Sicherheitsglas – beliebig geformt

Prallt ein Gegenstand in die Glasfassade eines Hochhauses, darf das Glas nicht zersplittern und herunterfallen, denn es könnte Passanten verletzen. Zudem müssen die Fensterscheiben halten, wenn von innen eine Person gegen sie stürzt.

Architekten und Bauherren dürfen daher für die Fassaden von Hochhäusern nur Verbundsicherheitsglas verwenden. Ebenso bei Frontscheiben von Autos: Das Sicherheitsglas verhindert, dass sich die Insassen bei einem Unfall an zersplitterndem Glas verletzen. Schaufenster aus Sicherheitsglas sollen die Waren zuverlässig vor Dieben schützen. Das Prinzip dieser Fensterscheiben: Zwischen zwei Glasplatten befindet sich eine reißfeste Folie, welche die Gläser einschlagsicher macht. Entstehen Splitter, bleiben sie an der Folie kleben.

Produziert werden die Sicherheitsglasscheiben in 6 mal 3,20 Meter langen Tafeln, die nachträglich auf die jeweils benötigte Größe zurechtgeschnitten werden. Da die innenliegende Folie reißfest ist, lässt sich die Glasscheibe jedoch nicht einfach auseinanderschneiden. Zunächst werden daher die beiden außenliegenden Glasscheiben angeritzt und gebrochen. Anschließend wird die Bruchlinie über Infrarotstrahler erhitzt. Durch die Wärme wird die Folie weich und die Hälften werden mit Kraft auseinandergezogen bis ein Messer durch den Spalt geführt werden kann. Der Nachteil bei dieser Methode: Es sind nur gerade Schnitte möglich.

Ausgefallene Geometrien – auch bei Sicherheitsglas

Wollen Architekten ausgefallen geformte Fenster – etwa runde – ist es gängige Praxis, die beiden beiden Scheiben des Sicherheitsglases in Handarbeit anzuritzen und aufzutrennen. Der Spalt, der dabei entsteht, ist jedoch zu klein, um einem Messer Platz zu bieten, das auch die Folie durchtrennen könnte. Um den Spalt zu weiten und schlussendlich die gewünschte Form schneiden zu können, wird die Folie mit Hitze erweicht: Es wird Spiritus auf den Spalt aufgebracht und angezündet. Eine neue Methode soll diese gefährliche Prozedur künftig umgehen. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg haben gemeinsam mit dem Anlagenhersteller für Flachglasverarbeitung Hegla ein neues Verfahren entwickelt. »Wir schneiden die innenliegende Folie, bevor wir das Glas ritzen und auseinanderbrechen«, erklärt Tobias Rist, Wissenschaftler am IWM.

»Dazu verwenden wir einen Laserstrahl, der beliebig über die Scheibe geführt werden kann. Wir können daher auch ungewöhnliche Geometrien schneiden.« Der Laserstrahl durchdringt das Glas und gibt seine Energie hauptsächlich in der Folie ab. Diese wird so weit erhitzt, dass sie schmilzt und verdampft. Dadurch wird ein Kanal erzeugt und die Folie örtlich aufgetrennt. Ist die Folie »geschnitten«, wird das Glas parallel zum entstandenen Folienkanal angeritzt und gebrochen. »Das Verfahren lässt sich gut automatisieren und im industriellen Maßstab einsetzen«, sagt Rist.

Auf der Messe Glasstec vom 23. bis 26. Oktober in Düsseldorf zeigen die Wissenschaftler Sicherheitsglas, das eine wellenförmige Trennlinie hat (Halle 15, Stand E25). Das Laserverfahren ist einsatzbereit. Die Firma Hegla integriert es in eine neue VSG-Modellschneidanlage und optimiert es industrietauglich. Für das Verfahren zum Ritzen von Konturen wurde bereits ein deutsches und europäisches Patent an Hegla erteilt. In einem weiteren Schritt arbeiten die Forscher nun daran, das Verfahren noch schneller zu machen und somit die Taktrate zu erhöhen.