El vidrio templado o vidrio formado en horno es el trabajo del vidrio , generalmente con fines artísticos , mediante el calentamiento en un horno . Los procesos utilizados dependen de la temperatura alcanzada y van desde la fusión y el moldeado hasta el vaciado .
El "vidrio tibio" contrasta con muchos otros procesos de trabajo del vidrio en frío, como el vidrio emplomado . El "vidrio caliente", soplado de vidrio o trabajo con lámpara, es el trabajo del vidrio en una llama directa, como el que se utiliza para la cristalería de laboratorio y la fabricación de cuentas .
El trabajo del vidrio en caliente utiliza una variedad de procesos, según la temperatura de trabajo y el tiempo que el vidrio pasa a esa temperatura. El vidrio se vuelve progresivamente más blando, menos rígido y menos viscoso a medida que aumenta la temperatura. Sin embargo, el vidrio trabajado en horno (a diferencia del trabajo con lámpara) responde lentamente, por lo que la cantidad en que esto afecta al vidrio depende del tiempo que pasa a la temperatura de trabajo.
Existen tres procesos principales, con variaciones dentro de ellos. El proceso general depende de la temperatura, la variación dentro de él depende del tiempo y también de pequeñas variaciones de temperatura. Estos procesos son:
Es habitual que en una misma pieza se utilicen varios de estos procesos a su vez. Se pueden fusionar vidrios de colores para formar una lámina compuesta multicolor. Luego, este vidrio se corta en frío y se vuelve a ensamblar en piezas, que luego se vuelven a fusionar. Finalmente, la pieza se coloca en un molde para darle forma.
El vidrio suele procesarse en un solo proceso por ciclo de calentamiento. Cuando una pieza requiere varios ciclos, se la devuelve a una temperatura más baja entre ellos.
La fusión es el uso de calor para unir el vidrio mediante soldadura por fusión , ya sea con o sin un cambio de forma asociado, dependiendo de la temperatura. [1]
La fusión por puntos es la unión de vidrios con el menor cambio posible en la forma de las piezas. [2] La fusión por puntos se puede utilizar con fines decorativos o para ensamblar una gran pieza de vidrio a partir de laminaciones .
Cuando se utiliza la técnica de fusión por puntos para aplicar pequeños detalles decorativos a una pieza más grande, a menudo se desea fundir parcialmente las piezas pequeñas para que cambien de forma (normalmente se vuelvan más esféricas, bajo la influencia de la tensión superficial ), pero sin cambiar la forma de la pieza portadora. Esto se puede hacer utilizando una temperatura más alta, pero solo brevemente. La pieza grande, de gran masa térmica, se calienta más lentamente que las decoraciones pequeñas.
La fusión completa es similar a la fusión por puntos, pero la temperatura es más alta, de modo que las piezas fusionadas comienzan a unirse. [3] En el caso completo, los elementos decorativos que se añaden a una superficie se absorben por completo en ella y la superficie vuelve a quedar plana. Por lo general, se realiza para lograr un efecto decorativo.
El vidrio desplomado se calienta a una temperatura en la que se ablanda y comienza a deformarse. Puede doblarse siguiendo una única curvatura o, si se calienta lo suficiente, puede volverse lo suficientemente elástico como para estirarse y curvarse para seguir una curvatura compuesta, como la de un cuenco.
El moldeo comienza con una lámina de vidrio plano colocada sobre un molde de cerámica. Cuando se calienta, el vidrio se desploma dentro del molde por su propio peso.
Estos moldes suelen fabricarse comercialmente y se ofrecen en una variedad de formas y tamaños estándar: cuencos, bandejas, etc. Para piezas personalizadas, un trabajador del vidrio también puede hacer un molde especializado o temporal como pieza única.
Para evitar que quede aire atrapado, se perfora el molde con un pequeño orificio de ventilación. De lo contrario, el vidrio caliente forma un buen sello con el borde del molde y queda atrapada una burbuja de aire. Esta burbuja atrapada suele causar problemas: al enfriarse, este aire puede contraerse y formar un vacío parcial que es suficiente para romper el vidrio. Como el vidrio no se calienta lo suficiente para volverse líquido, este aire no puede escapar en forma de burbujas, por lo que es necesario ventilarlo.
Se utiliza previamente un lavado de horno o un aerosol lubricante de nitruro de boro de ZYP Coatings para evitar que el vidrio se adhiera al molde. [4] [5]
Un molde para el desplome por caída libre tiene forma de anillo con una abertura central. Cuando se calienta, el vidrio cae a través de esta abertura y forma un cuenco. Dependiendo de la temperatura y el tiempo, este cuenco puede ser poco profundo o profundo. Si se coloca una plataforma de horno debajo del molde anular, esta atrapa el vidrio que cae y da como resultado un recipiente con una base plana.
La caída libre se utiliza para fabricar recipientes más altos con lados más inclinados, como los jarrones.
El drapeado es una variedad del hundimiento por caída libre, en el que el molde se coloca en el centro de la pieza y el borde exterior cae bajo el calor. Como este borde exterior no está sujeto, tiende a caer en grandes pliegues. El borde es, por tanto, muy irregular, aunque una pieza cuidadosamente drapeada puede conservar una simetría perfecta. Por este motivo, las piezas drapeadas se utilizan a menudo como jarrones o cuencos con bordes ondulados, pero son difíciles de utilizar como recipientes más funcionales.
Las piezas drapeadas a veces se cortan y se alisan cuando están frías, para reducir las irregularidades de sus bordes.
La fundición es el proceso en el que el vidrio comienza a fundirse y a comportarse como un líquido. Su forma queda ahora totalmente limitada por el molde y se pierde la forma anterior. Sin embargo, el vidrio es viscoso y, a diferencia de la fundición de metales , el vidrio blando no fluye a través del molde. De este modo, las variaciones del vidrio se conservan en la pieza final, por lo que los colores y las inclusiones presentes de antemano pueden permanecer en el artículo fundido.
El vidrio se puede fundir a partir de tochos ( lingotes sólidos ), láminas, piezas de vidrio apiladas de forma suelta (normalmente se utilizan con una fundición a baja temperatura, de modo que sus límites permanecen deliberadamente visibles después) o frita , vidrio molido o en polvo.
Los moldes para la fundición pueden ser moldes cerámicos reutilizables o bien moldes de yeso de un solo uso . Este molde puede a su vez haber sido formado mediante el proceso de cera perdida .
La pasta de vidrio se obtiene a partir de frita en polvo mezclada con un aglutinante de cola. Esto permite aplicar la pasta a los lados de un molde grande en una capa fina. Cuando se cuece, se forma un recipiente de paredes delgadas. La transparencia de la pieza terminada depende del tamaño de la frita utilizada: el polvo fino produce una pieza opaca, mientras que se puede utilizar frita de grano medio o grueso para fundir una pieza transparente.
En el pulido al fuego , los bordes se calientan brevemente en una llama para suavizarlos y redondearlos. [1]
Este es uno de los pocos procesos que implica trabajar manualmente el vidrio caliente mientras aún está en el horno. De manera similar al proceso de engobe en la cerámica, se forma un patrón en la superficie que luego se arrastra hasta formar plumas con un rastrillo metálico puntiagudo. [1]
El trabajo del vidrio en caliente es similar al de la cerámica, en el que se ensambla una pieza, se coloca en un horno frío y luego se calienta a través de un ciclo predefinido, que incluye una fase de enfriamiento lento posterior. A diferencia del vidrio caliente, el vidrio templado rara vez se trabaja manualmente mientras está caliente.
El trabajo contemporáneo con vidrio templado se realiza casi universalmente en un horno calentado eléctricamente , aunque todavía se utilizan algunos hornos a gas o petróleo. La razón de esto es la precisión de control adicional y la capacidad de programación disponibles con el calentamiento eléctrico, [6] así como su menor costo de inversión y su instalación conveniente.
Todos los hornos para trabajar el vidrio requieren un pirómetro , generalmente basado en un termopar , ya que el conocimiento de la temperatura del horno es esencial para controlar el proceso.
Los hornos eléctricos tienen controladores con una variedad de sofisticación: el más simple es el "Infinity Control", [7] un regulador de potencia de bucle abierto simple . Como este solo controla la potencia, en lugar de la temperatura, un horno de este tipo debe controlarse manualmente durante todo el ciclo. Como los ciclos de cocción se extienden durante varias horas, potencialmente días para piezas arquitectónicas grandes, el control automático sin supervisión es obviamente importante. El control automático de temperatura utiliza un controlador PID que mantiene una temperatura establecida constante. Los controladores más sofisticados también permiten controlar las tasas de calentamiento y enfriamiento de rampa, un factor importante en el calentamiento del vidrio. [6] Los controladores dedicados al uso en hornos de vidrio tienen sus ciclos de calentamiento completos definidos antes de su uso con múltiples temperaturas establecidas, tiempos de mantenimiento y rampas entre ellos. Los controladores más sofisticados de todos están dedicados al uso de vidrio y permiten seleccionar ciclos predefinidos como "Fuse" o "Slump" desde un menú simple, sin que su operador necesite estar al tanto de las temperaturas precisas requeridas.
El comportamiento del vidrio cuando se calienta es muy complejo. [8]