Výroba žárovek u Nikoli Tesli v Holešovicích (1969)

Základní operací při výrobě žárovek je zhotovení nožky. Její výroba spočívá ve vakuotěsném spojení několika skleněných polotovarů jako talířku, tyčinky, čerpací trubičky a dvou přívodních elektrod.

Talířky se zhotovují řezáním trubek z měkkého skla, jejich natavením a tvářením do potřebného tvaru. Hlavním technologickým úkolem při výrobě nožek je zajištění vakuově těsného zátavu elektrod. Proto část elektrod, která se zatavuje do nožky, je vyrobena z materiálu, jehož teplotní součinitel délkové roztažnosti je blízký součiniteli roztažnosti příslušného druhu skla. Používá se něj častě ji tzv. plášťového drátu, jehož tepelná roztažnost je v radiálním směru 90 . 10-7 deg-1. Pouze u žárovek výkonu nad 300 W se místo plášťového drátu používá molybdenu (roztažnost 55.10-7 deg-1), protože sklo používané na zhotovení nožky má tepelnou roztažnost 50. l0-7 deg-1, tj. blízkou molybdenu. Vkládání talířků, tyčinek a čerpacích trubek do kleští a má několik pracovních poloh. V první poloze se vloží do středového hranolku kleštíobě elektrody a tyčinka. 

Talířek se sevře mezi čelisti a čerpací trubička se upne do držáčku kleští. Sklo se po celém objemu ohřívá a připravuje pro druhou polohu. V té se osmi hořáky s ostrými plameny ohřeje, až změkne, čelisti kleští sklo zploští, vytvoří tzv. ,,stisk“. V další poloze jsou čtyři hořáky usměrněné do místa, kde má být protaven otvor pro čerpání. K tomu se fouká do čerpací trubičky ohřátý vzduch, který změklé sklo profoukne a vytvoří malý otvor. Na další poloze se natavuje okraj profouknutého otvoru a současně se ohřívá krček a stisk nožky. V téže poloze se ještě dvěma proudy vzduchu nadouvá krček, čímž se ztenčí jeho stěny a omezí se tak náchylnost k praskání. Hotová nožka se potom vkládá do temperovací pece, aby se odstranilo pnutí skla.

Příprava wolframových vláken pro montáž
Srdcem žárovky je wolframové vlákno, na jehož kvalitě závisí jak doba života, tak světelný výkon žárovky. U starších žárovek bylo vlákno rovné, klikatě napnuté přes závěsné háčky. Pro zlepšení účinnosti žárovky se nyní používá většinou vlákna dvojitě vinutého do šroubovice. Říká se mu vlákno spiralizované. Výhoda tohoto uspořádání je ve zmenšení tepelných ztrát, nehledě na to, že velikost vlákna má vliv i na velikost baňky. Délka vlákna průměru 25 mikro metrů pro žárovku 220 V, 40 W je asi 820 mm. Po prvém spiralizování je délka šroubovice 135 mm a průměr je 98 mikro metrů. Po druhém spiralizování je délka vlákna 24 mm a vnější průměr 0,4 mm. Měrný výkon při proudu 0,182 A je u jednoduše vinutého vlákna při 40 W 8,1 lm/W, u dvojitě vinutého vlákna za stejných podmínek 10,3 lm/W. Takto upravené vlákno lépe odolává otřesům a má jednodušší technologii. Vlákna se spiralizují na speciálních navíječkách. Vinou se do jednoduché nebo dvojité šroubovice na molybdenový trn (drát), který mívá dvakrát až pětkrát větší průměr, než je průměr vlákna. Pnutí, které vzniká při navíjení vlákna, se odstraní žíháním ve vodíkové atmosféře při teplotách l 000 až l 500 °C. Po rozřezání vláken na potřebné délky se molybdenový trn chemicky rozpustí ve vroucím roztoku kyseliny sírové a dusičné. Molybden je v roztoku rozpustný, ale wolfram odolává. Vlákna se
potom chemicky neutralizují v alkalickém roztoku žíravého drasla nebo sody. Zbytky chemikálií se odstraňují praním ve vodě a v lihu.

Montáž vláken
I když je spiralizované vlákno mechanicky dosti pevné, musí se v několika místech podepřít tenkými molybdenovými háčky, aby se při vyžhavení nepřenášelo. Molybdenové háčky se nejprve napíchají do tzv. ,,čočky", vytvořené vyhřátím konce skleněné tyčinky a jejím stlačením. Vlákno je upevněno na elektrodách tak, že se jejich konce zploští a ohnou. Do ohnutého konce elektrody se potom vloží konce vlákna a přitlačením ohnutých konců připevní vlákno k elektrodám. Do podpěrných háčků se vlákno navléká střídavě tak, že jeden háček směřuje vždy nahoru a druhý dolů.

Pokrývání vláken getrem
Getrování wolframových vláken se provádí buď před jejich montáží, nebo po montáži přímo na nožkách. Účelem getru je odčerpání zbytku plynu po vyčerpání žárovky. Getr se nanáší stříkáním, ponorem nebo kataforeticky. Nejčastěji se používá getru připraveného ze suspenze červeného fosforu a etylalkoholu. Pro vakuové žárovky se k fosforu přidává ještě kryolit (Na₃AlF₆), který má zamezit černání baněk. Jako pojiva se při přípravě žárovkových getrů používá roztoku nitrocelulózy v octanu amylnatém. Na odpaření wolframu má také velký vliv vodní pára, která může v žárovce zůstat při špatném vysušení baněk. Molekuly vody se v blízkosti rozžhaveného vlákna rozkládají na vodík a kyslík. Kyslík okysličuje wolfram a kysličníky wolframu se odpařují na stěny baňky. Kysličníky se redukují vodíkem a na stěnách zůstane volný wolfram. Vodík sloučený s kyslíkem vytvoří vodní páru, která se znovu rozkládá působením vysoké teploty a kyslík okysličuje další částice rozžhaveného wolframu.
Tím vzniká vratná reakce W + 2 H₂O <=> WO₂ + 2 H₂

Příprava baněk
Výroba vyžaduje velkou čistotu a stejnorodost skla. Žárovková baňka má mít dokonale hladký povrch, sklo bez „šlír“ (nahromadění skla špatnou manipulací), okraj krčku má být hladký, opálený. Největší potíž je v požadavku dodržení rovnoměrné tloušťky (0,4 mm) stěny baňky, jak v nejširší části tak i v místě zátavu. Při nedodržení této podmínky dochází k nadměrnému lomu v nejvíce namáhané části, kterou je přechod krčku do nejširší části baňky. U baňky o různé tloušťce skla, nedojde ke správnému přetavení skla baňky s talířkem a spoj praskne. Závady u skla vznikají většinou dlouhodobým stáním skla v pánvích, nebo vytavením části kmene. Sklo má potom šlíry a bubliny. Záleží proto na pečlivé přípravě sklářského kmene, na zrnitosti výchozích materiálů, na chemické čistotě základních surovin, na přesném poměru míšení surovin. Zmenšení pevnosti skla může způsobit také některá pozdě jsi úprava baněk - např. matování skla. Otočný karusel s vřeteny v blízkosti sklářských tavicích pecí pro snazší nabírání sklářské sklo viny a zkrácení její cesty ke zpracování (rychlé chladnutí). Nejprve se do taviči pece vsune pracovním otvorem hlava s vakuovým nasávačem, který nabere potřebné množství skloviny. Pohyb vpřed a vzad se děje po nakloněných saních pneumaticky. Sklovina potom sklouzne na píšťalu, mechanicky se protlačí malý důlek, načež se vyfoukne malá banička. Píšťaly jsou nejprve otočeny vzhůru, načež se při pozvolném foukání do baničky a stálém otáčení kolem podélné osy sklánějí dolů. Tím se tvar baničky zvolna protahuje, až při dostatečném zvětšení se vloží do navlhčené litinové formy.