Fertigungskapazitäten
Thermische Bearbeitung und Schmelzschweißen
Hochtemperatur-Flammenbearbeitung, H₂/O₂-Schmelzschweißen, Tempern und Spannungsarmglühen von Quarzglasbauteilen mit He-Leckrate < 1×10⁻⁹ mbar·L/s.
Thermische Bearbeitung und Schmelzschweißen von Quarzglas
Der Erweichungspunkt von Quarzglas bei 1683°C ermöglicht Umformen, Schweißen und Formen mit Flamme, sofern die thermische Prozessführung präzise kontrolliert wird. So entstehen komplexe Quarzbaugruppen, die aus Vollmaterial nicht wirtschaftlich oder gar nicht bearbeitbar wären.
Prozessfähigkeiten
Schmelzschweißen
Oxyhydrogen-Flammenschweißen verbindet Quarzrohre, Flansche und Gefäße zu hermetischen Baugruppen. Im Gegensatz zu Klebungen oder mechanischen Verbindungen ist die Schweißnaht chemisch identisch mit dem Grundmaterial und bietet gleiche Reinheit, Chemikalienbeständigkeit und Temperaturfähigkeit.
| Spezifikation | Wert |
|---|---|
| He-Leckrate | < 1×10⁻⁹ mbar·L/s (Standard) / < 1×10⁻¹⁰ mbar·L/s (optional) |
| Zugfestigkeit | ≥95% des Grundmaterials |
| Reinheit der Naht | Keine metallische Kontamination |
| Wandstärkengleichmäßigkeit | ±15% des Nennwerts |
| Max. Rohr-AD | 300 mm |
| Min. Rohrwandstärke | 1.5 mm |
Schweißungen erfolgen in sauber gefilterter Umgebung, werden unmittelbar danach getempert und bei Vakuum- oder Gasführungsbauteilen zu 100% He-leckgeprüft.
Flammenbiegen und Rohrformen
Gerade Quarzrohre können mit kontrollierter H₂/O₂-Flamme gebogen, aufgeweitet, eingezogen oder zu Sonderprofilen geformt werden.
| Vorgang | Erreichbare Spezifikation |
|---|---|
| Rohrbiegen | Winkel ±1°, kein Kollaps im Biegebereich |
| Aufweiten | Wandgleichmäßigkeit ±10%, AD-Toleranz ±0.5 mm |
| Einziehen | AD-Toleranz ±0.3 mm |
| Rohrende verschließen | He-Leckrate < 1×10⁻⁹ mbar·L/s |
Tempern und Spannungsabbau
Nach Bearbeitung, Flammenformung oder Schweißen kann Quarzglas Restspannungen enthalten, die sich als Doppelbrechung zeigen. Das Hochtemperaturtempern im kontrollierten Ofen reduziert diese Spannungen und senkt das Rissrisiko im Einsatz.
| Spezifikation | Standard | Optische Qualität |
|---|---|---|
| Temperatur | 1120°C | 1120°C, langsames Abkühlen |
| Abkühlrate | 2–5°C/min bis 500°C | 0.5–1°C/min bis 500°C |
| Doppelbrechung danach | < 10 nm/cm | < 5 nm/cm |
| Restspannung | < 50 psi | < 20 psi |
Flammenpolieren
Eine diffuse H₂/O₂-Flamme lässt die äußerste Quarzoberfläche kurz aufschmelzen, glättet Mikrorisse und verbessert die Oberfläche ohne mechanischen Kontakt.
| Spezifikation | Wert |
|---|---|
| Rauheitsverbesserung | Ra 0.8–1.6 μm → Ra 0.05–0.2 μm |
| Geeignete Geometrie | Außenflächen von Rohren, Stäben, Platten |
| Oberflächenreinheit | Keine Schleifpartikelkontamination |
| Einschränkung | Nicht für enge Maßtoleranzen geeignet |
Kontaminationskontrolle und typische Produkte
Ultrahochreine H₂/O₂-Gase, borfreie Feuerfestwerkzeuge, gefilterte Arbeitsplätze, Ultraschallreinigung nach der Bearbeitung und bei kritischen Aufträgen ICP-OES-Stichproben verhindern Kontamination.
Typische Produkte sind Diffusionsrohre mit Flanschenden, Bell Jars und Dome, U-Rohr-Wärmetauscher, HF-Reinigungstanks, versiegelte optische Zellen und Reaktorrohre mit Seitenports.