Kontrollierter Riss: Glas mittels CO2-Laser trennen

Fenster- oder Fassadenverglasungen, Couchtisch oder Regalbrett - Glas begegnet uns überall. Ein neues Verfahren ermöglicht es, das spröde Material wirtschaftlich zu trennen und eröffnet dank höchster Kantenqualität neue Anwendungen.

Um Glas zu schneiden, braucht man künftig kein Rädchen mehr zum Anritzen. Forscher am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) in Freiburg ersannen eine neue Trennmethode, die das mechanische Ritzen und Brechen mit all seinen Nachteilen wie Absplitterungen, Mikrorissen und Nachbearbeitung ersetzen. Der Trick: Die Forscher setzen das Glas unter Spannung, indem sie es entlang der Trennlinie mit einem CO2-Laser erhitzen und dann schockartig abkühlen. Für den Kälteschock sorgt eine Düse, die dem Laserstrahl unmittelbar folgt und kalte Luft lokal auf das Glas bläst. Die dadurch entstehende Spannung erzeugt einen Riss im Glas, welches sich dann durch Biegebruch sauber trennen lässt.

Lange Erfahrung und numerische Simulation haben den Forscher geholfen, den Riss kontrolliert zu erzeugen und als Werkzeug zu nutzen. "Mit unserem Verfahren erreichen wir eine extrem hohe Qualität der Glaskanten. Und fehlerfreie, glatte Kanten bedeuten stabileres Glas, denn die Festigkeit der Kanten bestimmt die Festigkeit der gesamten Scheibe", erklärt Rainer Kübler. Der Forscher hat mit seinem fünfköpfigen Team in einem BMBF-geförderten Projekt das schädigungsarme Laserinduzierte Spannungstrennverfahren für Flachglas, kurz LiST, erfunden. Dafür wird der Wissenschaftler mit dem Joseph von Fraunhofer-Preis 2008 ausgezeichnet.

Durch das innovative Verfahren ergeben sich ganz neue Perspektiven für den Einsatz von Glasscheiben, beispielsweise in der Architektur. Dank der fehlerfreien Kanten können die verbauten Glasscheiben dünner werden, ohne dabei an Festigkeit zu verlieren.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM)