За последние несколько лет анизотропия стала горячей темой в стекольной промышленности. Всего за четыре года, это уже пятый блог в Glastory, посвященный анизотропии. А кроме статей, есть также два #AskGlaston видео, в которых рассказывается о проблеме.
С тех пор, как дискуссии на тему анизотропии обострились, в индустрии произошел большой прогресс, ‒ особенно в отношении измерительного оборудования.
Даже несмотря на то, что в настоящее время измерительные устройства способны предоставить существенное количество ценной информации относительно эффекта, мы всё еще далеки от возможности объективно утверждать, является ли определенный уровень анизотропии в конкретном стекле приемлемым или нет. В ближайшие же годы мы можем ожидать значительные изменения и в этой области, поскольку прямо сейчас обработчики стекла и другие группы отрасли работают над определением единого стандарта.
Тем не менее, использование современных онлайн измерительных устройств даёт возможность обеспечить стабильное качество стекла, независимо от того, существует единый стандарт или нет.
Большая часть обсуждений вращается вокруг, непосредственно, измерения уровня анизотропии. Вы можете спросить, зачем вообще измерять то, что вы не можете улучшить? Старая поговорка отвечает на этот вопрос очень чётко: «То, что вы не измеряете, вы не можете улучшить!»
Задачей этого блога является дать вам советы, как вы можете повлиять на рисунок анизотропии и её интенсивность в вашем стекле ‒ независимо от того, какой печью закалки вы пользуетесь. На этом этапе вам решать, какой рисунок, по вашему мнению, выглядит лучше всего.
Анизотропия возникает за счёт разницы напряжений, созданных внутри листа стекла в процессе закалки. В этом смысле принцип контроля над феноменом очень прост: насколько это возможно, уменьшите разницу напряжений. И, несмотря на то, что её нельзя устранить полностью в процессе закалки, вполне реально, однако, повлиять на то, какой рисунок анизотропии вы создаёте. Но имейте в виду, что уменьшение эффекта всегда требует жертв в чём-то другом.
Ниже я привожу полезные советы по контролю анизотропии в процессе закалки стекла. Прежде всего, эти советы касаются основных этапов закалки ‒ нагрева и охлаждения.
Обычно бόльшая часть видимой анизотропии создается во время этапа нагрева стекла в процессе закалки. Каждая модель печи немного отличается в зависимости от механической конструкции, а также метода нагрева, который она использует. Тем не менее, при нормальных условиях процесса, внутри стекла всегда будут перепады температур, приводящие и к перепадам давления. Чем быстрее вы нагреете стекло, тем больше будет и разница напряжений. Вот почему для достижения наиболее равномерного нагрева рекомендуется снизить скорость процесса.
При понижении температуры в печи и, соответственно, увеличении времени нагрева, стекло нагревается более равномерно. Однако это увеличивает и продолжительность производственного цикла. Как долго будет длиться цикл, зависит от продвинутости технологии нагрева вашей печи и от того, насколько радикально вы хотите оптимизировать этот процесс.
Жертва: Продуктивность
Используйте как можно большую длину колебаний и замедлите движение стекла в печи, чтобы минимизировать точки остановки. Если возможно, используйте чередующиеся точки остановки, чтобы избежать появления узоров на стекле из-за холодных областей.
Если вы стремитесь добиться одинакового рисунка анизотропии во всех стёклах, самый эффективный способ – использовать только один лист стекла в загрузке. Загрузка нескольких стекол в печь одновременно, вероятнее всего, приведёт к различиям в рисунке.
Посмотрите на пример ниже, на Рисунке 1, где два листа стекла были закалены один следом за другим в одной и той же загрузке. В этом случае у первого листа можно наблюдать горячую область посередине, в то время как второй лист имеет холодную область в том же месте. Это объясняется тем, что первое стекло поглотило слишком много тепла от роликов в этом конкретном участке. В результате ‒ второе стекло прошло через более холодные ролики в этой зоне.
Жертва: Продуктивность
Ведущее стекло Стекло, запущенное следом
Считается гораздо надежным запускать стекло немного счастливым (с уголками направленными вверх), чтобы случайно не оставить уголки стекла в печи. Тем не менее, это также означает, что после нагрева центр стекла будет более горячим, чем его края. Если вы можете сохранить стекло в печи плоским, результат нагрева также будет более равномерным. А чтобы наиболее безопасным образом достичь этого, вам, вероятнее всего, придется снизить темпы производства. Однако помните о риске получить гораздо больше дефектных стекол.
Не забывайте также, что регулировать процесс необходимо медленно – шаг за шагом – чтобы избежать повреждения роликов печи.
Жертва: Продуктивность и, возможно, выход продукции
Проблемы присущие этапу охлаждения стекла также хорошо видны по рисунку анизотропии. Чаще всего в таком рисунке вы можете увидеть кевларовые следы или горизонтальные полосы.
Оптимизация анизотропии, которая создается в отсеке охлаждения, в основном сводится к оптимизации, исключительно, первой точки остановки.
Иногда можно обнаружить отличительные горизонтальные полосы на стекле. Эти следы появляются, когда стекло останавливается в охладительной камере во время колебаний. Если температура стекла слишком высокая, точка остановки вызовет разницу напряжений в стекле. Следовательно, то, что вы видите в результате, на самом деле вызвано роликами. Поэтому отметки горизонтальные.
Эти отметки могут появиться при удивительно низких температурах, даже когда температура стекла всё еще ниже 400 °C.
Ниже на Рисунке 2 приведены два примера. Оба листа стекла были запущены на обработку при одинаковых настройках, за исключением скорости перехода. Первое стекло было запущено с гораздо более низкой скоростью перехода, что означает, что у него было больше времени, чтобы остыть до первой точки остановки. Второе же стекло было запущено с более высокой скоростью перехода и остановлено при более высокой температуре, что и привело к появлению отличительных следов.
Снижение скорости перехода не обходится без жертв. Особенно при работе с тонкими стеклами, может возникнуть проблема подъёма краёв.
200 мм/с
500 мм/с
Жертва: Продуктивность и, возможно, качество
Отсек охлаждения не обладает таким же эффектом памяти. Но то, каким образом вы загружаете стекло, всё равно имеет огромное влияние на рисунок анизотропии. Причина этого та же, что приведена и в совете при охлаждении № 1 – стекло, которое входит в отсек охлаждения первым, будет иметь больше времени для охлаждения до своей первой точки остановки.
Следовательно, вы можете запустить полную загрузку с низкой скоростью перехода. В таком случае первое стекло будет выглядеть как верхнее стекло на Рисунке 2, тогда как второе стекло будет выглядеть как нижнее изображение на этом рисунке.
Эта проблема может быть решена путем запуска более коротких загрузок или при помощи использования достаточно длинной камеры охлаждения, чтобы у всех стекол хватало времени для остывания перед тем, как остановиться.
Если вы собираетесь использовать более длинную камеру охлаждения, вам необходимо учитывать, что она потребует бόльшую площадь, более высокие инвестиционные затраты и более высокое потребление энергии во время работы. В качестве альтернативы, вы можете также рассмотреть возможность добавления дополнительной камеры к вашей текущей установке. Однако такая инициатива может оказаться не менее дорогостоящей и требующей еще большей дополнительной площади.
Жертва: Продуктивность, инвестиционные затраты, энергия, площадь
Есть и некоторые другие способы оптимизации анизотропии.
Если вам необходимо уменьшить кевларовые следы, есть смысл использовать ролики с кевларовым покрытием. Это поможет обеспечить более равномерный рисунок.
Обратите внимание, что этот тип роликов эффективен, в первую очередь, в работе с толстым стеклом. Если вы работаете с тонким стеклом, ролики с кевларовым спиральным изоляционным покрытием помешают попаданию воздуха в камеру охлаждения, что приведет к проблемам с качеством стекла.
Жертва: Качество
Если вы работаете в индустрии обработки стекла, помните, что всегда есть возможность повлиять на рисунок анизотропии. Для этого лишь необходимо отрегулировать пару основных параметров оборудования или ваш метод загрузки стекла.
Тем не менее, для достижения оптимизированного рисунка анизотропии, вы должны быть готовы жертвовать чем-то. Это может быть продуктивность, экономическая эффективность из-за увеличенных вложений, качество стекла или что-либо еще.
Если анизотропия не является критичной проблемой для ваших проектов, то улучшение её рисунка означает лишние экономические потери. С другой стороны, способность поставлять стекла с менее навязчивой анизотропией, чем в среднем по рынку, может открыть для вас новые, доходные бизнес возможности.
Если вы являетесь архитектором, дизайнером или конечным пользователем стекла, учтите, что достижение более равномерного рисунка анизотропии означает более высокую стоимость производства такого стекла. Поэтому, если стекло с минимизированным эффектом анизотропии имеет большое значение для вашего проекта, вероятнее всего, что оно будет стоить дороже, чем обычно. Соответственно, убедитесь, что ваши требования относительно анизотропии и цены четко согласованы с вашим поставщиком заранее.
Хорошая новость в том, что современные технологии, которые могут помочь вам договориться о подходящей анизотропии, существуют на рынке уже сегодня. Продвинутые измерительные устройства обеспечивают эффективный способ количественного определения уровня анизотропии и даже моделирования образца рисунка анизотропии. Так почему бы не использовать их?
В финальной части хочу напомнить, что если два стекла имеют очень похожие значения анизотропии, это не всегда подразумевает, что они будут иметь столь же похожие рисунки. Если в одном здании установлены два стекла с разным рисунком анизотропии, они с большей вероятностью попадутся на глаза, чем если бы все стекла имели одинаковый рисунок.
Подписаться на рассылку Glastory
Мы отвечаем на ваши вопросы об обработке стекла. Расскажите нам о своих проблемах, и мы сделаем все возможное, чтобы помочь вам.
Comments are closed.
Glastory 
