Por: Rubén Álvarez Gutiérrez y Álvaro Leciñana Soldevilla

GRUPO GR1_1

CONFORMADO DEL VIDRIO

TRABAJO DE PROFUNDIZACIÓN CIENCIA DE LOS MATERIALES

0. Introducción

Este trabajo en grupo trata sobre el conformado de vidrios; por ello, primer, haremos

una breve explicación de que son los vidrios y los tipos de vidrio que hay.

A continuación, se comentará el papel que tuvo el vidrio en la historia del hombre.

Después se explicará los diferentes procesos de conformado que hay.

Y por último se hará una breve explicación de lo que son los tratamientos térmicos del

vidrio.

¿Qué es el vidrio? El vidrio es un material cerámico formado por

silicatos no cristalinos, y otros óxidos. Este material

se caracteriza por ser inorgánico, duro, frágil,

transparente y amorfo, de origen tanto natural

como artificial.

En cuanto al vidrio artificial, este se forma generalmente a partir de sílice (SiO2),

carbonato de sodio (Na2CO3) y caliza(CaCO3), fundiéndose a 1500ºC. Los ejemplos de

vidrio artificial los podemos ver en nuestro día a día, en las estructuras de edificios,

cristaleras, botellas, etc.

Sílice, carbonato de sodio y

caliza.

Deberemos atender siempre a la temperatura, que va ligada a la viscosidad, ya que

esta es muy importante para el conformado del vidrio (puntos de fusión, trabajo,

ablandamiento, recocido y deformación).

1. Historia del vidrio El relato más antiguo que tenemos acerca del vidrio data del siglo I DC, en la Edad Antigua,

donde se cuenta que unos mercaderes que se dirigían a Egipto para vender carbonato de

sodio, se detuvieron para cenar a orillas del río Belus, en Fenicia.

Al no haber piedras para colocar sus ollas, utilizaron trozos

de carbonato de sodio, que, al dejarlos toda la noche

calientes en contacto con la arena, se habían fundido y

dieron lugar al vidrio.

Sin embargo, hay indicios de que las primeras

conformaciones de vidrio tuvieron lugar hacia el siglo 15

AC en Egipto, en forma de collar y abalorios.

Ya en la Edad Media, sobre todo en Oriente próximo (gracias al legado de los persas), el vidrio

experimentó un auge.

Los musulmanes desarrollaron el vidrio con altorrelieve.

Los egipcios experimentaron por primera vez la coloración del vidrio (con óxidos metálicos).

En el mundo occidental, el vidrio evolucionó en forma de mosaicos y vidrieras.

Y, por último, durante la Edad Moderna, destacamos el cristal veneciano, del siglo XV.

Este vidrio dominó el mercado europeo hasta el siglo XVIII. En su origen se trataba de un vidrio

sódico duro y dúctil, pero con el tiempo se realizaron infinitud de filigranas.

A partir del siglo XVII, empezó a destacar el cristal de Nevers, Francia, con el grabado al

diamante.

2. Procesos de conformado del vidrio

En este trabajo nos centraremos en el vidrio artificial, ya que es al que se le puede dar

forma, de una manera o de otra, dependiendo del producto final que queramos.

Existen 4 tipos de métodos de conformación del vidrio:

Por prensado o compresión

Por soplado

Por estirado

Por trefilado

1. Prensado o compresión Este tipo de conformado se realiza generalmente para piezas de paredes gruesas.

La pieza de vidrio sin forma se introduce en un molde recubierto de grafito, y con

ayuda de un mandril se prensa el vidrio y este adquiere la forma del molde. Es

importante calentar bien la pieza para asegurar una superficie lisa.

2. Soplado

En este caso, podemos contemplar dos opciones: el soplado a mano para los

objetos de arte (generalmente); o el soplado automatizado.

En el caso del soplado manual, se emplean pinzas y otros instrumentos, la

habilidad del maestro artesano y sincronización.

En el caso del soplado automático, se obtiene primero una preforma por prensado,

y luego se introduce este en un molde y se procede al soplado hasta que se obtiene

la pieza deseada.

En todo caso, este tipo de conformado está destinado a la fabricación de piezas

con paredes finas (automático: botella, jarros, bombillas…; manual: figuras de arte

complejas).

Conformado por soplado mecanizado Conformado por soplado artesanal

Esquema del proceso de Fabricación de botellas por soplado mecánico

3. Estirado

Este proceso está destinado a la fabricación de piezas largas, como láminas, barras,

tubos y fibras de sección constante.

La base de este tipo de conformado está en estirar y aplanar la masa de vidrio con

rodillos, y una vez aplanado, hacer flotar la placa en un baño de estaño fundido con

el fin de mejorar el acabado superficial.

También es importante después enfriar lentamente la placa de vidrio y recocerla,

con el fin de eliminar las tensiones que pueda haber (volver a calentar el vidrio

hasta el punto de recocido).

Esquema del conformado de vidrio por estirado

Vidrio conformado por estirado

4. Trefilado Técnica de fabricación que consiste en hacer pasar el vidrio fundido a través de

millones de orificios pequeños (más finos que el pelo humano) para formar

millones de fibras de vidrio, que se enfrían rápidamente mediante un sistema de

ventilación; por lo que este proceso es el único que no necesita de un sistema de

recocido para no dañar el producto.

Si bien, la fibra de vidrio no es el objeto final, sino un nuevo material para con el

que crear diversas cosas. Principalmente se emplean para aislamiento acústico,

térmico y/o eléctrico de infraestructuras. Con el también podemos crear telas de

alta resistencia, o emplearlo como refuerzo de otros materiales.

Fibras de vidrio Fibras de vidrio destinadas al aislamiento (térmico)

Guantes hechos por fibras de vidrio Kayak con refuerzo de fibra de

vidrio.

3. Tratamientos térmicos del vidrio

Los tratamientos térmicos que se aplican al vidrio tienen como objetivo la mejora de sus

propiedades.

Existen dos tipos de tratamientos principales:

Recocido:

Cuando un material cerámico se enfría desde una temperatura elevada, se originan

tensiones térmicas como resultado de la gran diferencia de velocidad de enfriamiento y

contracción térmica entre las regiones interiores y superficiales.

Para eliminarlas se realiza un recocido (calentar el vidrio hasta el punto de recocido y

enfriarlo lentamente hasta temperatura ambiente).

Temple:

Aumenta la resistencia de la pieza de vidrio.

Consiste en calentar la pieza hasta una temperatura superior a la de transición vítrea, pero

inferior a la de ablandamiento; y luego enfriar hasta la temperatura ambiente mediante un

chorro de aire o un baño de aceite.

El vidrio templado se usa en aplicaciones que requieran gran resistencia.