¿Qué son los materiales no metálicos?
Son materiales fabricados por el hombre, combinando en laboratorios carbono, hidrógeno, nitrógeno y otros elementos orgánicos e inorgánicos.
El plástico es un material que no existe de forma natural, siendo creado por el hombre por síntesis en el laboratorio. Esto supone, que la naturaleza tampoco dispone de medios suficientes para degradar este tipo de materiales, con el consiguiente perjuicio para el medio ambiente.
Se denominan polímeros a unos materiales sintéticos, obtenidos por el hombre a través de diversas reacciones químicas, a los que se les añaden aditivos.
La finalidad de los aditivos es mejorar algunas propiedades o carácterísticas del plástico, tanto durante el proceso de fabricación como posteriormente.
Las carácterísticas más importantes de los plásticos son:
resistencia a la corrosión y agentes químicos, aislamiento térmico, acústico y eléctrico, resistencia a los impactos y buena presencia estética.
Componentes principales de los plásticos.
En la constitución de los plásticos entran los siguientes elementos:
- Materia básica: Constituye los manómeros que entran en la reacción química. Se comercializan en forma de gránulos, denominados granza.
- Cargas: Se añaden a la materia básica con objeto de abaratar el producto obtenido y de mejorar sus propiedades físicas, químicas o mecánicas. Se suelen utilizar fibras textiles, fibra de vidrio, papel, sílice y otros materiales.
- Aditivos: Tienen como misión mejorar las cualidades del polímero.
- Catalizadores (en algunos casos), cuya misión es iniciar y acelerar el proceso de la reacción química.
Aditivos.
Para la obtención de un plástico con unas propiedades determinadas, es necesario añadir aditivos adecuados al polímero obtenido. Algunos de ellos son : colorantes (solubles en el polímero y le aportan un color más atractivo), antiestáticos (evitan la acumulación de cargas estáticas), conductores ( aumentan la conductividad eléctrica, casi como si fuesen metales), estabilizantes (aumentan la resistencia a la degradación de la luz), etcétera.
Tipos de plásticos.
En la actualidad se conocen más de 15000 tipos diferentes de plásticos, pero solamente se comercializan unos pocos, ya que el resto no aporta ninguna novedad destacable y son más caros de obtener.
Los plásticos se pueden clasificar en tres grandes grupos, dependiendo de su comportamiento frente al calor, utilización y propiedades mecánicas:
- Termoplásticos. Son aquellos plásticos que, al ser calentados a temperatura de entre 50 y 200 ° C, alcanzan un estado de plasticidad que les permite ser moldeados con facilidad. Se podrían comparar con la cera, que , a temperatura ambiente, es sólida, pero en cuanto se ablanda y se puede moldear de nuevo.
Una forma comercial de los plásticos termoestables son las fibras. Se caracterizan porque sus moléculas tienen una dirección preferencial de ordenación. Poseen una gran resistencia a la tracción, y se pueden lavar con gran facilidad, dado que ni se arrugan ni encogen.
- Termoestables. Son aquellos que, una vez moldeados no pueden recuperar su forma primitiva. Estos plásticos son comparables a la arcilla, que una vez endurecida por el calor, ya no es posible que vuelva a adquirir la forma moldeable. Estos plásticos son duros, aunque frágiles. Si se calientan, lo que se consigue es carbonizarlos, pero no ablandarlos.
- Elastómeros. Son materiales de estructura muy elástica. Ello permite grandes deformaciones sin roturas, recobrando su forma inicial. Tienen el inconveniente de que no se pueden fundir de nuevo.
FAMILIAS DE PLÁSTICOS MÁS IMPORTANTES.
Plásticos termoplásticos:
– PC Policarbonato.
– PVC Cloruro de polivinilo.
– PP Polipropileno.
– PE Polietileno.
– PMMA Poli metacrilato de metilo.
– PS Poli estireno.
– ABS Acrilonitrilo-butadieno-estireno.
Plásticos termoestables:
-PF (fenol formaldehído) – Resinas fenólicas.
– UF (urea formaldehído) – Resinas ureicas o úricas.
– MF (melanina formaldehído) – Resinas melamínicas.
– UP (unsaturated polyester, poliéster insaturado) – Resinas de poliéster.
– EP (epoxi) – Resinas de epoxi o epóxido.
-PUR Poliuretano.
PROCESO DE CONFORMACIÓN DE PRODUCTOS PLÁSTICOS.
La fabricación de plásticos se realiza, generalmente, sin arranque de viruta por lo que se obtiene un producto totalmente terminado, sin que precise proceso posterior alguno, excepto la eliminación de rebabas.
Los métodos de conformación más empleados son: prensado, inyección, termoconformado (transferencia) y extrusión-soplado.
Prensado.
El material pulverizado en gránulos (granza), al que se le ha añadido la carga y los aditivos, se introduce en la parte inferior del molde.
Luego se prensa y se le aplica calor hasta que se vuelve plástico y fluye, penetrando en los espacios huecos del molde, que se llenan perfectamente. Una vez que se ha endurecido la pieza, se saca.
Inyección.
La materia prima (granza) se introduce en un recipiente que, por efecto del calor y la presión, adquiere gran plasticidad. Un émbolo comprime la masa y la hace pasar al interior del molde a través de una o varias boquillas. Después de que haya endurecido, se abre el molde y se saca la pieza.
Termoconformado.
Las piezas se fabrican a partir de películas o planchas rígidas, mediante termoconformado (deformación en caliente); se coloca la película o plancha sobre el molde adecuado, de forma que apoye bien sobre los bordes.
Una vez aplicado el cierre, se calienta a la temperatura necesaria, según el tipo de material, y se aplica vacío, presión, o ambas cosas. Una vez frío, se desmolda.
Extrusión-soplado.
El material termoplástico sale en estado plástico por un conducto, por lo que adquiere una forma tubular a su salida.
Inmediatamente se empieza a insuflar aire caliente a presión, con lo que el material se adapta a las paredes internas del molde, enfriándose al tomar contacto con el metal del molde refrigerado.
Seguidamente se abren las dos mitades del molde y cae la pieza.
Plásticos compuestos.
La evolución y mejora de plásticos que se están consiguiendo día a día son espectaculares. Ejemplos de plásticos compuestos son los reforzados y los laminados.
Plásticos reforzados.
Están formados por dos tipos de materiales: un material de refuerzo, que le confiere resistencia a la tracción, y algún otro tipo de plástico. Ambos están unidos (mezclados) formando un todo.
El material de refuerzo suele ser fibra de vidrio, fibras orgánicas, fibras sintéticas, metálicas, fibras de carbono, etcétera.
Se están inventando y ensayando nuevos materiales. Uno de los más resistentes descubierto hasta ahora se denomina Kevlar. Resulta muy difícil de mecanizar y de cortar, empleándose principalmente, para la fabricación de aviones, satélites de comunicaciones, cascos, chalecos antibalas, blindajes y otros usos en los que la resistencia es fundamental.
Plásticos laminados.
A diferencia de los reforzados, en los plásticos laminados las capas de ambos materiales están sopladas o unidas, pero no mezcladas. Los más importantes son:
- Plásticos-vidrio. Consiste en recubrir el vidrio con una capa muy fina de plástico transparente. Con ello se mejora la resistencia frente a choque, evitando la fragilidad, al mismo tiempo que sirve de aislante térmico para bebidas frías y calientes.
- Plásticos-metal. Son muchos los productos metálicos recubiertos de una fina capa de plástico. Así, cabe resaltar las latas de conservas, que llevan una fina capa de resinas de epoxi o fenólicas, para evitar posibles oxidaciones.
- Plásticos-papel o cartón. Consiste en recubrir el papel o plástico con una fina capa de plástico (generalmente polietileno de baja densidad) por ambos lados. Algunas aplicaciones las encontramos en cartones Tetra Pak, pastas de libros, envoltorios, etcétera.
- Plásticos-tejidos. Tienen gran aplicación en el campo de los cueros sintéticos (marroquinería y tapicería), lonas, etcétera.
- Plásticos- plásticos. Algunos envases que contienen productos alimenticios, cosméticos, bebidas, etc., se suelen fabricar combinando varias capas de diferentes plásticos para obtener un producto mejorado (con una gran dureza exterior y una gran tenacidad interior).
MATERIALES Cerámicos
- Se entiende por material cerámico el producto de diversas materias primas, especialmente arcillas, que se fabrican en forma de polvo o pasta (para poder darles forma de una manera sencilla) y que al someterlo a cocción sufre procesos físico-químicos por los que adquiere consistencia pétrea. Dicho de un modo más sencillo, son materiales sólidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico
Propiedades generales de los materiales cerámicos.
- Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables.
- Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.
- Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico y, también, eléctrico.
- Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.
- Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.
- Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad.
Los materiales cerámicos son inorgánicos, materiales no metálicos que constan de elementos metálicos y no metálicos enlazados entre sí principalmente por enlaces iónicos y/o enlaces covalentes.
Debido a sus carácterísticas deseables como alta dureza, resistencia al desgaste, estabilidad química, resistencia a altas temperaturas y bajo coeficiente de expansión térmica, las cerámicas avanzadas han sido seleccionadas como el material más adecuado para múltiples aplicaciones. Entre éstas se incluyen, aunque no exclusivamente, el procesamiento de minerales, sellos, válvulas, intercambiadores de calor, troqueles para perfilar metales, motores adiabáticos diésel, turbinas de gas, productos médicos y herramientas de corte.
Las herramientas de corte hechas con cerámica tienen muchas ventajas sobre sus contrapartes metálicas convencionales; por ejemplo, estabilidad química, mayor resistencia al desgaste, más dureza ante el calor, y mejor dispersión de calor en el proceso de eliminación de rebabas.
Propiedades
- Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables.
Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas.
Gran resistencia a altas temperaturas, son generalmente buenos aislantes eléctricos y térmicos
Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.
Alta Resistencia a casi todos los agentes químicos.
Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad.
- Son Ligeros.
Clasificación
POR SU ORIGEN
– CERÁMICAS NATURALES.
– CERÁMICAS TRANSFORMADAS.
– CERÁMICAS SINTÉTICAS.
POR SU CAMPO DE APLICACIÓN
– VIDRIOS.
– ARCILLA COCIDA.
– ABRASIVOS.
– REFRACTARIOS.
– CEMENTOS.
– CERÁMICAS AVANZADAS.
POR SU ESTRUCTURA
– CERÁMICAS IONICAS.
– CERÁMICAS COVALENTES.
– SÍLICE Y SILICATOS.
– ALEACIONES CERÁMICAS.
– CERÁMICAS CRISTALINAS.
– VIDRIOS CERÁMICOS.
– CERÁMICAS VÍTREAS.
– CERÁMICAS NATURALES.
Son las que se encuentran en la naturaleza.
– CERÁMICAS TRANSFORMADAS.
Se obtienen moldeando arcilla y cocíéndola en hornos a altas temperaturas.
Ejemplos: ladrillo, teja, azulejo, gres, loza
– CERÁMICAS SINTÉTICAS.
La rigidez y dureza de las cerámicas a veces puede combinarse con la tenacidad de los polímeros o los metales fabricando materiales compuestos.
– ARCILLA COCIDA.
La arcilla cocida, es uno de los medios más baratos de producir objetos de uso cotidiano, y una de las materias primas utilizada profusamente, aun hoy en día. Ejemplo: Ladrillos, vasijas, platos, objetos de arte, etc.
La arcilla también se utiliza en muchos procesos industriales, tales como la producción de cemento, elaboración de papel, y obtención de sustancias de filtrado.
Se basa en el principio que los suelos arcillosos (que contienen de 20 a 50% de arcilla) experimentan reacciones irreversibles, cuando son quemados a 850-1000°C, con lo cual las partículas se unen unas a otras como un material cerámico vidrioso.
– ABRASIVOS.
ABRASIVOS: Se destinan al corte o desgaste de materiales.
Ejemplos: Son carburo de silicio, alumina, etc,
– REFRACTARIOS.
REFRACTARIOS:
Se fabrican a partir de arcillas mezcladas con óxidos de aluminio, torio, berilio y circonio. La cocción se efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C, seguidos de enfriamientos muy lentos para evitar agrietamientos y tensiones internas. Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta 3.000 °C. Las aplicaciones más usuales son: ladrillos refractarios (que deben soportar altas temperaturas en los hornos) y electro cerámicas.
– CEMENTOS.
El cemento es un material que resulta de la combinación de arcilla molida con materiales calcáreos de polvo, en tanto, una vez que entran en contacto con el agua se solidifica y vuelve duro.
CERÁMICAS AVANZADAS.
Cerámicas avanzadas o estructurales, son materiales de muy diversas carácterísticas, incluyendo aquellas con buena conductividad eléctrica o con mejores propiedades mecánicas, por lo que el uso de estos va más allá que el de la edificación.
PROCESAMIENTO DE LOS MATERIALES CERÁMICOS.
La mayoría de los productos cerámicos tradicionales y avanzados son manufacturados compactando polvos o partículas, en las formas adecuadas, que se calientan posteriormente a temperaturas suficientemente elevadas para enlazar las partículas entre sí. Las etapas básicas para el procesado de cerámicas por aglomeración de partículas son:
- Preparación del material.
- Conformación o moldeado.
- Tratamiento térmico de secado (no siempre se requiere) y cocción por calentamiento de la pieza de cerámica a temperaturas suficientemente altas para mantener las partículas enlazadas.
1. Preparación de materiales
Las materias primas para estos productos varían dependiendo de las propiedades requeridas por la pieza cerámica terminada. Las partículas y otros ingredientes, tales como aglutinantes y lubricantes, pueden ser mezclados en seco o en húmedo. Para productos cerámicos que no necesitan tener propiedades muy «exigentes», tales como ladrillos comunes, tuberías para alcantarillados y otros productos arcillosos es una práctica común mezclar los ingredientes con agua.
2. Conformación
La producción de cerámicos fabricados por aglomeración de partículas puede conformarse mediante varios métodos en condiciones secas, plásticas o liquidas. Los procesos de conformado en frío son predominantes en la industria cerámica, aunque se usan también es un cierto grado los procesos de conformado en caliente. Compactación, moldeo en barbotina y extrusión son los métodos de modelado de cerámicos que se utilizan más comúnmente.
Compactación en seco: este método se usa frecuentemente para productos refractarios (material de alta resistencia térmica) y componentes cerámicos electrónicos. La compactación en seco se pude definir como un prensado uniaxial simultáneamente a la conformación de polvo granulado junto con pequeñas cantidades de agua y/o aglutinantes orgánicos en una matriz.
Compactación isostática: en este proceso el polvo cerámico se carga en un recipiente flexible (generalmente de caucho) hermético que está dentro de una cámara de fluido hidráulico a la que se aplica presión. La fuerza de presión aplicada compacta el polvo uniformemente en todas direcciones tomando el producto la forma del contenedor flexible. Después de la compactación isostática en frío el material debe sinterizarse para obtener las propiedades y microestructuras requeridas. Productos cerámicos manufacturados por esta vía son los refractarios, ladrillos, aislantes de bujías, cúpulas, crisoles, herramientas de carburo y cojinetes.
Compactación en caliente: en este proceso se consiguen piezas de alta densidad y propiedades mecánicas optimizadas combinando la presión y los tratamientos de sinterización. Se utiliza tanto la presión unidireccional como los métodos isostáticos.
Moldeo en barbotina: las formas cerámicas se pueden moldear usando un proceso único.
Las principales etapas de este proceso son:
- Preparación de un material cerámico en polvo y de un líquido (generalmente arcilla y agua) en una suspensión estable llamada barbotina.
- Vertido de la barbotina en un molde poroso, generalmente fabricado de yeso, que permita la absorción parcial de la porción liquida de la barbotina en el molde, a medida que se elimina el líquido de la barbotina se forma una capa de material semiduro contra la superficie del molde.
Cuando se ha formado un espesor de pared suficiente, se interrumpe el proceso y el exceso de barbotina se desaloja de la cavidad drenando o escurriendo el molde.
El material debe dejarse secar en el molde hasta que alcance la resistencia necesaria para ser manipulado y retirado del mismo.
Finalmente hay que sinterizar la pieza para que consiga las propiedades y la microestructura deseadas.
Extrusión: las secciones sencillas y las formas huecas de los materiales cerámicos se pueden producir por extrusión de estos materiales en estado plástico a través de una matriz de extrusión.
Este método es de aplicación común en la producción de ladrillos refractarios, tuberías de alcantarillados, tejas, cerámicas técnicas, aislantes eléctricos, etc. Las cerámicas especiales de aplicación técnica casi siempre se fabrican utilizando un pistón de extrusión de alta presión de manera que puedan conseguirse tolerancias precisas.
3. Tratamientos térmicos
El tratamiento térmico es un paso esencial en la fabricación de la mayoría de los productos cerámicos, dentro de ellos se encuentra el secado, la sinterización y la vitrificación.
Secado y eliminación de aglutinante: el propósito del secado de las cerámicas es eliminar agua del cuerpo cerámico plástico antes de ser sometidas a alta temperaturas. Generalmente la eliminación de agua se lleva a cabo a menos de 100 ºC y puede tardar alrededor de 24 h para un trozo de cerámica grande.
Sinterización: el proceso por el que se consigue que pequeñas partículas de un material se mantenga unidas por difusión en estado sólido se llama sinterización.
Sinterización es el tratamiento térmico de un polvo o compactado metálico o cerámico a una temperatura inferior a la de fusión de la mezcla, para incrementar la fuerza y la resistencia de la pieza creando enlaces fuertes entre las partículas.
En la fabricación de cerámicas este tratamiento térmico se basa en la transformación de un producto compacto poroso en otro denso y coherente, la sinterización se utiliza de modo generalizado para producir formas cerámicas a partir del Al2O3 (óxido de aluminio), SiC (carburo de silicio), ferritas, titanatos, etc.
Vitrificación: algunos de los productos cerámicos tales como las porcelanas, productos arcillosos estructurales y algunos componentes electrónicos contienen una fase vítrea.
La vitrificación normalmente conlleva el calentamiento a muy altas temperaturas, entre 1100ºC y 1700ºC.
VIDRIO.
El vidrio se procesa fundíéndolo y después formándolo, ya sea en moldes, en diversos dispositivos o mediante soplado. Entre las formas de vidrio producidas están las hojas y placas planas, barras, tubería, fibras de vidrio y productos discretos, como botellas y faros. La resistencia del vidrio se puede mejorar mediante tratamientos térmicos y químicos (que inducen esfuerzos residuales en la superficie) o lamínándolo con una hoja delgada de plástico tenaz. Por lo general, los productos de vidrio se pueden clasificar de la siguiente manera:
Tiene la apariencia de un jarabe rojo vivo, viscoso, y se alimenta desde un horno o tanque de fundición
Vidrio en hojas (láminas) y placas planas.
En el método de flotado, el vidrio fundido del horno alimenta un largo baño en el que el vidrio, en una atmósfera controlada y a una temperatura de1150 °C (2100 °F), flota sobre un baño de estaño fundido. Después el vidrio pasa sobre rodillos a una temperatura de unos 650 °C (1200 °F) hacia otra cámara (hora-no de túnel), en la que se solidifica. El vidrio flotado tiene superficies lisas (pulidas por cocción) y ya no se requiere rectificado ni pulido. La anchura puede ser hasta de4 m (13 pies). Por medio de este proceso se fabrica vidrio delgado y placas.
El proceso de estirado para la fabricación de hojas o placas planas (vidrio plano) comprende una máquina en la que el vidrio fundido pasa a través de un par de rodillos. El vidrio, que se encuentra en solidificación, se comprime entre estos dos rodillos (que le dan forma de hoja) y después se pasa a través de una serie de rodillos más pequeños.
Tubería y rodillos.
El vidrio fundido se envuelve alrededor de un mandril hueco giratorio (cilíndrico o cónico) y se estira con un conjunto de rodillos. Se sopla aire a través del mandril para evitar que el tubo se colapse. Estas máquinas pueden ser horizontales, verticales o inclinadas hacia abajo. Éste es el método utilizado en la fabricación de tubos de vidrio para lámparas fluorescentes, por medio de máquinas (como la de cintas de Corning) capaz de producir 2000focos por minuto. Las barras de vidrio se fabrican de manera similar, pero no se sopla aire a través del mandril. El producto estirado se convierte en una barra sólida de vidrio.
Productos discretos de vidrio.
Se utilizan diversos procesos para fabricar objetos discretos de vidrio, como se describe a continuación.
Soplado.
Se fabrican piezas de vidrio huecas y de pared delgada (como botellas, floreros y frascos) mediante el soplado, un proceso similar al moldeo por soplado de los termoplásticos . El aire soplado expande un trozo hueco de vidrio calentado contra las paredes internas del molde. Éste, por lo general, se recubre con un agente de separación (como aceite o emulsión) a fin de evitar que el vidrio se pegue a él. Al soplado le puede seguir una segunda operación de soplado para finalizar la forma del producto, conocida como proceso de soplado y soplado.
El acabado superficial de los productos fabricados mediante el proceso de soplado es aceptable para la mayoría de las aplicaciones, como botellas y frascos. Es difícil controlar el espesor de pared del producto, pero este proceso resulta económico para la producción de alta velocidad.
Prensado.
En el proceso de prensado, se coloca un trozo de vidrio fundido en un molde y se prensa para darle una forma confinada por medio de un émbolo. De este modo, el proceso es similar al forjado a presión en matriz, el molde puede ser de una pieza dividida. Después de prensado, el vidrio en solidificación adquiere la forma de la cavidad del molde con el émbolo. Debido al ambiente confinado, el producto tiene una precisión dimensional más elevada que la que se puede obtener con el soplado. El prensado en moldes de una pieza no se puede utilizar para (a) formas de productos en los cuales no se pueda retraer el émbolo, o (b)piezas de pared delgada. Por ejemplo, los moldes divididos se usan para elaborar botellas, mientras que para piezas de pared delgada se puede combinar el prensado con el soplado. Esto se conoce como prensado y soplado: la parte prensada se somete a presión de aire (de ahí el término soplado), que expande más el vidrio dentro del molde
Fundición centrífuga.
También conocido en la industria del vidrio como rotado o rotación, este proceso es similar al utilizado para elaborar metales. La fuerza centrífuga empuja el vidrio fundido contra la pared del molde, en la que se solidifica. Los productos comunes fabricados por este método son los cinescopios para televisores y los conos de las puntas de misiles.
Hundimiento o asentamiento.
Las partes de vidrio con forma de plato poco hondo o ligeramente saliente se pueden realizar mediante el proceso de hundimiento: se coloca una hoja de vidrio sobre el molde y se calienta; el vidrio se hunde por su propio peso y adquiere la forma del molde. Este proceso es similar al termoformado de termoplástico, pero no requiere presión ni vacío. Las aplicaciones típicas son platos, lentes para el sol, espejos para telescopios y marquesinas o tableros luminosos.
Manufactura de cerámicos vidriados.
Los cerámicos vidriados contienen gran cantidad de diversos óxidos, por lo que su fabricación combina los métodos utilizados para cerámicos y vidrios. Los cerámicos vidriados se moldean como productos discretos (por ejemplo, platos y recipientes para hornear) y después se tratan térmicamente, por lo cual el vidrio se desvitrifica(recristaliza)
Fibras de vidrio.
Las fibras de vidrio continuas se estiran a través de orificios múltiples (de 200 a 400 orificios) en placas calientes de platino, a velocidades tan altas como 500 m/s (1700 pies/s). Mediante este método se pueden producir fibras tan pequeñas Para proteger sus superficies, las fibras se recubren posteriormente con productos químicos.
Las fibras cortas (seccionadas) se producen sometiendo fibras largas a una corriente de aire comprimido o de vapor conforme salen del orificio. La lana de vidrio (fibras cortas de vidrio), utilizada como material de aislamiento térmico o acústico, se fabrica mediante el proceso de rocío centrífugo, en el que el vidrio fundido (hilado) se lanza (por rotación) de una cabeza giratoria.
Técnicas para reforzamiento y recocido del vidrio.
El vidrio se puede reforzar mediante los procesos que se describen a continuación, en tanto que los productos discretos de vidrio se pueden someter a recocido u otras operaciones de acabado para adquirir las propiedades y carácterísticas superficiales deseadas.
Temple térmico.
En este proceso (también conocido como revenido físico o revenido frío, las superficies del vidrio caliente se enfrían con rapidez por medio de una corriente de aire, se contraen y (al principio) se desarrollan esfuerzos de tensión en ellas. Conforme el volumen de vidrio empieza a enfriarse, se contrae. Después las superficies del vidrio, ya solidificadas, son forzadas a contraerse y en consecuencia desarrollan esfuerzos residuales de compresión, en tanto que el interior desarrolla esfuerzos de tensión. Los esfuerzos superficiales de compresión mejoran la resistencia del vidrio, de la misma manera que lo hacen en metales y otros materiales. Cuanto mayor sea el coeficiente de expansión térmica del vidrio y menor su conductividad térmica, mayor será el nivel de esfuerzos residuales desarrollados y, por lo tanto, el vidrio se volverá más resistente. El temple térmico requiere un tiempo relativamente corto (minutos) y se puede aplicar a la mayoría de los vidrios.
Revenido químico.
En este proceso, el vidrio se calienta en un baño de KNO3, K2SO4 o NaNO3fundido, dependiendo del tipo de vidrio. Después se producen intercambios iónicos con átomos más grandes que reemplazan a los más pequeños en la superficie del vidrio, por lo que se desarrollan esfuerzos residuales de compresión en la superficie. El tiempo requerido para el revenido químico es alrededor de una hora más que para el revenido térmico. Se puede formar a diversas temperaturas. A bajas temperaturas, la distorsión de la parte es mínima, por lo que se pueden tratar formas complejas. A temperaturas elevadas, es posible que ocurra alguna distorsión de la pieza, pero después se puede utilizar a temperaturas más elevadas sin que pierda resistencia.
Vidrio laminado.
El vidrio laminado es producto de otro método de reforzamiento llamado reforzamiento por laminado. Consta de dos piezas de vidrio plano con una hoja delgada de plástico tenaz en medio. Cuando el vidrio laminado se agrieta, sus piezas se mantienen adheridas a la hoja de plástico, fenómeno que se observa comúnmente al romperse el parabrisas de un automóvil.
Tradicionalmente, el vidrio plano para ventanas y puertas vidriadas se ha reforzado con una malla de alambre (tela metálica, con malla hexagonal) embebida en el vidrio durante su producción. Cuando un objeto duro golpea la superficie, el vidrio se destroza, pero las piezas siguen unidas debido a la tenacidad del alambre, que tiene resistencia y ductilidad.