Cam Nasıl Üretildi Hangi Aşamalardan Geçti

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-21-2012

Cam nasıl üretildi hangi aşamalardan geçti

Cam, çoğunlukla saydam veya yarısaydam halde kullanılan, genellikle sert, kırılgan olan ve sıvıların muhafazasına imkân veren inorganik katı malzeme

Antik çağlardan beri gerek inşaat, gerekse süs eşyası olarak camdan yararlanılmaktadır

Günümüzde halen en basit araç gereçlerden iletişime ve uzay teknolojilerine kadar çok yaygın bir kullanım alanı vardır

Cam ani soğutulmuş alkali ve toprak alkali metal oksitleriyle, diğer bazı metal oksitlerin çözülmesinden oluşan akışkan bir malzeme olup ana maddesi (SiO2) silisyumdur

Cam amorf yapısını koruyarak katılaşır

Üretim sırasında hızlı soğuma nedeniyle kristal yapı yerine amorf yapı oluşur

Bu yapı cama sağlamlık ve saydamlık özelliğini kazandırır

Camın hali

Cam bir amorf katıdır

Bu Haliyle de yer yer davranış olarak sıvı halde bir maddeye benzer

Sıvı maddelerin genel özelliklerinden olan viskozite, camda da bulunan bir özeliktir

Diğer bir deyişle cam akışkan bir maddedir ancak akış süresi o kadar uzundur ki bu akışı bir insan gözlemleyemez, yaşam süresi yetmez

Bu yüzden bizler camı katı bir madde olarak nitelendirebiliriz

Bundan başka camlar, katılar kadar belirgin erime sıcaklığı olmayan, sıvı davranışı gösteren katı bir faz olarak da nitelendirilebilir

Camı oluşturan ana maddeler

Adi camın bileşimine giren üç grup madde vardır

Bunlar cam haline gelebilen oksitler, eriticiler ve stabilizatörler denilen maddelerdir

Camın bileşimine giren bu maddeler kum-soda-kireç olarak da adlandırılabilirler

Adi camın bileşimine giren maddelerin dışında cama önemli özellikler kazandıran ve üretimde bazı yararlar sağlayan yardımcı bileşenler vardır

Camlaşma özelliği olan bu maddeler genelde ağ oluşturan bazı oksitlerdir

Kuvars kumu bunların başında gelir

Ağ oluşturan oksitlerin en önemlileri ise SiO2, B2O3 ve P2O5 (fosfor) dir

Eriticiler

Ağ oluşturan ve cam haline gelebilen oksitlerin erimelerini kolaylaştırmak amacıyla cam bileşimine katılan maddelere eriticiler denir

Bu maddeler camlaşıcıların erime sıcaklığını düşürerek onların erimelerini kolaylaştırır

Özellikle 1713˚C'deki silisyumun erime derecesi 1550˚C'ye düşer

Eriticiler ağ içine girerek onu değiştirdiği için eriticilere modifikatör de denmektedir

Stabilizatörler (Sabitleştiriciler)

Stabilizatörler, camın kimyasal dayanımı, kırılma indisi, dielektrik özellikleri üzerinde etki yaparlar

Formülüne stabilizatör ilave edilmemiş bir cam su karşısında stabil özellik göstermez

Bu camlara su camı denilir

Stabilazatör olarak kullanılan maddelerin başlıcaları CaO, BaO, PbO, MgO ve ZnO dur

CaO kireç taşının3), MgO ise dolamitin (MgCO3) cam formülüne katılması ile sağlanmış olur

Bu iki maddenin ısıtılması ile bünyelerindeki CO2 çıkar ve geriye oksitler kalır

CaCO3 = CaO+ CO2 gibi

(CaCO

Yardımcı Bileşenler (İkincil Bileşenler)

Bu bileşenler genelde adi camın formülüne girmezler, ancak değişik cam türlerinde değişik etkiler sağlamak üzere kullanılan oksitlerdir

Örneğin,

Mangan dioksit (MnO2) camın rengini açar,

Arsenik (As2O3) renk verir, saflaştırır,

Sülfür (Na2SO4) redükleyicidir,

Potasyum nitrat (KNO3) camın saydamlığını giderir

Biçimlendirme

Ana maddelerin hazırlanması ve eritme evrelerinden sonra sıra dinlendirilmiş cam hamurunun biçimlendirilmesine gelir

Cam malzeme, sekiz yöntemle biçimlendirilir:

a) Üfleme (Şişirme) YöntemiCamcılıkta "pipo" denilen uzun içi boş olan çubuğun ucuna alınan maden, bir miktar şişirilerek fıska denilen minik bir top şekline getirilir ve soğuktan çok fazla etkilenip çatlamayacak kadar soğutulur

Daha sonra yapılacak cam ürününün ağırlık ve boyutları dikkate alınarak fıskanınmaden, kalıp kullanılacaksa kalıptan bir miktar küçük boyutta şişirilip kalıba sokulur

Kalıp içerisinde üflemeye devam edildiğinde kalıbın şekil boy ve desenlerine göre cam elde edilir

Kalıp kullanılmayacaksa sallama, uzatma gibi yöntemlerle cama şekil verilir

Bu durumda çeşitli araç gereç kullanılarak cam soğuyup sertleşene kadar istenilen şekillere sokulabilir

ucuna tekrar maden alınır

Alınan

b) Dökme-Silindirleme Yöntemic) Çekme Yöntemid) Yüzdürme YöntemiGünlük hayatın büyük bir kısmında yer eden ev camlarının üretiminde bu yöntem kullanılmaktadır

Büyük boyutlarda ve her iki yüzeyi düz olan ev-ofis camları ısıcamlarınerime üretiminde kullanılan yüzdürme yöntemi,ergimiş camın yoğunluğu camın yoğunluğundan daha ağır ve derecesi daha düşük olan sıvı kalayın üstüne kontrollü bir şekilde dökülüp yüzdürülmesiyle şekillendirme yöntemidir

e) Presleme YöntemiPres tezgahlarında manuel olarak madenci tarafından "fonga" denilen ucu top şeklindeki uzun bir çubuk ile bırakılan maden, otomatik ve el preslerine bağlanan küçük boyutlardaki kalıplara bırakılır

Uygulanan basınçla sıkışan, iç ve dış kalıbın içerisinde soğutularak cam elde edilir

büyük boyutlarda pres yönteminin kullanılmasında çeşitli sakıncalar bulunur

Maksimum 2,5 kg'a kadar pres yöntemi ile üretim yapılabilir

f) Lif Haline Getirme Yöntemig) Köpük Haline Getirme Yöntemih) Savurma Yöntemi

Bu yöntemde 500-900 devir arasında moment verilmeye müsait tezgahlara bağlı kalıplar içerisine farklı tarzlarda bırakılan akıcı biçimdeki maden, dönüş esnasında santrifüj kuvvetin etkisiyle dışa doğru açılma eğilimi gösterirler

Taban, bazı bardak çeşitleri, avizeler, meyvelikler ve bu tarzdaki cam çeşitleri bu yöntemle elde edilirler

ı) Diğer biçimlendirme yöntemleri

İşleme

Biçimlendirme sonrasında üretilen cam, kullanılacak niteliklere sahip olmayabilir

Aşağıda belirtilen yöntemler ve uygulanan işlemlerle camı kullanılacak alana uygun hale getirilmektedir

Kesim işlemi

Üretim ardından istenilen boyutlara ulaşmayan camlar istenilen ebat veya şekil düzeltme amacıyla kesim işlemi yapılmaktadır

Elmas kesimi, CNC kesimi, pürmüz ısıl kesim kesim türlerinden bazılarıdır

Üfleme yöntemiyle üretilen bardakların uç kısımları düz ve keskin olduklarından dolayı pürmüz ısıl kesimle düz bir şekle getirilir ve kesici alet kullanılmadığından dudak kısımları kesici olmamaktadır

Temperleme

Temperleme işlemi; yatay hat üzerinde camın dış yüzeylerine daha fazla basınç gerilimi, cam ortasına ise dolaylı bir çekme gerilimi kazandırmak için, ölçüsüne göre kesilmiş ve kenarları düzeltilmiş camın, ergime noktasına kadar (625-645 °C) kontrollü ısıtılıp, hızla soğutularak camın yüzeylerine 10

000 psi basınç ön gerilimi kazandırma aşamalarını içerir

Tempeleme işlemi uygulanmmış cam; işlem görmemiş normal camlara göre kırılmaya ve ısıya karşı yaklaşık 4-5 kat daha fazla dayanıklı olduğundan ve kırıldığı zaman zar büyüklüğünde çok küçük, daha az keskin parçalara ayrılarak yaralanma riskini azalttığından dolayı güvenlik camı özelliğine sahiptir

10-21-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Cam Nasıl Üretildi Hangi Aşamalardan Geçti Cam nasıl üretildi hangi aşamalardan geçti Cam, çoğunlukla saydam veya yarısaydam halde kullanılan, genellikle sert, kırılgan olan ve sıvıların muhafazasına imkân veren inorganik katı malzeme Antik çağlardan beri gerek inşaat, gerekse süs eşyası olarak camdan yararlanılmaktadır Günümüzde halen en basit araç gereçlerden iletişime ve uzay teknolojilerine kadar çok yaygın bir kullanım alanı vardır Cam ani soğutulmuş alkali ve toprak alkali metal oksitleriyle, diğer bazı metal oksitlerin çözülmesinden oluşan akışkan bir malzeme olup ana maddesi (SiO2) silisyumdur Cam amorf yapısını koruyarak katılaşır Üretim sırasında hızlı soğuma nedeniyle kristal yapı yerine amorf yapı oluşur Bu yapı cama sağlamlık ve saydamlık özelliğini kazandırır Camın hali Cam bir amorf katıdır Bu Haliyle de yer yer davranış olarak sıvı halde bir maddeye benzer Sıvı maddelerin genel özelliklerinden olan viskozite, camda da bulunan bir özeliktir Diğer bir deyişle cam akışkan bir maddedir ancak akış süresi o kadar uzundur ki bu akışı bir insan gözlemleyemez, yaşam süresi yetmez Bu yüzden bizler camı katı bir madde olarak nitelendirebiliriz Bundan başka camlar, katılar kadar belirgin erime sıcaklığı olmayan, sıvı davranışı gösteren katı bir faz olarak da nitelendirilebilir Camı oluşturan ana maddeler Adi camın bileşimine giren üç grup madde vardır Bunlar cam haline gelebilen oksitler, eriticiler ve stabilizatörler denilen maddelerdir Camın bileşimine giren bu maddeler kum-soda-kireç olarak da adlandırılabilirler Adi camın bileşimine giren maddelerin dışında cama önemli özellikler kazandıran ve üretimde bazı yararlar sağlayan yardımcı bileşenler vardır Camlaşma özelliği olan bu maddeler genelde ağ oluşturan bazı oksitlerdir Kuvars kumu bunların başında gelir Ağ oluşturan oksitlerin en önemlileri ise SiO2, B2O3 ve P2O5 (fosfor) dir Eriticiler Ağ oluşturan ve cam haline gelebilen oksitlerin erimelerini kolaylaştırmak amacıyla cam bileşimine katılan maddelere eriticiler denir Bu maddeler camlaşıcıların erime sıcaklığını düşürerek onların erimelerini kolaylaştırır Özellikle 1713˚C'deki silisyumun erime derecesi 1550˚C'ye düşer Eriticiler ağ içine girerek onu değiştirdiği için eriticilere modifikatör de denmektedir Stabilizatörler (Sabitleştiriciler) Stabilizatörler, camın kimyasal dayanımı, kırılma indisi, dielektrik özellikleri üzerinde etki yaparlar Formülüne stabilizatör ilave edilmemiş bir cam su karşısında stabil özellik göstermez Bu camlara su camı denilir Stabilazatör olarak kullanılan maddelerin başlıcaları CaO, BaO, PbO, MgO ve ZnO durCaO kireç taşının3), MgO ise dolamitin (MgCO3) cam formülüne katılması ile sağlanmış olur Bu iki maddenin ısıtılması ile bünyelerindeki CO2 çıkar ve geriye oksitler kalır CaCO3 = CaO+ CO2 gibi (CaCO Yardımcı Bileşenler (İkincil Bileşenler) Bu bileşenler genelde adi camın formülüne girmezler, ancak değişik cam türlerinde değişik etkiler sağlamak üzere kullanılan oksitlerdir Örneğin, Mangan dioksit (MnO2) camın rengini açar, Arsenik (As2O3) renk verir, saflaştırır, Sülfür (Na2SO4) redükleyicidir, Potasyum nitrat (KNO3) camın saydamlığını giderir Biçimlendirme Ana maddelerin hazırlanması ve eritme evrelerinden sonra sıra dinlendirilmiş cam hamurunun biçimlendirilmesine gelir Cam malzeme, sekiz yöntemle biçimlendirilir: a) Üfleme (Şişirme) YöntemiCamcılıkta "pipo" denilen uzun içi boş olan çubuğun ucuna alınan maden, bir miktar şişirilerek fıska denilen minik bir top şekline getirilir ve soğuktan çok fazla etkilenip çatlamayacak kadar soğutulur Daha sonra yapılacak cam ürününün ağırlık ve boyutları dikkate alınarak fıskanınmaden, kalıp kullanılacaksa kalıptan bir miktar küçük boyutta şişirilip kalıba sokulur Kalıp içerisinde üflemeye devam edildiğinde kalıbın şekil boy ve desenlerine göre cam elde edilir Kalıp kullanılmayacaksa sallama, uzatma gibi yöntemlerle cama şekil verilir Bu durumda çeşitli araç gereç kullanılarak cam soğuyup sertleşene kadar istenilen şekillere sokulabilir ucuna tekrar maden alınır Alınan b) Dökme-Silindirleme Yöntemic) Çekme Yöntemid) Yüzdürme YöntemiGünlük hayatın büyük bir kısmında yer eden ev camlarının üretiminde bu yöntem kullanılmaktadır Büyük boyutlarda ve her iki yüzeyi düz olan ev-ofis camları ısıcamlarınerime üretiminde kullanılan yüzdürme yöntemi,ergimiş camın yoğunluğu camın yoğunluğundan daha ağır ve derecesi daha düşük olan sıvı kalayın üstüne kontrollü bir şekilde dökülüp yüzdürülmesiyle şekillendirme yöntemidir e) Presleme YöntemiPres tezgahlarında manuel olarak madenci tarafından "fonga" denilen ucu top şeklindeki uzun bir çubuk ile bırakılan maden, otomatik ve el preslerine bağlanan küçük boyutlardaki kalıplara bırakılır Uygulanan basınçla sıkışan, iç ve dış kalıbın içerisinde soğutularak cam elde edilir büyük boyutlarda pres yönteminin kullanılmasında çeşitli sakıncalar bulunur Maksimum 2,5 kg'a kadar pres yöntemi ile üretim yapılabilir f) Lif Haline Getirme Yöntemig) Köpük Haline Getirme Yöntemih) Savurma Yöntemi Bu yöntemde 500-900 devir arasında moment verilmeye müsait tezgahlara bağlı kalıplar içerisine farklı tarzlarda bırakılan akıcı biçimdeki maden, dönüş esnasında santrifüj kuvvetin etkisiyle dışa doğru açılma eğilimi gösterirler Taban, bazı bardak çeşitleri, avizeler, meyvelikler ve bu tarzdaki cam çeşitleri bu yöntemle elde edilirler ı) Diğer biçimlendirme yöntemleri İşleme Biçimlendirme sonrasında üretilen cam, kullanılacak niteliklere sahip olmayabilir Aşağıda belirtilen yöntemler ve uygulanan işlemlerle camı kullanılacak alana uygun hale getirilmektedir Kesim işlemi Üretim ardından istenilen boyutlara ulaşmayan camlar istenilen ebat veya şekil düzeltme amacıyla kesim işlemi yapılmaktadır Elmas kesimi, CNC kesimi, pürmüz ısıl kesim kesim türlerinden bazılarıdır Üfleme yöntemiyle üretilen bardakların uç kısımları düz ve keskin olduklarından dolayı pürmüz ısıl kesimle düz bir şekle getirilir ve kesici alet kullanılmadığından dudak kısımları kesici olmamaktadır Temperleme Temperleme işlemi; yatay hat üzerinde camın dış yüzeylerine daha fazla basınç gerilimi, cam ortasına ise dolaylı bir çekme gerilimi kazandırmak için, ölçüsüne göre kesilmiş ve kenarları düzeltilmiş camın, ergime noktasına kadar (625-645 °C) kontrollü ısıtılıp, hızla soğutularak camın yüzeylerine 10000 psi basınç ön gerilimi kazandırma aşamalarını içerir Tempeleme işlemi uygulanmmış cam; işlem görmemiş normal camlara göre kırılmaya ve ısıya karşı yaklaşık 4-5 kat daha fazla dayanıklı olduğundan ve kırıldığı zaman zar büyüklüğünde çok küçük, daha az keskin parçalara ayrılarak yaralanma riskini azalttığından dolayı güvenlik camı özelliğine sahiptir