Важность оптимизированного нагрева при моллировании лобового стекла

Сочетание фокусировки тепловой энергии с ее экономичным использованием является ключом к успешному моллированию современных автомобильных лобовых стекол. Дело в том, что максимальная эффективность в процессе моллирования может быть достигнута только путем оптимизации нагрева. Но что это означает на практике? Давайте взглянем на некоторые недавние открытия, проверенные в комплексных полевых испытаниях, через призму многолетнего опыта и с точки зрения прикладной физики.

Активная конвекция для подогрева

Начнем с основ и вспомним способы передачи тепла на стекло. Существует три способа передачи тепла: теплопроводность, излучение и конвекция.

В обработке лобового стекла с помощью форм теплопроводность не участвует. Стекло нагревают путем излучения или конвекции. Либо используя оба эти способа. Между тем правильность сочетания этих двух способов имеет большое значение для оптимизации нагрева и процесса моллирования.

В начале процесса термообработки крайне важен быстрый и равномерный нагрев. Поэтому излучение здесь не подходит. При использовании излучения перегреваются фритты – черные точки по краям лобового стекла. Этот способ также неэффективен при работе со стеклом с покрытием, так как покрытие отражает большую часть излучения.

При конвекции же передача тепла осуществляется гораздо лучше. Получается быстрый и равномерный первоначальный нагрев. Стекло нагревается равномерно независимо от наличия фритты, а также проводящего или защитного покрытия. Другие преимущества конвекции перед излучением —лучшее оптическое качество, более высокая производительность за счет быстроты обработки, меньшее потребление энергии, а также экономия пространства, поскольку конвекционное оборудование легко помещается в короткие печи.

Конвекция является довольно новой технологией в производстве лобового стекла. Тем не менее активный нагрев конвекцией (ACH) уже признан предпочтительной новой технологией в отрасли. ACH состоит из системы нагрева с контролем мощности и интеллектуальной системы циркуляции воздуха в камерах первичного нагрева. Это решение делает процесс термообработки стекла максимально эффективным.

Итак, конвекция отлично работает до достижения переходных температур. Но затем, чтобы получить ту или иную форму стекла, тепло нужно направить. Здесь уже главную роль играет излучение.

Сравнение систем нагрева

При сравнении системы нагрева в современной печи для моллирования с системой в обычной печи вы заметите немало различий. В эффективной печи нового поколения размер нагревательной системы зависит от конструкции нагревателя. Кроме того, она оптимизирована в отношении мощности нагрева, длины волны излучения, потребления энергии и срока службы самого нагревателя.

Glaston Matrix windshield bending technology

Нагреватели нового поколения устанавливаются в параболических канавках в камере печи. Эта инновационная конструкция образует идеальную отражающую поверхность для излучения и значительно повышает эффективность процесса нагрева, увеличивая фокусировку тепла и сводя к минимуму рассеивание излучения.

Точнее фокус меньше потребление энергии

Еще одно существенное различие заключается в требованиях к мощности.

В традиционных печах нагреватели устанавливаются на плоской поверхности. Из-за этого происходит рассеивание излучения. Большая часть тепла рассеивается, нагревает окружающую среду и приводит к повышению требований к мощности. Кроме того, чтобы обеспечить подачу достаточного количества тепла на определенные участки стекла, нагреватель должен иметь увеличенный размер. Это значит, что требуется повышенная мощность, трансформатор большего размера, а также существенный расход энергии.

Новейшие современные печи с передовыми системами нагрева направляют на поверхность стекла примерно 23−25 % излучения. При использовании традиционных технологий этот показатель составляет 10−12 %. По этим цифрам можно сделать вывод, что плоская конструкция нагревателя крыши требует в два больше раза мощности, чем современные пазовые нагреватели, для получения одной и той же эффективности нагрева.

Glaston Matrix windshield bending furnace

Scatter vs groove

Регулировка высоты: почему это важно?

Чистое излучение на любой поверхности стекла может быть усилено путем регулировки высоты системы нагрева. Это относится как к традиционным, так и к современным системам. Однако решение о необходимости использования этой опции зависит от высоты вагона или, если точнее, от расстояния между нагревателями и поверхностью стекла.

Для определения оптимальных значений были проведены комплексные испытания. Минимальная величина расстояния между нагревателями и стеклом зависит от потребляемой мощности. В среднем это расстояние составляет 100 мм. Если оно меньше, перегрев может привести к термическим или оптическим дефектам.

Glaston windshield bending technology

Для определения оптимальной высоты системы нагрева были проведены комплексные испытания в научно-исследовательском центре Glaston.

В печи для лобового стекла пассажирского автомобиля высота вагона обычно составляет около 450 мм, а среднее расстояние между нагревателями и поверхностью стекла — менее 200 мм. В этом случае регулировка высоты не имеет смысла.

Печь для лобового стекла автобуса имеет явно более высокие вагоны — около 800 мм. Регулировка высоты может привнести некоторую добавленную стоимость в процесс моллирования лобового стекла автобуса.

Glaston ScreenMax bus windshield bending furnace with movable heaters

Glaston ScreenMax печь для моллирования лобового стекла с подвижными нагревателями

Итак, существует несколько способов повышения эффективности моллирования лобовых стекол даже в обычных печах. Однако современные решения позволяют —быстрее и дешевле — достичь более высокой эффективности.

В течение нескольких последних лет технология активно развивалась, и прогрессивные стеклообработчики получили преимущество. Им доступен более эффективный и направленный нагрев стекла, что позволяет сэкономить пространство, сократить расходы на энергию и повысить прибыль.

Хотите узнать больше?

Подписаться на рассылку Glastory

Поделиться историей

Об авторе

Juha Karisola

Over 20 years of experience in finding solutions for glass processors in automotive, architectural and appliance sectors. Main expertise in tempering and in glass bending applications. Currently heading Glaston's Business Unit for laminating, bending & tempering technologies.