Laser tempering of ceramic colors on flat glass
Glastechnische Tagung
29.-31. Mai
Weimar
2017
Type: Konferenzbeitrag
Abstract
In den letzten Jahren ist die Herstellung individueller, farbiger Glasprodukte in der Flachglasveredelung angestiegen. Daher werden flexible Fertigungsprozesse und kurze Lieferzeiten für Glasveredler immer wichtiger. Bisher beinhaltet der Druck-Prozess von keramischen Farben auf Flachglas eine nachgelagerte Ofentemperung. Daher ist das Verfahren großen Unternehmen mit Produktionslinien für Einscheibensicherheitsglas vorbehalten. Um den Ofenprozess zu substituieren, soll in dieser Studie ein flexibles Laserverfahren entwickelt werden, bei dem die aufgetragene Farbe mittels Laserstrahlung lokal auf der Glasoberfläche eingebrannt wird. Für die Untersuchungen wurden sowohl Float- als auch Einscheibensicherheitsgläser verwendet. Lasereinbrennversuche erfolgten mit verschiedenen Farbsystemen mit Schichtdicken von ca. 30 µm. Die Studie zeigte, dass sich die Parameter, Laserleistung und Geschwindigkeit, gegenseitig bedingen. Die Prozessgrenzen wurden ermittelt und folgende Phänomene wurden beobachtet; wird eine geringe Streckenenergie eingestellt, so ist kein Einbrennen der Farbe möglich; wird die Streckenenergie angepasst, so ist ein Farbumschlag ohne Materialschädigung sichtbar und wird die Streckenenergie weiter erhöht, so ist der Wärmeeintrag zu hoch und Spannungen werden in das Glas eingebracht. Somit wird die Neigung zur Rissinitiierung erhöht. Ein Farbumschlag bei keramischen Farben konnte unabhängig von den Laserwellenlängen 10,6 µm und 1,064 µm erzielt werden. Zwischen den Farbschichten, die im Ofen auf Glas ausgehärtet wurden und den lasereingebrannten Schichten konnte der gleiche Farbeindruck erzielt werden. Damit können mit dem Laserverfahren verschiedene Farben lokal auf dem Glas eingebrannt werden. Zum Beispiel ist in Zukunft die Herstellung großformatiger, farbiger Bilder im Architekturbereich möglich.