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Der Riss als Werkzeug

Glas ist ein vielseitiges und beliebtes Material für verschiedene Anwendungen. Ein Schlüssel zu hoher Produktqualität ist das Schneiden des Glases. Beim konventionellen Verfahren zum Trennen von Flachglas wird mit einem kleinen Rädchen eine Linie auf das Glas geritzt. Anschließend wird das Glas entlang dieser Linie belastet, so dass es bricht. Dabei platzen Glassplitter ab und es entstehen Fehler, die Mikrorisse. Daher müssen die Gläser aufwendig nachbearbeitet werden, durch Schleifen und Polieren. Trotzdem können Spannungen im Glas zurückbleiben, die die Festigkeit vermindern. In einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF geförderten Projekt, erarbeitete Dr. Rainer Kübler mit seinem fünfköpfigen Team das schädigungsarme Laser-induzierte Spannungstrennverfahren für Flachglas. Dafür wird der Wissenschaftler mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2008 ausgezeichnet. Die Fraunhofer-Wissenschaftler ritzen das Glas nicht mehr mechanisch, sondern durch Spannungen. »Wir müssen das Glas entlang der gewünschten Trennlinie erhitzen, ohne es zu schädigen«, erläutert Dr. Kübler. »Dafür verwenden wir einen CO2-Laser.« Zweiter Trick: Das Glas schockartig abkühlen. Dafür wird aus einer Kühldüse, die dem Laserstrahl unmittelbar folgt, kalte Luft lokal auf das Glas geblasen. Durch den Temperaturunterschied entsteht ein Spannungsfeld und dieses erzeugt einen Riss. Anschließend wird der so in die Oberfläche eingebrachte thermische Anritz durch Biegebruch geöffnet. Fehlerfreie, glatte Kanten bedeuten stabileres Glas«, so Dr. Kübler. Denn die Festigkeit der Kanten bestimmt die Festigkeit der gesamten Scheibe.