die etwa 1.500 °C heiße Glasschmelze im Schmelzofen aufgegeben.
Mit dem Floatglasverfahren lässt sich Glas von nahezu optischer Qualität herstellen. In den rund 2.000 Tonnen Glasschmelze des Schmelzofens laufen mehrere Prozesse gleichzeitig ab: Schmelzen, Läutern und Homogenisieren. Diese finden in unterschiedlichen Zonen statt und werden durch die komplexen Strömungen der Glasschmelze bei hohen Temperaturen gesteuert. Das Ergebnis ist ein kontinuierlicher Schmelzprozess, der bis zu 50 Stunden dauert. Dabei wird eine gleichmäßige, blasen- und einschlussfreie Glasschmelze mit einer Temperatur von etwa 1.100 °C kontinuierlich dem Floatbad zugeführt. Der Schmelzprozess ist von entscheidender Bedeutung für die Qualität des Glases. Durch gezielte Anpassungen der Glaszusammensetzung lassen sich die Eigenschaften des späteren Endprodukts individuell beeinflussen.
Das Floatglasverfahren
Schritt 2: Floatbad
Die Glasschmelze fließt aus dem Schmelzofen über einen feuerfesten Auslauf schonend auf die spiegelglatte Oberfläche eines Bades aus flüssigem Zinn. Dabei beträgt ihre Temperatur zunächst etwa 1.100 °C. Am Ende des Floatbades verlässt das Glas dieses als durchgehendes, bereits erstarrtes Glasband mit einer Temperatur von rund 600 °C.
Das Grundprinzip des Floatglasverfahrens hat sich seit seiner Entwicklung in den 1950er-Jahren nicht verändert. Das hergestellte Produkt hingegen wurde kontinuierlich weiterentwickelt: Aus einer ursprünglich einzigen Glasdicke von 6,8 mm entstand ein Spektrum von weniger als 1 mm bis hin zu 25 mm. Gleichzeitig wurde die Glasqualität erheblich verbessert – von einem Glasband mit gelegentlichen Einschlüssen, Blasen und Schlieren hin zu nahezu optischer Perfektion. Das Verfahren erzeugt eine sogenannte feuerpolierte Oberfläche, die dem Glas seinen charakteristischen Glanz verleiht.
Schritt 3: Beschichtung
Durch moderne Hochtemperaturtechnologien können auf das abkühlende Glasband Beschichtungen aufgebracht werden, die dessen optische Eigenschaften gezielt verändern.
Die Online-Beschichtung mittels chemischer Gasphasenabscheidung (Chemical Vapour Deposition – CVD) stellt die bedeutendste Weiterentwicklung des Floatglasverfahrens seit seiner Erfindung dar. Mit diesem Verfahren lassen sich unterschiedlichste Beschichtungen mit einer Dicke von weniger als einem Mikrometer aufbringen. Sie können beispielsweise sichtbares Licht oder Infrarotstrahlung gezielt reflektieren. Da das Glasband kontinuierlich unter den Beschichtungsanlagen hindurchläuft, können innerhalb weniger Sekunden sogar mehrere Beschichtungsschichten nacheinander aufgebracht werden. Die Weiterentwicklung des CVD-Verfahrens könnte künftig die gezielte Veränderung der Glaszusammensetzung zunehmend ersetzen und zum wichtigsten Mittel werden, um die optischen Eigenschaften von Floatglas zu beeinflussen.
Das Floatglasverfahren
Schritt 4: Tempern
Obwohl das Floatglasverfahren äußerst kontrolliert und gleichmäßig abläuft, entstehen beim Abkühlen des Glasbandes erhebliche Eigenspannungen.
Sind diese Spannungen zu hoch, kann das Glas bereits beim Zuschneiden brechen. Um sie gezielt abzubauen, durchläuft das Glasband einen langen Kühlofen, den sogenannten Lehr. Dort wird das Glas einer exakt gesteuerten Wärmebehandlung unterzogen. Die Temperaturen werden sowohl in Längs- als auch in Querrichtung des Glasbandes kontinuierlich überwacht und geregelt. Pilkington hat hierfür eine Technologie entwickelt, die die Spannungen im Glas automatisch erfasst und diese Informationen zur präzisen Temperaturregelung des Kühlofens nutzt.
Schritt 5: Qualitätskontrolle
Das Floatglasverfahren ist weltweit für die Herstellung vollkommen ebener und nahezu fehlerfreier Glasprodukte bekannt. Um diesen hohen Qualitätsstandard sicherzustellen, wird das Glas während des gesamten Herstellungsprozesses kontinuierlich geprüft.
Dennoch kann es vereinzelt vorkommen, dass beim Läutern eine Luftblase nicht vollständig entfernt wird, ein Sandkorn nicht vollständig aufschmilzt oder kleinste Erschütterungen im Zinnbad Wellen im Glasband verursachen. Die automatisierte Online-Qualitätskontrolle erfüllt dabei zwei wesentliche Aufgaben: Zum einen erkennt sie Prozessabweichungen frühzeitig, sodass diese unmittelbar behoben werden können. Zum anderen übermittelt sie die erfassten Daten an die nachgelagerten Schneidanlagen, die ihre Schnittführung automatisch an vorhandene Fehlerstellen anpassen. Fehler im Glas führen zu Materialverlusten, während die Anforderungen der Kunden an die Produktqualität kontinuierlich steigen. Moderne Inspektionssysteme erfassen heute mehr als 100 Millionen Messwerte pro Sekunde über die gesamte Breite des Glasbandes und erkennen selbst kleinste Fehler, die mit bloßem Auge nicht sichtbar wären. Die gewonnenen Daten steuern intelligente Schneidsysteme und tragen so entscheidend zur weiteren Verbesserung der Produktqualität bei.
Das Floatglasverfahren
Schritt 6: Zuschneiden auf Maß
Diamant-Schneidräder entfernen zunächst die Randbereiche des Glasbandes, die aufgrund erhöhter Spannungen nicht für die Weiterverarbeitung geeignet sind. Anschließend wird das Glasband entsprechend den vom Computer vorgegebenen Abmessungen präzise zugeschnitten.
Floatglas wird nach Quadratmetern verkauft. Moderne Computersysteme berechnen auf Grundlage der Kundenaufträge optimale Zuschnittpläne, um den Materialverschnitt auf ein Minimum zu reduzieren. Zunehmend werden dabei elektronische Systeme eingesetzt, die den gesamten Produktionsprozess direkt mit dem Auftragsmanagement verknüpfen und so eine besonders effiziente Fertigung ermöglichen.