Glas 101

Die folgenden Richtlinien kratzen nur an der Oberfläche der Wissensbasis, die mit dem Brennen von Glas verbunden ist. Wir
empfehlen Ihnen dringend, einen Brennkurs bei Ihrem örtlichen Händler zu besuchen. Wenn in Ihrer Gegend keine Kurse angeboten werden, gibt es zahlreiche Bücher zu diesem Thema, die in Buchhandlungen und im Internet zu finden sind.

Was ist ein Brennprogramm?

Glas reagiert sehr empfindlich auf Temperaturschwankungen unter 1000 °F. Wenn es zu schnell durch bestimmte Temperaturbereiche erhitzt oder abgekühlt wird, entstehen Spannungen im Glas, die zu Bruch führen können. Brennprogramme werden verwendet, um diese Temperatur
raten zu kontrollieren und das Ausmaß der Spannungen im Glas zu begrenzen sowie
den gewünschten Effekt auf das Glas zu erzielen.
Ein Brennprogramm besteht aus einem oder mehreren Brennsegmenten, die
die Erhitzungs- oder Abkühlungsrate während des Programms bestimmen. Jede der Linien im Diagramm stellt ein Segment oder eine Haltezeit innerhalb eines Segments dar, und die Steigung der Linie gibt die Brenngeschwindigkeit an. Ein Brennprogramm
wird entweder in einen Ofenregler eingegeben oder bei Öfen ohne Regler durch Auf- und Abdrehen von Temperaturschaltern nachgebildet.

Glasart

Die Kunst des Glasbrennens gibt es schon seit Jahrhunderten, aber vergleichsweise gesehen haben die Unternehmen erst in jüngster Zeit damit begonnen, Glas herzustellen, das speziell für das Zusammenschmelzen entwickelt wurde. Glas dehnt sich, wie fast alles auf der Erde, aus, wenn es Hitze ausgesetzt wird, und zieht sich zusammen, wenn es abgekühlt wird. Es dehnt sich mit einer messbaren
Rate aus, die als COE oder Ausdehnungskoeffizient bekannt ist, und wenn es flüssig wird, fließt es mit unterschiedlichen Raten, was als Viskositätsgrad bezeichnet wird.
Diese Variablen und eine Vielzahl anderer müssen sorgfältig gesteuert werden, um Glas herzustellen, das zusammengeschmolzen werden kann
, ohne dass es Risse, Sprünge, Verwerfungen oder Brüche aufweist. Erkundigen Sie sich immer bei Ihrem Glaslieferanten, ob das
Glas, das Sie verschmelzen wollen, kompatibel ist.

Wärmebehandlung

Wärmebehandlung ist ein Begriff, der verwendet wird, um das Verhältnis von Zeit und Temperatur und deren kombinierte Auswirkungen auf
Glas zu beschreiben. Bis zu einem gewissen Grad stehen beide in einem umgekehrten Verhältnis. Das heißt, je höher die Temperatur ist, desto weniger Zeit wird benötigt, um die gleiche Wirkung zu erzielen, und je niedriger die Temperatur ist, desto mehr Zeit wird benötigt.
Dieses Konzept ist am nützlichsten im „Arbeitstemperaturbereich“ von Glas. Dies ist der Temperaturbereich
, in dem das Glas geschmolzen, gesunken oder gesunken ist. Das meiste Fusingglas schmilzt zwischen 1450 F und 1480 F. Es ist möglich, die gleichen Ergebnisse (oder die gleiche Menge an Heizarbeit) zu erzielen, wenn man den Ofen auf 1450 F bringt und ihn 30 Minuten lang auf dieser Temperatur hält, wie wenn man den Ofen auf 1480 F bringt und ihn nur 10 Minuten lang hält.
Es kann andere Faktoren geben, die Sie dazu veranlassen, eine Arbeitstemperatur der anderen vorzuziehen, wie z.B. die Dicke des Projekts.

Größe und Masse

Die Größe des Stücks ist einer der einflussreichsten Faktoren für die Erstellung eines Brennprogramms. Einer der Schlüssel zu einer erfolgreichen Wärmebehandlung ist, dass das gesamte Stück die kritischen Temperaturbereiche im gleichen Moment durchläuft. Wenn ein Stück dick ist, dauert es länger, bis die Mitte erhitzt ist als die Außenseite. Bei großen Durchmessern können geringe Temperaturunterschiede in der gesamten Ofenkammer dazu führen, dass sich das Stück unterschiedlich schnell ausdehnt.
Der Schlüssel zum Brennen größerer und dickerer Stücke liegt darin, die Brenngeschwindigkeiten in den kritischen Temperaturbereichen zu verlangsamen.
Die Bestimmung, wie langsam, ist oft ein Versuch und Irrtum, daher ist es am besten, mit einem konservativ langsamen
Programm zu beginnen. Es werden mehr Projekte durch zu schnelles als durch zu langsames Vorgehen ruiniert.

Kritische Temperaturbereiche

Ein „kritischer Temperaturbereich“ ist jede Temperatur oder jeder Temperaturbereich im Brennzyklus, der ein hohes
Potenzial zur Begrenzung des Projekterfolgs hat. Begrenzter Erfolg kann sich in Überbrand, Unterbrand,
Bruch, Entglasung oder Blasenbildung äußern, um nur einige zu nennen. Man kann argumentieren, dass es zahlreiche kritische
Temperaturbereiche gibt. Um die Dinge einfach zu halten, werden wir die vier wichtigsten besprechen: Heizbereich, Prozessbereich, Vorglüh-Kühlbereich und Glühbereich.

Heizbereich

Der Heizbereich reicht von der Raumtemperatur bis zum ersten Datensatz im Prozessbereich. Das einzige
Problem in diesem Bereich besteht darin, die Teile zu schnell zu erwärmen, ohne dem Programm Schritte hinzuzufügen. Schritte sind Haltezeiten bei bestimmten Temperaturen, die es dem Stück ermöglichen, sich während des Brennvorgangs auszugleichen. Kleine Stücke können in der Regel bis zu 800 F./Std. erhitzt werden, solange Stufen hinzugefügt werden. Bei größeren Stücken sollten Sie die Geschwindigkeit verlangsamen und je nach Größe des Stücks möglicherweise zusätzliche Schritte hinzufügen.

Prozessbereich

Der Prozessbereich ist der Temperaturbereich, in dem das Material beginnt, sich sichtbar zu verändern. Dieses Stadium
bestimmt die endgültige Form des Werkstücks. Oft ist es eine gute Idee, ein Segment vor dem Prozessbereich hinzuzufügen, um den Ofen zu verlangsamen, bevor er den Prozessbereich erreicht. Wenn der Ofen zu schnell in den Prozessbereich brennt, ist es
möglich, dass die Zieltemperatur überschritten wird.
Während des Prozessbereichs sind die Temperaturen und Haltezeiten entscheidend. Wenn Sie sich über die gewünschte Spitzentemperatur
nicht sicher sind, sollten Sie am unteren Ende des Bereichs mit einer längeren Haltezeit beginnen. Dadurch wird sichergestellt, dass dickere
Werkstücke die richtige Wärmebehandlung über das gesamte Stück erhalten.

Vor dem Glühen Kühlbereich

Nach dem Prozessbereich ist es aus mehreren Gründen wünschenswert, das Stück schnell abzukühlen. Der erste
Grund ist, die Wärmebehandlung zu stoppen. Dies ist besonders wichtig bei einem Projekt wie einer weniger als 100%igen Sicherung oder einer Tropfenform.
Der zweite Grund ist, dass eine unerwünschte Reaktion, die als Entglasung bekannt ist, während dieser Abkühlzeit auftreten kann, wenn der Ofen zu langsam abgekühlt wird. Bei der Entglasung handelt es sich um eine schmierige weiße Kristallisierung auf der Glasoberfläche, die nur schwer oder gar nicht zu entfernen ist. Vergewissern Sie sich, dass Sie die Abkühlung verlangsamen, bevor Sie den Glühbereich betreten.
Das Öffnen des Ofendeckels, um die Abkühlgeschwindigkeit zu erhöhen, wird zwar praktiziert, ist aber nicht immer zu empfehlen. Bei bestimmten
Modellen befindet sich das Thermoelement im hinteren Teil des Ofens und die Temperatur kann von vorne nach hinten stark variieren
, was dazu führt, dass ein Teil des Stücks vor dem hinteren Teil in die Glühphase eintritt.

Glühbereich

Der letzte kritische Bereich ist der Glühbereich. Jedes Glas hat einen Glühpunkt, das ist ein
Punkt im Abkühlungszyklus, an dem sich die Moleküle im Glas wieder zu einer festen und stabilen Form ausrichten. Es ist sehr schwierig, genau zu wissen, wo dieser Punkt liegt, daher ist es wichtig, den Ofen während dieses Zeitraums mit einer langsameren Rate über den gesamten Bereich zu befeuern.
Unsere vorprogrammierten Brennpläne im Glasbrandmodus reichen von 1000 °F bis 750 °F, was für die meisten Glasmalereien ausreichend sein sollte. Durch diesen breiten Bereich wird die Bruchgefahr begrenzt.
Sichern Sie sich, dass der Deckel oder die Tür des Ofens geschlossen bleibt, bis der Ofen Raumtemperatur erreicht hat. Ein zu frühes Öffnen des Deckels
kann zum Zerbrechen der Stücke führen.

Brennverfahren

Es gibt viele verschiedene Verfahren oder Techniken, um Glas mit Hitze im Ofen zu bearbeiten. In diesem
Handbuch werden wir uns auf zwei konzentrieren, Fusing und Slumping. Andere Techniken sind unter anderem Tropfenformen,
Pate de Verre, Gießen, Malen und Kämmen. Für weitere Informationen über die Verwendung Ihres Ofens mit diesen Techniken
wenden Sie sich bitte an Ihren Glaslieferanten.

Fusing

Fusing ist der Prozess des Zusammenfügens von 2 oder mehr Glasstücken durch die Anwendung von Hitze. Dieses Glas kann in Form von Platten, Stringer, Fritte oder einer Vielzahl anderer Formen vorliegen. Es gibt verschiedene Grade des Verschmelzens. Vielleicht möchten Sie Glas so verschmelzen, dass es an einem anderen Stück Glas haftet, ohne sich zu verformen. Dies wird als „Fuse to Stick“ bezeichnet. Wenn Sie das Stück stärker erhitzen, werden die Kanten leicht abgerundet. Dies wird als „Tack Fuse“ bezeichnet. Eine „Full Fuse“ entsteht, wenn die Stücke vollständig zusammengeschmolzen und 1/4″ dick sind. Eine „Strukturschmelze“ liegt zwischen einer „Klebeschmelze“ und einer „Vollschmelze“. Es gibt einen Temperaturbereich, in dem Glas geschmolzen werden kann. Der Punkt, an dem es zu schmelzen beginnt, wird durch die Geschwindigkeit beeinflusst, mit der die Temperatur steigt, wenn es den Schmelzbereich erreicht. Das meiste Schmelzglas beginnt zwischen 1400 F und 1480 F zu schmelzen. Denken Sie daran, dass die Wärmebehandlung eine Funktion von Zeit und Temperatur ist. Ein erfolgreiches Fusing- oder Slumping-Projekt beginnt erst mit dem Glas, dessen Verträglichkeit festgestellt wurde. Die Temperatur und die verschiedenen Temperaturraten in einem Brennprogramm müssen auf die spezifischen Anforderungen des Projekts, das Sie erstellen, abgestimmt werden. Größe, Dicke, Form und Art des Glases müssen beim Entwurf eines Brennprogramms berücksichtigt werden. Als Vorsichtsmaßnahme sollten Sie einen Damm oder eine Barriere um das Glas herum anbringen, wenn Sie mehr als 2 Schichten brennen. Bei mehr als 2 Schichten wird sich das Glas ausbreiten, bis es eine Höhe von 1/4″ erreicht hat, und könnte möglicherweise in ein anderes Stück oder aus dem Regal fließen.

Slumping

Slumping kann definiert werden als das kontrollierte Biegen von Glas unter dem Einfluss von Hitze und Schwerkraft in einem Brennofen. Dies geschieht im Allgemeinen über oder in einer Form. Formen können aus einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien hergestellt werden und sind im Kunstglasfachhandel erhältlich. Beim Slumping müssen die Form der Gussform, die Dicke des Stücks und der gewünschte Grad der Wärmebehandlung berücksichtigt werden. Die Schwerkraft spielt beim Slumping eine sehr wichtige Rolle, insbesondere beim Slumping über einer Form im Gegensatz zum Slumping in eine Form. Wenn die Form der Form vorschreibt, dass das nicht gebogene Glas weitgehend freitragend ist, wird das Gewicht des freitragenden Glases das Glas schneller über die Form ziehen, als wenn nur ein kleiner Teil freitragend ist. Ein dünnes Stück Glas wird sich schneller biegen als ein dickes Stück Glas. Ein dickes Stück Glas erfordert mehr Haltezeit im letzten Abschnitt der Prozessphase. In manchen Fällen kann der Künstler den Grad der Biegung durch eine visuelle Kontrolle des Ofens steuern. Wenn die richtige Wärmemenge erreicht ist, kann der Künstler mit dem Kühlen beginnen. Slumping-Projekte, die zu stark erhitzt werden, können eine unerwünschte Textur der Form annehmen oder in extremen Fällen zu einer Pfütze verschmelzen.