Moeilijkheden bij het thermische buigproces van gebogen glas
Met de snelle ontwikkeling op gebieden als consumentenelektronica, slimme cockpits voor auto’s en slimme huizen,gebogen glasis een kerncomponent geworden van veel hoogwaardige producten vanwege het gladde uiterlijk, de uitstekende optische prestaties en de uitstekende beschermende eigenschappen. Als kernvormende categorie van gebogen glas heeft warmgebogen glas een productieproces waarvan de volwassenheid rechtstreeks de kwaliteit en opbrengst van producten bepaalt. Van gewoon platglasnaardoor hitte gebogen glasdat voldoet aan de eisen van complexe gebogen oppervlakken, brengt het hele vormingsproces technische uitdagingen met zich mee in meerdere dimensies, zoals materiaaleigenschappen, nauwkeurigheid van temperatuurregeling en matrijsontwerp. Deze moeilijkheden zijn ook sleutelfactoren geworden die de grootschalige en hoogwaardige productie van de industrie beperken.
1. Fundamentele procesuitdagingen veroorzaakt door de eigenschappen van glasmaterialen
De fysische en chemische eigenschappen vanglaszelf vormen het eerste obstakel in het thermische buigvormproces. Veelgebruikt door hitte gebogen glas is meestal hoog-aluminium-siliciumglas of natronkalkglas. Hoewel dit type glas een hoge sterkte en lichtdoorlatendheid heeft, is het gevoelig voor verschillende defecten tijdens het thermische buigproces bij hoge temperaturen. Ten eerste is er de kwestie van het matchen van de thermische uitzettingscoëfficiënt van glas. Er zijn kleine verschillen in de thermische uitzettingscoëfficiënten van originele glasvellen uit verschillende batches. Thermisch buigen vereist het verwarmen van het glas tot het verwekingspunt (meestal in het bereik van 600℃-750℃). Als de verwarmingssnelheid ongelijkmatig is of de temperatuur sterk fluctueert, zal er interne spanning in het glas ontstaan als gevolg van verschillende graden van thermische uitzetting en samentrekking. Na afkoeling kunnen problemen zoals kromtrekken, barsten of zelfs een spontane explosie optreden
Voorgebogen glas, varieert het ontwerp van de gebogen oppervlakteradius en kromming enorm. Sommige zijn enkelvoudig gebogen oppervlakken, sommige zijn dubbelgekromde oppervlakken en sommige zijn zelfs 3D speciaal gevormde gebogen oppervlakken. Dit stelt extreem hoge eisen aan de taaiheid van het glas. Het vormen vandoor hitte gebogen glasHet gaat in wezen om de plastische vervorming van glas in een verzachte toestand. Glas is echter een bros materiaal. Als tijdens het vervormingsproces de plaatselijke spanning te hoog is of de rekgraad de materiaallimiet overschrijdt, zullen er defecten zoals oppervlaktekrassen, randafbrokkeling en rimpels optreden. Vooral bij dubbelgebogen, thermisch gebogen glas is de spanningsconcentratie aan de randen en de overgangsgebieden van het gebogen oppervlak duidelijker. Zodra de procesparameters niet goed worden gecontroleerd, zal het rendement aanzienlijk dalen. Bovendien heeft de oppervlaktereinheid van de originele glasplaat ook invloed op het thermische buigeffect. Microstof- en olievlekken op het oppervlak van de originele plaat reageren bij hoge temperaturen met het glas en vormen defecten zoals putjes en belletjes, die het uiterlijk en de prestaties van het glas ernstig aantasten.gebogen glas.
2. Vormdefecten veroorzaakt door onvoldoende nauwkeurigheid van temperatuurregelsystemen
Temperatuurregeling is een kernschakel in de door hitte gebogen glasvormingsproces en een van de moeilijkste technische uitdagingen om te overwinnen. Het thermisch buigen van gebogen glas doorloopt meerdere fasen, waaronder voorverwarmen, verwarmen, warmtebehoud, vormen en afkoelen. Elke fase stelt strenge eisen aan het temperatuurbereik en de verwarmings-/koelsnelheid. Momenteel gebruiken de meeste thermische buigapparatuur een integraal temperatuurcontrolesysteem, wat moeilijk is om een nauwkeurige temperatuurregeling voor verschillende delen van de mal te bereiken. Echter, verschillende delen vangebogen glas(zoals de bovenkant van de boog, de boogrand en het vlakke overgangsgebied) vereisen verschillende hoeveelheden warmte tijdens het vormingsproces. Als de temperatuurverdeling ongelijkmatig is, zal de mate van verzachting van verschillende delen van het glas inconsistent zijn, wat leidt tot problemen zoals afwijkingen van de gebogen oppervlakteradius en ongelijkmatige wanddikte na het vormen.
3D nemengebogen glasDe randen moeten bijvoorbeeld worden gebogen tot een hoek van bijna 90°, en dit gebied vereist een hogere temperatuur om ervoor te zorgen dat het glas volledig zacht wordt. Als de temperatuur in het middelste vlakke gebied echter te hoog is, is het gevoelig voor instorten als gevolg van te veel verzachting. Als de precisie van het temperatuurregelsysteem slechts ±5℃ kan bereiken, zal het niet in staat zijn om te voldoen aan de vormvereisten van complexe gebogen oppervlakken, en zal het moeilijk zijn om de maattolerantie van het eindproduct binnen de industrienorm van ±0,05 mm te controleren. Tegelijkertijd is ook de snelheidscontrole tijdens de koelfase cruciaal. Snelle afkoeling zal enorme thermische spanningen in de koelkast veroorzakendoor hitte gebogen glas, wat leidt tot microscheurtjes in het glas. Aan de andere kant zal een te langzame koeling de productie-efficiëntie verminderen en kristallisatie van het glas veroorzaken als gevolg van de langdurige blootstelling aan hoge temperaturen, wat de lichttransmissie en sterkte van het glas beïnvloedt. Daarnaast is ook de stabiliteit van het temperatuurregelsysteem van groot belang. Als er temperatuurafwijking optreedt nadat de apparatuur lange tijd in bedrijf is geweest, kan de vormkwaliteit afnemengebogen glasin dezelfde batch zal ongelijkmatig zijn, waardoor de daaropvolgende kwaliteitscontrole en screening sterk onder druk komen te staan.
3. Technische knelpunten bij matrijsontwerp en aanpassingsvermogen
De mal is een belangrijke drager voor het vormen van door hitte gebogen glas. De rationaliteit van het ontwerp en het aanpassingsvermogen van het materiaal hebben rechtstreeks invloed op het uiteindelijke vormeffect vangebogen glas, wat ook al lang een technisch knelpunt is in de sector. Ten eerste moet de matrijs, wat de keuze van het matrijsmateriaal betreft, herhaaldelijk werken in een omgeving met hoge temperaturen en hoge druk. Het moet niet alleen een uitstekende weerstand tegen hoge temperaturen en slijtvastheid hebben, maar ook een lage hechting met het glas garanderen. Vroege thermische buigvormen gebruikten meestal grafietmaterialen. Grafietvormen hebben een goede thermische geleidbaarheid en weerstand tegen hoge temperaturen, maar een lage hardheid. Na langdurig gebruik zijn ze gevoelig voor slijtage en vervorming, waardoor de maatnauwkeurigheid afneemtgebogen glas. Nieuwe keramische mallen hebben, hoewel ze een hoge hardheid en sterke slijtvastheid hebben, een slechte thermische geleidbaarheid, wat de uniforme verwarming van het glas beïnvloedt. Bovendien maken de hoge kosten het moeilijk om ze op grote schaal te promoten
Ten tweede, in termen van het ontwerp van de matrijsstructuur, de gebogen oppervlaktevormen vangebogen glaszijn divers. De vormholte moet volledig overeenkomen met de gebogen oppervlakteparameters van het product, inclusief de kromtestraal, booghoogte en openingshoek. Elke kleine ontwerpfout zal ervoor zorgen dat dedoor hitte gebogen glasom na het vormen een inconsistent gebogen oppervlak te hebben. Tegelijkertijd is het ontwerp van de uitlaatstructuur van de matrijs ook bijzonder belangrijk. Tijdens het vormingsproces vandoor hitte gebogen glasEr blijft lucht tussen de mal en het glas achter. Als de uitlaat niet glad is, wordt de lucht bij hoge temperaturen samengedrukt om bellen te vormen of inkepingen op het glasoppervlak achter te laten, waardoor de vlakheid van het oppervlak wordt aangetast.gebogen glas. Bovendien heeft de contactmethode tussen de mal en het glas ook invloed op de vormkwaliteit. Hard contact veroorzaakt waarschijnlijk krassen op het glasoppervlak, terwijl zacht contact adhesie kan veroorzaken vanwege onvoldoende hoge temperatuurbestendigheid van het materiaal. Het vinden van een evenwicht tussen de contactmethode en het vormeffect is een groot probleem bij het ontwerpen van matrijzen. Bij massaproductie moet ook rekening worden gehouden met de levensduur en de vervangingskosten van de matrijs. Een set uiterst nauwkeurige matrijzen is duur en als de levensduur kort is, zullen de productiekosten aanzienlijk stijgendoor hitte gebogen glas.
4. Ondersteuning van technische tekortkomingen in de nabewerkingstechnologie
Nadoor hitte gebogen glas ontstaat, wordt het niet direct een eindproduct. Het moet nog steeds een reeks nabewerkingsprocedures ondergaan, zoals slijpen, polijsten en versterken. De ondersteunende technische tekortkomingen in de nabewerkingstechnologie zijn ook belangrijke factoren geworden die de kwaliteitsverbetering van producten beperkengebogen glas. Het oppervlak van gebogen glaszal onvermijdelijk lichte krassen en oneffenheden vertonen tijdens het thermische buigproces, waarvoor slijpen en polijsten nodig is om de oppervlakteafwerking te verbeteren. De onregelmatige vorm van het gebogen oppervlak vormt echter een grote uitdaging bij het slijpen en polijsten. Traditionele vlakke slijpapparatuur kan zich niet aanpassen aan de complexe vorm van het gebogen oppervlak, terwijl gespecialiseerde slijpapparatuur voor gebogen oppervlakken niet alleen duur is, maar ook problemen kent zoals een lage polijstefficiëntie en problemen bij het beheersen van de oppervlakteruwheid. Als het polijsten niet op zijn plaats is, neemt de lichtdoorlatendheid afdoor hitte gebogen glaszal worden beïnvloed, en het zal ook niet voldoen aan de uiterlijke eisen van high-end gebieden zoals consumentenelektronica
Een versterkende behandeling is een belangrijk proces om de kracht van iemand te verbeterendoor hitte gebogen glas. Door middel van chemisch temperen of fysisch temperen wordt op het glasoppervlak een drukspanningslaag gevormd, die de slagvastheid en buigvastheid van het glas sterk kan verbeteren. Echter, de versterkende behandeling vangebogen glas is veel moeilijker dan dat van vlakglas. Tijdens het chemisch temperen zal de gebogen vorm van het glas de uniformiteit van de ionenuitwisseling verminderen. De dikte van de versterkte laag in het gebied van de boogrand is vaak lager dan die in het vlakke gebied, waardoor de rand uitlooptgebogen glaseen zwak punt in kracht. Fysisch temperen is daarentegen gevoelig voor vervorming van het gebogen oppervlak na het temperen als gevolg van de ongelijkmatige spanning op het gebogen glas. Daarnaast is ook de samenhang tussen de nabewerkingsprocedures van thermisch gebogen glas cruciaal. Als het glas na het slijpen niet goed wordt gereinigd, zal de achtergebleven slijpvloeistof de versterkende werking aantasten. Als het glas na versteviging maatafwijkingen vertoont, kan dit niet twee keer worden gecorrigeerd en kan het alleen worden gesloopt, waardoor het totale rendement van gebogen glas.
5. Uitdagingen voor procesupgrades bij industriële ontwikkeling
Met de voortdurende verbetering van de marktvraag naargebogen glas, het vormingsproces vandoor hitte gebogen glasstaat ook voor nieuwe uitdagingen. Aan de ene kant stelt de consumentenelektronica steeds hogere eisen aan de dunheid en lichtheid van gebogen glas. De dikte is geleidelijk afgenomen van de oorspronkelijke 0,7 mm naar 0,3 mm of zelfs dunner. Ultradun glas is gevoeliger voor vervorming en barsten tijdens het thermische buigproces, wat hogere eisen stelt aan de stabiliteit en precisie van het proces. Anderzijds,gebogen glasin de automobielsector heeft grotere afmetingen en complexere gebogen oppervlakken. Het 3D-gebogen glas dat in grote schermen in voertuigen wordt gebruikt, moet bijvoorbeeld niet alleen voldoen aan de vormvereisten van grote formaten, maar moet ook speciale eigenschappen hebben, zoals UV-bestendigheid en antireflectie. Dit vereist het integreren van meer functionele technologieën in de selectie van originele platen en het vormingsproces ervan door hitte gebogen glas.
Tegelijkertijd heeft het concept van groene en milieuvriendelijke productie ook nieuwe normen voor de productie naar voren gebrachtdoor hitte gebogen glasproces. Sommige lossingsmiddelen en reinigingsmiddelen die in traditionele processen worden gebruikt, brengen milieurisico's met zich mee, dus het is noodzakelijk om milieuvriendelijkere alternatieve materialen te ontwikkelen. Dit kan echter invloed hebben op de vormkwaliteit en productie-efficiëntie van gebogen glas. Bovendien vereist de trend van intelligente productie de integratie van dedoor hitte gebogen glasproces met technologieën zoals geautomatiseerde inspectie en big data-analyse om real-time monitoring van het productieproces en parameteroptimalisatie te realiseren. De apparatuur en systemen van de meeste bedrijven hebben echter nog geen intelligente upgrades voltooid, waardoor het moeilijk is om de volledige traceerbaarheid van proceskwaliteit en procesiteratie te realiseren.
Conclusie
Als het kernvormende product van gebogen glas, de procesproblemen vandoor hitte gebogen glas het gehele productieproces doorlopen, van grondstoffen tot nabewerking, waarbij meerdere technische dimensies betrokken zijn, zoals materialen, temperatuurbeheersing, matrijzen en nabewerking. Met de snelle ontwikkeling van downstream-toepassingsvelden is de marktvraag naargebogen glasblijft groeien en de eisen aan productkwaliteit en procesniveau worden steeds strenger. Alleen door voortdurend technische knelpunten te doorbreken, zoals de precisie van de temperatuurregeling, het matrijsontwerp en de ondersteuning bij nabewerking, en door de concepten van intelligente en groene productie te integreren, kunnen we de voortdurende verbetering van dedoor hitte gebogen glas vormproces, voldoen aan de gediversifieerde en hoogwaardige behoeften van verschillende industrieëngebogen glas,en de industrie helpen een ontwikkeling van hoge kwaliteit te realiseren
