Cam Nasıl Üretilir? Hangi Aşamalardan Geçer?

Cam Nasıl Üretilir

Üretilirken Hangi Aşamalardan Geçer

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



Camdan bir kule

Ana maddelerin hazırlanması ve eritme evrelerinden sonra sıra dinlendirilmiş cam hamurunun biçimlendirilmesine gelir Cam malzeme, sekiz yöntemle biçimlendirilir:

a) Üfleme (Şişirme) Yöntemi

Camcılıkta "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

b) Dökme-Silindirleme Yöntemic) Çekme Yöntemid) Yüzdürme Yöntemi
Günlük 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 Yöntemi
Pres 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 edilirlerı) 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

Temperleme işlemi yapılmış camlara kumlama, koparma, boyama haricinde herhangi bir başka işlem; kesim, delik delme, havşa açma, kenar ve yüzey taşlama işlemleri yapıldığı durumlarda cam patlamaktadır Bu nedenle temperleme işlemine girecek camın; ölçülendirme, rodajlama, delme vb ihtiyaç olacan işlemlerin temperleme işleminden önce yapılması gereklidir

Temperleme işlemi uygulanacak camların kenarlarına mutlaka rodaj veya zaımpara işlemi uygulanmalı, camın kenarında veya delik kenarında yer alan çapaklar havşa işlemi yapılarak temizlenmelidir, yoksa cam temperleme işlemi sırasında fırında patlar Temperleme işlemi uygulanacak camda yer alan deliklerin çapı en az cam kalınlığı kadar olmalıdır Delik çapının cam kalınlığından küçük olduğu durumda cam temperleme işlemi sırasında fırında patlar Ayrıca cam üzerinde yer alan delikler cam kenarına çok yakın olmamalı ve belli bir bölgede birbirine yakın konumda yoğunlaşmamalıdır

Temperli camlar; diğer normal camlara oranla çok daha fazla güvenlik içerdiklerinden ve daha sağlam olduklarından özellikle motorlu araçlarda, binaların cephe camlarında, bahçelerin camla kapatılarak kış bahçesi oluşturmada, balkon kapatmada, işyerlerini camla bölmede, merdiven basamağı yapımında, asansör camlarında, bombeli endüstriyel buzdolaplarında, bazı beyaz eşyalarda, kafeterya, pastane gibi işletmelerde camlama ve cam balkon ihtiyaçları için kullanılırlar

Rodajlama
Camın keskin uçlarına elmas taş ile profil kazandırma işlemidir

Lamine
Kırılmaz cam olarak bilinsede aslında kırılan fakat dağılmayan camdırPlaka haline getirilmiş iki plaka camın iki tarafıda yapışkanlı bir folyo ile birleştirilmesi ile oluşurBöylece camın mukavemeti arttığı gibi kırılsa dahi dağılmayıp biarada kaldığı için hırsızlık vb gibi durumlara karşı önemli tercih sebebi Otomobillerde kaza aninda camin dağılmasını ve muhtemel yaralanmalari engellemek için de lamine cam tercih edilir

Renklendirme
Şeffaf camlar camın uygulama alanına göre dekoratif bir görüntü oluşturmayacağı için kullanım alanına göre renklendirilebilirler Baskı ve püskürtmeli olarak boyanan camlar gerektiği durumlarda temperlenir ya da tansiyonsal ısıl işlem uygulanarak boya ile camın iyice tutunması sağlanır tansiyonsal ısıl işlemde, giriş sıcaklığı 550 °C’lik fırına gönderilir ve 15 saatlik silindirli bant sistemiyle, diğer taraftan 55 °C olarak çıkar

Folyolama

Asit ve kumlama

Asit ve kumlama işlemi, cam yüzeyinde aşındırma meydana getirerek dekoratif görüntü verme işlemleridirBu görünümün oluşması için cam yüzeyi kâğıt ya da pvc folyo ile kaplanır Bu folyolar elle ya da özel kesim makinelerinde kesimi yapılarak yapıştırılabilirBu folyoların üzerindeki deseni ortaya çıkaracak şekilde, kumlama yapılmak istenen bölgedekilerin cam yüzeyinden kaldırılması ile ve daha sonra da basınçlı boya tabancalarının nozulları degiştirilerek cam yüzeyine tazyikli hava püskürtmek suretiyle yapılan işleme kumlama diyoruz

Asit işleminde ise cam a etki eden tek asit olan HFL kullanılır Bunda da yukarıda anlatıldığı gibi açıkta kalan bölgeye asit dökerek cam yüzeyi ile reaksiyona girmesi ve o bölgede bir aşınma oluşturulması bir yöntemdir Diger bir yöntem ise asit kopartma adı verilen işlemdir Bu işlemde, önce kumlama yapılarak tüm yüzeyi aşındırılan cam üzerine kaynatılarak zamk haline getirilmiş ve bu arada içine bir miktar HFL ilave edilmiş boncuk tutkalının ince bir tabaka halinde sıvanması ve kurumaya bırakılması ile yapılır Kurudukça yüzey gerilimi sebebiyle cam üstünde zar gibi kalkmalar başlar ve kopartma adı verilen işlem meydana gelmiş olur

Bombeli Temper

Bu işlemde temperleme anında ısıl şok uygulanan cam soğutulmadan, belirli redius (çap) oranında bükülür Temper makinesindeki soğutma bükülme anında uygulanmaktadır Bir kenarı 230mm'den küçük olan camlar silindirler arasında tutunamayacağından dolayı temperleme ve bombeleme yapılamaz