Esta presentación es una síntesis del trabajo realizado durante la tercera unidad de la materia de materiales y procesos aplicados 3, dedicada al trabajo en vidrio plano. recopila los diferentes fenómenos que ocurren durante el trabajo con vidri

1. UASLP> Facultad del Hábitat
Materiales y procesos de fabricación III: unidad 3; Vidrio
Héctor Arturo Torres Ramírez
Joyería en vidrio plano con elementos de cobre

2. ¿Qué es el vidrio?
El vidrio es un material cerámico amorfo,
duro, frágil y transparente, formado por una
combinación de Dioxido de sílice (SiO2),
carbonato de sodio (Na2CO3) y Cal
(CaCO3) calentada a 1500°C.
En español el termino cristal es usado
frecuentemente como sinónimo de vidrio, sin
embargo en términos científicos es
incorrecto debido a que a diferencia de los
cristales, el vidrio no tiene una estructura
molecular ordenada.
Estructura molecular
amorfa del vidrio
Estructura molecular
tetraédrica de diamante
El vidrio aunque duro y frágil tiene un
comportamiento similar a los líquidos, con una
fluidez tan lenta, que solo fuimos consientes de
esta con el paso de los siglos, este estado de la
materia se conoce como estado vítreo.

3. Compatibilidad
Dentro de la ingeniería estructural; Se conoce como
compatibilidad a la capacidad de los materiales de
trabajar en conjunto dentro de un sistema estructural sin
que su unión cause fallas.
Existen dos tipos de incompatibilidades:
Incompatibilidad física; aquella derivada de
comportamientos físicos del material, diferencias
elásticas o de dilatación
Incompatibilidad química: derivada de las reacciones
químicas que podrían debilitar la estructura.
En el caso del vidrio, sufre de dos situaciones de
compatibilidad, en primera instancia la compatibilidad
química, aunque el vidrio en temperatura ambiente es
resistente a agentes químicos, a temperaturas superiores
a 800°C se muestra gran reactividad.
A temperaturas ambiente requiere un material que sufra
una dilatación termina similar para no generar estrés en
el material.
El cobre y materiales derivados (latón y bronce) resultan
ser los directamente compatibles.
Concreto y acero, son materiales compatibles por que
sus índices de dilatación térmica son similares.
Ejemplo de compatibilidad entre vidrio y cobre

4. Materiales y herramientas
Pedacería de vidrio plano de 3mm
marca Spectrum
Alambre calibre 10
Pinza de abrir
Cortador de vidrio

5. Cortado de vidrio
El cortado de vidrio, comienza con el trazo
de una ranura de estrés. Una sección
superficial del vidrio es penetrada por la
rueda de corte del cortador.
Esta ranura acumula la el esfuerzo
cuando se aplica una fuerza
perpendicular.
Generando un quiebre parejo del vidrio.
La fuerza debe ser aplicada en todo
momento en el sentido de la ranura de
estrés, de otra manera al aplicar
demasiada fuerza este puede estallar
debido a su naturaleza cerámica.
Generalmente es mas fácil cortar grandes
dimensiones de vidrio que las pequeñas,
debido a que se puede aportar mas
fuerza por el efecto palanca, sin embargo
en áreas de trabajo pequeñas como las
de este ejercicio, se requiere pinzas para
abrir para usar efectivamente la fuerza y
provocar el quiebre.
Rueda
cortadora
Vista lateral
Vista frontal Rueda
cortadora
Ranura de estrés
Fuerza
perpendicularAcumulación de estrés
apoyo
apoyo
apoyo
Menos distancia,
requiere mas fuerza
vidrio

6. Proceso

7. vitro-fusión
El horno de vitro-fusión, es
un equipo eléctrico que
induce calor al vidrio a través
de resistencias eléctricas en
una cámara aislada
térmicamente, el vidrio es
sintetizado a una
temperatura superior a
1600°C, sin embargo, el vidrio
ya sintetizado presenta un
estado similar a un fluido
desde temperaturas de
800°C, dos piezas de vidrio de
la misma densidad a esta
temperatura pueden unirse
de manera consistente.
Durante este ejercicio se uso
una placa de cordierita, un
material cerámico refractario
para generar una superficie
inferior mas lisa cubierto con
feldespato un desmoldante
de color blanco que evita que
el vidrio se adhiera a la
cordierita.
resistencias
cordierita
Feldespato
Horno de vitro
fusión

8. vitro-fusión
Para lograr una pieza exitosa
Es necesario acomodar las piezas de la siguiente
manera, el vidrio debe apilarse de manera
horizontal como un sándwich, en el caso de este
ejemplo, las piezas se ordenaron en este orden.
Dos piezas de color azul se acomodan en la base,
una pieza de vidrio transparente, entre ambas se
acomodan la pieza de cobre.
El calentamiento de la pieza debe ser paulatino,
se calientan en aumentos de 200°c cada 15
minutos, es decir la temperatura de vitro fusión
se alcanza en el lapso de una hora.
Cuando el material alcanza esta temperatura,
fluye y la gravedad empuja el material hacia
abajo, los bordes del material se redondean por
acción de la tensión superficial, quedan unidos
en una sola pieza. La pieza sufre un
ensanchamiento debido a la fluidez del material
razón por la cual estas deben espaciarse
aproximadamente 2 cm.
El enfriamiento se realiza dentro de la cámara
aislada, de manera paulatina debido a que si
ocurre un enfriamiento rápido, la contracción
del material puede inducir una fractura.
Piezas de colores
Vidrio
transparente
Pieza de
cobre
Vista superior
Vista lateral Vidrio
transparente
calentamiento800°C
Fuerza de
gravedad
Encapsulamiento
Pieza de
cobre

9. Ejemplos: joyería

10. Moldeado de vidrio
Esta fluidez del material permite conformar piezas
curvas de vidrio, estas se logran con un molde, una
estructura rígida resistente al calor cubierto de
separante, en este frutero, los elementos se
dispusieron de la siguiente manera:
Vista superior
molde
vidrio
Corte lateral
Calentamiento a 800°C
Desplazamiento en
sentido de la gravedad

11. Conclusión
El vidrio es un material que aporta
cualidades únicas como su transparencia, la
capacidad de filtrar la luz y la capacidad de
no contaminar los alimentos ni los sabores
debido a su resistencia a los agentes
químicos, cualidades que solo pudieron ser
emuladas hasta la aparición de los
polímeros bien entrado el siglo 20.
convirtiéndolo en un material importante
en procesos industriales.
Sus procesos son relativamente sencillos,
aunque requieren de grandes fuentes de
energía. Los productos son tan rentables
que se encuentran amplio ejemplos en el
mercado.
Dentro del diseño industrial extensas
permutaciones de expresión y color
ampliamente aceptadas por el publico
acompañado de un valor percibido similar a
las gemas.