LASIKOMPASSI

Lasin uunitekniikat tiivistetysti

Lasin uunitekniikoiksi – tai uunissa muovatuksi lasiksi, kiln formed glass – kutsutaan menetelmiä, joissa valmista lasia, vaikkapa lasilevyä, kuumennetaan ja muotoillaan uunissa. Huippulämpötila valitaan 600 ja 900°C:n väliltä halutun lopputuloksen mukaan.

Lasia ei muotoilla aktiivisesti käsin, kuten esimerkiksi lasia puhallettaessa. Sen sijaan lasi muotoutuu polton aikana lämpötilan, ajan, painovoiman ja muotin mukaisesti. Lasi otetaan ulos vasta jäähtyneestä uunista. Esine voi olla valmis suoraan uunista otettuna, mutta usein se vaatii jälkikäsittelyä, esimerkiksi hiontaa.

Lasin uunitekniikoita käytetään pääasiassa uniikki- ja taide-esineiden valmistukseen. Esineet ovat yleensä pienehköjä, osin siksi että suuren lasiesineen jäähdytys voi kestää vuorokausia, jopa viikkoja.

Lasin uunitekniikat mielletään helposti uusiksi menetelmiksi, mutta niiden juuret ovat tuhansien vuosien takana.

Kuuma lasi muovautuu

Kun lasia kuumennetaan yli  500°C:een*, sen käyttäytyminen muuttuu.

Ensin lasilevy muuttuu taipuisaksi, mutta se pitää vielä muuten muotonsa. Lämpötilan edelleen noustessa lasipalojen särmät pyöristyvät, ja palat alkavat ensin tarttua toisiinsa, sitten ne sulautuvat tiiviimmin yhteen. Muutos jatkuu, kunnes lasista tulee muovautuvaa, hitaasti juoksevaa massaa.

Sama tapahtuu myös toisinpäin: lasin muovautuvuus vähenee lämpötilan laskiessa, ja lopulta lasi palaa alkuperäiseen olotilaansa.

Suurin osa lasinvalmistuksesta perustuu tähän lasin ominaisuuteen.

* Lämpötila, jossa lasi taipuu tai sulaa riippuu lasilaadusta. Tässä, kuten muissakin Lasikompassin teksteissä, tarkoitetaan tavallista, uunitekniikoissa käytettävää lasia.

gradienttikoepalat---det.jpg

Kuvan koepalat havainnollistavat lasin käyttäytymistä lämpötilan mukaan.
Vasen puoli on ollut lämpötilassa, jossa lasimurut juuri ja juuri tarttuvat yhteen. Oikealle lämpötila on noussut, jolloin palat sulautuvat pikkuhiljaa yhtenäiseksi lasiksi.

Koepalat on poltettu laboratoriouunissa, jonka sisätilan lämpötila voidaan säätää asteittaisesti muuttuvaksi. Koepalan eri osat on siis kuumennettu eri lämpötiloihin.

Uunit

Lasin uunitekniikoita varten valmistetaan niihin suunniteltuja uuneja, mutta (tietyissä rajoissa) myös keramiikka- tai posliiniuuneja voi käyttää.

Ihanteellisessa poltossa lasi lämpenee (ja jäähtyy) mahdollisimman tasaisesti eri puolilta.

Lämpötilan tasaisuuteen pyritään mm. uunin rakenteella. Vastusten sijainti ja määrä vaikuttaa siihen, millaisille lasitöille uuni on sopivin. On tärkeää, että uunin sisätilan lämpötila on tasainen, eikä uunissa ole lämpövuotoja vaikkapa huonon tiiviyden vuoksi.

Lasi kuumennetaan keramiikkaa matalampiin lämpötiloihin, eikä uunimateriaaleilta vaadita yhtä suurta kuumankestävyyttä kuin keramiikkauuneissa. Lasiuunien eristeenä käytetään poltonkestäviä kuitumateriaaleja tai huokoisia eristetiiliä. Ne ovat kevyitä, hyvin eristäviä, eivätkä varaa lämpöä samalla tavalla kuin mm. "raskaat"  eristystiilet. Liian varaavassa uunissa on lasin kiteytymisriski.

Sopiva uunin ohjain/automatiikka on oleellisen tärkeä. Kaikissa ohjaimissa ei ole riittävää mahdollisuutta lasin jäähdytykseen.

Suomessa uunit ovat hyvin usein sähköuuneja. Erityisesti tasolasin sulatukseen, taivutukseen ja lasimaalaukseen sopii myös uudempi, kaasulla toimiva uunityyppi, infrapunauuni. Se on nopea ja edullinen, mutta ei sovellu kaikkiin uunitekniikoihin, mm. kipsiseosmuotissa sulattamiseen.

 

Lasi-ja-keramiikkauuni_thlla.jpg

Tasolasin yhteensulatukseen ja lämpötaivutukseen sopivan lasiuunin (oik) vastukset ovat usein kannessa. Vasemmalla keramiikkauuni, jossa vastukset ovat sisätilan sivuilla. Se sopii hyvin mm. muottiinsulatuksiin.

Lasi

Uunitekniikoissa käytettävälle lasille on eduksi matala työlämpötila, hyvä valikoima  värejä sekä pieni kiteytymisherkkyys. Yhteen sulatettavien lasien yhteensopivuus on tärkeää. Jäähdytyksen onnistumiseksi lasille sopiva jäähdytyslämpötila on tiedettävä tai se on voitava testata.

Parhaiten uunitekniikoihin sopivat tarkoitukseen kehitetyt, testatusti yhteensopivat lasit, tunnetuimpina Bullseye Glass ja Oceanside Compatible, entinen System 96.

Myös tavallisia lasituotteita, kuten float-lasia, "ikkunalasi", tai vaikkapa lasipulloja käytetään jonkin verran. Hankaluuksia voi tuottaa mm. oikean jäähdytyksen arviointi tai yhteensopivuus.

lasilevya_murskaa_lankaa.jpg

Yhteensopivia laseja valmistetaan monessa muodossa: eri paksuisten levyjen lisäksi niitä saa murskana, jauheena, puikkona, lankana sekä esimerkiksi ohuen ohuina konfettihiutaleina. Värivalikoima on runsas, ja sisältää sekä läpinäkyviä, transparentteja, että läpinäkymättömiä, opaakeja, laseja

Perusmenetelmiä

Uunitekniikat voidaan jakaa karkeasti kolmeen perusmenetelmään, jotka noudattavat lasin käyttäytymistä eri lämpötila-alueilla. Matalimmissa lämpötiloissa lasikappaleita taivutetaan, keskilämpötiloissa lasipaloja sulatetaan yhteen ja kuumimmissa lämpötiloissa lasia valutetaan. Muut menetelmät perustuvat joko perusmenetelmien variaatioihin tai esimerkiksi muotin valmistustapaan. 

Lasin lämpötaivutus ja -muovaus

Kuumennettu lasilevy alkaa taipua lämpötilan kohotessa 500–600˚C:seen. Lämpötaivutuksessa lasia, yleensä levyä, kuumennetaan kannattimien tai muotin varassa, kunnes lasi taipuu kolmiulotteiseen muotoon. Taivutettavan lasin vahvuus ei muutu. Lämpömuovauksessa lasi paikoin venyy ja ohenee, toisaalla se voi paksuuntua. 

yht-sul-slumppaus_harmaa-pun_taiv-muotissa.jpg

Taivutusta käytetään usein litteän yhteensulatetun tasolasilevyn muotoiluun, esimerkiksi vadiksi

Lasin sulattaminen yhteen

Kun lämpötila nousee korkeammalle, lasipalat alkavat ensin tarttua yhteen, sitten sulautua yhtenäiseksi kappaleeksi. Huolimatta siitä, että tasolasin yhteensulatus ja muottiinsulatus ovat selkeästi erilaisia menetelmiä, molemmat perustuvat lasipalojen sulattamiseen yhteen.

Tasolasin yhteensulatus

Työ sommitellaan lasilevyn paloista. Työ kuumennetaan tasaisen alustan, yleensä uunilevyn, päällä. Poltossa palat sulautuvat yhteen uudeksi kappaleeksi, yleensä litteäksi levyksi.

yht-sul-slumppaus_harmaa-pun_palat.jpg

Työssä on usein kaksi 3:mm kerrosta. Tässä alimpana yhtenäinen kirkas lasi, päällä palat kirkasta ja harmaata. Raita on lämmitysväriä, joka on ennen polttoa oranssinkirjava.

yht-sul-slumppaus_harmaa-pun_levy.jpg

Poltossa lämmitysväri muuttuu punaiseksi.

Muottiinsulatus

Poltonkestävään muottiin laitetaan lasimurskaa tai paloja. Kuumennettaessa lasi sulautuu yhteen ja muotoutuu muotin mukaiseksi kolmiulotteiseksi esineeksi.

Muottiinsul_simpukka-ja-muotti_2.jpg

Kipsiseosmuotti ja siihen sulatettu simpukkamuoto. Lasikoru 1990-luvun alusta.

Valu

Korkeimmissa uunitekniikoissa käytetyissä lämpötiloissa, 900°C:ssa lasi on jo hyvin pehmeää ja valuvaa.

Muita yleisiä menetelmiä

Osa perusmenetelmien pohjalta kehitetyistä variaatioista perustuu suhteellisen tarkkarajaiseen työprosessiin, kuten vaikkapa ohutseinäinen pâte de verre. Toisissa menetelmän määrittely perustuu esimerkiksi muotin valmistustapaan (vahavalu) tai vaikkapa lasin lisäystapaan (kukkaruukkuvalu). Tässä esiteltyjen lisäksi uunitekniikoihin kuuluu suuri joukko erilaisia työtapoja ja menetelmiä.

Pâte de verre

Perusero muihin muottiinsulatuksiin on se, että pâte de verressä käytetään hienoa lasimurskaa. Hienojakoisen lasin käyttö vaikuttaa ulkonäköön monella tavoin.

Pâte de verre -menetelmästä on sen syntyajoista alkaen ollut useita versioita.

Kaikki kääretortut ovat leivonnaisia, mutta kaikki leivonnaiset eivät ole kääretorttuja.

Samalla tavalla kaikki pâte de verre on lasin yhteensulatusta tai muottiinsulatusta, mutta kaikki lasin- tai muottiinsulatus ei ole pâte de verreä.

PateDeVerre_N-Still_UidaUszikTo swim_1993_kPK.jpg

Yhtä perinteisistä ranskalaisista pâte de verre -menetelmistä edustava työ on tehty Antoine Leperlierin johdolla Sars-Poteries'sa, Ranskassa.
Nanny Still, Uida – Uszik – To swim, 1993. Kuva Päivi Kekäläinen

Patsku_ohut_tuulella_det2.jpg

Diana Hobson kehittämässä ohutseinäisessä pâte de verressä lasia laitetaan vain ohut kerros muotin seinämälle.
Yksityiskohta Tuulella-sarjan teoksesta, Päivi Kekäläinen, 2003.

Vahavalu

lost wax, cire perdue – katoava vaha

Vahavalu on metallivalun puolelta lasin muottiinsulatuksiin lainattu muotin valmistusmenetelmä. Vahavalulla voidaan valmistaa hyvinkin monimutkaisia ja yksityiskohtaisia esineitä. 

vahavalu-Pilchuck-vahavalu-mallineet.jpg

Tummanruskeasta vahasta valmistettuja malleja.

vahavalu-Pilchuck-valmiit.jpg

Valmiissa lasiesineissä on jäljellä kartiomainen alaosa, joka toimi myös lisätilana sulatettavalle lasille.

Lasin valutus – "kukkaruukkuvalu"

Hieman muotin tai uunilevyn yläpuolelle asetetaan astia, jonka pohjassa on reikä. Astiaan laitetaan lasipaloja. Uuni kuumennetaan niin kuumaksi, että lasi muuttuu riittävän juoksevaksi valuakseen astian reiästä. Kukkaruukkuvalun nimi tulee siitä, että sulatusastiana käytetään usein (lasittamattomia) keraamisia kukkaruukkuja – valureikäkin on jo valmiina.

 

Kukkaruukkuvalu_ennen_polttoa.jpg

Kukkaruukku ja lasipalat asetettu erotusaineella (vaaleanpunainen) käsitellyn uunilevyn päälle. 

kukkaruukkuvalu_avoinna.jpg

Uuni on avattu hetkeksi valun tarkastamiseksi. Uunilevy on hieman kaltevassa asennossa, jotta lasi valuu etureunaa kohti. Koska lasia on vain vähän, rajaavia reunuksia on pidetty tässä tarpeettomina.

Keernallinen muotti

Keernallisessa muotissa on varsinaisen muotin lisäksi sisämuotti, keerna, joka ripustetaan tai tuetaan sopivaan kohtaan. Muotin ja sisämuotin väliin jäävä tila täytetään sopivalla aineella.

Keerallinen-muotti-yleis.png

Keernallisella muotilla valmistetaan esimerkiksi silikonimallineita. Myös muottiinsulatusmuottiin voi valmistaa sisämuotin.