M E T A F O R U M

Hola a todos:

Quisiera que me ayuden con una duda que no me deja estructurar una curva.

Tengo que fundir 8 piezas de vidrio de 100 x 60 cm, para obtener una de 100 x 60 x 2,5 cm.

El vidrio es impreso de manera que tiene texturas por lo que habrá aire atrapado.

tengo planeado la siguiente curva:

1. desde temperatura ambiente hasta 250ºC en 60 minutos donde realizaré una estabilización de la temperatura por espacio de 45 minutos,
2. hasta 530ºC en 60 minutos y otra estabilización de 45 minutos,
3. hasta 600ºC en 10 minutos (trato de disminuir los niveles de aire atrapado)
4. hasta 835ºC en 26 minutos, donde realizaré una meseta de 20 minutos, con la opción de observar el estado del vidrio y de ser el caso prolongar la meseta,
5. con enfriamiento súbito bajar hasta 555ºC con un tiempo de recocido de 180 minutos,
6. hasta 510ºC en 300 minutos a razón de 0,15ºC x minuto,
7. hasta 480ºC en 180 minutos a razón de 0,16ºC X minuto,
8. hasta 450ºC en 120 minutos y de allí hasta temperatura ambiente en forma natura, mi horno lo hace a razón de 0,50ºC x minuto.

Mi temor es que el tiempo desde los 530ºC en la subida hasta los 555ºC del recocido sea demasiado y produzca desvitrificación y si estaré en lo correcto con los tiempos de recocido.

No he realizado un proyecto de este tamaño y espesor, por lo que me permito pedir su consejo.

Muchas gracias

Hernán

Hernan,

Está bien el programa, sólo extendería el tiempo de bajada en recocido, es decir, desde los 555°C hasta los 485°C en 700 minutos (0.1°C/minuto), luego desde 485°C hasta 435°C en 250 minutos (0.2°C/minuto), finalmente hasta temperatura ambiente en 570 minutos (0.7°C/minuto). Cuando el enfriamiento natural se vuelve mas lento que eso se puede apagar el horno.

En cuanto a la desvitrificación, se vuelve probable por sobre los 750°C para el vidrio flotado, y de acuerdo a tu programa el tiempo que estará el vidrio sobre ese umbral es de aproximadamente 30 minutos, lo que no representa un riesgo significativo.

De todas maneras agrego algunas sugerencias para tu consideración.

1 - Para disminuir el riesgo de desvitrificación primero se deben asegurar condiciones de limpieza elevadas, evitando la presencia de grasa (incluyendo la de las huellas digitales), y de incrustaciones de carburo de silicio, que se producen al emplear abrasivos de carborundum.

2 - Para lo mismo, una vez en el horno, se debe tratar de realizar la horneada a la más baja temperatura que sea posible, ya que el mismo trabajo térmico (condición a que responde el vidrio en su proceso y que significa la combinación temperatura-tiempo) se logra a menor temperatura y mayor tiempo. Por ejemplo, si en lugar de calentar hasta los 835°C por 20 minutos se hace a 810°C por 60 minutos es posible que el resultado sea el mismo y el riesgo de desvitrificación sea menor. Además, a mayor temperatura mayor "mojado" del vidrio sobre las superficies que lo contienen, por lo que es de esperar mayor adherencia del desmoldante al mismo.

3 - Para disminuir la cantidad de aire atrapado conviene realizar una prolongada meseta en la subida a una temperatura para la cual el vidrio esté aun tieso, es decir, igual o por debajo de los 550°C para el vidrio flotado. Lo que sucede entonces es que el aire se dilata mucho escurriendo el sobrante fuera de los vidrios. Luego, cuando se sellan las capas por termofusión, el aire que queda encerrado estará enrarecido. Finalmente, en la bajada, ese aire remanente se pone en vacío y por eso el efecto visual será como si no estuviera. Pero para que este proceso de expansión y escurrimiento sea posible es necesario dar el tiempo suficiente, en este caso lo dejaría a 550°C durante una hora por lo menos. Esto se combina con una subida lenta hasta allí, pero eso en tu programa ya está previsto.

Nada mas se me ocurre, cualquier cosa vuelves a escribir, hasta pronto,

Hola Jorge, y amigos del metaforum, el trabajo salió más o menos, los bordes (no los cantos) se desvitrificaron, el tema limpieza lo descarto porque ha sido muy meticuloso este proceso, me temo que en la subida está el problema, qué paso?, yo había programado ir de 600º a 830º a 8,5 grados x minuto, pero el horno sólo pudo hacerlo a 4 grados en promedio, existió una baja de tensión considerable (las fiestas de navidad vinculado al consumo eléctrico, creo), hay forma de evitar esta baja de tensión?; el horno sube normalmente por encima de los 10 grados por minuto sin problemas, en la temperatura de trabajo estuvo 20 minutos y la bajada al punto de recocido lo hizo en 40 minutos aproximadamente; ¿habrá sido esta demora entre la subida, mantenimiento y bajada lo que ha provocado la desvitrificación?

Qué opinan al respecto.

Otra cosa que he observado, es que en las cuatro esquinas se observan las "sombras de unión de los vidrios" con mayor nitidez, que está pasando? habrá menos temperatura en las esquinas del horno, justo donde se interceptan las capas de fibra cerámica del aislamiento?, las espiras de las resistencias deberán estar rebobinadas más juntas en esta zona ¿qué hacer?

Finalmente, insistiendo en el tema de la desvitrificación se puede pulir con lijas de diferente grano y después con cerio, han hecho la prueba o indefectiblemente lo tengo que meter nuevamente al horno.


gracias por la respuesta

Hernán

Hola Hernán,

Puedo decirte que el vidrio flotado es una pesadilla para quienes como tu (y nosotros) se aventuran en la tenebrosa dimensión del alto trabajo térmico donde amenazan los efluvios deletéreos de la desvitrificación.

Es que la fórmula del vidrio flotado no prevé esto sino un rápido pasaje con el mínimo de energía consumida ($$$).

En ocasiones los dados caen a nuestro favor y un vidrio de esos no presenta tan intensa tendencia, pero muchas otras, la mayoría de las veces, luego de una primera horneada intensa se ven rastros en los bordes. Y una segunda operación podría avanzar sobre los planos arruinando la obra. Porque los bordes se arreglan pero los planos generalmente no.

Lo que se recomienda es ANTES de jugar una obra importante tomar unos trocitos de la placa de vidrio que pensamos emplear y someterla a un trabajo térmico intenso, por ejemplo 840°C durante 30 minutos. Si al salir del horno los bordes muestran ninguna o muy poca desvitrificación recién entonces comprar toda la placa y usarla para la obra.

Como la desvitrificación inicia en la superficie, es bastante fácil de eliminarla y aquí van algunos procedimientos:

1 - Como dices en tu mensaje, eliminar la capa afectada mediante lijas abrasivas y luego pulirla en frío mediante afinado con abrasivos de granulometría cada vez mas fina (ejemplo: 120-220-400-600-800-1000-1200-1500-2000) aquí la superficie quedará satinada y para lograr un brillo "vítreo" sigue el óxido de cerio con paño de algodón. Este óxido es algo nocivo así que se debería trabajar con guantes y máscara, siempre en húmedo. Esto es muy laborioso pero los resultados son seguros y excelentes.

2 - Eliminar la capa afectada por arenado y volver al horno. Aquí el problema es que si ya el vidrio demostró tendencia a desvitrificar, lo más posible es que este fenómeno se agrave en las caras planas arruinando la obra. Una solución para esto es pintar antes de hornear dicha superficie con algun esmalte cerámico transparente o "flux". Esto suele resultar, aunque la capa así lograda será de baja resistencia química y se deteriorará rápidamente durante su uso... así que a entregar la obra y ¡correr!.

3 - Otra solución que mas bien debe tenerse en cuenta para evitarla es aceitar las superficies con cualquier aceite. Eso producirá un enmascaramiento desleal del defecto. Sin embargo, para obras urgentes y de poca relevancia histórica (por ejemplo para una exposición que dure una semana) es un recurso viable.

4 - Cuando la obra lo permite, una solución técnicamente irreprochable es arenar toda la superfice con abrasivo de alúmina (no de carburo de silicio porque éste fomenta la desvitrificación) y luego volver a hornear para pulirla a fuego.

5 - Cuando idem, otra solución valiosa aunque de riesgo para las personas es atacar la parte afectada con ácido fluorhídrico comercial o diluido, removiendo permanentemente con un pincel duro. En inmersión este ácido ataca al vidrio dejándolo transparente y brillante. Hay que tener ampollas frescas de antídoto (gluconato de calcio) en la heladera, conocer los procedimientos de emergencia y tratarlos con la unidad médica más cercana para que sepan qué hacer en caso de accidente.

En lo que respecta a la velocidad de aproximación a la temperatura máxima (set-point de proceso) si la tensión es baja lo único que se me ocurre es contar con un autotransformador para elevarla, un dispositivo electromecanico costoso pero efectivo.

Por otra parte, siempre los hornos se hacen mas lentos cuanto mayor es su temperatura, ya que cada vez se escapa más calor por las paredes, techo y piso, esta es una característica de diseño que no se puede cambiar de forma económica.

Hay, sí, un recurso que es valioso cuando se opera con un controlador automático PID (proporcional-integrativo-derivativo) como lo son casi todos los que empleamos, ahora hay híbridos con Fuzzy Logic, pero la cosa se mantiene mas o menos igual. Es que estos equipos se comportan como una persona que maneja un auto y sabe que deberá estacionar a 200 metros de donde se encuentra... no irá a la máxima velocidad hasta el punto de detención (eso es lo que hacen los mas primitivos controles on-off) sino que sabiendo que habrá que detenerse irá frenando de forma anticipada. Por eso, cuando deseamos llegar rápidamente al set-point de proceso lo que hacemos es "engañar" al conductor del auto, le "decimos" que tendrá que parar no dentro de doscientos metros sino dentro de dos mil... y cuando pasa por el punto deseado le decimos "¡detente! es aquí donde deseamos llegar". Eso se logra pasando el control de automático a manual e indicándole al equipo que debe llegar a 1999°C. Hay que estar presente y atento porque de lo contrario sucederá un desastre. Luego, logrado el objetivo se debe restituir a control automático ajustando el tiempo adecuadamente.

Y tu acertada observación sobre los bordes en las esquinas... es cierto, las zonas más frías de los hornos son las próximas a las paredes y como en las esquinas confluyen dos... ¡peor!

Algunos pocos fabricantes hacen lo que dices, regulan el paso de la helicoide que forma la resistencia de tal forma que en proximidad de las paredes éste es menor que en el centro. Otra solución, la más usual, es saber que las piezas no deben acercarse a menos de seis/diez centímetros de los bordes en los hornos grandes. Esto hay que ajustarlo para cada caso realizando ensayos.

En fin, cualquier cosa la seguimos. Un saludo cordial,

Jorge muchas gracias por la respuesta voy a iniciar el proceso de pulido en frió al termino del cual te cuento los resultados y muestro fotos para los amigos del Metaforum.

Sobre las esquinas del horno y la necesidad de utilizar la totalidad del área útil, cómo hacer para que el espiralado de estas zonas, finalmente pueda resultar en una temperatura homogenia y no suceda que estas áreas por el contrario produzcan más calor que lo requerido; o será más conveniente elevar las temperaturas de trabajo para solucionar este inconveniente (porsupuesto "engañando" al programador para que llegue hasta esta en el menor tiempo posible), si te das cuenta en la fotos que envío si bien se notan las uniones de los vidrios estos están fundidos, por ello los cantos pulidos están impecables; ahora bien, al lograr que una temperatura más elevada, resuelva lo de las esquinas del vidrio, que resultará del resto de la masa, tendrá otras deformaciones o efectos que marquen una diferencia?.

Gracias

Hernán

Mmmm... yo lo dejaría así, asumiría el resultado como la expresión de un proceso donde se balancean diversos factores técnicos de forma equilibrada. Porque una horneada de mayor temperatura o tiempo para lograr que desaparezca la unión entre piezas es muy posible que sobre-hornee las otras partes de la obra.

Soluciones que se nos ocurren y que hemos adoptado en algunas circunstancias:

1 - Pulir mecánicamente con muelas diamantadas los bordes hasta lograr que desaparezca la discontinuidad superificial y luego pulir ya sea en frío o a fuego.

2 - Diseñar la disposición de vidrios para que la discontinuidad forme parte de la composición agregando interés, por ejemplo escalonando los vidrios.

3 - Idem anterior, pero "a escalón invertido". Eso exige pruebas antes de confirmar un diseño del borde. Sucederá que el vidrio superior descenderá sobre los inferiores cubriéndolos. Esto no es fácil pero funciona. En las esquinas hay que realizar cortes para evitar un drapeado indeseable. Se puede ver el fenómeno simulando la deformación con un papel duro.

En cuanto a la modificación del espiralado, es una operación que no recomendaría hacer como procedimiento en el taller, ya que debería hacerlo el fabricante luego de muchos ensayos térmicos. Si no se hace adecuadamente el resultado puede ser peor que dejarlo así.

Parece oportuno aquí remarcar que EN REALIDAD el trabajo en el horno es PARTE de la ejecución de una obra de vitrofusión, y que es adecuado pensar que al salir del horno la pieza deberá sufrir procesos en frío para lograr su perfección. Si pensamos en fundición de metales eso es claramente comprendido y usual, pero en la actividad vidriera parece soslayarse.

Bordes incompletamente fusionados, desvitrificación, adhesión del desmoldante, deformaciones, etc. todas se corrigen perfectamente mediante trabajo en frío o incluso mediante la interacción de eso con ciclos térmicos adicionales.

Bordes pulidos, biselados, tallados, etc. muchas veces hacen destacable a una obra que de otra forma no tendría interés.

Remarcando el gran valor de estos procedimientos en la apreciación de una obra me gustaría citar una frase atribuida al gran arquitecto Mies van der Rohe... "Dios está en los detalles".

Viendo las fotos, que por cierto muestran un excelente ciclo de horneada, me surgió un concepto que no tratamos y que en estos casos es de importancia crucial.

Cuando se calientan los vidrios y se ablandan como para fluir, la masa tratará de adquirir el espesor de aproximadamente SEIS MILIMETROS. Por ello es esperable que si el trabajo térmico es intenso haya un desmoronamiento de la obra en los bordes. Esa es la razón por la cual se suele "embalsar" la obra (en apilados mayores a los 6mm.) con refractarios conteniendo los bordes para que no suceda esta pérdida de espesor.

No sucedió en tu caso, siendo que no hay registros detectables a simple vista de ese fenómeno (tal vez midiendo con un calibre o micrómetro notes un derrumbe incipiente).

Por eso quería destacar que tu ciclo de horneada fue muy adecuado, porque aun sin contención no hubo derrumbe. Esta es otra de las razones que hacen no recomendable aumentar el trabajo térmico.

Buen trabajo Hernan,
El flotado es muy consagrado y limitado pero reconozco que has podido domarlo bastante bien en esta ocasión,enhorabuena.Llegaste a observar las tensiones? Yo hice un trabajo similar al tuyo y con dimensiones parecidas pero en este caso el flotado era de 8mm y en vez de 8 planchas una encima de otra,lo hice con 130 tiras de 3cm por 40cm colocadas de canto y limitadas con contenedor de fíbra cerámica,para que respetara unas medidas concretas y al mismo tiempo el espesor.Como hice unas pruevas previas y ví que en el ciclo de horneado segía desvitrificando,no tuve más remedio que utilizar Flux para resolver la pieza y quedó perfecto,luego le esperaba otra hornada de termoformado en la que todo salió bien.
En cuanto al tema de las burbujas atrapadas desconozco la práctica que describe Vidrioso,yo ubiera mantenido al menos 30min entre los 600º aprox. creo que se eliminarían más burbujas,pero de todas maneras es cuestión de hacer pequeñas pruebas previas para ajustar la curva y conocer los pequeños detalles "que vé Dios".

Un saludo