Jak známo, kvalita řezání skla je důležitým ukazatelem jak pro zpracovatele tabulového skla, tak pro spotřebitele jejich výrobků (tvrzené a vrstvené sklo, dvojitá okna). Problémy s řezáním vedou ke zvýšenému odpadu skla (vzhledem k rozbití ne podél řezu), zvýšené pracnosti výroby (zdá se, že dodatečné operace odstraňují skleněné úlomky) a zvýšenému riziku zranění (při přenášení je větší pravděpodobnost rozbití skla a je obtížnější přenášet úlomky nepravidelného tvaru). Špatná kvalita řezu snižuje pevnostní charakteristiky skleněných tabulí konečné velikosti, což zvyšuje riziko samovolné destrukce zasklení z toho či onoho důvodu. Zejména se jedná o tepelný šok skla zabarveného ve hmotě a výskyt trhlin ve svisle stojícím skle, kde spočívá na podpěrách.
Tato otázka je velmi komplexní a komplexní. Bohužel neexistují žádné komplexní pokyny pro řezání tabulového skla. Hodně je dáno zkušenostmi technologa a řezbáře. V tomto článku je problematika řezání zvažována především ve vztahu k plavenému sklu. Hlavní faktory ovlivňující kvalitu řezu, stejně jako většina těchto doporučení, však zůstávají v platnosti i pro ostatní typy tabulového skla.
Nejběžnější moderní technologií pro řezání plaveného skla je řezání válečkem (viz foto 1). Válce na řezání skla mají klínovitý tupoúhlý průřez a jsou vyrobeny z tvrdých slitin (převážně na bázi karbidu wolframu). Úhel ostření použitého válečku závisí na tloušťce skla. V tomto případě řezání probíhá ve dvou fázích: nejprve se provede řez, to znamená, že se nanese vryp (drážka), pod kterým se objeví řetězec trhlin (obvykle od okraje k okraji skleněné tabule při přímém řezu), a poté se přes linii řezu aplikuje ohybová síla (vznikne zlom). Tento typ krájení skla není ostrý v běžném slova smyslu (jako krájení chleba), ale spíše vytváření mikrotrhlin ve skle působením řezacího válečku, podél kterých se pak sklo štěpí.
Foto 1. Řezací hlava
Je třeba poznamenat, že četné mikrotrhlinky vystupují z drážky v různých směrech (viz obr. 1). Podle směru lze všechny mikrotrhliny rozdělit do tří skupin [1]: povrchové trhliny, boční trhliny a střední trhliny (také nazývané „hlavní“, „normální“ a „hluboké“ trhliny). Pro správné řezání je nutné, aby zlom tabule v kterémkoli místě řezu šel podél střední trhliny (kolmo k povrchu skleněné tabule). Dobrá kvalita ostří je zajištěna „měkkým“ a rovnoměrným lomem po délce řezu, tedy lomem s malou konstantní silou po celé délce řezu. Toho je dosaženo, pokud centrální trhlina směřuje přesně normálně k povrchu skla a neobsahuje boční větve. Počet silikátových vazeb, které je třeba přerušit, bude v tomto případě malý, zatímco „tvrdý“ lom bude vyžadovat větší sílu, což často vede k nežádoucímu směru trhliny (zejména u tvarového řezání). To je způsobeno nepředvídatelným vývojem centrální trhliny podél bočních větví (povrchové trhliny). Sklo se tedy při rozbíjení rozbije nejen podél požadované linie řezu, ale i v jiných směrech. Střih je zvlněný.
Řezné kapaliny
Pod válec je přiváděna řezná kapalina, která váleček maže, čistí povrch skla od nečistot (vyplavou na povrch kapaliny), zlepšuje rovnoměrnost jeho pohybu po povrchu skla, stabilizuje sílu tlaku válečku na povrch při řezání a snižuje povrchovou pevnost skla (díky přídavku povrchově aktivních látek (SAS) díky Rebinder efektu). To vše vede k delší životnosti válečku a vzniku rovnoměrnější středové trhliny ve skle, čímž se snižuje počet „škodlivých“ povrchových a bočních trhlin.
Pokud mezi řezáním (vznik trhliny) a lomem dojde k časové prodlevě, má trhlina tendenci se „zahojit“. Z fyzikálně-chemického hlediska je sklo velmi viskózní kapalina a spodina trhliny může „plavat“ díky opětovnému spojení silikátových vazeb přerušených při tvorbě mikrotrhlin. Z technického hlediska to znamená, že po určité době (v závislosti na teplotě, vlhkosti, stavu povrchu a tloušťce skla) dojde ke zhoršení kvality řezu v okamžiku rozbití skla.
Řezné kapaliny pronikají trhlinou a brání jejímu „zahojení“. Použité řezné kapaliny navíc působí klínovitě a zvětšují velikost všech trhlin, zejména „užitečných“ středních, protože jejich počáteční průměrná velikost je větší a podmínky pro proudění kapaliny (při působení kapilárních sil) do střední trhliny jsou lepší. Použití řezné kapaliny tedy usnadňuje rozbíjení skla a zlepšuje kvalitu řezu. Skleněné třísky vznikající při řezání navíc ulpívají na hraně smáčené kapalinou a snižuje se znečištění řezacího stolu skleněnými třískami.
Sklářský průmysl v minulosti využíval technické uhlovodíky (hlavně petrolej a směs petroleje a glycerinu) pro válcování skla. Tyto kapaliny bylo obtížné odstranit při mytí skla. V dnešní době se používají složitější složení kapalin pro řezání skla, včetně dvou hlavních typů: ve vodě rozpustné a odpařovací.
Kapaliny rozpustné ve vodě vykazují lepší lámavost ve srovnání s odpařovacími a používají se tam, kde jsou nejvyšší požadavky na řezání (tloušťka, tvarové řezání atd.).
Odpařovací kapaliny (na bázi lehkých uhlovodíků) se během určité doby po řezání zcela odpaří a na povrchu skla nezanechají žádné látky, které by mohly způsobit problémy v dalších fázích zpracování. Doporučují se zejména pro řezání skla s magnetronovým povlakem.
Výběr konkrétní značky řezné kapaliny závisí na typu skla, jeho tloušťce, povrchové teplotě, použitém zařízení a systému aplikace kapaliny (zde hraje roli viskozita kapaliny). Při výběru značky kapaliny byste se proto měli řídit doporučeními výrobců řezacích stolů a výrobců skla.
Další moderní technologie řezání tabulového skla
V případech, kdy není možné rozbít sklo řezáním pouze jedné strany výrobku, například při řezání vrstveného nebo vyztuženého skla, se používá oboustranné řezání. V tomto případě jsou řezací hlavy umístěny přísně symetricky na různých stranách skla. Po nanesení řezné linie na obě strany se obě skla rozbijí a následně se nařeže nebo vypálí mezivrstva polymeru (drátěná síť). Pro řezání vícevrstvého skla s více než dvěma tabulemi skla nebo velmi silného skla se používají diamantové kotoučové pily nebo řezání vodním paprskem.
V poslední době se také značně rozšířila technologie laserového tepelného dělení skla (zejména při řezání plavené pásky) [3]. Vlivem lokálního ohřevu skla paprskem oxidu uhličitého nebo polovodičovým laserem vznikají tepelná napětí, která překračují mez pevnosti materiálu a vzniká trhlina. Pohyb zdroje ohřevu (laserového paprsku) po povrchu skla umožňuje řídit směr šíření trhliny a získat hladkou linii řezu.
Hlavním zařízením pro řezání skla jsou v současnosti automatické a poloautomatické řezací stoly, které mohou mít jednu nebo více řezacích hlav (buď na jedné straně skla nebo na obou stranách), zajišťujících jejich pohyb jak po přímkách rovnoběžných se souřadnicovými osami, tak i křivočarý pohyb. Kromě toho mohou být vyřezávané stoly vybaveny dalšími sekcemi: nakládání a vykládání, automatické rozbíjení skla atd. Vedoucí postavení na světovém trhu zařízení pro řezání tabulového skla dnes drží tito výrobci: švýcarská společnost Bystronic; italsko-finský koncern Glaston (ochranná známka pro zařízení na zpracování tabulového skla – Bavelloni); německé koncerny Grenzebach a HEGLA; rakouská společnost LISEC; Italské společnosti Bot-tero, Macotec, Maver Glass, Intermac (divize skupiny Biesse), Griggio, CAU SRL a čínská společnost North Glass.
Kvalitu řezu ovlivňuje mnoho technologických faktorů – typ a kvalita válců, kvalita jejich upevnění v řezací hlavě, tlak a rychlost řezání, značka řezné kapaliny a rovnoměrnost jejího přívodu, typ a tloušťka skla, kvalita (drsnost, přítomnost škrábanců, vrypů, povrchových bublin a kamínků) a teplota jeho povrchu, velikost tabulí skla, rozložení pnutí skla, křivka řezání atd.
Vliv řezných parametrů na kvalitu řezu
Kvalita řezu závisí na počtu a hloubce mikrotrhlin (zejména středních). Snižováním úhlu ostření válce a zvyšováním přítlaku a řezné rychlosti se zvyšuje průměrná hloubka středních trhlin, což má pozitivní vliv na kvalitu řezu [1]. To však také zvyšuje hloubku povrchových a bočních trhlin. Navíc se tím zvyšuje šíření v hloubce centrálních trhlin. Tyto faktory zhoršují kvalitu řezu a zvyšují pravděpodobnost zlomení mimo řez. To vše vede k tomu, že existují optimální hodnoty úhlu ostření válce, přítlaku a řezné rychlosti pro kvalitu řezu. Tyto optimální hodnoty závisí na tloušťce skla a zbytkovém napětí ve skle. Většina výrobců řezacích zařízení uvádí svá doporučení ohledně parametrů pro řezání různých typů skla v dokumentaci zařízení. Velmi důležité je také správné zajištění válečku v řezací hlavě: musí se volně otáčet kolem své osy a přitom zůstat kolmo k rovině skla. Při klouzání válečku se vytváří velké množství prasklin rovnoběžně s povrchem a okraj skla se odštípne. Když je válec umístěn pod úhlem, hlavní trhlina není kolmá k povrchu skla a řez také není kolmý. Pokud se válec houpe kolem své osy, řez bude přerušovaný a zvlněný, a proto zlomenina nebude rovná.
Obrázek 2 znázorňuje vliv správného výběru řezných parametrů na kvalitu řezu (řez byl prováděn válci se stejnými úhly ostření a při stejném tlaku, ale při různých řezných rychlostech).
Čistý střih dobré kvality s malými zářezy
Špatná kvalita řezu se znatelnými zářezy a třísky
Sklo je jedním z nejvšestrannějších umělých anorganických materiálů používaných při výrobě oken a vitráží, nábytku, zrcadel, svítidel, interiérového vybavení a dalších výrobků. Vzhledem ke kombinaci tvrdosti a křehkosti a přítomnosti některých dalších charakteristik vyžaduje mechanické zpracování skla řezáním dodržování řady pravidel a použití speciálního nástroje – řezačky skla.
Bezpečnostní pravidla
Vzhledem k tomu, že okraj skla je velmi ostrý, aby se zabránilo pořezání při práci, je nutné používat ochranné rukavice a zabránit vniknutí malých částic vzniklých během řezání do dýchacího systému a očí – respirátor a ochranné brýle .
Hlavní typy řezaček skla
Řezání skla lze provádět pomocí několika typů řezaček skla, lišících se designem, kvalitou konečného výsledku i vlastnostmi technologie jejich použití.
Válcová řezačka skla
Nejlevnější klasická verze nástroje, která je k dispozici téměř každému domácímu řemeslníkovi. Jeho design je extrémně jednoduchý a skládá se pouze ze dvou prvků: dřevěné nebo plastové rukojeti a otočného válečku z tvrdých slitin připevněného na jednom z konců. Vhodné pro použití doma při provádění jednoduchých prací, protože životnost není větší než 300 m řezu a maximální tloušťka skla je omezena na 6 mm.
Řezačka na olejové sklo
Vylepšená verze válečkové řezačky skla, jejíž rukojeť má nádobku na plnění olejem, který v pracovní poloze vytéká speciální kapilárou na povrch válečku. Díky přítomnosti maziva se životnost zvyšuje na několik tisíc metrů a maximální tloušťka skla, kterou lze zpracovat, je až 8 mm. Vhodné pro použití nejen v domácnostech, ale i v malých dílnách.
diamantová řezačka skla
Dražší profesionální vybavení, jehož použití vyžaduje, aby měl mistr určité dovednosti. Konstrukčně se skládá z rukojeti a masivního hrotu s drážkou pro odlamování skla a diamantem potaženého regulátoru polohy disku. Tato řezačka skla je určena k řezání několika tisíc metrů skla až do tloušťky 20 mm.
Kompas na řezání skla
Specializovaný nástroj určený k vytváření dokonale kulatých otvorů nebo výrobků stejného tvaru ve skle. Řezačka skla-kompas se připevňuje k povrchu skla pomocí vakuové přísavky a řezání se provádí řezačkou skla (nejčastěji olejovou) připevněnou na nastavitelné stupnici, která nastavuje rádius.
Pracovní technologie
Řezání skla začíná přípravnou fází, ve které jsou obě strany skla očištěny od všech typů nečistot a položeny na rovný povrch s protiskluzovým povlakem. Dále se provádí značení pomocí skleněného grafu nebo permanentního fixu s tenkým hrotem. Při značení je důležité vzít v úvahu šířku řezu a provést jej s potřebnou rezervou.
Kvalita konečného výsledku přímo závisí na správném provedení další fáze, kdy řezačka skla běží po povrchu skla. Nejprve je třeba na okraji budoucího řezu vyznačit řezačkou skla startovací čáru dlouhou několik milimetrů, která následně zabrání posunutí válečku do strany. Dále se na vlasec aplikuje kovové pravítko a řezání se provádí jedním sebevědomým pohybem silným, ale ne nadměrným tlakem. V případě poruchy (např. sklouznutí řezačky skla) se nedoporučuje znovu použít nástroj na stejném místě – je lepší ustoupit od značkovací linie o několik milimetrů.
V konečné fázi se arch položí na okraj stolu tak, aby čára nakreslená řezačkou skla mírně vyčnívala za jeho okraj, načež se lehkým poklepáním na přesahující část oddělí od plátna. Řezná hrana je obroušena jemnozrnným brusným papírem.
Aby bylo možné pochopit, jak silný by měl být tlak při kreslení čáry, a pocítit některé další nuance, doporučuje se začínajícím řemeslníkům, aby před zahájením práce provedli několik zkušebních řezů neprodejných nebo vadných skleněných tabulí.
