Der ultimative Leitartikel zur industriellen Glasherstellung – ideal für Industriemeister, Fachkräfte und Prüflinge.
Inhaltsverzeichnis
- Rohstoffe & Glasrezeptur
- Gemengeaufbereitung
- Schmelzen: Reaktionen & Energie
- Läuterung & Homogenisierung
- Formgebung: Prozesse im Detail
- Abkühlung, Entspannung, Kühlofen
- Veredelung & Beschichtungen
- Fehleranalyse & Qualitätsprüfung
- Tabellarischer Gesamtüberblick
1. 
Rohstoffe & Glasrezeptur
Glas besteht hauptsächlich aus oxidischen Rohstoffen. Diese werden je nach Funktion unterteilt:
| Funktionsgruppe | Typische Verbindungen | Aufgaben im Glas |
|---|---|---|
| Netzwerkbildner | SiO₂, B₂O₃, GeO₂ | Aufbau des Glasnetzwerks |
| Netzwerkwandler | Na₂O, K₂O, CaO, MgO | Senken Viskosität, erhöhen Fließfähigkeit |
| Stabilisatoren | Al₂O₃, ZrO₂, BaO | Erhöhen chem./therm. Stabilität |
| Zwischenoxide | TiO₂, PbO | Teils Netzwerkbildner, teils -wandler |
| Läutermittel | Na₂SO₄, CaF₂ | Gasblasen entfernen |
| Farbmittel/Entfärber | Fe₂O₃, Cr₂O₃, Se, CoO | Farbeinstellung, Entfärbung |
Beispielzusammensetzung für Kalk-Natron-Silikatglas:
| Oxid | Anteil in Gewichts-% |
|---|---|
| SiO₂ | 71–75 % |
| Na₂O | 12–15 % |
| CaO | 8–11 % |
| MgO | 1–3 % |
| Al₂O₃ | 1–2 % |
2. 
Gemengeaufbereitung
Ziele:
- Homogenisierung der Rohstoffe
- Optimale Korngrößenverteilung
- Vermeidung von Entmischung
- Energieeffizienz bei der Schmelze
Bestandteile:
- Primärrohstoffe (Quarzsand, Dolomit, Soda…)
- Sekundärrohstoffe (Scherben bis 60 %)
- Additive (Färbemittel, Redoxmittel)
| Prozessschritt | Beschreibung |
|---|---|
| Mischen | intensive Durchmischung in Mischeranlagen |
| Befeuchten | Verhindert Entstaubung |
| Fördertechnik | Pneumatisch oder mechanisch zur Schmelzwanne |
| Dosierung | gravimetrisch oder volumetrisch |
3. 
Schmelzen: Reaktionen & Energie
Die Schmelze erfolgt in Wannenöfen (kontinuierlich) oder Hafenöfen (periodisch).
Typische Temperaturbereiche:
| Bereich | Temperatur | Bemerkung |
|---|---|---|
| Aufschmelzen | 1100–1450 °C | Stoffumwandlung beginnt |
| Läuterung | 1500–1550 °C | maximale Temperatur, Gasblasen steigen auf |
| Abkühlzone | 1300–1150 °C | Übergang zur Formgebung |
Reaktionen:
- Carbonate → Oxide + CO₂
- Sulfate → SO₂, O₂
- Redoxreaktionen (z. B. Fe²⁺/Fe³⁺) beeinflussen Farbe & Stabilität
Redoxzahl: wichtig für Farbe!
| Glasart | Redoxzahl (typisch) |
|---|---|
| Weißglas | +20 bis 0 |
| Grünglas | 0 bis –12 |
| Braunglas | –15 bis –35 |
4. 
Läuterung & Homogenisierung
Läuterung:
- Ziel: Entfernung von Gasblasen
- Mittel: Na₂SO₄, As₂O₃, Se
- Gasentwicklung bei hohen Temperaturen → Aufsteigen der Blasen
Homogenisierung:
- Temperaturausgleich
- chemische Gleichverteilung (keine Streifenbildung)
- mechanisch unterstützt durch Rührwerke (beim Borosilikatglas)
5. 
Formgebung: Prozesse im Detail
| Verfahren | Anwendung | Temperatur | Bemerkung |
|---|---|---|---|
| Pressen | Teller, Schalen | 1100–1200 °C | mechanisch |
| Blasen (Blow-Blow) | Behälterglas | 1050–1150 °C | in Metallform geblasen |
| Floatverfahren | Flachglas | 1100–1200 °C | auf flüssigem Zinn |
| Ziehen | Glasfasern | >1300 °C | sehr viskoses Verhalten erforderlich |
6. 
Abkühlung & Entspannung
Nach der Formgebung folgt der kontrollierte Abkühlprozess im Kühlofen:
| Zone | Temperaturbereich | Zweck |
|---|---|---|
| Heißzone | 600–800 °C | langsames Abkühlen |
| Übergangszone | 500–600 °C | Entspannungsbereich (Struktur fixiert) |
| Kaltzone | <500 °C | Auskühlen auf Raumtemperatur |
Ziel: spannungsfreies, stabiles Produkt ohne Risse.
7. 
Veredelung & Beschichtungen
| Verfahren | Funktion |
|---|---|
| Schleifen, Polieren | optische Klarheit |
| Sandstrahlen | Mattierung |
| Chemisch härten | Oberflächenhärtung (K⁺/Na⁺-Austausch) |
| Thermisch vorspannen | ESG – höhere Biegefestigkeit |
| Beschichtung (online/offline) | Wärmeschutz, Selbstreinigung, Reflexion |
8. 
Fehleranalyse & Qualitätsprüfung
Fehler entstehen durch:
- Rohstoffverunreinigung
- falsche Schmelzparameter
- ungleichmäßige Formgebung
| Fehlerart | Ursache |
|---|---|
| Schlieren | unzureichende Homogenisierung |
| Blasen | unvollständige Läuterung |
| Steine | ungelöste Rohstoffe, Korrosion |
| Risse | falsche Kühlführung |
Prüfverfahren:
- optisch: Lichtbrechung, Polarisationsmuster
- chemisch: Säurebeständigkeit, Alkali-Auslaugung
- mechanisch: Biege-/Zugprüfung, ESG-Test (Heat-Soak)
9. 
Tabellarischer Gesamtüberblick
| Prozessstufe | Hauptziel | Kritische Parameter |
|---|---|---|
| Rohstoffwahl | chemische Zusammensetzung | Reinheit, Korngröße |
| Gemenge | homogenes Gemisch | Mischzeit, Feuchtigkeit |
| Schmelze | Glasbildung | Temperatur, Energieeintrag |
| Läuterung | Blasenentfernung | Läutermittel, Temperaturführung |
| Formgebung | Form definieren | Viskosität, Werkzeuge |
| Abkühlung | Spannungsfreiheit | Kühlkurve, Dauer |
| Veredelung | Funktion & Optik verbessern | Beschichtungsmaterial, Technik |
| Kontrolle | Qualität sichern | Messverfahren, Toleranzen |
Tipp für Prüflinge: Konzentriere dich auf:
- Redoxverhalten
- Einfluss der Rohstoffe
- Temperaturbereiche
- Schmelzsysteme (fossil, elektrisch)
- Fehler und deren Ursachen