Temperli Cam

Temperli Cam Nedir?

Temperli cam, özel bir termal işlemle normal camın fiziksel ve mekanik özelliklerinin arttırıldığı bir tür camdır. Bu işlem, camın dayanıklılığını ve direncini arttırarak günlük kullanımda daha güvenli hale getirir. Temperli cam, çeşitli endüstriyel ve ticari uygulamalarda, özellikle de inşaat ve otomotiv sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Halk arasında genelde kırılmaz ya da güvenlik camı isimleriyle anılmaktadır. Ancak güvenlik camı diye tabir edilen camlara ilave başka işlemler de yapılmaktadır.

Kısa Tarihçesi

İlk olarak tarihte Francois Barthelemy Alfred Royer de la Bastie ( 1830 – 1901 ) tarafından 1874 yılında keşfedilmiştir ve aynı yıl patentini almıştır. Bulmuş olduğu yöntem, neredeyse ergiyik fazda bulunan camın, ısıtılmış yağ banyosu ile gerilimlerinin alınması şeklindedir. Bu yöntemden sonra Almanya’da ise bu yöntemden daha sağlam üretim sağlayan başka bir imalat türü keşfedilmiştir. Bu yöntemde ise soğuk kalıplara alınan cam preslenerek darbe dayanımı kazanması amaçlanıyordu. Ancak bu iki yöntem de günümüzde bilinen temperli camın özelliklerini tam olarak sağlayamıyordu. Sadece o dönemde mevcut camlardan daha sağlam özelliklere sahiptiler ve camların sonradan yapılan işlemlerle sağlamlaştırılabileceği bu iki yöntemle kanıtlanmış oldu.

Temperli Cam Üretim Yöntemi

Teknoloji ve malzeme bilimi geliştikçe yeni üretim yöntemleri de ortaya çıktı. Günümüzde temperli camın üretim süreci oldukça özel ve titiz bir işlemdir. İlk olarak, standart cam levhalar özel bir fırında yüksek sıcaklığa maruz bırakılır. Bu sıcaklıklar cam bileşimine göre değişiklik gösterse de ortalama 600 – 700 °C aralığındadır. Bu sıcaklık, camın yumuşamasına ve daha sonra hızla soğutulmasına olanak tanır. Soğutma işlemi genellikle hava ile yapılmaktadır. Bu hızlı soğutma işlemi, camın iç kısmının basınç altında kalmasına ve dış kısmının ise gerilmesine neden olur. Sonuç olarak, temperli camın dayanıklılığı artar ve normal camdan çok daha sağlam hale gelir.

Üretim aşamaları temel olarak aşağıdaki gibi sıralanmaktadır ;

1. Ön Hazırlık: İlk olarak, standart cam levhalar özel bir kalıba yerleştirilir. Cam levhaların boyutları, kalınlıkları ve kimyasal bileşimleri, üretim sürecini etkileyebileceği için hassas bir şekilde kontrol edilir.
2. Isıl İşlem: Cam levhalar, kontrollü bir fırında 600 – 700 °C’ye kadar yüksek sıcaklığa ısıtılır. Bu sıcaklık, camın yapısını yumuşatır.
3. Hızlı Soğutma: Isıtılmış cam levhalar, hızlı bir şekilde 200°C’ye kadar soğutulur. Bu ani soğutma, camın iç kısmında basınç oluşmasına ve dış kısımda gerilme meydana gelmesine neden olur.
4. Kontrol ve Kalite Testi: Üretilen temperli cam levhalar, çeşitli testlerden geçirilir. Bunlar arasında görsel inceleme, mekanik dayanım testleri, ısıl şok testleri ve diğer kalite kontrol süreçleri yer alır.
5. Paketleme ve Sevkiyat: Son olarak, temperli cam levhalar dikkatli bir şekilde paketlenir ve sevkiyat için hazırlanır.

Temperli cam üretim yöntemlerinden konvensiyonel yani geleneksel olan üretim yönteminden bahsetmiş olduk. Şimdi de alternatif bir üretim yöntemi olan kimyasal katkısı ile güçlendirilen temperli camlardan kısaca bahsedelim.

Temper / Isıl işlemle değil kimyasal işlem uygulayarak da güçlendirilmiş cam imalatı yapılabilmektedir. Yüzeyi dayanıklı hale getirilmek istenen cam, erimiş bir potasyum nitrat çözeltisi içerisine daldırılır. Bu yöntemle cam yüzeyinde yaklaşık 0.1mm kalınlığında bir iyon değişimi gerçekleşir. Daha da açıklayacak olursak, cam yüzeyindeki sodyum iyonlarıyla, banyodaki potasyum iyonları yer değiştirir. Bu da cam yüzeyinin yüksek tokluk ( darbe dayanımı ) özelliğine kavuşmasını sağlar. Bu yöntemin en önemli avantajı karmaşık şekilli cam nesnelere rahatlıkla uygulanabilir olmasıdır.

Temperli Camın Özellikleri

Temperli camın birçok faydalı özelliği vardır. Bu özellikler, onu diğer cam türlerinden ayıran ve tercih edilmesini sağlayan faktörlerdir. Temperli camın özellikleri şunlardır:

• Yüksek Mekanik Dayanıklılık: Darbelere ve basınca karşı yüksek dirence sahiptir. Bu özelliği sayesinde kırılma riski azalır. Konvensiyonel camlara göre yaklaşık 5 kat dayanıklıdır.
• Termal Dayanıklılık: Yüksek sıcaklık farklarına dayanabilme yeteneği vardır.
• Güvenlik: Eğer kırılırsa, temperli cam küçük parçalara ayrılır ve keskin kenarlar oluşturmaz, bu da kazaların yaralanma ile sonuçlanma riskini minimize eder.

Temperli camın bu özellikleri, günlük hayatta ve endüstriyel uygulamalarda geniş bir kullanım alanı bulmasını sağlar. Dayanıklılığı ve güvenliği sayesinde, birçok alanda tercih edilen bir cam türü haline gelmiştir.

Temperli Cam Uygulamaları

Temperli cam, çeşitli sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. En yaygın kullanım alanları şunlardır:

• Otomotiv Endüstrisi: Araba ön ve yan camları ve otomobil arka camları gibi otomotiv uygulamalarında sıklıkla tercih edilir. Cam tavanlar da, darbeye maruz kalma ihtimaline karşı temperli cam ile donatılmıştır. Yukarıdaki örnek fotoğrafı inceleyecek olursanız, aynı camın polarize edilmiş görüntüsü alttaki fotoğraftır ve camdaki gerilimler koyu noktalar olarak camın her yerine yayılmış durumdadır. Koyu noktalar camdaki artık gerilmeleri göstermektedir. İşte bu nedenle temperli camlar şayet kırılırsa, bünyesindeki fazla gerilmelerden dolayı tuzla buz olup yaralanmaları engellerler.
• İnşaat Sektörü: Binaların dış cephelerinde, pencere ve kapılarda, duş kabinlerinde ve masa üstlerinde temperli cam kullanılır.
• Mobilya Üretimi: Ofis ve ev mobilyalarında, özellikle masa ve tezgâh kapaklarında kullanılır. Özellikle mobilyalardaki kullanımı, darbe alma ihtimali olması ve insan sağlığını kırıldığında tehlikeye sokmaması nedeniyledir.
• Elektronik Cihazlar: Akıllı telefonlar, tabletler ve diğer elektronik cihazların ekranlarında temperli cam tercih edilir.
• Spor ve Eğlence: Spor salonu ve kulüp kapıları, buz pateni ve buz hokeyi arenalarında, akvaryum ve vitrinlerde kullanılır.

Temperli Cam Avantajları ve Dezavantajları

Temperli camın sunduğu avantajlar ve dezavantajlar aşağıda özetlenmiştir:

Avantajlar:

• Yüksek dayanıklılık: Isıya, darbeye ve çizilmeye karşı çok daha dirençlidir.
• Güvenlik: Kırıldığında ufak parçalara ayrılır, kesici kenarlar oluşmaz.
• Estetik görünüm: Düz, pürüzsüz ve şık bir görünüm sunar.
• Isı yalıtımı: Termal şoklara karşı dayanıklıdır ve ısı geçişini azaltır.
• Ekonomik kullanım: Uzun ömürlü olması ve az bakım gerektirmesi nedeniyle ekonomiktir.

Dezavantajlar:

• Üretim maliyeti: Standart cama göre daha pahalı bir üretim süreci gerektirmektedir.
• Onarım zorluğu: Kırılması halinde cam değişimi gerekir, onarım mümkün değildir. Camlarda kesme vb. işlemler çok dikkatli yapılmalıdır. Çünkü temperleme işleminden sonra tekrar kesme vb. işlem yapılmamalıdır.
• Sınırlı şekillendirme: Standart cama göre daha az şekillendirilebilir.
• Çevresel etkiler: Üretim süreci enerji yoğun olduğundan, çevresel etkileri daha fazladır.

Her ne kadar güvenlik camı olarak bilinse de belirli şartlar oluştuğunda bu camlar da kırılabilmektedir. Örnek olarak;

• Çok ani ve yüksek sıcaklık değişimlerinde
• Yüksek hızla çarpma / darbe
• Yüksek basınç
• Sivri uçla uygulanan darbe

Sonuç

Temperli cam, günümüzde çeşitli endüstriyel ve ticari alanlarda yaygın olarak kullanılan, oldukça dayanıklı ve güvenli bir cam türüdür. Yüksek ısıya, darbeye ve çizilmeye karşı direnci, temperli camın öne çıkan en önemli özellikleridir. Otomotiv, inşaat, mobilya ve elektronik sektörleri başta olmak üzere pek çok alanda tercih edilen temperli cam, güvenli ve uzun ömürlü bir malzeme alternatifi sunmaktadır. Üretim sürecindeki teknolojik gelişmeler ve artan talep, temperli camın gelecekte daha da yaygınlaşacağını göstermektedir.