مراحل صناعة الزجاج

مثلما هو الحال مع لزوجة العسل، يكون الزجاج سائلا عند تسخينه عند درجات حرارة تتراوح من 1400 إلى 1600 درجة مئوية تقريبا، وعلى عكس الماء لا يوجد زجاج في الزجاج أو نقطة التجمد، بل هو مجرد فرق من الصلبة إلى الكتلة السائلة كلما زادت درجة الحرارة، وهذه “اللزوجة المتغيرة” تجعل الزجاج خاصا وفهما أن الخاصية هي كيفية

صنع الزجاج

في عناصر الجمال، والرمل وحده يكفي لصنع الزجاج ، ولكن درجة الحرارة المطلوبة لصهره ستكون أعلى بكثير، ولهذا السبب يتم إضافة الصودا كمعدل، ويضاف

الحجر الجيري

لجعل الزجاج أكثر متانة .

وحتى النصف الثاني من القرن التاسع عشر كان الزجاج مصنوعا من خلال جمع اليد، وفقط بعد عام 1850 تم وضع عملية تلقائية لتحل محل الطريقة القديمة الأكثر استهلاكا للوقت، ومع ذلك هناك أماكن لا تزال تصنع الزجاج باستخدام العملية القديمة مما يجعلها أكثر ثراء وأكثر قيمة في طبيعتها، وتبدأ عملية التصنيع مع خلط المواد الخام تلقائيا (الرمل و

السيليكا

والحجر الجيري وصودا الرماد والمواد الكيميائية للتلوين) في فرن حيث يتم تسخينها وتكريرها، ثم يتم سكب هذا الزجاج المصهور أو “gobs” في آلات مختلفة مصممة لطريقتين .

صناعة الزجاج

الزجاج المصقول كما نعرف يتم تصنيعه بواسطة عملية بيتسبرغ الدهانات والزجاج، وتم اختراع هذه العملية من قبل السير أليستير بيلكينجتون في عام 1952، وهي العملية الأكثر شعبية والمستخدمة على نطاق واسع في تصنيع الزجاج المعماري في العالم اليوم، وتتكون من الخطوات التالية :

1- المرحلة الأولى، وتسمى الصهر والتكرير

يتم خلط المكونات الحبيبية الدقيقة التي يتم التحكم فيها عن كثب للحصول على كمية، والتي تتدفق إلى الفرن والتي يتم تسخينها حتى 1500 درجة مئوية، والمواد الخام التي تدخل في تصنيع الزجاج المصقول العائم هي :

1- SiO2، رمل السيليكا .

2- Na2O، أكسيد الصوديوم من رماد الصودا .

3- CaO، أكسيد الكالسيوم من الحجر الجيري / الدولوميت .

4- MgO، الدولوميت .

5- Al2O3، الفلسبار .

والمواد الخام المذكورة أعلاه المختلطة بالدرجة الأولى تساعد على صنع الزجاج الشفاف، وإذا تم خلط أكاسيد فلزية معينة بهذه الدفعة، فإنها تنقل الألوان إلى الزجاج مما يعطيها لونا خفيفا، على سبيل المثال، لإعطاء نظارات رمادية اللون يستخدم (أكاسيد النيكل والكوبالت)، ولإعطاء نظارات برونزية ملون يستخدم (أكسيد السيلينيوم)، ولإعطاء نظارات خضراء ملون يستخدم (أكاسيد الحديد التي تكون موجودة في بعض الأحيان كشوائب في رمل السيليكا)، ولإعطاء زجاج ملون أزرق يستخدم (أكاسيد الكوبالت)، وبصرف النظر عن المواد الخام الأساسية المذكورة أعلاه، يضاف الزجاج المكسور إلى الخليط إلى ما يقرب من 25 ٪ إلى 30 ٪ والتي تعمل في المقام الأول كدفق، ويساعد التدفق في الدفعة على تقليل نقطة انصهار الدفعة وبالتالي تقليل الطاقة المستهلكة لتنفيذ العملية .

2- المرحلة الثانية، وتمسى الحمام العائم

يتدفق الزجاج من الفرن برفق فوق الصهر الحراري إلى سطح يشبه المرآة من

القصدير

المنصهر، ويبدأ من 1100 درجة مئوية ويترك حوض الحمام العائم كشريط صلب عند 600 درجة مئوية .

3- المرحلة الثالثة، وتسمى الطلاء (لصنع نظارات عاكسة)

يمكن تطبيق الطلاءات التي تحدث تغييرات عميقة في الخصائص البصرية من خلال تكنولوجيا درجة حرارة متقدمة لشريط التبريد من الزجاج، ويعد ترسب البخار الكيميائي عبر الإنترنت (CVD) أهم تقدم في عملية الطفو منذ اختراعه، ويمكن استخدام CVD لوضع مجموعة متنوعة من الطلاء، وبضع ميكرونات سميكة لتعكس التألق المرئي والأشعة تحت الحمراء، على سبيل المثال يمكن أن توضع طلاءات متعددة في الثواني القليلة المتاحة عندما يتدفق الزجاج تحت المغطى .

4- المرحلة الرابعة، وتسمى التلدين

على الرغم من الهدوء الذي يتشكل به الزجاج، يتم تطوير ضغوط كبيرة في الشريط عندما يبرد الزجاج، ويصنع الزجاج للتنقل عبر اللتر الصلب حيث تتم إزالة هذه الضغوط الداخلية، حيث يتم تبريد الزجاج تدريجيا لجعل الزجاج أكثر سهولة للقطع .

5- المرحلة الخامسة، وتسمى التفتيش

لضمان أعلى جودة يجب أن يجرى التفتيش في كل مرحلة، وفي بعض الأحيان لا يتم إزالة الفقاعة أثناء عملية التكرير، حيث تضع حبة الرمل التي ترفض الذوبان أو الهزة في القصدير تموجات في الشريط الزجاجي، والتفتيش الآلي عبر الإنترنت يفعل شيئين، أولا يكشف عن أخطاء عملية المنبع التي يمكن تصحيحها، وثانيا يمكن أجهزة الكمبيوتر من التحكم في اتجاه العيوب، وتسمح تكنولوجيا الفحص الآن بإجراء 100 مليون عملية تفتيش في الثانية عبر الشريط، وتحديد العيوب التي لا يمكن للعين دون مساعدة رؤيتها .

6- المرحلة السادسة، وتسمى القطع حسب الطلب

تقليم الفولاذ الماسي قبالة الحواف، وقطع الشريط إلى الحجم الذي تمليه الكمبيوتر، ويتم بيع الزجاج أخيرا فقط في الأمتار المربعة .

الأجهزة المستخدمة في صنع الزجاج

1- Blowpipe، وهو أنبوب فولاذي يستخدم الآن لجمع الزجاج من طرف واحد وضربة من الطرف الآخر .

2- Marver، تقليديا لوح مسطح من

الرخام

أصبح في الغالب من الصلب ويستخدم في دحرجة الزجاج .

3- The Bench، وهذه محطة عمل الزجاج المنفوخ وتتكون من مكان للجلوس ومكان لكل الأدوات وقضبانين لتدوير الأنبوب أثناء العمل .

4- Blocks، تبدو وكأنها مغارف وتستخدم لتشكيل وتبريد الزجاج خلال المراحل المبكرة من العمل .