建筑玻璃弯曲钢化水平



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在过去的15年中,弯曲玻璃的钢化主要转变为水平方法。

如今,汽车和家具行业的大系列几乎无一例外地都是在水平回火机上制造的。特种车辆制造商和建筑行业的小批量生产仍在旧的立式机器上进行,但随着批量弯曲和回火技术的发展,这些行业也越来越多地转向水平回火。

使用玻璃弯曲炉的钢化在生产具有高光学质量要求的大块建筑玻璃方面具有无与伦比的优势。

弯曲和回火过程使用受控热处理创造了玻璃所需的特性,例如强度。将玻璃加热到 615-650 ºC,然后快速冷却,会在玻璃表面产生残余压应力,并在内部产生相应的残余拉伸应力。由此产生的应力平衡赋予玻璃所需的特性。钢化弯曲玻璃承受机械应变的能力是弯曲退火玻璃的 4-5 倍。这种承重能力使钢化玻璃适用于许多需要机械强度的地方。钢化弯曲玻璃还可以承受比普通玻璃大得多的温度变化。例如,这种能力使弯曲钢化玻璃比夹层玻璃更适合外墙。另一个好处是增加了安全性。

例如,可以通过层压或构建绝缘玻璃单元来进一步升级钢化弯曲玻璃。丝网印刷可提供附加值,并可与弯曲的钢化玻璃结合使用。所有热解涂层(硬涂层)玻璃都可以弯曲和回火。一些软镀膜玻璃也可以弯曲和回火。

弯曲和钢化炉也可用于制造热强化玻璃。热强化玻璃不如钢化玻璃坚固,但它具有其他特性,使其更适合某些用途。

无论采用何种方法,弯曲和回火过程始终包括以下阶段:

a) 装载(在模具中或在传送带上)

b) 预热和加热(620-640ºC)

c) 弯曲成所需的形状

d) 回火和冷却

e) 卸货

玻璃被装载到滚筒输送机上,或者如果在熔炉内发生弯曲,则装载到模具或工具系统中。

在熔炉中,玻璃被充分加热,以便可以弯曲和回火 (615-650 ºC)。在在熔炉中进行弯曲的钢化机中,玻璃在模具或复合工具系统上加热,然后可以在熔炉中弯曲。大多数情况下使用电加热,因此大部分热能通过辐射传递给玻璃。

对于辊底炉,弯曲在单独的弯曲部分进行,实际上玻璃需要过热以补偿弯曲过程中发生的冷却。另一方面,在炉外弯曲可以构建复杂的可调模具

弯曲后快速冷却(回火),这会在玻璃中产生所需的张力。空气通过喷嘴以选定的压力吹到玻璃表面,使玻璃以所需的方式冷却。为了确保均匀冷却,玻璃在钢化过程中在喷嘴之间摆动。冷却速度,即压力,主要根据玻璃的厚度来选择。回火后,一旦玻璃的温度充分下降,就可以在全压下进行最终冷却。

根据机器的类型,玻璃在冷却后被带到卸载区,在模具中或在传送带上。

为正确的任务选择正确的机器

不存在用于弯曲和回火的通用机器或概念。使用玻璃的地方和所需的特性,决定使用的方法。因此,市场上有几种不同类型的机器,以不同的方式执行上述过程中的各个阶段。然而,所有这些机器都有一个共同的基本结构:它们都有一个用于加热玻璃的炉子、一个用于弯曲玻璃的模具和一个淬火部分,在其中对弯曲的玻璃进行回火。根据其结构和工作方式,这些机器可分为两种主要类型:

a) 辊底炉

b) 弯曲和回火炉

卧式辊底炉

该技术最初源自平钢化炉。该系统围绕一个滚筒输送机建造,它将玻璃从装载区通过熔炉、弯曲段和淬火段输送到卸载区。一旦在装载区准备好批次,它就会被传送到加热室。一旦玻璃达到要求的温度,它就会被带到弯曲部分进行成型,然后进入淬火部分进行回火和冷却。可以通过重力或通过在两个模具之间压制来获得形状。重力弯管机可进一步分为两类:用于圆柱弯曲和单向弯曲的无模具系统,以及用于球形弯曲和复合弯曲的模具系统。

卧式辊底炉的初期投资成本通常较高,但产量也较高。因此,它们主要用于 OEM 汽车玻璃、家具、商店固定装置、淋浴门、家用电器等的长系列生产。

水平弯曲和回火炉

这是另一项新技术,源自弯曲和退火炉。将玻璃装入模具或成型系统中,然后将模具和玻璃在折弯炉中加热弯曲,然后带到冷水机中进行回火和冷却。模具或特殊工具系统上的重力弯曲用于赋予形状。

卧式回火炉所需的初期投资相对较低。由于它具有中低输出率,它主要用于中短期运行,用于外墙、天窗和室内建筑。在炉内弯曲玻璃不需要过热,因此光学质量非常高。这在为光学质量是关键问题的建筑物弯曲大块玻璃时具有明显的优势。

Rainbowmaker,带折弯炉的新型批量卧式钢化机

Rainbowmaker TSF CombiT 是第一台带有弯曲炉的卧式钢化机,可以为建筑物制造具有足够高光学质量的玻璃。为机器设定的设计标准如下:能够制造尽可能广泛的建筑玻璃;投资成本低,模具成本低;以及适合小系列的操作方法。该机器最初是在 1993 年开发的,但直到最近两年才进行了升级,以完全满足市场对玻璃尺寸和容量的需求。

市场需求形成设计基础

对建筑玻璃市场进行了仔细研究,以确保机器工作原理的选择及其开发基于正确的信息。该研究表明,专为建筑玻璃设计的机器应满足以下最低要求:

  • 玻璃尺寸至少为 2000x3000 毫米
  • 玻璃厚度 6-12 毫米、15 毫米和 19 毫米可取
  • 形状大多为圆柱形
  • 弯曲半径 400 mm - 25 000 mm

建筑玻璃的生产运行以中小系列为主,从几件批量到几百件批量。这对转换时间提出了严格的要求;如果小批量生产要有利可图,半径的快速转换时间是必不可少的。

最终产品必须符合国际标准。由于没有为弯曲的建筑玻璃制定单独的标准,因此在可能的情况下适用平板钢化玻璃的标准。在大多数情况下,回火度和破碎度的测试是根据这些标准进行的,形状精度根据工厂规范进行定义,光学质量根据工厂规范或个别情况进行定义。热浸测试遵循与平板钢化玻璃相同的做法。

在市场研究期间,观察到没有足够好的光学质量和足够大的尺寸的玻璃。因此特别注意光学质量。选择使用弯曲炉的设计消除了辊底炉的典型问题,即玻璃具有波浪形外观。这种设计还消除了玻璃表面的辊痕,这是辊底炉的另一个典型问题,由玻璃快速预热引起。弯曲部分在炉外的方法(辊底炉、立式机器)的第三个问题是,为了补偿弯曲过程中玻璃的冷却,必须使炉内的玻璃过热。这种过热通常会严重削弱玻璃的光学质量,以至于建筑师不再接受它。Rainbowmakers 在熔炉中弯曲玻璃的方法解决了这个问题,并提供了出色的光学质量。

各方面技术先进

Rainbowmaker TSF CombiT 是一种水平回火机,可在炉内弯曲并符合上述标准。标准机器非常紧凑和简单,可以安装在地板上,无需任何额外的基础。它由加热弯曲炉、移动式淬火段和模具组成,模具在模具中将玻璃放入炉内,成型为所需的半径,然后送到淬火装置进行回火。在装载期间,冷却器向后移动,以便可以使用起重机将玻璃装载到模具中。然后将装有玻璃的模具移入熔炉,在那里加热并弯曲。当弯曲完成并达到钢化温度时,将模具中的玻璃移入冷却器进行钢化和冷却。然后冷却器再次移回,

可以优化加热和冷却时间,以实现典型的总运行时间,例如 6 毫米玻璃,少于 20 分钟。标准机的容量受加热时间的限制。可以将熔炉构建为吞吐量模型,以便将玻璃一端移入熔炉,另一端移出冷却器。然后可以在此过程中同时使用三块玻璃,这使容量增加了一倍,其中一块在熔炉中,一块在冷却器中,另一块在装载。

炉子采用电加热,因此控制加热和弯曲简单而精确。玻璃的加热可以从顶部和底部以带状方式控制。操作员选择合适的加热曲线和加热曲线,并确保它们适合正在加工的玻璃。为了使钢化成功,玻璃进入冷却器时温度必须均匀。自动功率控制系统确保玻璃表面温度均匀,根据测量值和给定参数平衡炉温。

在弯曲炉中总是需要模具。模具可以是固定模具、复合模具或可调模具。在炉内弯曲过程中,完整的模具进入炉膛,因此固定和复合模具都可以使用。对于 Rainbowmaker 来说,使用获得专利的复合模具将模具成本降至最低。当半径改变时,不需要改变整个模具,只需改变形状即可。这导致了一种简单、可靠和低成本的弯曲工具。

必须为每个半径单独设置冷却器。通过在喷嘴部分使用导向曲线和快速紧固件,这项任务变得快速而简单。配备直通式炉的 Rainbowmakers 配备了自动调节的冷却器,从而可以连续运行不同的半径,而无需单独的转换时间。

Rainbowmaker 是一种全自动熔炉。基于 Windows 的界面是图形化的,非常容易学习和使用。特别注意材料和组件的选择,以使机器尽可能易于维修。

Glassrobots Oy 今年将向美国、欧洲和远东的世界领先玻璃弯曲公司供应多台弯曲和钢化机器。其中一些交付还包括弯曲技术转让和维护协议。

弯钢化建筑玻璃用途变化时期

弯钢化玻璃在建筑中的使用仍然很少,主要是在立式钢化机上生产。然而,这种方法有其缺点,这些机器将在不久的将来被新的卧式机器取代。由于即使在未来辊底机主要用于制造大系列在经济上是可行的,因此在较小的运行中,在需要良好光学质量的地方(外墙,大展示窗等)使用弯曲和回火机是必要的。

然而,弯曲钢化玻璃的使用正在迅速增加。增加玻璃的可用性以及相关项目和系统(框架、弯曲绝缘玻璃、带螺栓固定在配件上的玻璃)的开发将使该选项更具竞争力。标准工作一直在推进;弯曲玻璃的草案和工厂标准已经存在。

在过去的许多情况下,钢化玻璃被夹层玻璃所取代,因为它更容易获得。但是弯曲钢化玻璃的可用性正在不断提高。另一方面,回火和层压并不是相互排斥的技术;相反,它们相互补充。有些地方需要使用钢化玻璃(例如带有螺栓结构),以及需要层压的地方(例如天窗)。越来越多的结构被指定需要层压的钢化和热强化玻璃。

大型钢化建筑玻璃可以从供应弯曲建筑玻璃的老牌公司那里获得,因为他们试图通过提供全系列玻璃来保持市场:弯曲退火、弯曲夹层、弯曲钢化和组合。被要求供应弯曲建筑玻璃的第二类公司是对平面建筑玻璃进行回火的公司;这些也越来越多地销售全系列玻璃,以确保他们赢得订单。

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