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Glasprojekt mission material …
Glas
Glas (germanisch) glasa:das Glänzende das Schimmernde
ursprüngliche Bezeichnung für Bernstein
Recherche: Daniela S. Träbert, ID
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GlasMeilensteine der Glasgeschichte
7. Jahrtausend v. Chr. kalkhaltiger Sand als Glasur auf Keramiken entdeckt
Glasmacherpfeife und Glashütten
Entdeckung des Bleikristalls �676 in England
Bauglas in der Architektur seit Beginn des �9. Jh.
�950er Jahre Entwicklung des Floatverfahrens
Hochleistungswerkstoffe in Automobilindustrie
Nanopartikel machen Glas kratz- und feuerfest
Glasfasern zur Übertragung digitaler Daten
Dünngläser für Displays und Flachbildschirme
Glasmenbranen als Lautsprecherrömisches Tropffläschchen in Form eines Gladiatorenhelms, �.Jh. n.Chr.
Meilensteine der Glasgeschichte
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GlasMaterialeigenschaften
Struktur
amorpher Werkstoff;entsteht bei schneller Abkühlung der anorganischen Schmelze ohne Bildung eines Kristallgitters
Eigenschaften
chemische Resistenz, geringe elektrische Leitfähigkeit > Gebrauchsgegenstände, techn. und chem. Anwendungen
geringe Zugfestigkeit und Bruchdehnung > spröde, schlagempfindlich, leicht zerbrech-lich
geringe Wärmeausdehnung und hohe Tempe-raturwechselbeständigkeit > Konstruktions-werkstoff
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GlasEinteilung der Glassorten
Einteilung nach chem. Zusammensetzung Kalknatronglas, Borosilikatglas, Bleiglas, Alumosilikatglas, Phosphatglas, Boratglas, Glaskeramik
Einteilung nach Fertigungsprinzipien Flachgläser, Hohlgläser, Glasrohre, Schaumgläser, Glaswolle, Glasfasern, Farbgläser
Einteilung nach Verwendung Verpackungs- und Wirtschaftsgläser Schutz- und Isoliergläser Sicherheitsgläser Baugläser optische Gläser (Blei-, Kron- u. Flintgläser)
BorosilikatglasHohlglasWirtschaftsglas
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GlasKenngrößen für Glaswerkstoffe
Lichtdurchlässigkeit T (Transmission) Prozentsatz des sichtbaren Lichtes, das eine Glasscheibe durchdringen kann
Wärmeverlustkoeffizient U-Wert Wärmeisolation, Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperaturdifferenz
b-Faktor (Durchlassfaktor der Sonnenenergie) Gesamtenergiedurchlassgrad eines Isolierglases
Emissivität Energieabsorption und Strahlungsabgabe einer Materialoberfläche
Low-E Beschichtung wirkt der Absorption von Energie entgegen und erzeugt hohe Wärmedämmung
g-Wert Energieabgabegrad einer Verglasung
Lichtreflexionsfaktor R Anteil auftreffender Strahlung, der vom Glas nach außen reflektiert wird
Kenngrößen für Glaswerkstoffe
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Glas Glaszusammensetzung
Zusammensetzung
Hauptbestandteil: Siliziumoxid (Quarzsand, Bergkristall), für Härte und Festigkeit verant-wortlich
Flussmittel: Natriumkarbonat, Kaliumkarbonat (setzen den Schmelzpunkt herab); Kalzi-umkarbonat (erhöht die Härte und die chem. Beständigkeit); Bor (verbessert die therm. und elektr. Eigenschaften)
Schmelzbeschleuniger: Nitrate, Sulfate; Färbungsmittel: Me-talloxide; Trübungsmittel
Quarzsandabbau
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Glas Herstellung von Glas
Herstellung von Glas
Rohstoffe werden zerkleinert, gemischt und verschmolzen900˚C Komponenten backen zusammen�500˚C Klare, flüssige Schmelze entsteht;
der Abkühlungsvorgang ist das wichtigste am gesamten Prozess, er hat einen entschei-denden Einfluss auf die charak-teristischen Eigenschaften; eine falsche Abkühlung kann zu lokalen Kristallisationen führen, welche das Glas trüben
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Glas Verfahren der Flachglasproduktion
Floatverfahren
Schmelze durchläuft auf Zinnband unterschiedliche Temperaturbereiche, langsames spanungsfreies abkühlen, nach Abkühlung wird das Glasband im Kühlofen weiter abgekühlt, Nachbearbeitung nicht erforderlich, mög-liche Dicken: 0,� bis �5mm, bis zu �m breit
Gussglasverfahren
Formgebung der flüssigen Glasmasse erfolgt zwischen mit Wasser ge-kühlten Formwalzen, glatte und spannungsfreie Oberflächen entstehen, Einwalzen von Drahteinlagen für Sicherheitsgläser ist möglich
Ziehverfahren
Glasband wird durch feuerfeste Düse aus der Schmelze nach oben ge-zogen, drehende Walzenpaare befördern die Glasmasse in 6-8m hohen Kühlschacht, Dicke des Flachglases wird von der Ziehgeschwindigkeit bestimmt, Hohl- und Flachgläser, keine Nachbearbeitung nötig
Drahtglas mit Quadratnetz
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Glas Verfahren der Hohlglasproduktion
Maschinelle Blasverfahren
Pneumatisch gesteuerte Preßluft, zuerst wird ein Vorformling erstellt, dieser wird erneut erwärmt und dann in die gewünschte Formgeometrie geblasen; Saug-Blasen, Blas-Blasen, Press-Blasen
Mundblasverfahren
Glasmacherpfeife und Atemluft
Pressverfahren
Glasschmelze wird zweiteilig in die Form gedrückt, Abstand der Werkzeugformhälften bestimmt die Bauteildicke; häufig dickwandige Formteile, Linsen, Einmach- und Brillengläser
Press-Blas-Verfahren
Blas-Blas-Verfahren
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Glas
�D Glasgravur
Be- und Verarbeitungsprinzipien
Zerspanenede Glasbearbeitung:Bohrungen mit Diamantbohrern d=�mm und Rohrbohrern d=�00mm Wasserstrahl-, Laserschneiden, Schnitt-werkzeuge mit Diamantkorn oder Stahl-rad, Kunststein- oder Diamantglassägen;Glasveredelung durch Glasschliff, Gravie-ren, Sand- oder Pulverstrahlverfahren, Feu-erpolieren, Ätzen
Umformen:Biegen in Biegeöfen; Senk-, Pressvorgänge
Fügen:Verschweißen, Kupferlöten, Kleben, durch Glas- oder Metallbauteile verbinden, Lini-en- und Punkthalterungen
Glasbearbeitung
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GlasBe- und Verarbeitungsprinzipien
Oberflächenbehandlungund -beschichtung
Mattiertechniken (Sandstrahl, Schleifen, Ätzen), Farbauftrag, Erstellen von Siegelflächen, Be-schichtungstechniken, Sol-Gel-Technik, Glaspulveremail, Glas-malerei, Siebdruck, Laminieren, Overlayfolie
links: metallische Pigmente auf Glasrückseiterechts: mattiertes Glas, Nanobe-schichtung (Anti-Fingerprint-Schutzschicht)
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GlasDie einzelnen Glaswerkstoffe
Kalknatronglas
größte Gruppe aller genutzten Gläser, Gebrauchsglas
gute mechan. Eigenschaften, porenfreie glatte Oberfläche, gute Lichtdurchlässig-keit, hohe chem. Resistenz gegen Flüssig-keiten und leichte Säuren, hohe Wärme-ausdehnung (Zerspringen bei schnellem Temperaturwechsel), Erweichungstem-peratur von 700˚C (geeignet für Erwär-mung von Nahrungsmitteln)
Flaschen, Trinkgläser, Fensterscheiben, Spiegelflächen, Glühbirnen, Leuchtkör-per, Brillenglas, LinsenGlasfasern (Schleuderziehen oder Blasen)
Floaten, Ziehen, Walzen, Blasen, Pressen
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GlasDie einzelnen Glaswerkstoffe
Borosilikatglas
Handelsnamen: Pyrex, Jenaer Glas, Duran
hohe chem. Resistenz und Hitzebestän-digkeit, geringe Wärmedämmung, gute Temperaturwechselbeständigkeit, wenig spröde, stoßfest, Einsatztemperatur bis 500˚C (Jenaer Glas)
feuerfestes Glas für Backformen, Brat-pfannen oder Teekannen; Reagenzgläser, Kolben, Glasrohrleitungen, Thermometer, Glühbirnen, Ampullen, Glasfasern, Si-gnalleuchten, Verkehrsleitanlagen
Handelsformen: � bis �5mm dick; �,�m lang und �,�m breit möglich
Der SchussHelmut Gutjahr
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GlasDie einzelnen Glaswerkstoffe
Bleiglas
leicht schmelzbar, hohe Dichte, hohes spezifisches Gewicht, hervorragende Iso-latoren von elektrischem Strom
EU-Richtlinien: Bleiglas �8% Bleioxid, Blei-kristallglas ��% Bleioxid (besonders hohe optische Qualität)
vorzugsweise Luxusartikel, Trinkgläser, Karaffen, Schalen, Vasen, Kerzenständer, Strasssteine; Strahlenschutz, z.B. Rönt-genstrahlung (65% Bleioxid)
sehr gutes Schleifen, Schneiden, Gravie-ren; Feuerpolieren, Einfärben der äußeren Glasschicht
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GlasDie einzelnen Glaswerkstoffe
Kieselglas
technisch genutzter Glaswerkstoff, trans-parente Form Quarzglas
hohe Belastbarkeit, extrem Druckfest, sehr hitzebeständig, hohe Temperatur-wechselbeständigkeit, bis 900˚C ein-setzbar, geringe Wärmedämmung, gute chem. Resistenz, resistent gegen die Durchlässigkeit von UV-Strahlung
Laborgeräte, chem. Apparate, Optik (La-ser), Elektrotechnik, Spaceshuttle-Fenster, Ofenfenster
schwierige Bearbeitung, muschelförmige Bruchstellen
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GlasDie einzelnen Glaswerkstoffe
Glaskeramik
weder Glas amorpher Struktur, noch Keramik kristalliner Struktur
feuerfest, extrem hart, kratzfest, mechan. hoch belastbar, verschleißfest
Kochfelder (Ceran),Sichtfenster für Kamine und Öfen, Außenverkleidung von Raumfahrzeugen
Naturglas
Blitzeinschläge in sandige Böden, Erstar-ren und Abkühlen von Lava (Obsidian, Bimsstein), Meteoriteneinschläge
Obsidian Oregon
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GlasEinsatzbereiche
Sicherheitsgläser
sind Flachgläser mit hoher Sta-bilität, die splitterfrei brechenEinscheibensicherheitsglas ESG, teilvorgespanntes Glas TVG, Verbundsicherheitsglas VSG, begehbares Glas, Panzerglas, Drahtglas
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GlasEinsatzbereiche
Schutzgläser
Isolierglas (Wärmedämmung, Schall-schutz)LichtlenksystemeWärmeschutzgläserBrandschutzflachglas
Baugläser
GlasbausteineProfilbaugläserGlaswolleSchaumglas
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GlasEinsatzbereiche
Glasfasern
dünne Fasern, die beim Auseinanderziehen von ge-schmolzenem Glas entstehen
Verstärkung von Kunststoffen und mineralischen Werk-stoffen wie Beton, Licht- und Datenleitung
Glasfaserkabel: flexible Hohl-leiter, bestehen fast völlig aus Quarz, mit Glas niedriger Lichtbrechung ummantelt; Lichtstrahlen (Reflexion ka-nalisieren), digitale Daten (Umwandlung elektrischer Signalimpulse in Lichtwellen)
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GlasEinsatzbereiche
Solarzellen
Solarpaneele mit dekorativem und besonderem funktio-nellen Potential
Glasflocken werden aus Kristallen gebildet, die dicksteund somit effizienteste Schicht ergibt den typischen Blauton
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GlasEinsatzbereiche
Glas als Tragwerk
Mikro- und mesoklimatische Bedingungen unter zwei-schaligem Glasdach, Kurtherme Bad Elster, �999, Arch.: Behnisch und Partner
Tragwerksgeometrie, -struktur, Netzbildung und Ele-mentierung greifen bei der Formfindung von Glastrag-werken zusammen, hier: Tetra-Glasbogen
Sphärisch gekrümmte Verglasung der „Besucherkap-seln“ am London Eye, �999, Arch.: D. Marks, J. Barfield
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GlasEinsatzbereiche
Glas im zeitgenössichen SchmuckGorgolio (Halsschmuck)Giorgio Vigna �00�geblasenes Glas, Kupfer, Silber
Kette aus Glastränen der weinenden Frau (Halskette)Wendy Ramshaw �989/98Vor der Lampe geblasenes Glas, geschwärzter Stahl
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GlasDesign- und Produkt-Geschichte(n)
Blasen vor der Lampe
es ist nicht genau bekannt, wann das Glasblasen vor der Lampe zum ersten Mal ver-wendet wurde�9�0 durch Borosilikatglas Aufschwung für das Blasen vor der Lampe
Öl- und EssigflascheTony Papaloizou�998
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GlasDesign- und Produkt-Geschichte(n)
Gussglas mit sandgestrahltem Hohlraum
das Glas wird während des Er-hitzens sirupartig und nimmt beim Abkühlen die Gestalt und Oberfläche der Gussform andieses simple Verfahren geht bis auf die alten Ägypter zu-rück
... �5W-Birne wird empfohlen
Block LampHarri KoskinenDesign House, Stockholm�995
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GlasDesign- und Produkt-Geschichte(n)
Verschmelzen und Ver-formen (Slumping)
vielfarbige Schalen hergestellt durch das �000 Jahre alte Millefiori-Verfahren
Objekte werden aus dünn ge-schnittenen, bunten Glasteilen hergestellt
Murano-Glasschale
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Glas
Kiln-Cast-Verfahren (Ofenguss)
Float-Glas auf feuerfesten Formen in den Ofendiverse Oberflächengestaltungen
Kiln-Cast-GlasFusion Glass Designs Ltd. �997
Design- und Produkt-Geschichte(n)
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GlasDesign- und Produkt-Geschichte(n)
Kleidung mit Glas
Kleidung, die bis zu 5�% aus Glas bestehtgroßflächig eingearbeitete Glaskügelchen zur Reflexion, �0.000 Glasperlen pro qcm, erstmals als Sicherheitsstoff für Arbeitskleidung
Black-Label-KollektionNeil Barret, Samsonite, �000
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GlasDesign- und Produkt-Geschichte(n)
Pilkington Glass
�95� entwickelte Sir Alastair Pilkington das Floatverfahren
�00� selbstreinigendes Glas mit Antihaftbeschichtung, die UV-Licht absorbiert, um so Ab-lagerungen aufzubrechen und zu lockern
Pilkington ActivSelbstreinigendes Glas
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GlasDesign- und Produkt-Geschichte(n)
Bodum
«Pavina»Hohlgläser aus Borosilikatglas mit Eigenschaften eines Isolierglases
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GlasDesign- und Produkt-Geschichte(n)
Tord Boontje
«Authentics-Kollektion Table Stories» der verspielte Dekor wird mit einem computergestützten Verfahren auf die Glasoberflä-che übertragen
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Glas
Biegsames Glas
Kombination von Glasfasern mit Polymerharz,Alumosilikatglas wegen Chemikalienbeständigkeit
Design- und Produkt-Geschichte(n)
GlasfaserstuhlAldo Bakker �00�
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GlasDesign- und Produkt-Geschichte(n)
Technik und Glas
Scheiben aus Verbundglas, die die Flachmembrantechnik nutzenwichtigster Teil des Lautspre-chers ist die als Resonator und Lautsprecher fungierende Glasscheibe
Wandversion TechnoSoundKarl-Otto PlatzGlas Platz �000
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Glas
Elektronik und Glas
IMPA touchIrlbacher Blickpunkt Glas
Design- und Produkt-Geschichte(n)
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GlasAusblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
Besonderes und Neuheiten
Bioglas biokompatibles Material, das für medizinische Anwendungen als Knochenersatz und Implantate genutzt wird, wird vom Körper kontrolliert abgebaut
Sinterglas Sinterglas aus Borosilikatglas, hohe Offenporigkeit, gute Temperaturwechselbeständigkeit, bei der Dialyse oder der Filtration verwendet
Dünngläser Borosilikatglas mit einer Dicke von 0,0�mm; Displaygläser, Touchscreen, Flachbildschirme, Handys, Uhren, Spielzeug, Sensoren für Messinstrumente
Intelligente Gläser Infrarotstrahlung abschirmende Glasbeschichtung für den Sommer, im Winter aber durchlässig Verbundglas mit Sichtsteuerung durch Anlegen einer äußeren Spannung
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GlasAusblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
Zement mit eingelassenen, ange-schliffenen Glas- und Edelstahlkü-gelchen (Hochleistungsbeton)
Lärmisolierende Deckenpaneele, nahtlose Oberfläche aus recyceltem geschäumten Glas
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Glas
Keramikfliesen mit lichtspei-chernden und rückleuchtenden Glasindikatoren, Aufladung durch Tages- oder Kunstlicht
Glasfüllstoffe zur Verringerung der Dichte von Polymeren (High-Tech-Schaum)
Ausblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
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Glas
architektonischer Textilstoff aus Glasfaserleicht, hohe Festigkeit, biegsam, schweißbar, durchscheinend und feuerbeständigschützt vor eindringender Feuchtigkeit
Ausblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
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Glas
isolierende Glasplatten, bei deren Herstellung Hohlkapillare zwischen Gewebe-schichten aus Glaswolle gelegt werden und anschließend luftdicht in Floatglas versie-gelt werden
Ausblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
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GlasAusblick: Innovationspotential, aktuelle Entwicklungen
Glasfliesen aus bis zu �00% Altglas
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Glas
Glasswear − Glass in Contemporary JewelryUrsula Ilse-Neumann, Cornelie Holzach, Jutta PageStutgart �007, Arnoldsche
Glas als Tragwerk − Entwurf und Konstruktion selbsttragender HüllenIan WurmBasel �007, Birkhäuser
Glas − Material, Herstellung, ProdukteChris LefteriLudwigsburg �00�, av-Edition
Ultra Materials − innovative Materialien verändern die WeltGeorge M. Beylerian & Andrew DentHrsg. Bradley Quinn, Preistler Verlag
Handbuch für technisches ProduktdesignHrsg. A. Kalweit, C. Paul, S. Peters, R. WallbaumSpringer-Verlag Berlin Heidelberg �006
form − The Making of DesignAusgabe ��6 September/Oktober �007
www.materialconnexion.com
Literaturverzeichnis