Mit einer hochmodernen Schmelzwanne zur Fertigung von ZERODUR® Glaskeramik erhöht SCHOTT in Mainz seine Produktionskapazitäten und sorgt für Liefersicherheit bei Kunden
Wenn in der Glasindustrie eine Schmelzwanne in Betrieb genommen wird, ist dies ein besonderer Meilenstein: Denn nach Konstruktion und monatelangem Aufbau fällt nun der Startschuss für eine mehrjährige Wannenreise, bei der das Schmelzaggregat, um wirtschaftlich zu sein, kontinuierlich volle Leistung bringen und großen Belastungen durch hohe Temperaturen standhalten muss. Der Technologiekonzern SCHOTT hat jetzt am Standort Mainz in feierlichem Rahmen eine neue Glasschmelzwanne zur Fertigung von ZERODUR® Glaskeramik „angetempert“, wie Insider den offiziellen Betriebsstart nennen. „Die zweite, exklusiv für ZERODUR®Glaskeramik reservierte Wanne soll die hohe Nachfrage nach dem Material langfristig bedienen und zum Erfolg der Kunden beitragen. Zudem wird die Investition am Standort Mainz, dem Glaskeramik-Kompetenzzentrum unseres Konzerns, Arbeitsplätze sichern“, so Christoph Fark, Executive Vice President des Bereichs Advanced Optics bei SCHOTT.
Beim Antempern wird die Brennerlanze eines mobilen Gas-Luft-Brenners in den komplett leeren Wanneninnenraum geführt und entflammt. Das hat einen besonderen Grund: „Bevor Glas geschmolzen werden kann, muss zunächst per Tempergerät die Restfeuchtigkeit des speziellen, Stein-auf-Stein gesetzten Feuerfestmaterials beseitigt und die Wanne auf Betriebstemperatur von mindestens 1.000 Grad Celsius gebracht werden“, erklärt der zuständige Ingenieur und Projektleiter Thomas Lifka. Dann erst kann die eigentliche Glasschmelze in der neuen Wanne beginnen. Die vorgemischten Rohstoffe – bei ZERODUR® sind dies hauptsächlich Silizium, Aluminium und Lithium – werden dabei im Verlauf mehrerer Tage in die vorgeheizte Wanne eingelegt und mit einer Kombination aus elektrischer und fossiler Beheizung auf Schmelztemperaturen von über 1.600 Grad Celsius gebracht.
Wannenbau-Experte Lifka: „Bei der Wanne handelt es sich um eine sogenannte diskontinuierliche Wanne, das heißt, sie wird in periodischem Abstand vollständig befüllt und entleert.“ Das geschmolzene Glas kommt entsprechend eines fixierten Gießplans in Formen, die je nach Endprodukt rund oder rechteckig sind. Die neue Mainzer Wanne ist auch für Spiegelträger mit Durchmesser von bis zu 4,25 Meter ausgelegt. Hier werden so z.B. künftig auch die beiden ZERODUR® Spiegelträger für den Sekundär- sowie den Tertiärspiegel des Extremely Large Telescopes gegossen, für die SCHOTT Mitte Januar den Auftrag der Europäischen Südsternwarte (ESO) erhielt. (s. auch Presseinfo Nr. 007/2017 vom 18.01.17).
Was passiert nach dem Guss? Um aus dem sogenannten Rohglas eine Glaskeramik mit den geforderten Eigenschaften herzustellen, muss dieses einem Temperaturprozess sowohl in Kühl- als auch Keramisierungsöfen unterzogen werden. Zuerst wird dabei die Temperatur langsam soweit erhöht, dass die Kristallkeimbildung einsetzt. Nach einer Haltezeit, die die Anzahl der gewünschten Kristallkeime bestimmt, wird diese dann weiter in den Bereich des Kristallwachstums erhöht. Nach Einstellung der gewünschten Kristallitgrößen werden die Blöcke wieder definiert abgekühlt. Das korrekte Verhältnis aus bei Temperaturerhöhung dehnender Restglasphase, etwa 30 Prozent und der schrumpfenden Kristallphase zirka 70 Prozent mit korrekter Anzahl und Größe der Kristallite, sorgen in der Kombination für die extrem niedrige thermische Ausdehnung.
Die von SCHOTT entwickelte ZERODUR® Glaskeramik ist genau aufgrund dieses „praktischen“ Nullausdehnungsverhaltens seit fast 50 Jahren Standardmaterial für Spiegelträger in astronomischen Teleskopen, wo es für extrem hochaufgelöste Aufnahmen aus dem All sorgt. Neben der Astronomie ist der außergewöhnliche Werkstoff auch in anderen technischen Anwendungen, in denen eine extrem niedrige thermische Ausdehnung und Präzision von entscheidender Bedeutung sind, Material der Wahl, beispielsweise in der IC-/ LCD-Lithografie, der Luftfahrt (Aviation) oder Messtechnik. In Mainz sind rund 100 Mitarbeiter im Bereich Fertigung und Vertrieb von ZERODUR® Glaskeramik beschäftigt.
Weitere Informationen:
SCHOTT goes E-ELT – Microsite zum Thema: www.schott.com/e-elt
SCHOTT ZERODUR®: http://www.schott.com/advanced_optics/german/products/zerodur-extremely-low-expansion-glass-ceramic/index.html
European Southern Observatory (ESO): http://www.eso.org/public/germany/
Das European Extremely Large Telescope: http://www.eso.org/public/germany/teles-instr/e-elt/
