超薄玻璃浮法成形机制与拉薄过程初步分析

鲍松

江苏苏华达新材料有限公司223800

摘要：对超薄玻璃浮法成形机制和拉薄过程进行初步分析。通过调整拉边机四度、电加热功率和改变玻璃厚度，以及调整锡槽出口渣箱工况，稳定汽车级玻璃的生产。目前超薄玻璃的厚度范围包括1.1mm、1.3mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm制镜级、车镜级和汽车级玻璃。汽车前风挡玻璃主要采用1.6mm和2.1mm汽车级玻璃原片进行深加工。本文通过对调整拉边机四度、电加热功率，提高生产效率和产品质量具有重要意义。

关键词：超薄玻璃；浮法成形机制；拉薄过程

引言

超薄玻璃作为一种具有广泛应用前景的新型材料，在汽车行业、电子设备、建筑装饰等领域有着重要的应用价值。然而，超薄玻璃的生产过程中存在一系列的技术难题，其中包括浮法成形机制和拉薄过程的控制。因此，对超薄玻璃的浮法成形机制和拉薄过程进行深入分析和研究，对于提高超薄玻璃的生产效率和产品质量具有重要意义。在超薄玻璃的生产过程中，浮法成形是关键的工艺步骤之一。浮法成形通过在锡槽中流入熔融的玻璃液，使玻璃熔体在锡槽表面形成一个均匀的薄层。通过调整拉边机四度参数及拉引速度以及电加热功率和冷却等步骤，使玻璃厚度逐渐变薄，并最终达到所需的超薄厚度。在这个过程中，浮法成形机制的控制对于确保玻璃的成形质量和性能至关重要。

1.超薄玻璃在现代社会中具有重要价值

超薄玻璃可以作为电子显示器的基板材料，如平面显示器、智能手机和平板电脑等。其优异的物理性能可以提供更高的分辨率、透明度和耐久性，并且可以实现更薄、轻薄的设计。同时，超薄玻璃的柔性特性使其成为可折叠设备的理想材料，如折叠手机和可折叠电子书。超薄玻璃的低表面粗糙度和高光学透过率使其成为制造光学器件和光学涂层的理想选择。它可以用于摄像头镜头、激光器器件、光纤技术和太阳能电池板等领域，对光学性能和传感器性能有重要影响。超薄玻璃在医疗技术和生物科学领域具有广阔的应用前景。它可以用于制造医疗设备、医疗传感器和生物芯片等，提供高透明度、低背景噪音和生物相容性。此外，超薄玻璃还可以用于制备细胞培养和组织工程的载体材料。超薄玻璃在太阳能电池和光伏技术中具有重要作用。

2.超薄玻璃浮法成形机制

2.1拉边机四度调整

拉边机四度是指拉边机压边轮的速度、角度、深浅度、进退度。它直接影响到玻璃在拉引过程中原板运行的稳定性及厚薄差。在超薄玻璃的生产中，合理调整拉边机四度可以达到以下方面的效果：

2.1.1合理调整拉边机四度可以使玻璃边缘变得平整，避免出现凹凸不平或边缘翘曲的情况。可以避免边缘出现划伤、破损或毛刺等问题，提高产品的外观和品质。这对于超薄玻璃的后续加工和使用具有重要意义，可以保证产品的质量和性能。

2.1.2拉边机四度的调整还可以控制玻璃边部的斑马角度数。通过合理调整压边轮的深浅度，可以提高玻璃的斑马角度数。拉边机四度的调整也可以控制玻璃光边的宽度，缩小光边宽度，可以提高玻璃成品率。

2.1.3通过调整四度，可以控制玻璃的厚薄差在5丝以内，确保产品符合厂标国标，满足客户使用需求。

2.2玻璃厚度变化对浮法成形的影响

玻璃的厚度是浮法成形过程中一个重要的参数，它对成形温度和拉引速度的控制有着直接的影响。成形温度的变化会导致玻璃的厚度变化。一般来说，较厚的玻璃需要较低的成形温度，而较薄的玻璃则需要较高的成形温度。玻璃的厚度变化还会影响拉引速度的调整。一般来说，较厚的玻璃需要较慢的拉引速度，而较薄的玻璃则可以使用较快的拉引速度。通过调整拉引速度，同样可以控制玻璃的宽度和厚度的变化。玻璃的厚度变化对成形质量也有直接的影响。较厚的玻璃在成形过程中容易发生不均匀的变形和拉伸，出现扭曲、波纹等问题。而较薄的玻璃容易发生纵弯、翘曲、厚度不均等。因此，通过调整玻璃的厚度，可以控制成形质量，提高产品的外观和性能。

2.3超薄玻璃对电加热功率的适配

生产超薄玻璃，可以通过调整电加热功率，控制玻璃在浮法成形过程中的厚薄差、收缩率、波纹度、纵向弯曲度等指标。过高功率会增加收缩率，不利于玻璃的成型，但利于边部厚度及波纹度；过低功率不利于玻璃展薄，牙距小等不利因数，但因收缩率小，玻璃出拉边机区域容易定型。不同厚度玻璃及拉引量适配功率也不同，需要生产人员长期不断分析、摸索，总结出最佳生产工艺参数。

2.4超薄玻璃对拉薄积厚区的温度场要求

玻璃越薄，拉引速度越快，收缩率也越大。往薄改厚度，维持原板宽度不变，拉边机区域的温度就要相应提高，以加强拉边机角度对玻璃边部作用力。为了经济性，电加热功率尽量少加，生产中通过调整石墨舟位置提高成型区温度，以达到适中的成型温度场，同时可以提高原板运行的稳定性。

3.超薄玻璃拉薄过程分析

3.1工艺参数的选择

在超薄玻璃拉薄过程中，选择合适的工艺参数对于最终产品的质量和性能至关重要。温度对拉薄过程中玻璃的软化、粘度和应力分布都有影响。较高的温度可以使玻璃更容易变形，但过高的温度可能导致热膨胀和热冷却不均匀而引起材料内部的应力集中。因此，需要根据具体的玻璃材料性质和拉薄要求选定适宜的拉薄温度。拉引速度会影响整个拉薄过程的时间和过程控制的准确性。较快的拉引速度可能导致应力集中，而较慢的速度可能导致太长的时间和过大的能耗。需要找到一个适当的平衡点，以确保拉薄过程稳定和材料质量。

3.2拉薄机构的设计

拉引装置是实现拉薄过程的核心部分，其设计需要适应超薄玻璃的特性。它需要提供足够的受力和支撑，并能够均匀施加拉引力以保证拉薄材料的均匀性。适当的拉引装置可以避免热应力、机械应力和材料流动等问题。承载结构用于支撑超薄玻璃的整个拉薄过程。它需要具有足够的刚性和稳定性，以确保拉薄过程中的形状变化不会导致材料破裂或变形超过允许范围。合理设计的承载结构还可最小化对玻璃表面的不均匀应力影响。传动和控制系统用于精确控制拉引装置的运动和拉伸力。它需要具备高准确度、高稳定性和可重复性，以实现拉薄过程的精确控制。采用先进的控制技术，如闭环反馈控制和自动化控制系统，可以提高拉薄过程的可控性和稳定性。在拉薄机构的设计中，需要考虑超薄玻璃的特殊性质，如脆性、易破裂性和表面敏感性。同时，还要考虑生产效率、能源消耗和设备成本等因素，以达到最佳的拉薄效果和经济效益。

3.3应力分布与薄化规律

了解和分析应力分布规律可以帮助优化拉薄过程，避免破损并得到稳定可控的结果。在拉薄过程中，应力会随着材料的变形而发生变化。初始状态下，应力主要集中在接触点附近。随着材料的逐渐拉伸，应力逐渐扩散并向材料边缘传递。合理的拉薄过程应该使得应力分布均匀，避免应力过度集中导致破裂。在拉薄过程中，超薄玻璃会经历弹性变形和塑性变形。在开始阶段，应力较小，弯曲和形变主要表现为弹性变形，超薄玻璃恢复到原始形状时，应力减小。随着拉薄的进行，应力会增加，超过材料的临界应力，发生塑性变形。了解和控制弹性和塑性变形，可以避免拉伸过大导致应力集中和破裂。了解超薄玻璃的物理性能和应力行为，可以通过实验数据和数值模拟进行监测和分析。例如，使用电子显微镜、全息干涉术等方法来观察应力分布和形变情况，或利用有限元分析等数值模拟手段来模拟拉薄过程的应力分布。通过这些分析手段，可以优化工艺参数和机构设计，以实现更稳定和可控的拉薄效果。

结束语

通过调整拉边机四度、电加热功率和改变玻璃厚度，可以解决及稳定超薄玻璃的纵向弯曲度＜0.2mm/m、条纹等级 ＜3级、厚薄差≤0.05mm，斑马角＞50°等玻璃原片检测指标。从而提高玻璃的成品率及良品率和产能。未来的研究可以进一步探索超薄玻璃的成形机制和优化生产工艺，以满足不断增长的市场需求。

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