Difficoltà nel processo di piegatura termica del vetro curvo
Con il rapido sviluppo di settori quali l’elettronica di consumo, i cruscotti intelligenti automobilistici e le case intelligenti,vetro curvoè diventato un componente fondamentale di molti prodotti di fascia alta grazie al suo aspetto liscio, alle eccellenti prestazioni ottiche e alle eccezionali capacità protettive. Essendo la categoria principale di formatura del vetro curvo, il vetro curvato a caldo ha un processo di produzione la cui maturità determina direttamente la qualità e la resa dei prodotti. Da un appartamento normalebicchiereAvetro curvato a caldoche soddisfa i requisiti di superfici curve complesse, l'intero processo di formatura comporta sfide tecniche in molteplici dimensioni come proprietà dei materiali, precisione del controllo della temperatura e progettazione dello stampo. Queste difficoltà sono diventate anche fattori chiave che limitano la produzione su larga scala e di alta qualità del settore.
1. Sfide fondamentali del processo causate dalle proprietà del materiale del vetro
Le proprietà fisiche e chimiche delbicchierestessi sono il primo ostacolo nel processo di formatura mediante piegatura termica. Il vetro piegato a caldo comunemente utilizzato è principalmente vetro ad alto contenuto di alluminio-silicio o vetro sodico-calcico. Sebbene questo tipo di vetro abbia un'elevata resistenza e trasmissione della luce, è soggetto a vari difetti durante il processo di piegatura termica ad alta temperatura. Innanzitutto c’è la questione dell’adeguamento del coefficiente di dilatazione termica del vetro. Esistono lievi differenze nei coefficienti di dilatazione termica delle lastre di vetro originali di lotti diversi. La formatura con piegatura termica richiede il riscaldamento del vetro fino al punto di rammollimento (solitamente nell'intervallo 600℃-750℃). Se la velocità di riscaldamento non è uniforme o la temperatura oscilla notevolmente, all'interno del vetro si genererà uno stress interno a causa dei diversi gradi di espansione e contrazione termica. Dopo il raffreddamento possono verificarsi problemi quali deformazioni, screpolature o addirittura esplosioni spontanee.
Pervetro curvo, il design del raggio e della curvatura della superficie curva varia notevolmente. Alcune sono superfici a curvatura singola, altre sono superfici a doppia curvatura e alcune sono addirittura superfici curve 3D con forme speciali. Ciò pone requisiti estremamente elevati alla duttilità del vetro. La formazione divetro curvato a caldocomporta essenzialmente la deformazione plastica del vetro allo stato rammollito. Tuttavia, il vetro è un materiale fragile. Durante il processo di deformazione, se la sollecitazione locale è troppo elevata o il grado di allungamento supera il limite del materiale, appariranno difetti come graffi superficiali, scheggiature dei bordi e grinze. Soprattutto per il vetro termocurvato a doppia curvatura, la concentrazione delle sollecitazioni sui bordi e nelle aree di transizione della superficie curva è più evidente. Una volta che i parametri di processo non sono adeguatamente controllati, il tasso di resa diminuirà in modo significativo. Inoltre, anche la pulizia della superficie della lastra di vetro originale influisce sull'effetto di flessione termica. Micropolveri e macchie di olio sulla superficie del foglio originale reagiscono con il vetro alle alte temperature, formando difetti come vaiolature e bolle, che incidono gravemente sull'aspetto e sulle prestazioni delvetro curvo.
2. Difetti di formazione causati da una precisione insufficiente dei sistemi di controllo della temperatura
Il controllo della temperatura è un anello fondamentale nel vetro curvato a caldoprocesso di formatura e una delle sfide tecniche più difficili da superare. La formatura mediante piegatura termica del vetro curvo passa attraverso più fasi tra cui preriscaldamento, riscaldamento, conservazione del calore, formatura e raffreddamento. Ogni fase ha requisiti rigorosi sull'intervallo di temperatura e sulla velocità di riscaldamento/raffreddamento. Attualmente, la maggior parte delle apparecchiature di piegatura termica adotta un sistema di controllo della temperatura integrale, che è difficile da ottenere un controllo preciso della temperatura per le diverse aree dello stampo. Tuttavia, diverse parti divetro curvo(come la parte superiore dell'arco, il bordo dell'arco e l'area di transizione piatta) richiedono quantità diverse di calore durante il processo di formatura. Se la distribuzione della temperatura non è uniforme, i gradi di rammollimento delle diverse parti del vetro saranno incoerenti, causando problemi come la deviazione del raggio della superficie curva e lo spessore irregolare delle pareti dopo la formatura.
Prendendo il 3Dvetro curvoad esempio, i suoi bordi devono essere piegati con un angolo vicino a 90°, e quest'area richiede una temperatura più elevata per garantire che il vetro sia completamente ammorbidito. Tuttavia, se la temperatura nella zona mediamente pianeggiante è troppo elevata, è soggetta a collasso a causa dell'eccessivo rammollimento. Se la precisione del sistema di controllo della temperatura può raggiungere solo ±5℃, non sarà in grado di soddisfare i requisiti di formatura di superfici curve complesse e sarà difficile controllare la tolleranza dimensionale del prodotto finito entro lo standard industriale di ±0,05 mm. Allo stesso tempo è fondamentale anche il controllo della velocità durante la fase di raffreddamento. Il raffreddamento rapido genererà un enorme stress termico all'internovetro curvato a caldo, causando microfessurazioni nel vetro. D'altra parte, un raffreddamento eccessivamente lento ridurrà l'efficienza produttiva e potrebbe causare la cristallizzazione del vetro a causa della sua esposizione a lungo termine alle alte temperature, che influisce sulla trasmissione della luce e sulla resistenza del vetro. Inoltre, anche la stabilità del sistema di controllo della temperatura è di grande importanza. Se si verifica una deriva della temperatura dopo che l'apparecchiatura è stata in funzione per un lungo periodo, la qualità della formaturavetro curvonello stesso lotto risulterà irregolare, esercitando una forte pressione sui successivi controlli di qualità e screening.
3. Colli di bottiglia tecnici nella progettazione e adattabilità degli stampi
Lo stampo è un elemento portante per la formatura vetro curvato a caldo. La razionalità del suo design e l'adattabilità del suo materiale influiscono direttamente sull'effetto finale della formaturavetro curvo, che rappresenta anche un collo di bottiglia tecnico di lunga data nel settore. Innanzitutto, in termini di selezione del materiale dello stampo, lo stampo deve funzionare ripetutamente in un ambiente ad alta temperatura e alta pressione. Non solo deve avere un'eccellente resistenza alle alte temperature e all'usura, ma deve anche garantire una bassa adesione al vetro. I primi stampi per piegatura termica utilizzavano principalmente materiali di grafite. Gli stampi in grafite hanno una buona conduttività termica e resistenza alle alte temperature ma bassa durezza. Dopo un uso prolungato, sono soggetti a usura e deformazione, con conseguente diminuzione della precisione dimensionalevetro curvo. I nuovi stampi in ceramica, pur avendo elevata durezza e forte resistenza all'usura, hanno una scarsa conduttività termica, che influisce sul riscaldamento uniforme del vetro. Inoltre, il loro costo elevato ne rende difficile la promozione su larga scala.
In secondo luogo, in termini di progettazione della struttura dello stampo, le forme della superficie curvavetro curvosono diversi. La cavità dello stampo deve corrispondere completamente ai parametri della superficie curva del prodotto, inclusi il raggio di curvatura, l'altezza dell'arco e l'angolo di apertura. Qualsiasi piccolo errore di progettazione causerà ilvetro curvato a caldoavere una superficie curva incoerente dopo la formatura. Allo stesso tempo, anche la progettazione della struttura di scarico dello stampo è particolarmente importante. Durante il processo di formazione divetro curvato a caldo, rimarrà dell'aria tra lo stampo e il vetro. Se lo scarico non è liscio, l'aria ad alta temperatura verrà compressa formando bolle o lasciando rientranze sulla superficie del vetro, danneggiando la planarità della superficie.vetro curvo. Inoltre, anche il metodo di contatto tra lo stampo e il vetro influisce sulla qualità della formatura. Un contatto forte potrebbe graffiare la superficie del vetro, mentre un contatto morbido potrebbe causare adesione a causa dell'insufficiente resistenza alle alte temperature del materiale. Come bilanciare il metodo di contatto e l'effetto di formatura è uno dei problemi principali nella progettazione degli stampi. Per la produzione di massa è necessario considerare anche la durata utile e il costo di sostituzione dello stampo. Una serie di stampi ad alta precisione è costosa e, se la durata è breve, aumenterà in modo significativo il costo di produzione divetro curvato a caldo.
4. Supporto delle carenze tecniche nella tecnologia di post-elaborazione
Dopovetro curvato a caldo si forma, non diventa direttamente un prodotto finito. Deve ancora passare attraverso una serie di procedure di post-elaborazione come levigatura, lucidatura e rafforzamento. Anche le carenze tecniche di supporto nella tecnologia di post-elaborazione sono diventate fattori importanti che limitano il miglioramento della qualitàvetro curvo. La superficie di vetro curvopresenterà inevitabilmente lievi graffi e irregolarità durante il processo di piegatura termica, che richiede levigatura e lucidatura per migliorare la finitura superficiale. Tuttavia, la forma irregolare della superficie curva pone grandi sfide alla levigatura e alla lucidatura. Le tradizionali attrezzature per la molatura piana non possono adattarsi alla forma complessa della superficie curva, mentre le attrezzature specializzate per la molatura delle superfici curve non solo sono costose ma presentano anche problemi come la bassa efficienza di lucidatura e la difficoltà nel controllare la ruvidità della superficie. Se la lucidatura non è a posto, la trasmissione della luce divetro curvato a caldone risentirà e non riuscirà a soddisfare i requisiti estetici di settori di fascia alta come l’elettronica di consumo
Il trattamento di rafforzamento è un processo chiave per migliorare la forza divetro curvato a caldo. Mediante rinvenimento chimico o rinvenimento fisico, sulla superficie del vetro si forma uno strato di stress da compressione, che può migliorare notevolmente la resistenza agli urti e alla flessione del vetro. Tuttavia, il trattamento rinforzante divetro curvo è molto più difficile di quella del vetro piano. Durante la tempera chimica, la forma curva del vetro ridurrà l'uniformità dello scambio ionico. Lo spessore dello strato rinforzato nella zona del bordo dell'arco è spesso inferiore a quello della zona piana, formando il bordovetro curvoun punto debole in termini di forza. La tempera fisica, d'altro canto, è soggetta alla deformazione della superficie curva dopo la tempera a causa dello stress irregolare sul vetro curvo. Inoltre, cruciale è anche il collegamento tra le procedure di post-lavorazione del vetro termocurvato. Se il vetro non viene pulito adeguatamente dopo la molatura, il liquido di molatura rimanente influenzerà l'effetto rinforzante. Se il vetro presenta deviazioni dimensionali dopo il rinforzo, non può essere corretto due volte ma può solo essere rottamato, il che riduce ulteriormente la resa complessiva di vetro curvo.
5. Sfide di aggiornamento dei processi nell'ambito dello sviluppo del settore
Con il continuo aggiornamento della domanda del mercatovetro curvo, il processo di formazione divetro curvato a caldosi trova anche ad affrontare nuove sfide. Da un lato, il settore dell’elettronica di consumo richiede requisiti sempre più elevati in termini di sottigliezza e leggerezza del vetro curvato. Lo spessore è gradualmente diminuito dagli originali 0,7 mm a 0,3 mm o anche più sottili. Il vetro ultrasottile è più soggetto a deformazioni e fessurazioni durante il processo di piegatura termica, il che impone requisiti più elevati in termini di stabilità e precisione del processo. D'altra parte,vetro curvoin campo automobilistico ha dimensioni maggiori e superfici curve più complesse. Ad esempio, il vetro curvo 3D utilizzato nei grandi schermi dei veicoli non solo deve soddisfare i requisiti di formatura di grandi dimensioni, ma deve anche avere proprietà speciali come resistenza ai raggi UV e antiriflesso. Ciò richiede l'integrazione di tecnologie più funzionali nella selezione delle lastre originali e nel processo di formatura vetro curvato a caldo.
Allo stesso tempo, il concetto di produzione ecologica e rispettosa dell'ambiente ha anche proposto nuovi standard per ilvetro curvato a caldoprocesso. Alcuni agenti distaccanti e detergenti utilizzati nei processi tradizionali presentano rischi ambientali, pertanto è necessario sviluppare materiali alternativi più rispettosi dell'ambiente. Tuttavia, ciò potrebbe influire sulla qualità della formatura e sull'efficienza della produzione vetro curvo. Inoltre, la tendenza della produzione intelligente richiede l'integrazione delvetro curvato a caldoprocesso con tecnologie come l'ispezione automatizzata e l'analisi dei big data per realizzare il monitoraggio in tempo reale del processo di produzione e l'ottimizzazione dei parametri. Tuttavia, le apparecchiature e i sistemi della maggior parte delle aziende non hanno ancora completato gli aggiornamenti intelligenti, rendendo difficile realizzare la tracciabilità della qualità dell’intero processo e l’iterazione del processo.
Conclusione
Come prodotto di formazione centrale di vetro curvo, le difficoltà del processo divetro curvato a caldo attraversano l'intero processo produttivo, dalle materie prime alla post-elaborazione, coinvolgendo molteplici dimensioni tecniche come materiali, controllo della temperatura, stampi e post-elaborazione. Con il rapido sviluppo dei campi di applicazione a valle, la domanda del mercatovetro curvocontinua a crescere e i requisiti in termini di qualità del prodotto e livello di processo stanno diventando sempre più severi. Solo superando continuamente i colli di bottiglia tecnici come la precisione del controllo della temperatura, la progettazione degli stampi e il supporto post-elaborazione e integrando i concetti di produzione intelligente ed ecologica, possiamo promuovere il continuo aggiornamento delvetro curvato a caldo processo di formatura, soddisfare le esigenze diversificate e di alta qualità di vari settorivetro curvo,e aiutare l’industria a raggiungere uno sviluppo di alta qualità
