Pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Mecânica de Materiais IWM desenvolveram um novo processo que pode dobrar folhas de vidro para produzir cantos angulares. Ao contrário dos processos convencionais, isso não prejudica as propriedades ópticas do vidro. O vidro torto parece destinado a desempenhar um papel fundamental no design de edifícios futuros, e também existem aplicações potenciais nas áreas de tecnologia médica e design industrial.

De um modo geral, o vidro da janela é plano. Ao construir as paredes de um edifício, portanto, as aberturas são deixadas para que as janelas sejam inseridas posteriormente. Ocasionalmente, Contudo, blocos de escritórios e prédios de apartamentos elegantes apresentam janelas que envolvem os cantos da estrutura. Para alcançar isto, fabricantes de janelas unem dois painéis de vidro em um ângulo, usando um perfil de metal ou uma ligação adesiva. Agora, Contudo, pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Mecânica de Materiais IWM em Freiburg desenvolveram uma maneira espetacular de dobrar lâminas de vidro - em ângulos de 90 °, por exemplo - para que o canto assim produzido seja agudo e angular. Em outras palavras, eles fizeram do canto uma parte integrante de uma única lâmina de vidro. "Já recebemos muitos comentários positivos de arquitetos, "diz Tobias Rist, um especialista em conformação de vidro na Fraunhofer IWM e chefe do grupo Glass Forming and Machining. "Muitos deles agora estão ansiosos para saber quando este vidro de canto estará disponível. Mas nosso sistema de laboratório processa apenas folhas de vidro de um metro quadrado de tamanho , portanto, só podemos produzir protótipos. ”A equipe de pesquisa está, portanto, ansiosa para unir forças com parceiros e expandir o processo para produzir formatos maiores.

Vidro com um canto angular de 90 °

Obviamente, já existe maquinário para dobrar vidro. Tecnologia atual, Contudo, é incapaz de produzir curvaturas estreitas ou uma dobra bem definida de 90 °. O que mais, os processos convencionais muitas vezes prejudicam as propriedades ópticas do vidro. Para dobrar uma lâmina de vidro, é colocado em um molde de metal e reaquecido. Isso torna o vidro macio e maleável, para que possa ser moldado de acordo com os contornos do molde. Isso pode causar a deformação do vidro nos pontos de contato com o suporte. Assim que o vidro esfriar, marcas fracas permanecem visíveis quando inspecionadas de perto. Além disso, o processo de moldagem faz com que ondulações se formem na superfície do vidro, com o resultado que a luz não é mais refletida uniformemente. Quando os transeuntes olham para as partes curvas da fachada de vidro de um edifício, os reflexos de objetos como árvores ou placas de rua, portanto, aparecem distorcidos. De forma similar, objetos vistos de dentro do prédio parecem estranhamente tortos.

Forno especial desenvolvido internamente

A equipe da Fraunhofer IWM contornou esse problema desenvolvendo seu próprio forno. Em vez de aquecer toda a lâmina de vidro até que fique macia, apenas a área do vidro onde a dobra real deve ocorrer é aquecida até esse ponto. Isso é feito por meio de um laser e espelhos, que guiam o feixe poderoso ao longo da linha de dobra. O forno é aquecido a cerca de 500 ° Celsius, logo abaixo da chamada temperatura de transição vítrea, ponto em que o vidro fica macio. "E então o laser só precisa aquecer o vidro na área relevante em mais alguns graus até que ele alcance a temperatura de transição vítrea, e somos capazes de dobrá-lo, "Rist explica. Neste caso, a dobra é realizada por meio da gravidade. No forno, a lâmina de vidro apóia-se em um suporte que se estende apenas até a linha da futura curva. Depois que o laser aquece o vidro ao longo desta linha, a lâmina de vidro fica macia e dobra puramente pela força da gravidade. Uma vez que apenas a linha da curva é aquecida até ficar macia, em vez de toda a folha, não há marcas criadas onde a folha repousa sobre o suporte. Em outras palavras, o vidro permanece perfeitamente liso, exceto onde foi dobrado.

Raios de curvatura graduados para estruturas em sanduíche

No desenvolvimento do processo, os pesquisadores primeiro construíram modelos de computador sofisticados do processo de dobra. Isso mostrou a eles a velocidade com que o laser deve se deslocar para garantir que o vidro amoleça da maneira exigida e da maneira mais uniforme possível. Uma vez que o vidro é um mau condutor térmico, também era importante calcular a rapidez com que o calor do laser penetra da superfície para dentro do vidro e até que ponto o calor do laser se espalha lateralmente do ponto do laser para a folha de vidro. Armado com o conhecimento adquirido com o processo de modelagem, os pesquisadores então começaram a experimentar. "Agora sabemos como controlar o laser para dobrar o vidro da espessura necessária para atingir o ângulo exato - ou raio de curvatura - que desejamos, "diz Rist." Somos os primeiros a ser capazes de produzir uma dobra de 90 ° como esta. Os arquitetos que viram os resultados estão realmente entusiasmados. "Além disso, o processo também pode ser usado para dobrar uma série de lâminas de vidro específicas, raios graduados de modo a produzir estruturas em sanduíche e folhas laminadas, vidro de segurança e isolamento.

De acordo com Rist, existem aplicações potenciais em muitas outras áreas além da arquitetura - incluindo design industrial. Por exemplo, esta técnica pode ser usada para cobrir eletrodomésticos com uma bainha de vidro contínua, em vez da combinação usual de folhas de plástico e metal. Esta película de vidro se estenderia da parte superior até a parte frontal em ângulo do aparelho, sem lacunas ou juntas, e cubra um painel de controle com tela de toque. Tal projeto não seria apenas altamente atraente, mas também simples de limpar devido à superfície sem falhas.

Por razões de higiene, o vidro também é um material ideal para a fabricação de equipamentos médicos. Aço, por contraste, é relativamente fácil de arranhar. Calor alto ou desinfetantes fortes são então necessários para erradicar os germes que podem se acumular na superfície marcada. Equipamentos com superfície de vidro são muito mais fáceis de limpar, até porque o vidro é altamente resistente a arranhões e é capaz de suportar agentes de limpeza agressivos. "Usando nosso processo, seria possível produzir uma única bainha de vidro para cobrir a parte superior e as laterais desse equipamento, "diz Rist." E isso também evitaria quaisquer arestas ou juntas onde os germes pudessem se acumular. "Na verdade, há uma série de aplicações em que este novo vidro seria benéfico, incluindo acessórios para lojas, como vitrines e balcões refrigerados. Rist e sua equipe desejam, portanto, trabalhar com fabricantes de uma ampla variedade de setores.