Innovationen beim Biegen und Härten beflügeln den Glasmarkt

Datum: 24. März 2008

Der Erfolg beruht auf dem günstigen Preis einer Neumaschine in Kombination mit der vielseitigen Einsatzmöglichkeit; Ein Konzept, das den Glashärtungsprozess, der dem Endprodukt einen erheblichen Mehrwert verleiht, in die Reichweite kleiner und mittlerer Unternehmen gebracht hat. Grundsätzlich ist es möglich, auf derselben Maschine Automobil- und Architekturglas, Möbelglas und Industrieglas usw. zu temperieren.

Die Branche hat schon lange nach ähnlichen Entwicklungen bei gebogenem Hartglas gesucht. Und das ist bei langen Serien von gebogenem, gehärtetem Fahrzeugglas der Fall. Das Gleiche gilt für Glas, das in der Industrie verwendet wird. Vitrinen, Haushaltsgeräte usw. werden überwiegend mit flexiblen, leistungsstarken Horizontal-Temperöfen hergestellt.

Doch Architekturglas hinkt diesen anderen Sektoren deutlich hinterher, obwohl hervorragende Anlagen für die Herstellung selbst großer gebogener Glasteile entwickelt wurden. Dieser Artikel befasst sich mit der heutigen Produktionstechnologie für gebogenes vorgespanntes Architekturglas und der Struktur der Märkte. Es geht auch um die Gründe, warum gebogenes Architekturglas noch keinen wirklichen Durchbruch geschafft hat, und wirft einen Blick auf zukünftige Trends.

Die Verwendung bestimmt die zu verwendende Biegetechnologie

Die häufigsten Anwendungen, bei denen gebogenes gehärtetes Glas in Gebäuden verwendet wird, lassen sich in die folgenden Kategorien einteilen:

- Fassadenglas, Deckenglas, Glasdurchgänge - Innenarchitektur (Handläufe, Glastrennwände usw.) - modulare Strukturen (z. B. Duschkabinen, Schaufenster usw.)

Glas für Fassaden und Innenarchitektur unterscheidet sich deutlich von Glas, das beispielsweise in Duschabtrennungen zum Einsatz kommt. Fassaden- und Innenarchitekturglas ist in der Regel dick (6–19 mm), hat überwiegend eine zylindrische Form, ist groß (bis zu 2200*3500 mm), stellt hohe optische Anforderungen und wird in kleinen Serien hergestellt. Das in Duschabtrennungen verwendete Glas ist normalerweise 4–6 mm dick und hat Abmessungen von weniger als 1500 x 2400 mm; Die optische Qualität ist kein zentrales Thema und das Glas wird in großen Serien hergestellt. Diese unterschiedlichen Anforderungen erfordern unterschiedliche Produktionstechnologien.

Für das Biegen und Härten gibt es keine universelle Maschine oder Konzept. Die Anwendung des gebogenen Glases sowie seine Eigenschaften bestimmen die einzusetzende Technologie. Anlagen zum Biegen und Vorspannen von Architekturglas lassen sich nach Funktionsprinzip und Aufbau grob in folgende Kategorien einteilen:

a) Vertikale Biege- und Tempersysteme

Die herkömmliche Methode, bei der der obere Rand des Glases mit einer Zange festgehalten wird. Das Glas wird in einem Ofen auf die erforderliche Temperatur erhitzt und dann aus dem Ofen in den Biegebereich gebracht, wo das Glas zwischen zwei Formen gepresst wird, um die gewünschte Form zu erhalten. Trotz der Spuren der Zange wird diese Methode immer noch häufig für Architekturglas sowie für Möbel, Ladeneinrichtungen und Kleinserien von Fahrzeugglas (Seitentüren und Windschutzscheiben für Traktoren, Erntemaschinen usw.) verwendet, da sie auch bei kleinen Produktionsserien wirtschaftlich ist.

b) Horizontale Rollenherdöfen

Eine neue Technologie nutzt ein flaches Temperofenkonzept. Zwischen dem Heizofen und dem Kühler wurde ein spezieller Biegeabschnitt hinzugefügt. Die Form kann entweder durch Schwerkraft oder durch Pressen zwischen zwei Formen erhalten werden. Schwerkraftbiegemaschinen können weiter in zwei Kategorien unterteilt werden: formlose Systeme zum zylindrischen Biegen und Biegen in eine Richtung und Formsysteme zum sphärischen Biegen. Alle diese Typen werden häufig bei der Herstellung von Autoglas in großen Serien eingesetzt. Auch in anderen Bereichen werden Rollenherdsysteme hauptsächlich in Großserienfertigungen eingesetzt, etwa für Ladeneinrichtungen, Duschtüren, Haushaltsgeräte usw.

c) Horizontale Biege- und Temperöfen

Dies ist eine weitere neue Technologie, die auf einem System basiert, das Glas im Ofen biegt. Das Glas wird in einem Biegeofen erhitzt und gebogen und anschließend zum Tempern und Abkühlen in den Kühler gebracht. Um die Form zu erhalten, wird Schwerkraftbiegen auf einer Form oder einem speziellen Werkzeugsystem verwendet. Dieses System wird hauptsächlich bei großen Produkten sowie bei kleinen und mittleren Auflagen eingesetzt, da es für diesen Zweck flexibel und wirtschaftlich ist. Durch das Biegen des Glases im Ofen ist keine Überhitzung erforderlich, sodass die optische Qualität sehr hoch ist. Dieses System wird hauptsächlich für Architekturglas, für Fassaden, Oberlichter, Handläufe, Karusselltüren usw. verwendet.

Das meiste gebogene Architekturglas wird auch heute noch mit vertikalen Härtemaschinen hergestellt. Die Vertikalmaschine ist günstig in der Anschaffung. Allerdings weist das Verfahren Schwächen auf, weshalb diese Maschinen künftig durch neue Horizontal-Temperiermaschinen ersetzt werden sollen. Der vertikale Ofen verursacht hohe Formkosten und der Prozess hinterlässt Zangenspuren an der Oberkante des Glases, sodass das Glas nicht in Strukturen ohne Rahmen verwendet werden kann. Darüber hinaus verringert die durch die Abkühlung des Glases beim Biegen erforderliche Überhitzung die optische Qualität des Glases.

Unternehmen steigen zunehmend auf horizontale Temperiermaschinen um. Für den Einsatz von Glas in rahmenlosen Konstruktionen ist dies die einzig mögliche Technologie, da sie keine Zangenspuren hinterlässt. Beim horizontalen Rollenherdverfahren wird das Glas in einem separaten Abschnitt nach dem Heizofen gebogen, sodass auch hier eine Überhitzung erforderlich ist, was die optische Qualität des Endprodukts erheblich beeinträchtigt.

Das Biegen außerhalb des Ofens ermöglicht jedoch den Einsatz einer breiten Palette verstellbarer Formen, was die Formkosten senkt. Der Rollenherdofen ist eine äußerst teure Anschaffung, was seinen Einsatz in der flexiblen Produktion von Kleinserien einschränkt. Tatsächlich werden Rollenherdöfen hauptsächlich für Großserien eingesetzt, beispielsweise für Produkte wie Duschtüren und bestimmte Schaufenster, bei denen es nicht auf eine einwandfreie optische Qualität ankommt.

Fassaden, große Schaufenster etc. werden meist in kleinen oder mittleren Auflagen gefertigt. Da in der Regel reflektierend beschichtetes Glas verwendet wird, ist die optische Qualität des Glases eines der entscheidenden Kriterien bei der Auswahl eines Glaslieferanten. Gläser für Anwendungen mit hohen optischen Anforderungen werden überwiegend in horizontalen Biege- und Härteöfen hergestellt.

Da der Biegevorgang im Ofen keine Überhitzung erfordert, ist eine einwandfreie optische Qualität gewährleistet. Das Biegen im Ofen sorgt außerdem für eine bessere Maßhaltigkeit als andere Methoden. Maßhaltigkeit ist ein wichtiger Faktor, da der Trend dahin geht, die Toleranzen immer weiter zu verringern, um eine problemlose Verglasung zu gewährleisten. Biege- und Anlassöfen sind relativ kostengünstig. Um die Formkosten zu senken, wurden modulare Biegewerkzeuge entwickelt, sodass die Produktion auch kleiner Serien rentabel sein kann.

Zustand des Marktes

Trotz der oben genannten Fortschritte wird gebogenes gehärtetes Glas in der Bauindustrie immer noch selten verwendet. Dafür gibt es viele Gründe, und einige der allgemeinen Faktoren, die die Verwendung von gebogenem Glas einschränken, sind:

- Der Preis einer aus gebogenem Glas hergestellten Struktur ist in der Regel um ein Vielfaches höher als der einer flachen Struktur. - Über die Verfügbarkeit von gebogenem Glas liegen keine ausreichenden Informationen vor. Für gebogenes Glas gibt es keine Normen, mit Ausnahme einiger Fabriknormen. Zugehörige Strukturen und Technologien Die für die Verwendung von gebogenem Glas benötigten Werkzeuge haben sich nicht im gleichen Tempo weiterentwickelt wie Biegegeräte – es ist nicht möglich, alle Arten von Glas zu biegen – die Herstellung anspruchsvollerer gebogener Glasprodukte ist erheblich schwieriger als die von Flachglas (z. B. bis auf wenige Ausnahmen). , ist es nicht möglich, Glas mit weicher Beschichtung zu liefern, das gebogen wird). Glashersteller entwickeln ständig neue weichbeschichtete Glastypen, die gebogen und vorgespannt werden können.

Viele Faktoren schränken die Verwendung von gehärtetem gebogenem Glas immer noch ein. In vielen Fällen wird das angegebene gehärtete Glas durch laminiertes Glas ersetzt, da dieses viel leichter verfügbar ist. Es gibt weitaus weniger Hersteller und Lieferanten von gebogenem Hartglas als von Verbundglas. Die Verwendung von gehärtetem Glas ist weiter eingeschränkt, da durch Biegen ohne Vorspannen komplexere Formen erzielt werden können.

Andererseits rechtfertigen viele Faktoren den Einsatz von gehärtetem Glas in vielen Anwendungen. Durch das Tempern wird die mechanische Festigkeit von Glas erheblich erhöht. Daher sollte bei Anwendungen, die Festigkeit erfordern, gehärtetes Glas verwendet werden.

Beispiele dafür sind verschraubte Glashandläufe und Spinnenkonstruktionen, aber auch stark beanspruchte Gegenstände wie Türen. Das Biegen und Vorspannen ist im Vergleich zur Herstellung von gebogenem Verbundglas ein schneller und effizienter Prozess, sodass größere Serien schneller erstellt werden können. Die Produktionskosten für gehärtetes Glas sind niedriger als die für Verbundglas.

Tempern und Laminieren sind keine sich gegenseitig ausschließenden Techniken; Tatsächlich neigen sie dazu, einander zu ergänzen, wie bei allen Oberlichtern in Deutschland, bei denen eine Kombination aus gehärtetem und laminiertem Glas erforderlich ist. Es gibt Anwendungen, bei denen die Verwendung von gehärtetem Glas unbedingt erforderlich ist (z. B. verschraubte Konstruktionen), und es gibt Anwendungen, die Verbundglas erfordern (z. B. Oberlichter). Immer häufiger werden Anforderungen an Konstruktionen gestellt, die laminiertes, vorgespanntes und vorgespanntes Glas erfordern.

Hersteller lassen sich in relativ klare Kategorien einteilen. Hersteller von Duschkabinenglas und Vitrinenglas bilden eine eigene Fachgruppe, die sich auf diese Art der Produktion konzentriert und sich nicht mit Architekturglas beschäftigt. Große Stücke aus gehärtetem Architekturglas sind wiederum bei herkömmlichen Herstellern von gebogenem Architekturglas erhältlich.

Diese versuchen, ihre Märkte zu halten, indem sie ihren Kunden ein umfassendes Produktsortiment anbieten: gebogenes Glühglas, gebogenes Verbundglas und gebogenes gehärtetes Glas sowie verschiedene Kombinationen davon (z. B. Verbundglas mit gebogenen vorgespannten Glasscheiben). Eine zweite Gruppe, die mit der Lieferung von gebogenem Architekturglas beauftragt ist, besteht aus Herstellern von gehärtetem, flachem Architekturglas. Um sich Aufträge zu sichern, vertreibt dieser Konzern zunehmend auch Vollsortimente. Bis auf wenige Ausnahmen gibt es keine Unternehmen, die sich auf großformatiges ESG-Architekturglas spezialisiert haben.

Die Preise für gebogenes vorgespanntes Architekturglas sind auf einem gesunden Niveau geblieben und werden dies auch weiterhin tun. Die Herstellung von großem Architekturglas erfordert spezielle Produktionsanlagen, daher ist es nicht möglich, überschüssige Kapazitäten von Allzweckmaschinen für diesen Zweck zu verkaufen, was zu einem Preisverfall führen würde. Niedrige Produktionskosten sorgen für hohe Gewinnmargen.

Große Fortschritte in verschiedenen Bereichen des Biegens und Härtens

Bei der Ausrüstung zum Biegen und Härten wurden große Fortschritte erzielt. Es sind kostengünstige Geräte auf den Markt gekommen, die für immer mehr Unternehmen erschwinglich sind. Die Qualität des Endprodukts hat sich durch diese Innovationen erheblich verbessert. Durch die Beseitigung der Zangenspuren ist die Verwendung von gehärtetem Glas in rahmenlosen Strukturen möglich. Verbesserte Produktionsanlagen ermöglichen Flexibilität bei der Preisgestaltung, ohne die Gewinnmargen zu schmälern. Eine höhere Maßgenauigkeit verringert hingegen die Sicherheitsaufschläge, die sich auf den Preis der Gesamtkonstruktion auswirken.

Immer mehr Unternehmen investieren in Biege- und Vorspannöfen, was die Verfügbarkeit des Glases deutlich erhöhen wird. Während Unternehmen in Ausrüstung investieren, werden Architekten, Bauunternehmen und andere wichtige Gruppen über die neuen Möglichkeiten der Verwendung von Glas in Bauwerken informiert und darin geschult. Informationen und eine bessere Versorgung werden den Markt rasch öffnen.

In mehreren Ländern werden derzeit Standards entwickelt, die darauf abzielen, Informationen zu verbreiten und die Verwendung von gebogenem Glas in Gebäuden zu regeln. Durch die Normung wird der Einsatz von gebogenem Glas im Bauwesen deutlich vorangetrieben.

Bei Geräten und Zubehör rund um die Verwendung von gebogenem Glas wurden große Fortschritte erzielt. Für gebogenes Glas sind profilierte Strukturen problemlos erhältlich. Neue Befestigungsmethoden senken die Baukosten erheblich und fördern generell den Einsatz von Glas in Gebäuden. Beispielsweise ist der relative Mehrpreis beim Wechsel von Flachglas auf gebogenes Glas deutlich geringer, wenn anstelle herkömmlicher Rahmen der Spider-Beschlag verwendet wird.

Man kann sagen, dass sich gebogenes gehärtetes Architekturglas in einer Übergangsphase befindet. In diesem Bereich der Glasindustrie finden sowohl produktionstechnisch als auch kommerziell große Entwicklungen statt. In jüngster Zeit haben viele konventionelle Hersteller von gebogenem Glas in moderne horizontale Biege- und Härteöfen investiert, und dieser Trend scheint sich fortzusetzen.

von Juha Karisola, Director, Sales & Marketing bei Glassrobots Oy