Quarzglasflansche werden attraktiver – möglich macht dies ein neues Herstellungsverfahren

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SGIL Silicaglas Ilmenau GmbH

Im Falle der Flansche aus Quarzglas wird meist mit einer Knallgasflamme von etwa 2500 °C und Graphitwerkzeugen ein Quarzglasrohling (Rohr) solange manuell bearbeitet, bis eine grobe Vorform für die gewünschte Flanschgeometrie entstanden ist. Anschließend wird dieser vorgeformte Rohling in mechanischen Bearbeitungszentren durch Schleifprozesse mit diamantbestückten Werkzeugen außen und innen auf die erforderlichen geometrischen Maße gebracht.

Nach dem Schleifvorgang ist der Flansch rau und undurchsichtig. Um dies zu ändern wird der gesamte Flansch erneut in der Knallgasflamme bearbeitet, um dort die mechanisch verletzten Oberflächen wieder zu verschmelzen – die Feuerpolitur. Nach der Feuerpolitur erscheint der Flansch wieder glasklar und transparent. Nachteil der Feuerpolitur: Die Flansche sind nun thermisch verspannt und müssen für rund 24 Stunden in den Ofen und bei rund 1100 °C entspannen. Anhand dieses aufwändigen Ablaufes der konventionellen Herstellung von Quarzglasflanschen wird deutlich, wie sich der hohe Preis für Quarzglasflansche zusammensetzt.

Der Ansatz der Herstellung von Quarzglasflanschen nach dem Sol-Gel-Verfahren von Silicaglas Ilmenau geht einen gänzlich anderen Weg. Beim Sol-Gel-Verfahren wird nicht das fertige Quarzglas aufwändig in Form gebracht, sondern man bringt eine Flüssigkeit (Sol) bei Raumtemperatur in die gewünschte Gießform und prozessiert das danach entstandene, geometrisch exakte Gel in wenigen Schritten zu synthetischem Quarzglas.

Das Sol-Gel-Verfahren

Quarzglas besteht zu mehr als 99,5 Prozent aus reinem SiO2. Ausgangspunkt des hier beschriebenen Sol-Gel-Verfahrens ist eine flüssige Dispersion, die hochreines nanoskaliges SiO2 enthält. Diese Dispersion (Sol) wird in Formen gegossen und chemisch so eingestellt, dass sie innerhalb einer kurzen Zeit bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck erstarrt. Dabei verbinden sich die SiO2-Partikel zu einem dreidimensionalen Netzwerk und formen ein stabiles Gel, welches die innere Kontur der Gießform abbildet. An dieser Stelle tritt eine Eigenart bei der Gelierung des Sols zutage. Sofort nach der Gelierung beginnt das Gel sich zusammenzuziehen und zu schwinden. Das hilft bei der Entformung, da sich das Gelteil quasi von selbst von den Gießformflächen löst.

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