Laser setzen neue Maßstäbe bei der Herstellung von Weingläsern

Die Herausforderung

Viele Hersteller fertigen kelchförmige Weingläser, indem sie einen Tropfen geschmolzenes Glas in eine Form geben, die bereits die gewünschte Endform des Kelches aufweist; anschließend wird Luft in den Tropfen geblasen, um ihn so weit auszudehnen, bis er die Form ausfüllt. Das Glas kühlt in der gewünschten hohlen Kelchform ab, weist jedoch oben noch eine „Kappe“ (den sogenannten Moil) aus Material auf. Diese Kappe wird im letzten Schritt der Glasherstellung abgeschnitten. Allerdings erzielen traditionelle Glasschneidverfahren nicht die gewünschte glatte Kante. Dies ist entscheidend, da hier die Lippen des Trinkers das Glas tatsächlich berühren. Daher müssen möglicherweise verschiedene Nachbearbeitungsschritte wie Schleifen, Polieren und Reinigen durchgeführt werden, um den Rand des Glases zu glätten. All diese Schritte haben Auswirkungen auf Kosten, Wiederholbarkeit und Ausbeute.

Die Lösung

„Filamentation“ ist ein Glasschneideverfahren, das sich die extrem hohen Leistungsdichten zunutze macht, die mit fokussierten Ultrakurzpulslasern (USP-Lasern) selbst bei bescheidener Gesamtleistung erreicht werden können. Der Markenname für die patentierte Version dieses energieeffizienten Verfahrens von Coherent SmartCleave. Es ermöglicht das Hochgeschwindigkeitsschneiden von geraden Linien, Kurven und Aussparungen ohne Verjüngung in transparenten und spröden Materialien mit einer Dicke von 50 µm bis 10 mm. Vor allem aber liefert SmartCleave glatte Oberflächen mit einer Rauheit (Ra) von weniger als 1 µm und Kantenausbrüchen von weniger als 5 µm. Das SmartCleave-Schneiden führt zudem zu einer Endbiegefestigkeit, die messbar besser ist als bei mechanischen Verfahren.

Das Ergebnis

Die IPROTec (Innovative Process Technology) GmbH mit Sitz in Zwiesel, Deutschland, baut automatisierte Anlagen für die Trinkglasherstellung. IPROTec hat ein vollautomatisches System entwickelt und liefert dieses nun aus, das das „SmartCleave“-Schneideverfahren zum Entfernen von Glaskappen nutzt. Es kommt ein Coherent PowerLine zum Einsatz, das einen einzelnen HyperRapid NX-Laser mit einer durchschnittlichen Ausgangsleistung von 50 W bei einer Wellenlänge 1064 nm enthält. Das Subsystem umfasst zudem mehrere optische Komponenten, Strahlschalter, Sensoren und Elektronik. Je nach Konfiguration und Einsatz der Maschine kann sie Schnittgeschwindigkeiten von 300 mm/s erreichen, was die Bearbeitung von bis zu 50 Gläsern pro Minute ermöglicht. Vor allem aber macht das IPROTec-System alle Schleif-, Wasch- und Trocknungsschritte überflüssig, die bei früheren Glasschneidemethoden erforderlich waren, und eliminiert damit deren Energieverbrauch, Zeitaufwand, Kosten und negative Auswirkungen auf die Umwelt. Zudem hat sich das System im praktischen Einsatz bereits bewährt und bietet die von Herstellern von Trinkgläsern in großen Stückzahlen geforderte Zuverlässigkeit rund um die Uhr.

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