Glas herstellen

unter Mitarbeit von Douglass Brown

Die Herstellung von Glas ist ein althergebrachter Prozess. Die archäologischen Nachweise der Glasherstellung reichen zurück bis vor 2500 vor Christus.^{[1]
X
Forschungsquelle} Einstmals eine seltene, teure Kunst, wurde die Herstellung von Glas zu einer üblichen Industrie. Produkte aus Glas werden industriell und in Privathaushalten als Behälter, Isolierungen, verstärkende Fasern, Linsen und dekorative Kunst verwendet. Während die für ihre Erstellung verwendeten Materialien abweichen können, ist der generelle Vorgang für die Herstellung von Glas der gleiche und wird unten beschrieben.

Methode 1

Methode 1 von 2:

Mit einem Schmelz- oder Brennofen

PDF herunterladen

1
Besorge dir Quarzsand. Dies ist der vorrangige Bestandteil bei der Herstellung von Glas. Glas ohne Eisenverunreinigungen wird für durchsichtige Glasstücke gesucht, da das Eisen dazu führt, dass das Glas grünlich aussieht.
- Trage eine Gesichtsmaske, wenn du mit extrem feinkörnigem Quarzsand hantierst. Wenn er inhaliert wird, kann er die Kehle und die Lungen reizen.
- Quarzsand gibt es bei Online-Händlern. Er ist ziemlich günstig - kleine Mengen sollten nicht mehr als 20 Euro kosten.^{[2]
  X
  Forschungsquelle} Wenn du dies in industriellem Maße betreiben willst, können spezielle Händler gute Konditionen auf Großbestellungen geben - manchmal weniger als 100 Euro pro Tonne.
- Wenn es nicht möglich ist, Sand zu finden, der ausreichend frei von Eisenverunreinigungen ist, kann dem färbenden Effekt entgegengewirkt werden, indem du kleine Mengen Mangandioxid hinzugibst. Oder, wenn du grünliches Glas willst, lasse das Eisen darin!
Natriumkarbonat (häufig Waschsoda genannt) verringert die Temperatur, die erforderlich ist, um Glas auf kommerzielle Weise herzustellen. Es erlaubt jedoch ein Durchdringen von Wasser ins Glas, daher wird Kalziumoxid oder Kalk hinzugegeben, um diese Eigenschaft aufzuheben. Oxide von Magnesium und/oder Aluminium können ebenfalls hinzugegeben werden, damit das Glas robuster wird. Im Allgemeinen nehmen diese Zusätze nicht mehr als 26 bis 30 % der Glasmischung ein.
3
Gib je nach beabsichtigtem Zweck des Glases andere Chemikalien hinzu. Der häufigste Zusatz für dekoratives Glas ist Bleioxid, was für das Funkeln von Kristallglas sorgt sowie für die Weichheit, damit es besser geschnitten werden kann. Außerdem verringert es den Schmelzpunkt. Linsen für Brillen können wegen seiner lichtbrechenden Eigenschaften Lanthanoxid enthalten, während Eisen Glas darin unterstützt, Hitze zu absorbieren.
- Bleikristall kann bis zu 33% Bleioxid enthalten; allerdings sind umso mehr Fähigkeiten erforderlich, um das geschmolzene Glas zu formen, je mehr Bleioxid enthalten ist, daher entscheiden sich viele Hersteller von Bleikristall für weniger.
Wie oben erwähnt lassen Verunreinigungen mit Eisen im Quarzsand das damit hergestellte Glas grünlich erscheinen, daher wird Eisenoxid hinzugegeben, um die grünliche Färbung zu steigern, genauso wie Kupferoxid. Schwefelverbindungen erzeugen eine gelbliche, bernsteinfarbene, bräunliche oder sogar schwarze Tönung, je nachdem, wie viel Kohlenstoff oder Eisen der Mischung noch hinzugegeben wird.
Der Behälter sollte den extrem hohen Temperaturen im Schmelzofen standhalten können - je nach deinen Zusätzen kann die Glasmischung zwischen 1.500 und 2.500°C schmelzen. Dein Behälter sollte außerdem mit Metallhaken und Stäben leicht zu fassen sein.
6
Schmilz die Mischung zu einer Flüssigkeit. Bei kommerziellem Quarzglas wird dies in einem gasbetriebenen Brennofen gemacht, während spezielle Gläser mit einem elektrischen Schmelzgerät, Brenn- oder Schmelzofen hergestellt werden können.
- Quarzsand ohne Zusätze wird bei einer Temperatur von 2.300°C zu Glas. Die Zugabe von Natriumkarbonat (Soda) verringert die erforderliche Temperatur auf 1.500°C.
Dies bedeutet, dass du die Mischung zu einer konsistenten Dicke rührst und Chemikalien wie Natriumsulfat, Natriumchlorid oder Antimonoxid hinzugibst.
8
Forme das geschmolzene Glas. Das Formen des Glases kann auf eine von mehreren Möglichkeiten gemacht werden:
- Das geschmolzene Glas kann in eine Form gegossen werden und muss dann abkühlen. Diese Methode wurde von den Ägyptern angewandt und heutzutage werden auf diese Weise auch viele Linsen hergestellt.
- Eine große Menge geschmolzenen Glases kann am Ende einer hohlen Röhre angesammelt werden. Dann wird in dieses Rohr geblasen, während es gedreht wird. Das Glas wird durch die Luft, die in das Rohr eintritt, die Schwerkraft, die am geschmolzenen Glas zieht, und durch Werkzeuge, die der Glasbläser zum Bearbeiten des geschmolzenen Glases verwendet, geformt.
- Das geschmolzene Glas kann zur Unterstützung in ein Bad aus geschmolzenem Zinn gegossen und mit unter Druck gesetztem Stickstoff "abgestrahlt" werden, um es zu formen und zu polieren. Mit dieser Methode hergestelltes Glas wird Floatglas genannt und so werden seit den 50er Jahren des 19. Jahrhunderts Glasscheiben hergestellt.
9
Kühle das Glas langsam in einem Schmelzofen. Dieser Vorgang wird Ausglühen genannt und entfernt alle Druckpunkte, die sich während des Abkühlens im Glas gebildet haben können. Nicht ausgeglühtes Glas ist deutlich schwächer. Sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist, kann das Glas dann beschichtet, laminiert oder auf andere Weise behandelt werden, um seine Stärke und Haltbarkeit zu verbessern.
- Die genaue Temperatur zum Ausglühen kann basierend auf der genauen Zusammensetzung des Glases von etwa 400 bis 540°C variieren. Das Verhältnis, in dem das Glas abkühlen muss, kann sich ebenfalls verändern - im Allgemeinen müssen größere Glasstücke langsamer abkühlen als kleinere Stücke. Recherchiere geeignete Methoden zum Ausglühen, bevor du anfängst.
- Ein ähnlicher Vorgang ist ein Temperieren, bei welchem geformtes, poliertes Glas in einen auf mindestens 600°C erhitzten Ofen gestellt und dann mit Luftstößen mit hohem Druck schnell abgekühlt ("vergütet") wird. Ausgeglühtes Glas bricht bei 6.000 Pfund pro Quadratzoll (psi) in Scherben, während temperiertes Glas nicht unter 10.000 psi in kleine Stücke bricht, normalerweise bei 24.000 psi.
Werbeanzeige

Methode 2

Methode 2 von 2:

Mit einem Kohleofen

PDF herunterladen

1
Bereite einen provisorischen Schmelzofen aus einem Holzkohlengrill vor. Diese Methode nutzt die Hitze, die durch ein großes Holzkohlenfeuer erzeugt wird, um Quarzsand zu Glas zu schmelzen. Die verwendeten Materialien sind relativ günstig und üblich - theoretisch musst du nur kurz in den Baumarkt fahren, um dein eigenes Glas herstellen zu können. Verwende einen großen Holzkohlengrill - die Kugelgrills in einer üblichen Größe gehen gut. Verwende den dicksten, robustesten Grill, den es gibt. Die meisten Holzkohlengrills haben unten einen Lüftungsschlitz - öffne diesen.
- Selbst bei den mit dieser Methode erreichten extrem hohen Temperaturen kann es schwierig sein, Quarzsand in einem Grill zu schmelzen. Gib eine kleine Menge (etwa ein Drittel bis ein Viertel des Volumens des Sands) Waschsoda, Kalk und/oder Borax zum Sand, bevor du anfängst. Diese Zusätze verringern die Schmelztemperatur des Sands.
- Wenn du das Glas bläst, halte ein langes, hohles Metallrohr bereit. Wenn du es in eine Form gießt, bereite die Form im Vorfeld vor. Du brauchst eine Form, die durch die Hitze des geschmolzenen Glases nicht verbrennt oder schmilzt - Graphit funktioniert gut.
Diese Methode bringt einen herkömmlichen Grill über seine normalen Temperaturlimits - so heiß, dass es sogar möglich ist, den Grill selbst zu schmelzen. Diese Methode kann schwere Verletzungen oder Tod verursachen , wenn sie leichtsinnig angewandt wird. Fahre mit Vorsicht fort. Halte eine große Menge Erde oder Sand oder einen Feuerlöscher für hohe Temperaturen zur Hand, um das Feuer wenn nötig zu ersticken.
3
Ergreife jede mögliche Vorsichtsmaßnahme, um dich und dein Eigentum vor der hohen Hitze zu schützen. Versuche es mit dieser Methode auf einer Betonoberfläche draußen, wo es jede Menge Platz gibt. Verwende kein unersetzliches Equipment. Halte dich vom Grill fern, während du das Glas erhitzt. Du solltest außerdem so viel Schutzkleidung tragen wie möglich, einschließlich:
- Ofenhandschuhe für den Industriegebrauch oder Topflappen
- Eine Schweißermaske
- Eine Industrieschürze
- Hitzeresistente Kleidung
4
Besorge dir einen Industriesauger mit einem langen Schlauch. Winkle den Schlauch mit Panzerband oder einer anderen Methode ab, so dass er direkt in die untere Lüftungsklappen bläst, ohne den Körper des Grills zu berühren. Du solltest den Schlauch an einem der Beine oder Räder des Grills befestigen. Halte den Staubsauger selbst so weit wie möglich vom Grill weg.
- Achte darauf, dass der Schlauch sicher ist und sich nicht bewegt - wenn er sich lockert, während du Glas herstellst, solltest du dich dem Grill nicht nähern, wenn er extrem heiß ist.
- Schalte den Staubsauger ein, um die Positionierung des Schlauchs zu testen. Ein genau ausgerichteter Schlauch bläst direkt in den Lüftungsschlitz.
5
Lege die Innenseite deines Grills mit Kohle aus. Verwende mehr Kohle als du zum Grillen von Fleisch verwenden würdest. Es wurden erfolgreiche Ergebnisse erzielt, indem der Grill fast bis zum Rand gefüllt wurde.^{[3]
X
Forschungsquelle} Stelle einen gusseisernen Topf oder einen Schmelztiegel mit dem Sand in die Mitte des Grills, umgeben von Kohle.
- Kohle aus Hartholz brennt heißer und schneller als Briketts, was eine bessere Wahl ergibt, wenn sie verfügbar ist.^{[4]
  X
  Forschungsquelle}
Sieh auf der Packung der Kohlen nach, um zu wissen, ob die Kohle direkt angezündet werden kann oder ein Grillanzünder nötig ist. Lasse die Flammen sich gleichmäßig verteilen.
Wenn die Kohlen grau werden und ein orangefarbenes Glühen ausstrahlen, sind sie so weit. Du solltest die Hitze spüren, wenn du einfach nur in der Nähe des Grills stehst.
8
Schalte den Sauger an, um den Kohlen Luft zuzuführen. Kohle kann mit von unten zugeführter Luft extrem heiß brennen (bis zu knapp 1.100°C).^{[5]
X
Forschungsquelle}) Pass auf - es können sich hohe Flammen bilden.
- Wenn du immer noch nicht ausreichend hohe Temperaturen erreichst, experimentiere mit dem Wiederanbringen des Deckels, während du weiterhin Luft durch den Lüftungsschlitz leitest.
Wegen der niedrigen Temperatur der Methode mit dem Grill kann das geschmolzene Glas beim Bearbeiten steifer und fester sein als Glas aus einem Schmelzofen. Forme es mit einem Rohr, einer Form oder anderen Werkzeugen, wie du es normalerweise machen würdest.

Werbeanzeige

Tipps

Anstelle von reinem Quarzsand können auch manche Sandarten vom Strand verwendet werden, auch wenn das resultierende Glas vielleicht trüb, verfärbt oder von geringerer Qualität ist. Verwende den weißesten, feinsten, gleichmäßigsten Sand, den du bekommen kannst.
Wenn dein Sand oder die Zusätze grobkörnig sind, pulverisiere sie mit einem Mörser oder einer mechanischen Mühle. Feinkörnigere Partikel schmelzen schneller.
Gemahlene Stücke von altem Glas können vor dem Schmelzen in den Sand gegeben werden, um es zu neuem Glas zu recyceln. Das alte Glas muss zuerst auf Unreinheiten überprüft werden, die das mit ihm hergestellte neue Glas schwächen würden - achte auf Blasen.
- Trage beim Mahlen von Glas eine Gesichtsmaske, um ein versehentliches Einatmen zu verhindern.

Werbeanzeige

Warnungen

Sei immer vorsichtig in der Nähe von starken Hitzequellen. Versuche nie, in der Nähe von Kindern oder Haustieren Glas herzustellen.
Ein extrem heißes Feuer mit Wasser zu löschen kann es schlimmer machen. Ein Feuer mit 2.000°C ist z.B. heiß genug, um Wasser (H2O) in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufzusplitten, was eine enorme Hitzeenergie freisetzt. Bei einem sehr heißen Feuer ist es am besten, einen großen Eimer Erde oder Sand zur Hand zu haben.
- Feuerlöscher der Klasse D enthalten Natriumchlorid (Tafelsalz) und werden verwendet, um metallische Feuer zu ersticken.

Werbeanzeige

Was du brauchst

Quarzsand (Siliciumdioxid)
Natriumkarbonat (Soda)
Kalziumoxid (Kalk)
Andere Oxide und Salze (z.B. Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Eisenoxid, Magnesiumoxid oder Natrium- oder Kalziumsalze (optional)
Bleioxid (optional)
Hitzeresistenter Schmelztiegel, Form oder hohles Rohr
Brenn- oder Schmelzofen für Glas