汽车玻璃生产工艺ppt课件

2020 4 22 1 汽车玻璃生产工艺 2020 4 22 2 了解浮法玻璃的基本特性 与汽车玻璃相关部分 了解汽车安全玻璃的种类了解夹层玻璃基本特性及加工工艺了解钢化玻璃基本特性及加工工艺 课程目的 2020 4 22 3 第一章浮法玻璃的知识点 与汽车玻璃相关部分 第二章夹层玻璃生产工艺第一节夹层玻璃基本知识第二节夹层玻璃生产工艺第三章钢化玻璃生产工艺及设备第一节钢化玻璃基本知识第二节钢化玻璃生产工艺第三节钢化玻璃生产设备第四章各厂房设备生产能力汇总 目录 2020 4 22 4 一 浮法玻璃工艺及相关知识点浮法玻璃是平板玻璃的一种 因生产过程是 漂浮 在锡液面上而得名 平板玻璃生产工艺有垂直引上工艺 处于淘汰边缘 平拉工艺 如压花玻璃 浮法工艺 因质量好大量应用于加工行业 浮法工艺是世界上目前最先进的平板玻璃生产工艺方法 用于汽车玻璃的浮法玻璃原片厚度一般有2mm 3mm 3 5mm 4mm 5mm 6mm 第一章浮法玻璃的知识点 2020 4 22 5 浮法玻璃生产过程概述 是将经过合理调配的原料送入高温 约1050 1150 的玻璃熔窑获得均匀的玻璃液 再将玻璃液送入充满氮氢保护气体的锡槽 漂浮在锡液表面上 自然摊平 展薄 抛光 冷却后 最后进入退火窑 经退火后的玻璃产品即为浮法玻璃 同锡液接触的玻璃表面称为锡面 自然摊平的另一面称为空气面 空气面比锡面具有更好的性能和更高的表面质量 2020 4 22 6 横淋子 浮法玻璃在生产过程中玻璃液的前进方向就是淋子方向 下图即为横淋子方向 2020 4 22 7 竖淋子 淋子方向 由于横淋子在前挡风玻璃中易使驾驶员视觉失真且易疲劳 故前挡风玻璃尽量使用竖淋子 2020 4 22 8 二 浮法玻璃成分浮法玻璃成分主要有 SiO2 CaO MgO Al2O3 Na2O 成分特点 高钙 中镁 低铝 微铁 2020 4 22 9 三 浮法玻璃颜色浮法玻璃有透明玻璃 俗称白玻 和颜色玻璃 颜色玻璃有 兰玻 绿玻 灰玻 茶玻 黑玻 颜色玻璃是在透明玻璃的原料中加入着色剂而制成 如 兰玻是加入了CoO 绿玻璃是加入了Fe2O3 2020 4 22 10 四 浮法玻璃的退火与淬火退火就是消除或减小玻璃中热应力至允许值的热处理过程 浮法玻璃本身的生产过程是经退火窑退火后而成 通俗地讲退火就是先加热再缓慢冷却 淬火就是使玻璃表面形成压应力的热处理过程 淬火玻璃即是 物理 钢化玻璃 通俗地讲淬火就是先加热再快速冷却 2020 4 22 11 五 应力 自裂 夹层玻璃 自爆 钢化 应力是玻璃结构排列的不均匀在力学上的反映 自裂 夹层玻璃出现的自然破裂现象 是由于玻璃内部存在不均匀的残余应力所致 自爆 钢化玻璃出现的自然破裂现象 主要原因是由于玻璃张应力层存在的NiS 硫化镍 在常温下相变引起体积膨胀所致 2020 4 22 12 什么是夹层玻璃夹层玻璃是由两层或两层以上的玻璃用一层或数层透明的粘结材料粘合而成的玻璃制品 夹层玻璃的特性玻璃与PVB粘结力高 当玻璃破碎后 玻璃碎片仍然粘在PVB上不剥落 不伤人 具有安全性 高抗冲击强度 受撞击后 脆性的玻璃破碎 但由于它和有弹性的PVB相结合 使夹层玻璃具有高的抗穿透能力 仍能保持一定的能见度 耐光 耐热 第二章夹层玻璃生产工艺及设备第一节夹层玻璃基本知识 2020 4 22 13 夹层玻璃的用途汽车挡风玻璃建筑玻璃和顶棚防弹玻璃 耐压观察窗等 2020 4 22 14 夹层玻璃主要原材料玻璃采用浮法玻璃 透光度好 平整度好 无波纹 退火均匀 机械强度高 粘合材料目前夹层玻璃粘合材料主要用PVB 由聚乙烯醇缩丁醛 增塑剂 添加剂组成 它具有透明 无色 耐光 耐寒 粘结性能好等特性 PVB与玻璃粘结机理 Si OH基与COH基形成氢键 2020 4 22 15 PVB种类按厚度分有0 38 0 63 0 76 1 52mm 其中汽车安全玻璃用的PVB为0 76mm 世界著名的PVB膜片生产厂家主要有美国杜邦 首诺及日本积水 2020 4 22 16 汽车用PVB厚度 0 76mm颜色 A 有色带如GC表示绿带透明PVBB 无色带如C 透明PVB 含水率 0 3 0 7 2020 4 22 17 第二节夹层玻璃生产工艺流程原片切割预处理 切割 掰边 磨边 洗涤烘干 丝印 喷粉 丝印 烘干 热弯合片 切拉膜 套橡胶圈 初压 高温 高压终检 修边包装 2020 4 22 18 原片切割 目的 将原片切成所需尺寸的毛坯 毛坯留边量通常为单边不少于12 15mm 以利于四周的掰边 2020 4 22 19 毛坯切割时注意玻璃的淋子方向 夹层玻璃最好采用竖淋子 以保证驾驶员视觉失真少 也不易疲劳 区分玻璃的空气面和锡面 至少保证夹层玻璃内外片中的一片与PVB粘结面为空气面 以免影响粘结力 图一是在同样PVB含水率条件下玻璃两个面和PVB的粘结力对比曲线 玻璃的空气面和PVB的粘结力要比锡面和PVB粘结力高 因此毛坯切割时 玻璃放在L型料架上 注意L型料架的玻璃空气面朝向必须一致 2020 4 22 20 图一 2020 4 22 21 PVB性能 PVB含水率 递增 递增 图二 2020 4 22 22 将毛坯切割成所需形状 切割时注意切割压力及切割刀轮 根据玻璃厚度调整切割压力及选取择切割刀轮角度 异型切割 边角料不少于12 15mm 以利于四周的掰边 2020 4 22 23 2020 4 22 24 切割油的使用在切割玻璃时 必须使用切割油 如煤油 且玻璃表面要干燥不能有水雾 因为切割时 空气中的水分会使玻璃的硅酸盐组成一种胶团 结果封闭了刀口 使掰边困难 切割油的渗透力强 切割后会渗入刀口 使刀口和空气隔绝 减少形成胶团的可能 但过量的切割油会污染玻璃表面 使洗涤不容易 2020 4 22 25 切四刀 掰边 去除边部多余的边料 由于切割时刀口没有通到玻璃边部 所以掰边前要先开刀口 2020 4 22 26 2020 4 22 27 3 磨边 将周边锋锐的棱角磨去 不割手 也去除一些细小的裂纹 常见的磨边种类按边部形状可分为倒棱边和圆边 倒棱边一般用于对边部质量要求不高的非裸露边 我司的夹层玻璃目前都是磨倒棱边 圆边一般用于对边部质量有要求的裸露边 不允许出现亮斑 我司的钢化玻璃目前都是磨圆边 客户有具体要求时依客户的要求而定 一般采用金刚砂磨轮进行磨边 我司现用的磨轮截面形状有V型和U型两种 V型用于磨倒角边 U型用于磨圆边 2020 4 22 28 磨边前 边部为直角 2020 4 22 29 磨边后倒棱边圆边 2020 4 22 30 2020 4 22 31 2020 4 22 32 4 洗涤烘干 1 目的 用水将玻璃表面灰尘 油污 杂质清理干净 2 洗涤夹层玻璃严格来讲要使用去离子水 因为水中的Ca2 和Mg2 离子会在玻璃上造成水迹 同时也会影响玻璃的PVB的粘结力 去离子水程度可用水的导电率来衡量 导电率越小 水越纯 2020 4 22 33 5 喷粉 1 喷粉是指把玻璃经洗涤干燥后 在外片玻璃表面喷上分隔粉 防止二片玻璃叠合热弯时烧结在一起 2 通常采用湿喷 将粉和水按重量比1 10均匀混合 用泵打在玻璃上部的喷嘴 向下喷到外片玻璃表面 喷粉要求粉质细且能少量被PVB吸收 喷粉后必须做到硅粉均匀不结块 如有结成小块的粉夹在玻璃中 热弯过程中玻璃表面有小坑 在这个部位产生光畸变 2020 4 22 34 6 印刷及烘干 1 目的 用丝网印刷方法将油墨印刷在玻璃上并将油墨烘干 2 夹层玻璃油墨是由低熔点玻璃粉 30 熔剂 30 色料 3 4 及有机物 35 混合而成 油墨按烘干方式分红外线烘干油墨 紫外线烘干油墨 通常油颜色为黑色 也有白色 灰色 蓝色等 我司目前使用的是红外线烘干油墨 3 印刷质量受油墨粘度 刮刀压力和速度 印刷厚度及印刷环境等因素影响 2020 4 22 35 2020 4 22 36 2020 4 22 37 3 热弯热弯就是把切割好尺寸大小的玻璃 放置在根据弯曲弧度设计的模具上 放入加热炉中 加热到软化温度 使玻璃软化 然后退火 即可制成热弯玻璃 热弯模具采用耐热钢材制成 其上部环沿与玻璃成品形状及曲率一致 由于热弯过程是决定玻璃的最终形状 因此是整个夹层玻璃生产的关键工序 2020 4 22 38 玻璃的热弯是在热弯炉内进行的 包括四个阶段 预热段 成型段 退火段 冷却段 连续热弯炉 分为上下两层 上层对玻璃进行预热 成型 下层用于对玻璃进行退火 冷却 小车是由矩形钢架 隔热材料做成的顶部敞开 其余周边密封的箱体 生产时通过传送装置 使小车在热弯炉的上下两层循环运行 2020 4 22 39 生产时 将相应的模具放在热弯小车内 在上片 下片段 操作工人将已经过预处理的合格半成品玻璃上到模具上 通过升降及传送装置使热弯小车升到热弯炉上层 依次经过预热段 成型段 在预热段玻璃从常温升高到略低于玻璃软化温度Tf Tf一般为550 580 之间 在成型段玻璃温度高于软化温度 玻璃基本已经软化处于较塑性状态 重力作用使玻璃逐渐 2020 4 22 40 下垂与模具四周相贴合形成球面 达到最终产品的弧度与球面要求 通过电脑终端操作根据玻璃的球面形成情况控制小车下降到下层的退火 冷却段时进行退火 冷却 退火的目的是尽量减少玻璃内部的张应力形成周边压应力 若张应力过大 则玻璃会破裂 冷却的目的在于进一步消除玻璃内部的张应力 形成周边压应力 同时将玻璃冷却到可以搬动的温度 经传送装置将热弯小车输送至上片 下片段 由操作工人将弯玻璃取出 放在相应库位的A型架上 整个热弯工序至此结束 2020 4 22 41 2020 4 22 42 4 合片1 清粉目的 把玻璃之间的分隔粉用吸尘器或清水清理干净 2 拉膜目的 将膜片拉伸成所需要的弧度 有些PVB有色带夹在挡风玻璃上部 可以遮阳 为了美观往往将PVB伸展 使色带弯曲 以符合玻璃上部形状 PVB伸展是将PVB均匀的加热 同时拉伸成扇形 然后均匀的冷却将PVB的变形冻结成永久变形 2020 4 22 43 2020 4 22 44 3 切膜 对于要求为平色带或无色带的PVB 则不需拉伸 直接切膜 切割长度为玻璃实际长度加上20 40mm左右 大小头交替切割可提高PVB的切裁率 切割好的PVB应叠放整齐 并用高压膜包好 以防止膜片变色 污染 2020 4 22 45 4 调湿目的 PVB膜片的含水率对夹层玻璃的性能有很大的影响 PVB膜片的含水率越大 它和玻璃间的粘接力就越小 PVB膜片含水率越低 粘接力越强 其抗穿透性就越小 因此 PVB膜片在使用前均必须在室内调节含水率 以使膜片含水率符合要求 即膜片含水率在0 3 0 7 之间 一般情况下 在温度18 25 相对湿度为18 23 之间这样的条件下可确保PVB膜片的含水率符合要求 因为温度 湿度直接影响PVB膜片的含水率 2020 4 22 46 5 合片目的 在两片玻璃中间夹上膜片并把膜片边料修掉 用小刀将PVB膜片多余的部分切掉 切割后PVB膜片周边应留余量约 mm 以免合片后膜片因收缩而产生缩胶 且合片时内 外片必须对齐 叠差不得超过1mm 为保证膜片含水率 合片室环境控制温度18 25 相对湿度18 23 之间 2020 4 22 47 6 初压目的 把玻璃与PVB之间70 以上的空气抽掉并封边 初压方式有辊压法或减压法 我司用的是橡胶环减压法 即根据玻璃大小先取合适的橡胶圈 将橡胶圈套在合好片的玻璃上 橡胶圈套上后周边无间隙 感觉略紧为宜 将玻璃竖起放在初压线传送带上 将抽头与真空管相接 在初压线上冷抽 冷抽的目的在于把玻璃与PVB间70 以上的空气抽掉 然后送到加热室里热抽 热抽的目的在于把玻璃与PVB周边封住 防止高压过程空气及水进入玻璃中间 使玻璃与膜片初步粘合在一起 2020 4 22 48 2020 4 22 49 高压目的 在高温高压下把玻璃与PVB紧密粘接在一起 高压有三个过程 升温升压 保温保压 降温降压 A 升温升压 温度由常温升到105 随着温度升高 压力升至3 5 5 0bar 此后温度升至130 150 开始补压10 13bar B 保温保压 温度在130 150 压力10 13bar 时间30 50分钟 C 降温泄压 温度40 50 开始泄压 2020 4 22 50 2020 4 22 51 终检 修边检验玻璃外观后将边部PVB用小刀割除 包装装箱时 注意玻璃的四个角与木箱侧板必须留有一定的间隙 钉箱后 不允许有漏钉 透钉现象 2020 4 22 52 2020 4 22 53 钢化玻璃生产工艺及设备钢化玻璃基本知识钢化玻璃分物理钢化和化学钢化 我们通常所说的钢化玻璃均指物理钢化 2020 4 22 54 什么是全钢化玻璃 玻璃在加热炉内加热到接近软化温度 这时玻璃处于粘住流动状态 保温一段时间后将玻璃迅速送入冷却装置 低温高速气流对玻璃均匀淬冷 使玻璃内层产生张应力 外表面产生压应力 经过这样处理的玻璃制品就是全钢化玻璃 2020 4 22 55 在任意5CMX5CM的范围内碎片数不少于40不多于400块 玻璃厚度大于3 5MM时碎片数在40块以上450块以下 2020 4 22 56 什么是区域钢化玻璃 玻璃在加热炉内加热到接近软化温度 然后将玻璃迅速送入不同冷却强度的风栅中 对玻璃进行不均匀冷却 使玻璃主视区与周边产生不同的应力 周边区处于风栅的强冷位置 进行全钢化 此位置碎片好 钢化强度高 主视区处于风栅弱冷位置 碎片大钢化强度低 用这种方法生产的玻璃就是区域钢化玻璃 2020 4 22 57 2020 4 22 58 2020 4 22 59 钢化玻璃的特性优点 具有较高的机械强度A 抗冲击强度钢化玻璃的抗冲击强度是相同厚度普通玻璃的5 8倍 5mm厚钢化玻璃用227g钢球冲击 钢球从2 3米高落下不破碎 同样厚度的玻璃在0 4米就破碎了 B 抗弯强度抗弯强度比普通玻璃高3 5倍 用一片6X1250X350mm玻璃条 两端架起来 中间加重物 中间最大弯度可达100mm不断裂 2020 4 22 60 具有良好的热稳定性热稳定性是指玻璃能承受剧烈温度变化而不破坏的性能 钢化玻璃可承受温度变化范围达150 320 而普通玻璃只有70 90 如将钢化玻璃放在0 的冰上 浇上熔化的327 铅水玻璃不会爆碎 安全性能好钢化玻璃破碎时碎片成蜂窝状钝角小颗粒 不易伤人 2020 4 22 61 缺点 钢化玻璃不能切裁 钻孔及磨边钢化玻璃会自爆 即在没有外界机械力作用下发生的自身破裂 2020 4 22 62 钢化玻璃的用途由于钢化玻璃强度好 安全性好 可由于交通设备及工程机械上作挡风 建筑上作屋顶 门窗隔断栏杆等 由于它的强度好 热稳定性好 可以用于仪表 观察窗 家电保护屏等 也可用作夹层玻璃及中空玻璃的原片 2020 4 22 63 钢化应力分布 张应力压应力 2020 4 22 64 第二节钢化玻璃生产工艺流程原片切割预处理 切割 掰边 磨边 钻孔 洗涤烘干 丝印钢化附件安装终检包装 2020 4 22 65 钢化玻璃生产工艺1 原片切割将原片切成所需毛坯的规格 毛坯留边量通常为单边不少于12 15mm 以利于四周的掰边 2020 4 22 66 区分玻璃的空气面和锡面 生产时 应用锡面仪区分原片锡面与空气面 然后按空气面一致朝内堆放 并在 玻璃原料卡 上注明空气面方向 有银线印刷的一定要印在玻璃的锡面 以确保银线烧结后颜色呈棕红色 否则 银线印在玻璃的空气面烧结后颜色呈黄色 数控切割时根据玻璃厚度调整切割压力 一般以易掰边为原则 2020 4 22 67 2 预处理1 切割 根据切割程序将毛坯切割成所需形状 切割压力和切割角度切割压力太大会引起爆边 小块玻璃屑剥落 刀口线发白不透明 切割刀轮太尖 也会引起爆边和小块玻璃屑剥落 切割刀轮要根据玻璃厚度来选用 不同厚度选用不同刀轮 2020 4 22 68 2 掰边 1 目的 去除边部多余的边料 2 由于切割是时刀口没有通到玻璃边部 所以必须开刀口 2020 4 22 69 3 磨边 将周边锋锐的棱角磨去 不割手 也去除一些细小的裂纹 常见的磨边种类按边部形状可分为倒棱边和圆边 倒棱边一般用于对边部质量要求不高的非裸露边 我司的夹层玻璃目前都是磨倒棱边 圆边一般用于对边部质量有要求的裸露边 不允许出现亮斑 我司的钢化玻璃目前都是磨圆边 一般采用金钢砂磨轮进行磨边 我司现用的磨轮截面形状有V型和U型两种 V型用于磨倒棱边 U型用于磨圆边 2020 4 22 70 4 钻孔根据钻孔样片 孔数 孔径 的要求 选取相应直径的钻头 钻孔的方式主要有 手工钻孔和机器钻孔 钻头分上钻和下钻两部分 下钻约钻玻璃厚度的60 薄玻璃钻50 以避免玻璃破裂 上钻要略钻过下钻所运行过的路径 以清除切下的部分 2020 4 22 71 5 洗涤烘干为了将玻璃表面灰尘 油污 杂质清理干净 需要仔细的洗涤 洗涤后的玻璃必须安全烘干 下片时必须带上干净的手套 不得用手直接接触洗涤后的玻璃 2020 4 22 72 3 印刷及烘干对洗涤后需印边的玻璃用丝网印刷方法将已调好的银浆 油墨进行印刷 并用烘干机将油墨烘干 主要设备 印边机 烘干机 印刷室环境 温湿度控制及清洁程度要求较高 油墨是由玻璃粉 30 熔剂 30 色料 3 4 及有机物 35 混合而成 我司目前使用的油墨按烘干方式为红外线烘干油墨 油墨颜色为黑色 也有白色 灰色 蓝色等 使用前必须调整油墨的粘度在合适的范围 以利于油墨印刷 2020 4 22 73 银线印刷 根据产品加热线电阻的要求 加热线的宽度和粗细选择合适的含银量的银浆并添加适量的稀释剂进行均匀搅拌 印刷时 须测试钢化后电阻 并与产品电阻要求进行比较 如在要求范围之外 必须进行调节 直到合格为止 2020 4 22 74 钢化钢化工艺参数 钢化温度的确定钢化温度是钢化工艺的重要参数 它直接影响玻璃的强度 加热温度高 淬冷时玻璃表面收缩大 应力也大 强度也大 但是太高易引起光畸变 若加热温度低没有接近软化点 在骤冷时则容易破碎 所以选用合理的钢化温度是很重要的 2020 4 22 75 钢化温度的理论计算很繁 一般常用经验是把 f 玻璃的软化温度 此温度下玻璃处于粘性流动状态 加80 作为钢化温度 钢化 f 80 如 一般平板玻璃的软化温度为 f 550 所以一般平板玻璃的钢化温度为630 钢化温度在640 以上粘度太小 玻璃太软会造成变形或光畸变 所以通常取钢化温度为620 640 钢化炉炉温设定一般比钢化温度高30 130 有时还更高 2020 4 22 76 2 加热速度 加热时间的确定加热速度取决于加热时间的设定和炉子加热功率的设定 加热速度太快 玻璃内 外层温差太大 玻璃表层已软化 中心层还处理固化状态应力未消除 应力未消除时出炉钢化 此时会因中心层张应力过大破碎 如果再延长加热时间待中心层也软化再出炉 这时会因表面层太软而出现光畸变或变形 加热速度设定太慢又会造成产量的损失 根据钢化厂各加热规律及生产经验的总结 每1mm厚度玻璃加热时间约为40S 2020 4 22 77 4 钢化玻璃的冷却工艺玻璃淬冷是钢化工艺过程中的一个重要环节 对玻璃淬冷的基本要求是快速而均匀地冷却 使之获得均匀分布的应力及最佳的钢化强度 影响钢化强度因素有 冷却风压 风量 风栅喷嘴到玻璃的距离 冷却时间及有效疏散热风等 2020 4 22 78 5 钢化冷却风压的确定钢化玻璃强度的增强主要是靠加热至软化的玻璃淬冷造成玻璃表面与内层有温度差 而保证表面压应力 从工艺角度讲 冷却比加热更重要 也就是说 热玻璃出炉后放在空间靠空气对流自然冷却 这时热传导系数很小 钢化强度很低 随着热系数的提高 钢化程度也提高了 所以提高风压和风量使玻璃散热速度加快 钢化强度也随之提高 2020 4 22 79 5 附件的安装 钢化玻璃附件安装主要有 托架的粘接 安装 钉座的粘接 插销的安装 舌片的焊接 托架 用于支撑门玻璃升降 有些采用胶水粘接 有些利用汽缸的伸缩压制安装 钉座 主要用于玻璃后挡的定位 舌片 舌片为加热线接头 焊接方式有堆焊及点焊两种 点焊机焊接是采用双臂进线方式 利用焊针加热来完成舌片的焊接 2020 4 22 80 2020 4 22 81 6 包装装箱时应抓紧玻璃两端 先将底部靠紧 上部顺着靠上 以免同前片玻璃摩擦下滑而造成划伤 玻璃放置位置不允许有钉子出现 玻璃四个角不能靠住木箱侧面板上