ความยากในกระบวนการดัดโค้งด้วยความร้อนของกระจกโค้ง
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วในสาขาต่างๆ เช่น เครื่องใช้ไฟฟ้า ห้องนักบินอัจฉริยะในยานยนต์ และบ้านอัจฉริยะกระจกโค้งได้กลายเป็นส่วนประกอบหลักของผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์จำนวนมาก เนื่องจากมีรูปลักษณ์ที่เรียบเนียน ประสิทธิภาพด้านการมองเห็นที่ยอดเยี่ยม และความสามารถในการป้องกันที่โดดเด่น กระจกโค้งด้วยความร้อนถือเป็นประเภทการขึ้นรูปแกนหลักของกระจกโค้ง โดยมีกระบวนการผลิตที่การครบกำหนดจะกำหนดคุณภาพและผลผลิตของผลิตภัณฑ์โดยตรง จากแฟลตธรรมดากระจกถึงกระจกโค้งงอด้วยความร้อนที่ตรงตามข้อกำหนดของพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อน กระบวนการขึ้นรูปทั้งหมดเกี่ยวข้องกับความท้าทายทางเทคนิคในหลายมิติ เช่น คุณสมบัติของวัสดุ ความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิ และการออกแบบแม่พิมพ์ ปัญหาเหล่านี้ยังกลายเป็นปัจจัยสำคัญที่จำกัดการผลิตขนาดใหญ่และมีคุณภาพสูงของอุตสาหกรรมอีกด้วย
1. ความท้าทายด้านกระบวนการขั้นพื้นฐานที่เกิดจากคุณสมบัติของวัสดุแก้ว
คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของกระจกตัวมันเองเป็นอุปสรรคแรกในกระบวนการขึ้นรูปด้วยความร้อน กระจกดัดด้วยความร้อนที่ใช้กันทั่วไปส่วนใหญ่เป็นกระจกอลูมิเนียมซิลิกอนสูงหรือแก้วโซดาไลม์ แม้ว่ากระจกประเภทนี้จะมีความแข็งแรงและการส่งผ่านแสงสูง แต่ก็มีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่องต่างๆ ในระหว่างกระบวนการดัดโค้งด้วยความร้อนที่อุณหภูมิสูง ประการแรก มีปัญหาในการจับคู่สัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของกระจก ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของแผ่นกระจกต้นฉบับจากแบตช์ต่างๆ มีความแตกต่างกันเล็กน้อย การดัดขึ้นรูปด้วยความร้อนจำเป็นต้องให้ความร้อนแก่กระจกจนถึงจุดอ่อนตัว (โดยปกติจะอยู่ในช่วง 600°C-750°C) หากอัตราการทำความร้อนไม่เท่ากันหรืออุณหภูมิผันผวนอย่างมาก ความเครียดภายในจะถูกสร้างขึ้นภายในกระจกเนื่องจากการขยายตัวและการหดตัวทางความร้อนในระดับที่แตกต่างกัน หลังจากเย็นตัวลง อาจเกิดปัญหาต่างๆ เช่น การบิดเบี้ยว การแตกร้าว หรือแม้แต่การระเบิดเองได้.
สำหรับกระจกโค้งการออกแบบรัศมีและความโค้งของพื้นผิวโค้งนั้นแตกต่างกันอย่างมาก บางส่วนเป็นพื้นผิวโค้งเดียว บางส่วนเป็นพื้นผิวโค้งคู่ และบางส่วนเป็นพื้นผิวโค้งรูปทรงพิเศษ 3 มิติด้วยซ้ำ ทำให้มีความต้องการความเหนียวของกระจกสูงมาก การขึ้นรูปของกระจกโค้งงอด้วยความร้อนโดยพื้นฐานแล้วเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนรูปพลาสติกของแก้วในสภาวะอ่อนตัว อย่างไรก็ตาม แก้วเป็นวัสดุที่เปราะ ในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนรูป หากความเค้นเฉพาะที่สูงเกินไปหรือระดับการยืดเกินขีดจำกัดของวัสดุ ข้อบกพร่องต่างๆ เช่น รอยขีดข่วนบนพื้นผิว การบิ่นที่ขอบ และรอยยับจะปรากฏขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกระจกโค้งงอด้วยความร้อนแบบโค้งคู่ ความเข้มข้นของความเค้นที่ขอบและพื้นที่การเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวโค้งจะชัดเจนยิ่งขึ้น เมื่อพารามิเตอร์กระบวนการไม่ได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม อัตราผลตอบแทนจะลดลงอย่างมาก นอกจากนี้ความสะอาดพื้นผิวของแผ่นกระจกเดิมยังส่งผลต่อผลการดัดงอด้วยความร้อนอีกด้วย ฝุ่นละอองขนาดเล็กและคราบน้ำมันบนพื้นผิวของแผ่นต้นฉบับจะทำปฏิกิริยากับกระจกที่อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น รูพรุนและฟองอากาศ ซึ่งส่งผลกระทบร้ายแรงต่อรูปลักษณ์และประสิทธิภาพของกระจกโค้ง-
2. การขึ้นรูปข้อบกพร่องที่เกิดจากความแม่นยำของระบบควบคุมอุณหภูมิไม่เพียงพอ
การควบคุมอุณหภูมิถือเป็นส่วนสำคัญในการ กระจกโค้งงอด้วยความร้อนกระบวนการขึ้นรูปและหนึ่งในความท้าทายทางเทคนิคที่ยากที่สุดที่จะเอาชนะ การดัดโค้งด้วยความร้อนของกระจกโค้งต้องผ่านหลายขั้นตอน เช่น การอุ่น การทำความร้อน การเก็บรักษาความร้อน การขึ้นรูป และการทำความเย็น แต่ละขั้นตอนมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับช่วงอุณหภูมิและอัตราการทำความร้อน/ความเย็น ปัจจุบัน อุปกรณ์ดัดโค้งด้วยความร้อนส่วนใหญ่ใช้ระบบควบคุมอุณหภูมิแบบรวม ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำสำหรับส่วนต่างๆ ของแม่พิมพ์ อย่างไรก็ตามส่วนต่าง ๆ ของกระจกโค้ง(เช่น ส่วนโค้งด้านบน ขอบส่วนโค้ง และพื้นที่การเปลี่ยนผ่านแบบเรียบ) ต้องใช้ความร้อนในปริมาณที่แตกต่างกันในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป หากการกระจายอุณหภูมิไม่สม่ำเสมอ องศาการอ่อนตัวของส่วนต่างๆ ของกระจกจะไม่สอดคล้องกัน ส่งผลให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น การเบี่ยงเบนรัศมีพื้นผิวโค้ง และความหนาของผนังไม่สม่ำเสมอหลังจากการขึ้นรูป
กำลังถ่าย 3Dกระจกโค้งตัวอย่างเช่น ขอบจะต้องโค้งงอเป็นมุมใกล้กับ 90° และบริเวณนี้ต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่าเพื่อให้แน่ใจว่ากระจกจะอ่อนตัวลงเต็มที่ อย่างไรก็ตาม หากอุณหภูมิในพื้นที่ราบตรงกลางสูงเกินไป ก็มีแนวโน้มที่จะพังทลายลงเนื่องจากการอ่อนตัวลงมากเกินไป หากความแม่นยำของระบบควบคุมอุณหภูมิสามารถเข้าถึงได้เพียง ±5°C ก็จะไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการขึ้นรูปของพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อนได้ และการควบคุมความทนทานต่อมิติของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปภายในมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ ±0.05 มม. จะเป็นเรื่องยาก ในขณะเดียวกัน การควบคุมอัตราในระหว่างขั้นตอนการทำความเย็นก็มีความสำคัญเช่นกัน การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วจะทำให้เกิดความเครียดจากความร้อนอย่างมากภายในกระจกโค้งงอด้วยความร้อนทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กในกระจก ในทางกลับกัน การระบายความร้อนที่ช้าเกินไปจะลดประสิทธิภาพการผลิตและอาจทำให้เกิดการตกผลึกของกระจกเนื่องจากการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน ซึ่งส่งผลต่อการส่งผ่านแสงและความแข็งแรงของกระจก นอกจากนี้ความเสถียรของระบบควบคุมอุณหภูมิก็มีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกัน หากอุณหภูมิเบี่ยงเบนเกิดขึ้นหลังจากที่อุปกรณ์ใช้งานมาเป็นเวลานาน คุณภาพการขึ้นรูปของกระจกโค้งในชุดเดียวกันจะไม่เท่ากัน สร้างแรงกดดันอย่างมากต่อการตรวจสอบและคัดกรองคุณภาพในภายหลัง
3. ปัญหาคอขวดทางเทคนิคในการออกแบบแม่พิมพ์และการปรับตัว
แม่พิมพ์เป็นตัวพาสำคัญในการขึ้นรูป กระจกโค้งงอด้วยความร้อน- ความสมเหตุสมผลของการออกแบบและความสามารถในการปรับตัวของวัสดุส่งผลโดยตรงต่อผลการขึ้นรูปขั้นสุดท้ายกระจกโค้งซึ่งเป็นปัญหาคอขวดทางเทคนิคที่มีมายาวนานในอุตสาหกรรม ประการแรก ในแง่ของการเลือกวัสดุแม่พิมพ์ แม่พิมพ์จำเป็นต้องทำงานซ้ำๆ ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง ต้องไม่เพียงแต่มีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและทนต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม แต่ยังรับประกันการยึดเกาะกับกระจกต่ำอีกด้วย แม่พิมพ์ดัดด้วยความร้อนในยุคแรกๆ ส่วนใหญ่จะใช้วัสดุกราไฟท์ แม่พิมพ์กราไฟท์มีค่าการนำความร้อนที่ดีและทนต่ออุณหภูมิสูง แต่มีความแข็งต่ำ หลังจากใช้งานเป็นเวลานาน พวกเขามีแนวโน้มที่จะสึกหรอและเสียรูป ส่งผลให้ความแม่นยำของมิติลดลงกระจกโค้ง- แม่พิมพ์เซรามิกใหม่ แม้ว่าจะมีความแข็งสูงและทนทานต่อการสึกหรอสูง แต่ก็มีการนำความร้อนต่ำ ซึ่งส่งผลต่อความร้อนที่สม่ำเสมอของกระจก ยิ่งไปกว่านั้น ต้นทุนที่สูงทำให้ยากต่อการโปรโมตในวงกว้าง
ประการที่สอง ในแง่ของการออกแบบโครงสร้างแม่พิมพ์ รูปร่างพื้นผิวโค้งของกระจกโค้งมีความหลากหลาย ช่องแม่พิมพ์จะต้องตรงกับพารามิเตอร์พื้นผิวโค้งของผลิตภัณฑ์โดยสมบูรณ์ รวมถึงรัศมีความโค้ง ความสูงของส่วนโค้ง และมุมเปิด ข้อผิดพลาดในการออกแบบเล็กน้อยจะทำให้เกิดกระจกโค้งงอด้วยความร้อนเพื่อให้มีพื้นผิวโค้งไม่สม่ำเสมอหลังการขึ้นรูป ในขณะเดียวกัน การออกแบบโครงสร้างไอเสียของแม่พิมพ์ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกัน ในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปของกระจกโค้งงอด้วยความร้อนอากาศจะยังคงอยู่ระหว่างแม่พิมพ์กับกระจก หากไอเสียไม่เรียบ อากาศที่อุณหภูมิสูงจะถูกบีบอัดให้เกิดฟองอากาศหรือทิ้งรอยเว้าไว้บนพื้นผิวกระจก ทำลายความเรียบของพื้นผิวกระจกกระจกโค้ง- นอกจากนี้ วิธีการสัมผัสระหว่างแม่พิมพ์กับกระจกยังส่งผลต่อคุณภาพการขึ้นรูปอีกด้วย การสัมผัสแรงมีแนวโน้มที่จะทำให้พื้นผิวกระจกเกิดรอยขีดข่วน ในขณะที่การสัมผัสแบบอ่อนอาจทำให้เกิดการยึดเกาะเนื่องจากวัสดุทนต่ออุณหภูมิสูงได้ไม่เพียงพอ วิธีปรับสมดุลวิธีการสัมผัสและผลการขึ้นรูปเป็นปัญหาสำคัญในการออกแบบแม่พิมพ์ สำหรับการผลิตจำนวนมาก จำเป็นต้องพิจารณาอายุการใช้งานและต้นทุนการเปลี่ยนของแม่พิมพ์ด้วย ชุดแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำสูงมีราคาแพง และหากอายุการใช้งานสั้น จะทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้นอย่างมากกระจกโค้งงอด้วยความร้อน-
4. การสนับสนุนข้อบกพร่องทางเทคนิคในเทคโนโลยีหลังการประมวลผล
หลังจากกระจกโค้งงอด้วยความร้อน ถูกสร้างขึ้นมาแต่ไม่ได้กลายเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปโดยตรง ยังคงต้องผ่านขั้นตอนหลังการประมวลผลหลายขั้นตอน เช่น การเจียร การขัดเงา และการเสริมความแข็งแรง ข้อบกพร่องทางเทคนิคที่สนับสนุนในเทคโนโลยีหลังการประมวลผลได้กลายเป็นปัจจัยสำคัญที่จำกัดการปรับปรุงคุณภาพของกระจกโค้ง- พื้นผิวของ กระจกโค้งจะมีรอยขีดข่วนและความไม่สม่ำเสมอเล็กน้อยอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในระหว่างกระบวนการดัดด้วยความร้อนซึ่งต้องใช้การเจียรและขัดเงาเพื่อปรับปรุงพื้นผิว อย่างไรก็ตาม รูปร่างที่ไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวโค้งทำให้เกิดความท้าทายอย่างมากในการเจียรและขัดเงา อุปกรณ์การเจียรแบบเรียบแบบดั้งเดิมไม่สามารถปรับให้เข้ากับรูปร่างที่ซับซ้อนของพื้นผิวโค้งได้ ในขณะที่อุปกรณ์การเจียรพื้นผิวโค้งแบบพิเศษนั้นไม่เพียงแต่มีราคาแพง แต่ยังมีปัญหา เช่น ประสิทธิภาพการขัดเงาต่ำ และความยากลำบากในการควบคุมความหยาบของพื้นผิว หากการขัดเงาไม่เข้าที่ ค่าการส่งผ่านแสงของกระจกโค้งงอด้วยความร้อนจะได้รับผลกระทบ และจะไม่เป็นไปตามข้อกำหนดด้านรูปลักษณ์ของสาขาระดับไฮเอนด์ เช่น เครื่องใช้ไฟฟ้า
การรักษาเสริมสร้างความเข้มแข็งเป็นกระบวนการสำคัญในการปรับปรุงความแข็งแรงของกระจกโค้งงอด้วยความร้อน- ด้วยการแบ่งเบาบรรเทาทางเคมีหรือทางกายภาพ ชั้นความเครียดอัดจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวกระจก ซึ่งสามารถปรับปรุงความต้านทานแรงกระแทกและความต้านทานการดัดงอของกระจกได้อย่างมาก อย่างไรก็ตามการรักษาเสริมสร้างความเข้มแข็งของกระจกโค้ง ยากกว่ากระจกแบนมาก ในระหว่างการอบคืนตัวด้วยสารเคมี รูปร่างโค้งของกระจกจะลดความสม่ำเสมอในการแลกเปลี่ยนไอออน ความหนาของชั้นเสริมความแข็งแรงในบริเวณขอบส่วนโค้งมักจะต่ำกว่าความหนาของพื้นที่เรียบ ทำให้ขอบของกระจกโค้งจุดอ่อนในด้านความแข็งแกร่ง ในทางกลับกัน การแบ่งเบาบรรเทาทางกายภาพมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสียรูปของพื้นผิวโค้งหลังจากการอบคืนตัว เนื่องจากความเครียดที่ไม่สม่ำเสมอบนกระจกโค้ง นอกจากนี้ การเชื่อมโยงระหว่างขั้นตอนหลังการประมวลผลของกระจกโค้งงอด้วยความร้อนก็มีความสำคัญเช่นกัน หากทำความสะอาดกระจกไม่ถูกต้องหลังจากการเจียร น้ำมันเจียรที่เหลือจะส่งผลต่อการเสริมความแข็งแกร่ง หากกระจกมีการเบี่ยงเบนมิติหลังจากการเสริมแรงแล้ว จะไม่สามารถแก้ไขได้สองครั้งและสามารถเป็นเศษได้เท่านั้น ซึ่งจะช่วยลดผลผลิตโดยรวมของ กระจกโค้ง-
5. ความท้าทายในการอัพเกรดกระบวนการภายใต้การพัฒนาอุตสาหกรรม
ด้วยการยกระดับความต้องการของตลาดอย่างต่อเนื่องกระจกโค้ง, กระบวนการขึ้นรูปของกระจกโค้งงอด้วยความร้อนยังเผชิญกับความท้าทายใหม่ๆ ในด้านหนึ่ง ในด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคมีความต้องการกระจกโค้งที่บางและเบามากขึ้นเรื่อยๆ ความหนาค่อยๆ ลดลงจากเดิม 0.7 มม. เป็น 0.3 มม. หรือบางลงด้วยซ้ำ กระจกที่บางเฉียบมีแนวโน้มที่จะเกิดการเสียรูปและการแตกร้าวในระหว่างกระบวนการดัดโค้งด้วยความร้อน ซึ่งทำให้ความต้องการความเสถียรและความแม่นยำของกระบวนการสูงขึ้น ในทางกลับกันกระจกโค้งในด้านยานยนต์มีขนาดที่ใหญ่ขึ้นและมีพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อนมากขึ้น ตัวอย่างเช่น กระจกโค้ง 3 มิติที่ใช้ในหน้าจอขนาดใหญ่ในรถยนต์ไม่เพียงแต่ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการขึ้นรูปขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังต้องมีคุณสมบัติพิเศษ เช่น ต้านทานรังสียูวีและป้องกันแสงสะท้อนอีกด้วย ซึ่งจำเป็นต้องบูรณาการเทคโนโลยีการทำงานเพิ่มเติมในการเลือกแผ่นงานต้นฉบับและกระบวนการขึ้นรูปของ กระจกโค้งงอด้วยความร้อน.
ขณะเดียวกัน แนวคิดการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้ก่อให้เกิดมาตรฐานใหม่สำหรับกระจกโค้งงอด้วยความร้อนกระบวนการ. สารปล่อยตัวและสารทำความสะอาดบางชนิดที่ใช้ในกระบวนการแบบดั้งเดิมมีความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพัฒนาวัสดุทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น อย่างไรก็ตามอาจส่งผลต่อคุณภาพการขึ้นรูปและประสิทธิภาพการผลิตของ กระจกโค้ง- นอกจากนี้แนวโน้มการผลิตอัจฉริยะยังต้องอาศัยการบูรณาการของกระจกโค้งงอด้วยความร้อนประมวลผลด้วยเทคโนโลยี เช่น การตรวจสอบอัตโนมัติและการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ เพื่อให้เกิดการตรวจสอบกระบวนการผลิตแบบเรียลไทม์และการปรับพารามิเตอร์ให้เหมาะสม อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์และระบบขององค์กรส่วนใหญ่ยังไม่เสร็จสิ้นการอัพเกรดอัจฉริยะ ทำให้เป็นเรื่องยากที่จะตระหนักถึงการตรวจสอบย้อนกลับคุณภาพแบบเต็มกระบวนการและการวนซ้ำกระบวนการ
บทสรุป
เป็นผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปหลักของ กระจกโค้ง, ปัญหากระบวนการของกระจกโค้งงอด้วยความร้อน ดำเนินการผ่านกระบวนการผลิตทั้งหมดตั้งแต่วัตถุดิบจนถึงขั้นตอนหลังการประมวลผล ซึ่งเกี่ยวข้องกับมิติทางเทคนิคที่หลากหลาย เช่น วัสดุ การควบคุมอุณหภูมิ แม่พิมพ์ และขั้นตอนหลังการประมวลผล ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของแอพพลิเคชั่นปลายน้ำความต้องการของตลาดกระจกโค้งมีการเติบโตอย่างต่อเนื่อง และข้อกำหนดด้านคุณภาพผลิตภัณฑ์และระดับกระบวนการก็เริ่มเข้มงวดมากขึ้น มีเพียงการทำลายปัญหาคอขวดทางเทคนิคอย่างต่อเนื่อง เช่น ความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิ การออกแบบแม่พิมพ์ และการสนับสนุนหลังการประมวลผล และการบูรณาการแนวคิดการผลิตที่ชาญฉลาดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เท่านั้นที่เราสามารถส่งเสริมการอัพเกรดอย่างต่อเนื่องของกระจกโค้งงอด้วยความร้อน กระบวนการขึ้นรูป ตอบสนองความต้องการที่หลากหลายและมีคุณภาพสูงของอุตสาหกรรมต่างๆกระจกโค้ง-และช่วยให้อุตสาหกรรมบรรลุการพัฒนาคุณภาพสูง.
