Dificultades en el proceso de curvado térmico del vidrio curvado
Con el rápido desarrollo de campos como la electrónica de consumo, las cabinas inteligentes de los automóviles y los hogares inteligentes,vidrio curvose ha convertido en un componente central de muchos productos de alta gama debido a su apariencia suave, excelente rendimiento óptico y excelentes capacidades de protección. Como categoría central de formación de vidrio curvado, el vidrio curvado por calor tiene un proceso de producción cuya madurez determina directamente la calidad y el rendimiento de los productos. Desde piso ordinariovasoavidrio termocurvadoque cumple con los requisitos de superficies curvas complejas, todo el proceso de conformado implica desafíos técnicos en múltiples dimensiones, como las propiedades del material, la precisión del control de temperatura y el diseño del molde. Estas dificultades también se han convertido en factores clave que restringen la producción a gran escala y de alta calidad de la industria.
1. Desafíos fundamentales del proceso causados por las propiedades del material de vidrio
Las propiedades físicas y químicas devasoEn sí mismos son el primer obstáculo en el proceso de formación de flexión térmica. El vidrio curvado por calor de uso común es principalmente vidrio con alto contenido de aluminio y silicio o vidrio sodocálcico. Aunque este tipo de vidrio tiene alta resistencia y transmitancia de luz, es propenso a sufrir diversos defectos durante el proceso de curvado térmico a alta temperatura. En primer lugar, está la cuestión de igualar el coeficiente de expansión térmica del vidrio. Existen ligeras diferencias en los coeficientes de expansión térmica de las láminas de vidrio originales de diferentes lotes. La formación por flexión térmica requiere calentar el vidrio hasta su punto de ablandamiento (generalmente en el rango de 600 ℃ -750 ℃). Si la velocidad de calentamiento es desigual o la temperatura fluctúa mucho, se generará tensión interna dentro del vidrio debido a los diferentes grados de expansión y contracción térmica. Después del enfriamiento, pueden ocurrir problemas como deformaciones, grietas o incluso explosiones espontáneas.
Paravidrio curvo, el diseño del radio y la curvatura de su superficie curva varía mucho. Algunas son superficies de curva simple, otras son superficies de curva doble y algunas incluso son superficies curvas 3D con formas especiales. Esto impone exigencias extremadamente altas a la ductilidad del vidrio. la formación devidrio termocurvadoBásicamente implica la deformación plástica del vidrio en estado ablandado. Sin embargo, el vidrio es un material quebradizo. Durante el proceso de deformación, si la tensión local es demasiado alta o el grado de estiramiento excede el límite del material, aparecerán defectos como rayones en la superficie, astillas en los bordes y arrugas. Especialmente para el vidrio termocurvado de doble curvatura, la concentración de tensiones en los bordes y las áreas de transición de la superficie curva es más obvia. Una vez que los parámetros del proceso no se controlan adecuadamente, la tasa de rendimiento disminuirá significativamente. Además, la limpieza de la superficie de la lámina de vidrio original también afecta el efecto de flexión térmica. Las manchas de micropolvo y aceite en la superficie de la hoja original reaccionarán con el vidrio a altas temperaturas, formando defectos como picaduras y burbujas, que afectan seriamente la apariencia y el rendimiento devidrio curvo.
2. Defectos de formación causados por una precisión insuficiente de los sistemas de control de temperatura
El control de la temperatura es un eslabón fundamental en el vidrio termocurvadoproceso de conformado y uno de los desafíos técnicos más difíciles de superar. La formación por flexión térmica del vidrio curvo pasa por múltiples etapas que incluyen precalentamiento, calentamiento, preservación del calor, formación y enfriamiento. Cada etapa tiene requisitos estrictos sobre el rango de temperatura y la velocidad de calentamiento/enfriamiento. Actualmente, la mayoría de los equipos de doblado térmico adoptan un sistema de control de temperatura integral, lo que dificulta lograr un control de temperatura preciso para diferentes áreas del molde. Sin embargo, diferentes partes devidrio curvo(como la parte superior del arco, el borde del arco y el área de transición plana) requieren diferentes cantidades de calor durante el proceso de formación. Si la distribución de la temperatura es desigual, los grados de reblandecimiento de las diferentes partes del vidrio serán inconsistentes, lo que generará problemas como la desviación del radio de la superficie curva y el espesor desigual de la pared después del formado.
Tomando 3Dvidrio curvoPor ejemplo, sus bordes deben doblarse en un ángulo cercano a los 90°, y esta zona requiere una temperatura más alta para garantizar que el vidrio se ablande por completo. Sin embargo, si la temperatura en el área plana media es demasiado alta, es propenso a colapsar debido al ablandamiento excesivo. Si la precisión del sistema de control de temperatura solo puede alcanzar ±5 ℃, no podrá cumplir con los requisitos de formación de superficies curvas complejas y será difícil controlar la tolerancia dimensional del producto terminado dentro del estándar industrial de ±0,05 mm. Al mismo tiempo, el control de la velocidad durante la etapa de enfriamiento también es crucial. El enfriamiento rápido generará un enorme estrés térmico dentro delvidrio termocurvado, provocando microfisuras en el vidrio. Por otro lado, un enfriamiento excesivamente lento reducirá la eficiencia de la producción y puede provocar la cristalización del vidrio debido a su exposición prolongada a altas temperaturas, lo que afecta la transmisión de luz y la resistencia del vidrio. Además, la estabilidad del sistema de control de temperatura también es de gran importancia. Si se produce una variación de temperatura después de que el equipo ha estado en funcionamiento durante un largo tiempo, la calidad de formación delvidrio curvoen el mismo lote será desigual, lo que ejercerá una gran presión sobre la inspección y selección de calidad posteriores.
3. Obstáculos técnicos en el diseño y la adaptabilidad de moldes
El molde es un soporte clave para la formación de vidrio termocurvado. La racionalidad de su diseño y la adaptabilidad de su material inciden directamente en el efecto formativo final devidrio curvo, que también es un cuello de botella técnico de larga data en la industria. En primer lugar, en términos de selección del material del molde, el molde debe funcionar repetidamente en un entorno de alta temperatura y alta presión. No sólo debe tener una excelente resistencia a las altas temperaturas y al desgaste, sino que también debe garantizar una baja adherencia al vidrio. Los primeros moldes de flexión térmica utilizaban principalmente materiales de grafito. Los moldes de grafito tienen buena conductividad térmica y resistencia a altas temperaturas pero baja dureza. Después de un uso prolongado, son propensos al desgaste y la deformación, lo que lleva a una disminución en la precisión dimensional devidrio curvo. Los nuevos moldes cerámicos, aunque tienen alta dureza y fuerte resistencia al desgaste, tienen una conductividad térmica deficiente, lo que afecta el calentamiento uniforme del vidrio. Además, su elevado coste dificulta su promoción a gran escala.
En segundo lugar, en términos de diseño de la estructura del molde, las formas de la superficie curva devidrio curvoson diversos. La cavidad del molde debe coincidir completamente con los parámetros de la superficie curva del producto, incluido el radio de curvatura, la altura del arco y el ángulo de apertura. Cualquier pequeño error de diseño provocará quevidrio termocurvadotener una superficie curva inconsistente después de la formación. Al mismo tiempo, el diseño de la estructura de escape del molde también es particularmente importante. Durante el proceso de formación devidrio termocurvado, quedará aire entre el molde y el vaso. Si el escape no es suave, el aire a altas temperaturas se comprimirá para formar burbujas o dejar hendiduras en la superficie del vidrio, dañando la planitud de la superficie.vidrio curvo. Además, el método de contacto entre el molde y el vidrio también afecta la calidad del conformado. Es probable que el contacto duro raye la superficie del vidrio, mientras que el contacto suave puede provocar adherencia debido a una resistencia insuficiente del material a las altas temperaturas. Cómo equilibrar el método de contacto y el efecto de conformación es un problema importante en el diseño de moldes. Para la producción en masa, también es necesario considerar la vida útil y el costo de reemplazo del molde. Un conjunto de moldes de alta precisión es costoso y si la vida útil es corta, aumentará significativamente el costo de producción devidrio termocurvado.
4. Respaldo de las deficiencias técnicas en la tecnología de posprocesamiento
Despuésvidrio termocurvado se forma, no se convierte directamente en un producto terminado. Todavía necesita pasar por una serie de procedimientos posteriores al procesamiento, como esmerilado, pulido y fortalecimiento. Las deficiencias técnicas que sustentan la tecnología de posprocesamiento también se han convertido en factores importantes que restringen la mejora de la calidad devidrio curvo. la superficie de vidrio curvoInevitablemente tendrá leves rayones e irregularidades durante el proceso de curvado térmico, lo que requiere esmerilado y pulido para mejorar el acabado de la superficie. Sin embargo, la forma irregular de la superficie curva plantea grandes desafíos al esmerilado y pulido. Los equipos de rectificado plano tradicionales no pueden adaptarse a la forma compleja de la superficie curva, mientras que los equipos especializados de rectificado de superficies curvas no sólo son costosos sino que también tienen problemas como una baja eficiencia de pulido y dificultad para controlar la rugosidad de la superficie. Si el pulido no está en su lugar, la transmitancia de luz devidrio termocurvadose verá afectado y tampoco cumplirá con los requisitos de apariencia de campos de alta gama como la electrónica de consumo.
El tratamiento de fortalecimiento es un proceso clave para mejorar la fuerza devidrio termocurvado. Mediante templado químico o físico, se forma una capa de tensión de compresión en la superficie del vidrio, lo que puede mejorar en gran medida la resistencia al impacto y la resistencia a la flexión del vidrio. Sin embargo, el tratamiento fortalecedor devidrio curvo Es mucho más difícil que el del vidrio plano. Durante el templado químico, la forma curva del vidrio reducirá la uniformidad del intercambio iónico. El espesor de la capa reforzada en el área del borde del arco es a menudo menor que el del área plana, lo que hace que el borde devidrio curvoun punto débil en la fuerza. El templado físico, por otro lado, es propenso a la deformación de la superficie curva después del templado debido a la tensión desigual sobre el vidrio curvado. Además, la conexión entre los procesos de posprocesamiento del vidrio curvado por calor también es crucial. Si el vidrio no se limpia adecuadamente después del pulido, el líquido de pulido restante afectará el efecto fortalecedor. Si el vidrio tiene desviaciones dimensionales después del refuerzo, no se puede corregir dos veces y sólo se puede desechar, lo que reduce aún más el rendimiento general de vidrio curvo.
5. Desafíos de la actualización de procesos bajo el desarrollo de la industria
Con la mejora continua de la demanda del mercado devidrio curvo, el proceso de formación devidrio termocurvadotambién se enfrenta a nuevos retos. Por un lado, el sector de la electrónica de consumo exige cada vez más la delgadez y ligereza del vidrio curvado. El grosor ha disminuido gradualmente desde los 0,7 mm originales a 0,3 mm o incluso menos. El vidrio ultrafino es más propenso a deformarse y agrietarse durante el proceso de curvado térmico, lo que impone mayores requisitos en cuanto a la estabilidad y precisión del proceso. Por otro lado,vidrio curvoen el campo de la automoción tiene tamaños más grandes y superficies curvas más complejas. Por ejemplo, el vidrio curvo 3D utilizado en las pantallas grandes de los vehículos no sólo debe cumplir con los requisitos de formación de tamaños grandes, sino que también debe tener propiedades especiales como resistencia a los rayos UV y antideslumbramiento. Esto requiere integrar tecnologías más funcionales en la selección de láminas originales y el proceso de conformado de vidrio termocurvado.
Al mismo tiempo, el concepto de producción ecológica y respetuosa con el medio ambiente también ha propuesto nuevos estándares para lavidrio termocurvadoproceso. Algunos desmoldantes y agentes de limpieza utilizados en procesos tradicionales tienen riesgos medioambientales, por lo que es necesario desarrollar materiales alternativos más respetuosos con el medio ambiente. Sin embargo, esto puede afectar la calidad del conformado y la eficiencia de producción de vidrio curvo. Además, la tendencia de la producción inteligente requiere la integración de lavidrio termocurvadoproceso con tecnologías como inspección automatizada y análisis de big data para realizar un seguimiento en tiempo real del proceso de producción y optimización de parámetros. Sin embargo, los equipos y sistemas de la mayoría de las empresas aún no han completado actualizaciones inteligentes, lo que dificulta la trazabilidad de la calidad del proceso completo y la iteración del proceso.
Conclusión
Como producto formador del núcleo de vidrio curvo, las dificultades del proceso devidrio termocurvado recorre todo el proceso de producción, desde las materias primas hasta el posprocesamiento, involucrando múltiples dimensiones técnicas como materiales, control de temperatura, moldes y posprocesamiento. Con el rápido desarrollo de los campos de aplicación posteriores, la demanda del mercado devidrio curvocontinúa creciendo y los requisitos de calidad del producto y nivel de proceso son cada vez más estrictos. Sólo superando continuamente obstáculos técnicos como la precisión del control de temperatura, el diseño de moldes y el soporte de posprocesamiento, e integrando los conceptos de producción inteligente y ecológica, podremos promover la mejora continua de lavidrio termocurvado Proceso de conformado, satisface las necesidades diversificadas y de alta calidad de diversas industrias paravidrio curvo,y ayudar a la industria a lograr un desarrollo de alta calidad.
