LU500066B1 - Method of making a glass article - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Glasgegenstandes. Das Verfahren beinhaltet den Schritt des Herstellens eines Rohlings aus einer Materialmischung, die Glaspartikel aus wenigstens einem Glasmaterial und wenigstens ein weiteres Material, das kein Glas ist. Das Verfahren beinhaltet den Schritt des Entfernens wenigstens eines Teils des weiteren Materials aus dem Rohling und den Schritt des Sinterns des Rohlings bei einer Sintertemperatur, die über dem Littleton-Punkt des Glasmaterials liegt. Schließlich beinhaltet das Verfahren den Schritt des In-Kontakt-Bringens des Rohlings mit einem flüssigen Abkühlmittel, das eine Abkühlmitteltemperatur ausweist, die wenigstens 200 Kelvin und höchstens 550 Kelvin, insbesondere wenigstens 200 Kelvin und höchstens 450 Kelvin, unter dem Littleton-Punkt des Glasmaterials liegt.The invention relates to a method for manufacturing a glass article. The method includes the step of preparing a blank from a mixture of materials comprising glass particles of at least one glass material and at least one other non-glass material. The method includes the step of removing at least a portion of the further material from the blank and the step of sintering the blank at a sintering temperature above the Littleton point of the glass material. Finally, the method includes the step of bringing the blank into contact with a liquid coolant which has a coolant temperature which is at least 200 Kelvin and at most 550 Kelvin, in particular at least 200 Kelvin and at most 450 Kelvin, below the Littleton point of the glass material .
Description
20.04.2021 084A0008LU 1 LU500066 Beschreibung Titel: Verfahren zum Herstellen eines Glasgegenstandes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Glasgegenstandes. Aus US 8,991,211 ist ein Verfahren zur Herstellung von Glasartikeln mit einem breiten Spektrum an geometrischen Formen, einschließlich Formen, die bisher nur schwer oder gar nicht monolithisch hergestellt werden konnten, bekannt. Die Glasartikel werden hergestellt, indem zunächst der entstehende Glasartikel aus Glaspulver und einem Bindemittel unter Verwendung eines dreidimensionalen Druckverfahrens hergestellt wird, gefolgt vom Sintern des Glasartikels bei einer Temperatur, die mehrere hundert Grad über der Glasübergangstemperatur der Glaspulverzusammensetzung liegt, während der entstehende Glasgegenstand in einem Bett aus einem inerten Pulver mit einer hohen Fließfähigkeit gehalten wird.04/20/2021 084A0008LU 1 LU500066 Description Title: Method for producing a glass object The invention relates to a method for producing a glass object. US Pat. No. 8,991,211 discloses a method for producing glass articles with a wide range of geometric shapes, including shapes which hitherto have been difficult or impossible to produce monolithically. The glass articles are made by first preparing the resulting glass article from glass powder and a binder using a three-dimensional printing process, followed by sintering the glass article at a temperature several hundred degrees above the glass transition temperature of the glass powder composition while the resulting glass article is in a bed of an inert powder with a high fluidity.
Aus DE 10 2016 012 003 Al ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formkd&rpers aus hochreinem, transparentem Quarzglas mittels additiver Fertigung bekannt.DE 10 2016 012 003 A1 discloses a method for producing a shaped body from high-purity, transparent quartz glass by means of additive manufacturing.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines besonders widerstandsfähigen Glasgegenstandes anzugeben, der eine weitgehend beliebige Form aufweisen kann.It is the object of the present invention to provide a method for producing a particularly strong glass object which can have almost any shape.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das folgende Schritte beinhaltet: a. Herstellen eines Rohlings aus einer Materialmischung, die Glaspartikel aus wenigstens einem Glasmaterial undThe task is solved by a method that includes the following steps: a. Manufacture of a blank from a material mixture, the glass particles from at least one glass material and
20.04.2021 084A0008LU 2 LU500066 wenigstens ein weiteres Material, das kein Glas ist, beinhaltet, b. Entfernen wenigstens eines Teils des weiteren Materials aus dem Rohling, c. Sintern des Rohlings bei einer Sintertemperatur, die Uber dem Littleton-Punkt des Glasmaterials liegt, d. In-Kontakt-Bringen des Rohlings mit einem flüssigen Abkühlmittel, das eine AbkUhlmitteltemperatur ausweist, die wenigstens 200 Kelvin und höchstens 550 Kelvin, insbesondere wenigstens 200 Kelvin und höchstens 450 Kelvin, unter dem Littleton-Punkt des Glasmaterials liegt. Die Erfindung hat den ganz besonderen Vorteil, dass, insbesondere vollkommen transparente, Glasgegenstände unter Anwendung von Herstellverfahren, wie sie insbesondere aus der Kunststoffverarbeitung und aus dem Rapid-Prototyping bekannt sind, hergestellt werden können. Im Ergebnis sind widerstandfähige und robuste Glasgegensitände mit räumlichen Formen realisierbar, de mit den herkömmlichen Glasbearbeitungsmethoden nicht erzielbar sind.20.04.2021 084A0008LU 2 LU500066 contains at least one other material that is not glass, b. removing at least part of the further material from the blank, c. sintering the blank at a sintering temperature above the Littleton point of the glass material, d. Bringing the blank into contact with a liquid coolant which has a coolant temperature which is at least 200 Kelvin and at most 550 Kelvin, in particular at least 200 Kelvin and at most 450 Kelvin, below the Littleton point of the glass material. The invention has the very particular advantage that glass objects, in particular completely transparent ones, can be produced using production methods such as are known, in particular, from plastics processing and from rapid prototyping. As a result, resistant and robust glass objects with three-dimensional shapes can be realized that cannot be achieved with conventional glass processing methods.
Insbesondere ist es beispielsweise ermöglicht, eine Materialmischung als Ausgangsmaterial zu verwenden, die Glaspartikel beinhaltet und die sich auf Grund des wenigstens einen weiteren Materials wie ein Kunststoff verhält, wobei zunächst durch Formgebung ein Rohling hergestellt wird, der anschließend zu einem, vorzugsweise reinen, Glasgegenstand umgesetzt wird. Die Formgebung kann Insbesondere mittels 3D-Druck, Abguss, Spritzguss, Rotationsguss oder Prägung (wie beispielsweise bei Kunststoffen), insbesondere bei Temperaturen unter 150 Grad erfolgen.In particular, it is possible, for example, to use a material mixture as the starting material that contains glass particles and that behaves like a plastic due to the at least one other material, with a blank being first produced by shaping, which is then converted into a preferably pure glass object becomes. The shaping can take place in particular by means of 3D printing, casting, injection molding, rotational molding or embossing (such as in the case of plastics), in particular at temperatures below 150 degrees.
084A6008LU 3 LU500066 Das weitere Material der Materialmischung kann insbesondere ein Material sein, welches durch Beaufschlagung mit Licht aushärtbar ist. Eine solche Materialmischung eignet sich insbesondere dazu, den Rohling mittels Laser-Stereolithografie herzustellen.084A6008LU 3 LU500066 The further material of the material mixture can in particular be a material which can be cured by exposure to light. Such a mixture of materials is particularly suitable for producing the blank using laser stereolithography.
Die Erfindung hat insbesondere den ganz besonderen weiteren Vorteil, dass sogar vergleichsweise kostengünstiges Glasmaterial, wie beispielsweise einfaches Gebrauchsglas, insbesondere Behdlterglas, als Ausgangsmaterial verwendet werden kann, um im Ergebnis besonders bruchfeste Glasgegenstände zu erhalten. Insbesondere hat es sich gezeigt, dass die gemäß dem erfindungsgemdBen Verfahren hergestellten Glasgegenstände bruchfester sind, als Vergleichsglasgegenstände gleicher Form aus demselben Glasmaterial, die auf andere Weise hergestellt wurden. Die Erfindung hat insbesondere den ganz besonderen Vorteil, dass die Glasgegenstände auf Grund der erhöhten Bruchfestigkeit zum Erreichen einer ausreichenden Stabilität eine geringere Wandstärke aufzuweisen brauchen, als Glasgegenstände aus demselben Glasmaterial, die auf andere Weise hergestellt wurden. Abgesehen davon, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Formen realisierbar sind, die mit herkömmlichen Glasverarbeitungsverfahren nicht erzielbar sind, hat dies zur Folge, dass bei der Herstellung der Glasgegenstände gegenüber herkömmlich aus demselben Glasmaterial hergestellten Glasgegenständen Glas eingespart werden kann. Insbesondere können die erfindungsgemäß hergestellten Glasgegenstände daher ein geringeres Eigengewicht aufweisen, als herkömmlich aus demselben Glasmaterial hergestellte Glasgegenstände. Es wurde insbesondere erkannt, dass besonders gute Ergebnisse erzielt werden, wenn der Rohling nach dem Sintern nicht schlagartig auf Raumtemperatur abgeschreckt wird und auch nicht langsam, beispielsweise bei Umgebungstemperatur, auskühlt. Vielmehr wird eine besonders große Bruchfestigkeit dadurch erzielt, dass der Rohling mit demIn particular, the invention has the very special further advantage that even comparatively inexpensive glass material, such as simple utility glass, in particular container glass, can be used as the starting material in order to obtain particularly break-resistant glass objects as a result. In particular, it has been shown that the glass objects produced according to the method according to the invention are more break-resistant than comparative glass objects of the same shape made from the same glass material that were produced in a different way. In particular, the invention has the very special advantage that, due to the increased breaking strength, the glass objects need to have a smaller wall thickness to achieve sufficient stability than glass objects made of the same glass material that were produced in a different way. Apart from the fact that shapes can be realized with the method according to the invention that cannot be achieved with conventional glass processing methods, this means that glass can be saved in the production of glass objects compared to glass objects conventionally produced from the same glass material. In particular, the glass objects produced according to the invention can therefore have a lower intrinsic weight than glass objects conventionally produced from the same glass material. In particular, it was recognized that particularly good results are achieved if the blank is not abruptly quenched to room temperature after sintering and also does not cool down slowly, for example at ambient temperature. Rather, a particularly high breaking strength is achieved in that the blank with the
084A6008LU 4 LU500066 flüssigen Abkühlmittel in Kontakt gebracht wird, das eine AbkUhlmitteltemperatur ausweist, die wenigstens 200 Kelvin und höchstens 550 Kelvin, insbesondere wenigstens 200 Kelvin und höchstens 450 Kelvin, unter dem Littleton-Punkt des Glasmaterials liegt.084A6008LU 4 LU500066 liquid coolant is brought into contact, which identifies a coolant temperature which is at least 200 Kelvin and at most 550 Kelvin, in particular at least 200 Kelvin and at most 450 Kelvin, below the Littleton point of the glass material.
Es wurde weiter erkannt, dass die anfängliche Abkühlrate im Wesentlichen durch die Differenz zwischen der Primärtemperatur und der Abkühlmitteltemperatur sowie durch den materialspezifischen Wärmeübergangskoeffizient bestimmt ist. Insbesondere werden besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der Bruchfestigkeit erzielt, wenn die Primärtemperatur und die Abkühlmitteltemperatur derart gewählt werden, dass die anfängliche Abkühlrate im Bereich vom 80 Kelvin bis 120 Kelvin pro Sekunde liegt, insbesondere im Bereich vom 90 Kelvin bis 110 Kelvin pro Sekunde liegt, oder 100° Kelvin pro Sekunde beträgt. Bei einer besonderen Ausführung ist die anfängliche Abkühlrate nicht geringer als 80 Kelvin pro Sekunde, Insbesondere nicht geringer als 100 Kelvin pro Sekunde. Das Glasmaterial kann vorteilhaft beispielsweise ein alkalihaltiges Silikatglas, insbesondere ein Alkali-Erdalkali-Silikatglas, ganz insbesondere ein Kalk-Natron-Glas, oder ein Borosilikatglas oder ein Alumosilikatglas sein. Insbesondere Alkali-Erdalkali-Silikatglas hat den besonderen Vorteil, dass es kostengünstig erhältlich ist, aber dennoch mit dem erfindungsgemäBen Verfahren zu besonders bruchfesten Glasgegenständen verarbeitet werden kann. Insbesondere bei der Verwendung von Alkali-Erdalkali- Silikatglas als Glasmaterial kann die Primärtemperatur vorteilhaft im Bereich vom 700 °Celsius bis 760 °Celsius, insbesondere im Bereich von 720 °Celsius bis 740 °Celsius liegen. Entsprechend kann die Abkühlmitteltemperatur, insbesondere wenn es sich bei dem Abkühlmittel beispielsweise um ein geschmolzenes Salz, wie beispielsweise geschmolzenes Natriumsalz oder geschmolzenes Kaliumsalz handelt, im Bereich von 350 °Celsius bis 500 °Celsius, Insbesondere im Bereich vom 390It was also recognized that the initial cooling rate is essentially determined by the difference between the primary temperature and the temperature of the coolant and by the material-specific heat transfer coefficient. In particular, particularly good results are achieved in terms of fracture toughness if the primary temperature and the cooling medium temperature are selected in such a way that the initial cooling rate is in the range from 80 Kelvin to 120 Kelvin per second, in particular in the range from 90 Kelvin to 110 Kelvin per second, or is 100° Kelvin per second. In a particular embodiment, the initial cooling rate is not less than 80 Kelvin per second, in particular not less than 100 Kelvin per second. The glass material can advantageously be, for example, an alkaline silicate glass, in particular an alkali-alkaline earth silicate glass, very particularly a soda-lime glass, or a borosilicate glass or an aluminosilicate glass. In particular, alkali-earth-alkaline silicate glass has the particular advantage that it can be obtained inexpensively, but can still be processed into particularly break-resistant glass objects using the method according to the invention. In particular when using alkali-alkaline earth silicate glass as the glass material, the primary temperature can advantageously be in the range from 700° Celsius to 760° Celsius, in particular in the range from 720° Celsius to 740° Celsius. Correspondingly, the cooling medium temperature, in particular if the cooling medium is, for example, a molten salt, such as molten sodium salt or molten potassium salt, can be in the range from 350 °C to 500 °C, in particular in the range from 390
084A6008LU LU500066 °Celsius bis 450 °Celsius oder im Bereich von 420 °Celsius bis 440 °Celsius liegen, insbesondere um die oben genannte, vorteilhafte Abkühlrate zu erzielen.084A6008LU LU500066 °Celsius to 450 °Celsius or in the range from 420 °Celsius to 440 °Celsius, in particular to achieve the advantageous cooling rate mentioned above.
5 Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung erfolgt das In-Kontakt- Bringen durch ein Eintauchen des gesinterten Rohlings in ein Abkühlbad, das das Abkühlmittel beinhaltet. Es ist alternativ beispielsweise auch möglich, dass das In-Kontakt-Bringen durch Besprühen oder durch Berieseln mit dem Abkühlmittel erfolgt.In a particularly advantageous embodiment, the contacting takes place by immersing the sintered blank in a cooling bath that contains the cooling agent. Alternatively, it is also possible, for example, for the contacting to take place by spraying or by sprinkling with the cooling agent.
Es ist Insbesondere möglich, den Rohling unmittelbar nach dem Sintern mit dem Abkühlmittel in Kontakt zu bringen. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich der Rohling nach dem Sintern, beispielsweise auf Grund seines Eigengewichts, ungewollt verformt. Es ist, Insbesondere wenn diese Gefahr nicht besteht, jedoch auch möglich, den Rohling in mehreren Abkühlschritten abzukühlen, wobei einer der Abkühlschritte das In-Kontakt- Bringen des Rohllings mit dem flüssigen Abkühlmittel beinhaltet. Bei einer ganz besonders vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Rohling bei einer Sintertemperatur gesintert und in einem ersten Abkühlprozess außerhalb eines Abkühlbades bis zum Erreichen einer Zwischentemperatur abgekühlt. Sobald Zwischentemperatur erreicht ist, wird der Glaskörper mit dem Abkühlmittel in Kontakt gebracht, beispielsweise in ein Abkühlbad, das das Abkühlmittel beinhaltet, eingetaucht. Besonders gut reproduzierbare Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn die Zwischentemperatur höchstens 30 Grad Kelvin unter und höchstens 10 Grad Kelvin über dem Littleton-Punkt des Glasmaterials liegt oder wenn die Zwischentemperatur dem Littleton-Punkt entspricht.In particular, it is possible to bring the blank into contact with the cooling agent immediately after sintering. This prevents the blank from being deformed unintentionally after sintering, for example due to its own weight. However, it is also possible, especially if this risk does not exist, to cool the blank in several cooling steps, one of the cooling steps including bringing the blank into contact with the liquid cooling agent. In a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, the blank is sintered at a sintering temperature and cooled in a first cooling process outside of a cooling bath until an intermediate temperature is reached. As soon as the intermediate temperature has been reached, the glass body is brought into contact with the cooling agent, for example immersed in a cooling bath containing the cooling agent. Particularly well reproducible results can be achieved if the intermediate temperature is no more than 30 degrees Kelvin below and no more than 10 degrees Kelvin above the Littleton point of the glass material or when the intermediate temperature corresponds to the Littleton point.
Der Littleton-Punkt ist die Temperatur, bei der die Viskosität n 1066 Pa s (Pascal mal Sekunde) beträgt.The Littleton point is the temperature at which the viscosity n is 1066 Pa s (pascal times a second).
084A6008LU 6 LU500066 Diese Vorgehensweise bietet sich insbesondere für eine konfinuierlichen Herstellungsprozess an, bei dem gesinterte Rohlinge fortlaufend und kontinuierlich nacheinander (nachdem jeweils die Zwischentemperatur erreicht ist) mit dem Abkühlmittel in Kontakt gebracht werden, nämlich beispielsweise in ein Abkühlbad eingetaucht werden, das das Abkühlmittel beinhaltet. Insbesondere können die gesinterten Rohlinge eine Abkühlstrecke bis zu dem In-Kontakt-Bringen, insbesondere bis zu dem Abkühlbad, durchlaufen, wobei die Abkühlstrecke, die Umgebungstemperatur und die Durchlaufgeschwindigkeit derart gewählt sind, dass die gesinterten Rohlinge jeweils genau dann an dem Ort des In- Kontakt —Bringens, insbesondere dem Abkühlbad, ankommen, wenn sie auf die Zwischentemperatur abgekühlt sind. Insbesondere können die Rohlinge kontinuierlich nacheinander durch das Abkühlbad bewegt und kontinuierlich nacheinander entnommen werden. Insbesondere kann bei einem diskontinvierlichen Herstellprozess vorteilhaft vorgesehen sein, dass mehrere gesinterte Rohlinge einer Charge jeweils zusammen und gleichzeitig abgekühlt werden. Insbesondere kann jede Charge aufgeheizt, werden, indem eine Transporthalterung, die die Rohlinge der Charge trägt, in einen Ofen überführt wird. Anschließend kann die Transporthalterung samt den Rohlingen mit dem Abkühlmittel in Kontakt gebracht, insbesondere beispielsweise in ein Abkühlbad eingetaucht, werden.084A6008LU 6 LU500066 This procedure is particularly suitable for a continuous manufacturing process in which sintered blanks are brought into contact with the cooling agent continuously and continuously one after the other (after the intermediate temperature has been reached in each case), namely, for example, they are immersed in a cooling bath containing the cooling agent . In particular, the sintered blanks can run through a cooling section until they are brought into contact, in particular up to the cooling bath, with the cooling section, the ambient temperature and the throughput speed being selected in such a way that the sintered blanks are then exactly at the location of the in- Contact—Brings, particularly the quench bath, arrive when they have cooled to the intermediate temperature. In particular, the blanks can be moved continuously one after the other through the cooling bath and can be removed continuously one after the other. In particular, in the case of a discontinuous production process, it can advantageously be provided that several sintered blanks of a batch are each cooled together and simultaneously. In particular, each batch can be heated by transferring a transport fixture carrying the batch's blanks into a furnace. The transport holder together with the blanks can then be brought into contact with the cooling medium, in particular, for example, immersed in a cooling bath.
Insbesondere bei herzustellenden Glaskôrpern, die eine Wanddicke bzw. eine Dicke von mehr als 2 Millimetern, insbesondere von mehr als 3 Millimetern, aufweisen und/oder Glaskdrpern, die in unterschiedlichen Bereichen sehr unterschiedliche Wanddicken bzw. Dicken aufweisen, kann das Erhitzen zum Entfernen des weiteren Materials und/oder zum Sintern in ganz besonders vorteilhafter Weise in einem mehrstufigen, insbesondere zweistufigen, Prozess erfolgen. Insbesondere kann vorteilhaftParticularly in the case of glass bodies to be produced which have a wall thickness or a thickness of more than 2 millimeters, in particular more than 3 millimeters, and/or glass bodies which have very different wall thicknesses or thicknesses in different areas, heating for removal can also be used Materials and / or for sintering in a particularly advantageous manner in a multi-stage, in particular two-stage process. In particular, can be advantageous
084A6008LU 7 LU500066 vorgesehen sein, dass der Rohling zunächst langsam auf eine erste Temperatur aufgeheizi wird und anschließend schnell auf die Sintertemperatur aufgeheizt wird. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Rohling zunächst mit einer ersten Aufheizrate auf eine erste Temperatur aufgeheizt wird und anschließend mit einer zweiten Aufheizrate, die Über der ersten Aufheizrate liegt, auf die Sintertemperatur aufgeheizt wird. Diese Vorgehensweise hat den ganz besonderen Vorteil, dass ungewollte Verformungen des Rohlings wirkungsvoll vermieden werden, da alle Bereiche des Rohlings die Sintertemperatur gleichzeitig oder wenigstens innerhalb eines vorgegebenen oder vorgebbaren Zeitfensters erreichen. Es wird so vermieden, dass die Bereiche des Rohlings, die sich schneller aufheizen lassen sich bereits (ungewollt) verformen, während noch gewartet werden muss, bis andere Bereiche, die sich weniger schnell aufheizen lassen, die Sintertemperatur erreichen. Das Glasmaterial kann vorteilhaft einen Siliziumdioxidanteil von mehr als 58% (Massenprozent) und von weniger als 85 % (Massenprozent), insbesondere von mehr als 70 % (Massenprozent) und von weniger als 74 % (Massenprozent) aufweisen. Insbesondere ein Glasmaterial, das ein Alkali-Erdalkali-Silikatglas ist, kann vorteilhaft einen Siliziumdioxidanteil von mehr als 70 % (Massenprozent) und von weniger als 74 % (Massenprozent) aufweisen.084A6008LU 7 LU500066 that the blank is initially heated slowly to a first temperature and then quickly heated to the sintering temperature. In particular, it can advantageously be provided that the blank is first heated to a first temperature at a first heating rate and is then heated to the sintering temperature at a second heating rate, which is higher than the first heating rate. This procedure has the very particular advantage that unwanted deformations of the blank are effectively avoided, since all areas of the blank reach the sintering temperature at the same time or at least within a predetermined or specifiable time window. In this way, it is avoided that the areas of the blank that can be heated up more quickly are already (unintentionally) deformed while it is still necessary to wait until other areas that can be heated up less quickly have reached the sintering temperature. The glass material can advantageously have a silicon dioxide content of more than 58% (percent by mass) and less than 85% (percent by mass), in particular more than 70% (percent by mass) and less than 74% (percent by mass). In particular, a glass material that is an alkali-earth-alkaline silicate glass can advantageously have a silicon dioxide content of more than 70% (percent by mass) and less than 74% (percent by mass).
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Glasmaterial einen Alkalioxidanteil, insbesondere Natriumoxidanteil und/oder Lithiumoxidanteil, im Bereich von 5 % (Massenprozent) bis 20 % (Massenprozent), insbesondere im Bereich von 12 % (Massenprozent) bis 13,5 % (Massenprozent) aufweist. Das Glasmaterial kann (alternativ oder zusätzlich) vorteilhaft einenAlternatively or additionally, it can advantageously be provided that the glass material has an alkali oxide content, in particular sodium oxide content and/or lithium oxide content, in the range from 5% (percent by mass) to 20% (percent by mass), in particular in the range from 12% (percent by mass) to 13.5% (mass percent). The glass material can (alternatively or additionally) advantageously have a
084A6008LU 8 LU500066 Kaliumoxidanteil von höchstens 3 % (Massenprozent), insbesondere von höchstens 1 % (Massenprozent), aufweisen. Insbesondere kann das Glasmaterial einen Kaliumoxidanteil im Bereich von 0,5% (Massenprozent) bis 0,9 % (Massenprozent) aufweisen.084A6008LU 8 LU500066 Potassium oxide content of no more than 3% (percent by mass), in particular no more than 1% (percent by mass). In particular, the glass material can have a potassium oxide content in the range from 0.5% (mass percent) to 0.9% (mass percent).
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Glasmaterial einen Bortrioxidanteil von weniger als 15 % (Massenprozent), insbesondere von höchstens 5 % (Massenprozent), aufweist.Alternatively or additionally, it can advantageously be provided that the glass material has a boron trioxide content of less than 15% (percent by mass), in particular of at most 5% (percent by mass).
Soweit nichts anderes angegeben ist, handelt es sich bei Prozentangaben um Massenprozent. Bei dem Glasmaterial kann es sich insbesondere auch um Quarzglas handeln.Unless otherwise stated, percentages are percentages by mass. The glass material can in particular also be quartz glass.
Wie bereits erwähnt, ist ein Glasgegenstand, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, ganz besonders vorteilhaft. Dies Insbesondere, weil er mit weitgehend beliebiger räumlicher Form herstellbar ist und eine besondere Bruchfestigkeit aufweist und dennoch aus einem kostengünstigen Glasmaterial hergestellt werden kann. Besonders vorteilhaft ist ein erfindungsgemäß hergestellter Glasgegenstand, der als Glasgehäuse ausgebildet ist. Ein besonderer Vorteil von derartig hergestellten Glasgehäusen ist, dass diese isolierend und resistent gegen Chemikalien sind. Darüber hinaus sind Gehäuseformen möglich, die mit herkömmlichen Glasformverfahren nicht realisierbar sind.As already mentioned, a glass article produced by the method according to the invention is particularly advantageous. This in particular because it can be produced with almost any spatial shape and has a particular breaking strength and can still be produced from an inexpensive glass material. A glass object which is produced according to the invention and is designed as a glass housing is particularly advantageous. A particular advantage of glass housings produced in this way is that they are insulating and resistant to chemicals. In addition, housing shapes are possible that cannot be realized with conventional glass molding processes.
Insbesondere auch Sensorgehäuse können besonders vorteilhaft in erfindungsgemäßer Weise hergestellt sein. Ganz besonders vorteilhaft ist ein Sensorgehäuse für einen optischen Sensor, weil das DetektionslichtIn particular, sensor housings can also be produced particularly advantageously in a manner according to the invention. A sensor housing for an optical sensor is particularly advantageous because the detection light
084A6008LU 9 LU500066 durch das aus Glas hergestellte Gehäuse einfach zu dem Sensor hindurch gelangen kann. Beispielsweise kann der Glasgegenstand als Uhrengehäuse ausgebildet sein. Ein solches Gehäuse hat den Ganz besonderen Vorteil, dass die einzelnen Bauteile der Uhr, insbesondere die Zeiger oder die Anzeige, durch das Gehäuse sichtbar sind und kein separates Uhrenglas erforderlich ist. Insbesondere kann die Uhr vorteilhaft einen optischen Sensor, beispielsweis zum Messen der Sauerstoffsättigung, beinhalten, der Detektionslicht durch das Glasgehäuse hindurch empfangen kann. Die Uhr kann nach einem eigenständigen Erfindungsgedanken ein Display aufweisen, wobei ein Teil des Glasgehäuses gleichzeitig auch ein Bestandteil des Displays ist. Insbesondere können die für das Display erforderlichen Komponenten auf das Glas aufgedruckt sein. Insoweit ist es vorteilhaft bei einer solchen Ausführung nicht notwendig, ein zusätzliches Display in das Gehäuse einzubauen. Vielmehr fungiert ein Teil des Gehäuses selbst als ein Teil des Displays. Eine solche Funktionsintegration unterschiedlicher Bauelemente ist ein eigenständiger Erfindungsgedanke, der auch mit Verfahren, die den Schritt des Abkühlens nicht beinhalten, realisierbar ist und der nicht auf das oben genannte Beispiel eines Uhrengehäuses beschränkt ist. Die Funktionsintegration führt dazu, dass ein Display ganz allgemein insgesamt mit weniger Verfahrensschritten hergestellt werden kann beziehungsweise unter Einbeziehung von Verfahrensschritten die zur Herstellung anderer Bauteile ohnehin erforderlich sind. Ganz allgemein kann jede Art von Funktionsglas mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.084A6008LU 9 LU500066 can easily get through the housing made of glass to the sensor. For example, the glass object can be designed as a watch case. Such a case has the very special advantage that the individual components of the watch, in particular the hands or the display, are visible through the case and no separate watch glass is required. In particular, the watch can advantageously contain an optical sensor, for example for measuring oxygen saturation, which can receive detection light through the glass housing. According to an independent inventive idea, the watch can have a display, with a part of the glass housing also being a component of the display at the same time. In particular, the components required for the display can be printed onto the glass. In this respect, it is advantageous in such an embodiment that it is not necessary to install an additional display in the housing. Rather, part of the case itself acts as part of the display. Such functional integration of different components is an independent idea of the invention, which can also be implemented with methods that do not include the step of cooling and which is not limited to the example of a watch case mentioned above. The functional integration means that a display can generally be produced with fewer process steps or with the inclusion of process steps that are required anyway for the production of other components. In general, any type of functional glass can be produced using the method according to the invention.
Eine weitere vorteilhafte Anwendung der Erfindung liegt im Bereich der Pumpentechnologie. Insbesondere ist es mit der neuen TechnologieAnother advantageous application of the invention is in the field of pump technology. Especially it is with the new technology
084A6008LU 10 LU500066 möglich, Pumpen herzustellen, die resistent gegen aggressive chemische Stoffe sind, die gepumpt werden sollen.084A6008LU 10 LU500066 possible to manufacture pumps resistant to aggressive chemical substances to be pumped.
Beispielsweise kann das Pumpengehäuse aus Glas hergestellt sein.For example, the pump housing can be made of glass.
Auch Antriebs- und/oder Getriebeteile oder ganze Getriebe oder andere Bauteile der Pumpe können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aus Glas hergestellt werden.Drive and/or gear parts or entire gears or other components of the pump can also be produced from glass using the method according to the invention.
Nach einem weiteren eigenständigen Erfindungsgedanken können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, jedoch auch mit Verfahren, die den Schritt des Abkühlens nicht beinhalten, Gegenstände aus Glas hergestellt werden, die der Desinfizierung bedürfen.According to a further independent idea of the invention, glass objects that require disinfection can be produced with the method according to the invention, but also with methods that do not include the step of cooling.
Die Desinfizierung kann insbesondere dadurch erfolgen, dass eine Beleuchtung von innen mit Licht, insbesondere mit UV-Licht, erfolgt.The disinfection can be carried out in particular by illuminating the inside with light, in particular with UV light.
Das UV-Licht zerstört schädliche Keime und Krankheitserreger auf der von Innen beleuchteten Oberfläche des Glasgegenstandes.The UV light destroys harmful germs and pathogens on the glass object's surface, which is illuminated from the inside.
Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich einen robusten Griff, eine Toilettenbrille und ähnliche Gegenstände aus Glas herzustellen, die vorteilhaft einfach reinigbar und Insbesondere vorteilhaft von innen beleuchtbar sind.In this way it is possible, for example, to produce a robust handle, a toilet seat and similar objects made of glass, which are advantageously easy to clean and, in particular, advantageously can be illuminated from the inside.
Hierfür kommen ganz allgemein auch Gegenstände in Betracht, die Kontaktoberflächen aufweisen, die von Menschen angefasst werden.Very generally, objects that have contact surfaces that people touch can also be considered for this purpose.
Insbesondere vorteilhaft ist eine Anwendung bei medizinischen Geräten oder in Bezug auf Gegenstände in Öffentlichen Verkehrsmitteln, die von den Fahrgästen angefasst werden, wie beispielsweise Haltestangen und Haltegriffe.An application in medical devices or in relation to objects in public transport that are touched by passengers, such as handrails and handles, is particularly advantageous.
Letztlich kommen auch alle Gegenstände in Betracht, die in Sffentlichen Einrichtungen angeordnet sind und von Menschen aus unterschiedlichen Haushalten angefasst werden.Ultimately, all objects that are arranged in public facilities and are touched by people from different households also come into consideration.
Insbesondere ist es erfindungsgemäß möglich, Getriebeeinheiten insgesamt in einem einzigen Vorgang durch 3D-Druck aus Glas herzustellen in der Weise, dass die einzelnen Zahnräder und sonstige Komponenten sich nach dem Herstellprozess relativ zueinander bewegen können.In particular, it is possible according to the invention to produce gear units as a whole in a single process by 3D printing from glass in such a way that the individual gears and other components can move relative to one another after the production process.
084A6008LU 11 LU500066 Hinsichtlich des weiteren Materials gibt es keine grundsätzlichen Beschränkungen, solange das weitere Material dazu geeignet ist, als Bestandteil der Materialmischung zu einem Rohling geformt zu werden.084A6008LU 11 LU500066 There are no fundamental restrictions with regard to the further material as long as the further material is suitable for being formed into a blank as part of the material mixture.
Das weitere Material kann in der Materialmischung in flüssiger oder in fester Form, insbesondere in Form von Partikeln, vorliegen.The further material can be present in the material mixture in liquid or in solid form, in particular in the form of particles.
Beispielsweise kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das weitere Material eine polymerisierbare Komponente und eine Polymerisationsauslôsekomponente aufweist.For example, it can advantageously be provided that the further material has a polymerizable component and a polymerization initiating component.
Hierbei kann Insbesondere vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Polymerisationsauslösekomponente durch ein Beaufschlagen mit Wärme/- oder Licht aktivierbar ist, um eine Polymerisation der polymerisierbaren Komponente auszulösen.In this context, it can be provided in particular advantageously that the polymerization initiating component can be activated by exposure to heat or light in order to initiate polymerization of the polymerizable component.
Bei der polymerisierbaren Komponente kann es sich insbesondere um ein Acrylat, ganz insbesondere ein Monoacrylat oder Diacrylat, handeln.The polymerizable component can in particular be an acrylate, especially a monoacrylate or diacrylate.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhaft auch vorgesehen sein, dass das weitere Material Kieselsäure beinhaltet und/oder dass das weitere Material amorphe Kieselsäure-Nanopartikel mit einer mittleren Korngröße im Bereich von 30 nm bis 50 nm beinhaltet.Alternatively or additionally, it can advantageously also be provided that the further material contains silicic acid and/or that the further material contains amorphous silicic acid nanoparticles with an average grain size in the range from 30 nm to 50 nm.
Eine solche Materialmischung ist insbesondere dazu ausgebildet, den Rohling durch Stereolythographie, insbesondere Laser-Stereolythographie, herzustellen.Such a material mixture is designed in particular to produce the blank by stereolithography, in particular laser stereolithography.
Hierbei wird die Materialmischung gezielt mittels Laserbestrahlung in den Bereichen ausgehärtet, die den Rohling bilden sollen.Here, the material mixture is cured in a targeted manner using laser radiation in the areas that are to form the blank.
Das Aushärten kann insbesondere auf dem Effekt der zwei Photonen-Absorptionen beruhen.The curing can be based in particular on the effect of the two photon absorptions.
Das Überschüssige und nicht polymerisierte Material kann beispielsweise dadurch entfernt werden, dass der Rohling für einige Minuten in ein Lösungsmittel, beispielsweise in Methanol, eingetaucht wird.The excess and unpolymerized material can be removed, for example, by immersing the blank in a solvent, for example methanol, for a few minutes.
Anschließend kann die Bindermatrix in einem thermischen Prozess, insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 400 Grad Celsius bis 700 Grad Celsius, insbesondere bei einer Temperatur von 600 Grad Celsius, entfernt werden.The binder matrix can then be removed in a thermal process, in particular at a temperature in the range from 400 degrees Celsius to 700 degrees Celsius, in particular at a temperature of 600 degrees Celsius.
Anschließend kann der Schritt des Sinterns erfolgen.The sintering step can then take place.
084A6008LU 12 LU500066 Bei einer anderen Ausführung beinhaltet das weitere Material ein Thermoplast, insbesondere ein Thermoplastgranulat oder Thermoplastkugeln. Eine solche Materialmischung kann beispielsweise dazu verwendet werden, den Rohling mittels Verfahren herzustellen, wie sie bei der Herstellung von Kunststoffgegenständen verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, den Rohling durch ein Spritzgussverfahren herzustellen, bei dem die Materialmischung unter Druck in eine Spritzgussform eingespritzt wird. Hierbei kann Insbesondere vorgesehen sein, dass das weitere Material während des Spritzgussvorganges schmilzt und nach einem Abkühlprozess erhärtet, so dass der Rohling anschließend der Spritzgussform entnommen werden kann. Alternativ ist beispielsweise auch eine Herstellung des Rohlings im Rotationsgussverfahren möglich, bei dem die Materialmischung in eine Rotationsgussform gefüllt wird. Die Rotationsgussform wird anschließend beheizt und rotiert. Das weitere Material der Materialmischung schmilzt an der Innenwandung der Rotationsgussform auf, so dass sich die Materialmischung an der Innenwandung der Rotationsgussform mehr und mehr anlagert. Sobald die gesamte Materialmischung angelagert ist, wird die Rotationsgussform gekühlt, wodurch das weitere Material, das die Glaspartikel umschließt, aushärtet. Nach dem Aushärten kann der Rohling aus der Rotationsgussform entnommen werden. Auch eine Kaltrotation mit einer selbsttätig aushärtenden Materialmischung ist möglich.084A6008LU 12 LU500066 In another embodiment, the further material contains a thermoplastic, in particular a thermoplastic granulate or thermoplastic beads. Such a mixture of materials can be used, for example, to produce the blank by processes used in the manufacture of plastic objects. For example, it is possible to produce the blank by an injection molding process in which the material mixture is injected under pressure into an injection mold. In this case, it can be provided in particular that the further material melts during the injection molding process and hardens after a cooling process, so that the blank can then be removed from the injection mold. Alternatively, it is also possible, for example, to produce the blank using the rotational molding process, in which the material mixture is filled into a rotational mold. The rotational mold is then heated and rotated. The other material of the material mixture melts on the inner wall of the rotational mold, so that the material mixture accumulates more and more on the inner wall of the rotational mold. Once all of the material mixture has been deposited, the rotational mold is cooled, which causes the additional material surrounding the glass particles to harden. After curing, the blank can be removed from the rotational mold. Cold rotation with a self-hardening material mixture is also possible.
Hinsichtlich der Herstellung des Rohlings gibt es keine grundsätzlichen Beschränkungen. Der Rohling kann insbesondere, wie bereits erwähnt, durch additive Fertigung und/oder durch einen Umformungsprozess, wie beispielsweise Spritzgießen, hergestellt werden. Die additive Fertigung kann insbesondere einen 3D-Druck umfassen. Insbesondere kann die additive Fertigung einen Stereolithographieprozess, insbesondere einen Laser- Stereolithographieprozess, beinhalten.There are no fundamental restrictions with regard to the production of the blank. In particular, as already mentioned, the blank can be produced by additive manufacturing and/or by a forming process such as injection molding. Additive manufacturing can in particular include 3D printing. In particular, additive manufacturing can include a stereolithography process, in particular a laser stereolithography process.
084A6008LU 13 LU500066 Insbesondere ist es auch möglich, einen Rohling, der durch ein additives Verfahren und/oder durch Umformen hergestellt wurde, vorzugsweise vor dem Entfernen des weiteren Materials, weiter zu bearbeiten. Das weitere Bearbeiten kann beispielsweise durch Zerspanen, insbesondere durch Bohren, Sägen, Fräsen oder Hobeln erfolgen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, den Rohling durch Schleifen und/oder Stanzen weiter ZU bearbeiten.084A6008LU 13 LU500066 In particular, it is also possible to further process a blank that was produced by an additive process and/or by forming, preferably before removing the additional material. Further processing can be done, for example, by machining, in particular by drilling, sawing, milling or planing. Alternatively or additionally, it is also possible to process the blank further by grinding and/or stamping.
Ganz allgemein kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Entfernen des weiteren Materials durch ein Erwärmen des Rohlings auf eine Temperatur unterhalb des Littleton-Punkts des Glasmaterials, insbesondere für einen Zeitraum im Bereich von 5 Minuten bis 600 Minuten, erfolgt.In general, it can advantageously be provided that the further material is removed by heating the blank to a temperature below the Littleton point of the glass material, in particular for a period in the range from 5 minutes to 600 minutes.
Die Sintertemperatur kann vorteilhaft im Bereich von 700 Grad Celsius bis 1800 Grad Celsius, insbesondere im Bereich von 1100 Grad Celsius bis 1500 Grad Celsius liegen. Besonders vorteilhaft ist eine Sintertemperatur von 1300 Grad Celsius.The sintering temperature can advantageously be in the range from 700 degrees Celsius to 1800 degrees Celsius, in particular in the range from 1100 degrees Celsius to 1500 degrees Celsius. A sintering temperature of 1300 degrees Celsius is particularly advantageous.
Das Entfernen des weiteren Materials kann Insbesondere bei Umgebungsdruck erfolgen.The further material can be removed in particular at ambient pressure.
Der Rohling wird vorzugsweise unter Unterdruckbedingungen gesintert. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Rohling während des Sinterns in einer Unterdruckkammer angeordnet ist und/oder dass das Sintern des Rohlings bei Unterdruck, insbesondere bei einem Druck im Bereich von 0,01 mbar bis 0,1 mbar, insbesondere bei 0,05 mbar erfolgt.The blank is preferably sintered under vacuum conditions. In particular, it can advantageously be provided that the blank is arranged in a vacuum chamber during the sintering and/or that the sintering of the blank takes place at a vacuum, in particular at a pressure in the range from 0.01 mbar to 0.1 mbar, in particular at 0.05 mbar takes place.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielhaft und schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleich wirkende Elemente auch in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zumeist mit denselbenIn the drawing, the subject of the invention is shown as an example and schematically and is described below with reference to the figures, with elements that are the same or have the same effect in different exemplary embodiments, mostly with the same
20.04.2021 084A0008LU 14 LU500066 Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen: Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäBen Verfahrens, und Fig. 2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Figur 1 zeigt ganz schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Verfahren beinhaltet, eine Materialmischung 1 bereitzustellen, die Glaspartikel aus wenigstens einem Glasmaterial und wenigstens ein weiteres Material, das kein Glas ist beinhaltet.20.04.2021 084A0008LU 14 LU500066 reference numbers. 1 shows a schematic of a first exemplary embodiment of a method according to the invention, and FIG. 2 shows a schematic of a second exemplary embodiment of a method according to the invention. FIG. 1 shows, very schematically, a first embodiment of a method according to the invention. The method includes providing a material mixture 1 that includes glass particles of at least one glass material and at least one other non-glass material.
In einem ersten Schritt erfolgt das Herstellen 2 eines Rohlings 3 aus der Materialmischung. Das Herstellen des Rohlings 3 kann insbesondere ein additives Fahren, beispielsweise einen 3D-Druck, und/oder ein Umformungsverfahren, beispielsweise einen Spritzgussvorgang, umfassen.In a first step, a blank 3 is produced 2 from the material mixture. The production of the blank 3 can in particular include additive driving, for example 3D printing, and/or a forming process, for example an injection molding process.
In einem zweiten Schritt erfolgt das Entfernen 4 wenigstens eines Teils des weiteren Materials aus dem Rohling 3. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass das weitere Material chemisch herausgelöst wird und/oder dadurch, dass das weitere Material durch Beaufschlagung des Rohlings 3 mit Energie erwärmt und in flüssiger Form oder in dampfförmiger Form entweicht. Im Ergebnis liegt ein Zwischenzustands-Rohling 5 vor.In a second step, at least part of the further material is removed from the blank 3. This can be done, for example, by chemically dissolving the further material and/or by heating the further material by applying energy to the blank 3 and escapes in liquid form or in vapor form. The result is an intermediate state blank 5 .
In einem weiteren Schritt erfolgt ein Sintern 6 des Rohlings bei einer Sintertemperatur, die Uber dem Littleton-Punkt des Glasmaterials liegt.In a further step, the blank is sintered 6 at a sintering temperature which is above the Littleton point of the glass material.
An das Sintern schließt sich ein in-Kontakt-bringen 7 des Zwischenzustands- Rohlings mit einem flüssigen AbkUhlmittel an, das eine AbkUhlmitteltemperatur aufweist, die wenigstens 200 Kelvin und höchstensThe sintering is followed by bringing the intermediate blank into contact 7 with a liquid coolant which has a coolant temperature of at least 200 Kelvin and at most
084A6008LU 15 LU500066 550 Kelvin, insbesondere wenigstens 200 Kelvin und höchstens 450 Kelvin, unter dem Littleton-Punkt des Glasmaterials liegt. Nach dem Sintern kann der so hergestellte Glasgegenstand, insbesondere von Resten des AbkUhlmittels, gereinigt werden. Der Glasgegenstand 12 ist gegenüber dem Rohling 3 geschrumpft. Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemdBen Verfahrens. Bei diesem AusfUhrungsbeispiel wird eine Materialmischung, 1 die Glaspartikel aus wenigstens einem Glasmaterial und wenigstens ein weiteres Material, das kein Glas ist, beinhaltet, in eine Spritzgussform 8 eingespritzt. Bei dem weiteren Material handelt es sich um ein Thermoplast. Nach einer Abklhlphase wird der auf diese Weise hergestellte Rohling 3 aus der Spritzgussform 8 entnommen.084A6008LU 15 LU500066 550 Kelvin, in particular at least 200 Kelvin and at most 450 Kelvin, below the Littleton point of the glass material. After sintering, the glass object produced in this way can be cleaned, in particular of residues of the cooling agent. The glass object 12 has shrunk in comparison to the blank 3 . FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of the method according to the invention. In this exemplary embodiment, a material mixture 1 containing glass particles made from at least one glass material and at least one other non-glass material is injected into an injection mold 8 . The other material is a thermoplastic. After a cooling phase, the blank 3 produced in this way is removed from the injection mold 8 .
Anschließend wird der Rohling 3 in einem Heizofen 9 überführt und erwärmt. In einer ersten Ewärmungsphase erfolgt das Entfernen wenigstens eines Teils des weiteren Materials aus dem Rohling. In einer zweiten Erwärmungsphase wird die Temperatur erhöht bis die Sinter- Temperatur erreicht wird, die Uber dem Littleton-Punkt des Glasmaterials liegt. In dieser zweiten Ewärmungsphase erfolgt das Sintern 6 des RohlingsThe blank 3 is then transferred to a heating furnace 9 and heated. In a first heating phase, at least part of the further material is removed from the blank. In a second heating phase, the temperature is increased until the sintering temperature is reached, which is above the Littleton point of the glass material. In this second heating phase, the sintering 6 of the blank takes place
3. Anschließend wird der Rohling 3 dem Heizofen 9 entnommen und in ein AbkUhlbad 10 mit einem flüssigen AbkUhlmittel 11, das eine AbkUhlmitteltemperatur aufweist, die wenigstens 200 Kelvin und höchstens 550 Kelvin unter dem Littleton-Punkt des Glasmaterials liegt überführt. Vorzugsweise verbleibt der Rohling 3 für einen Zeitraum von 10 bis 60 Minuten, insbesondere für einen Zeitraum von 15 bis 30 Minuten in dem Abkühlmittel. AnschlieBend wird der auf diese Weise hergestellte Glasgegenstand 12, beispielsweise in einem Reinigungsbad 13 gereinigt, wobeiinsbesondere Reste des AbkUhlmittels entfernt werden.3. The blank 3 is then removed from the heating furnace 9 and transferred to a cooling bath 10 with a liquid cooling agent 11 which has a cooling agent temperature which is at least 200 Kelvin and at most 550 Kelvin below the Littleton point of the glass material. The blank 3 preferably remains in the cooling medium for a period of 10 to 60 minutes, in particular for a period of 15 to 30 minutes. The glass object 12 produced in this way is then cleaned, for example in a cleaning bath 13, with residues of the cooling agent in particular being removed.
084A6008LU 16 LU500066 Bezugszeichenliste: 1 Materialmischung 2 Herstellen 3 Rohlings 4 Entfernen 5 Zwischenzustands-Rohling 6 Sintern 7 in-Kontakt-bringen 8 Spritzgussform 9 Heizofen 10 Abkühlbad 11 Abkühlmittel 12 Glasgegenstand 13 Reinigungsbad084A6008LU 16 LU500066 LIST OF REFERENCE NUMERALS: 1 material mixture 2 manufacture 3 blank 4 removing 5 intermediate blank 6 sintering 7 contacting 8 injection mold 9 heating furnace 10 cooling bath 11 cooling agent 12 glass article 13 cleaning bath
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4063916A (en) * | 1975-11-13 | 1977-12-20 | Sovitec S.A. | Process of making glass beads from liquid medium feedstock |
| US20080041103A1 (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-21 | 3M Innovative Properties Company | Method of making inorganic, metal oxide spheres using microstructured molds |
| WO2011132753A1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-10-27 | 旭硝子株式会社 | Method for producing glass member, and planar lens and glass paste |
| US8991211B1 (en) | 2009-11-01 | 2015-03-31 | The Exone Company | Three-dimensional printing glass articles |
| DE102016012003A1 (en) | 2016-10-06 | 2018-04-12 | Karlsruher Institut für Technologie | Composition and method for producing a shaped body from high-purity, transparent quartz glass by means of additive manufacturing |
-
2021
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-
2022
- 2022-04-19 DE DE102022109456.1A patent/DE102022109456A1/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4063916A (en) * | 1975-11-13 | 1977-12-20 | Sovitec S.A. | Process of making glass beads from liquid medium feedstock |
| US20080041103A1 (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-21 | 3M Innovative Properties Company | Method of making inorganic, metal oxide spheres using microstructured molds |
| US8991211B1 (en) | 2009-11-01 | 2015-03-31 | The Exone Company | Three-dimensional printing glass articles |
| WO2011132753A1 (en) * | 2010-04-21 | 2011-10-27 | 旭硝子株式会社 | Method for producing glass member, and planar lens and glass paste |
| DE102016012003A1 (en) | 2016-10-06 | 2018-04-12 | Karlsruher Institut für Technologie | Composition and method for producing a shaped body from high-purity, transparent quartz glass by means of additive manufacturing |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| FREDERIK KOTZ ET AL: "Glassomer-Processing Fused Silica Glass Like a Polymer", ADVANCED MATERIALS, 2 April 2018 (2018-04-02), DE, pages 1707100, XP055478935, ISSN: 0935-9648, DOI: 10.1002/adma.201707100 * |
| KOTZ F ET AL: "High-throughput thermal replication of transparent fused silica glass", PROGRESS IN BIOMEDICAL OPTICS AND IMAGING, SPIE - INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICAL ENGINEERING, BELLINGHAM, WA, US, vol. 10875, 4 March 2019 (2019-03-04), pages 1087503 - 1087503, XP060119554, ISSN: 1605-7422, ISBN: 978-1-5106-0027-0, DOI: 10.1117/12.2506155 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102022109456A1 (en) | 2022-10-20 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Effective date: 20221020 |