玻璃深加工设备

1、玻璃深加工设备玻璃深加工设备 内容提要 1 玻璃深加工概述 2 平板玻璃深加工工艺的分类 3 平板玻璃深加工前处理设备 4 玻璃热弯设备 5 玻璃钢化设备 6 玻璃的表面处理设备 7 利用连接技术加工平板玻璃设备 1 玻璃深加工概述 玻璃深加工玻璃深加工是指有可能改变玻璃的性能 并赋予它新的或不同的功能的技术。尤 其对平板玻璃，深加工就是提升平板玻 璃的附加值。随着新产品的开发和新市 场的拓展，它的附加值也越来越来高。 深加工玻璃产品将成出口主流深加工玻璃产品将成出口主流 玻璃深加工产品玻璃深加工产品 钢化玻璃钢化玻璃 中空玻璃中空玻璃 夹胶玻璃夹胶玻璃 防火玻璃防火玻璃 光学玻璃光学玻璃 汽

2、车玻璃汽车玻璃 镀膜玻璃镀膜玻璃 防弹玻璃防弹玻璃 家电玻璃家电玻璃 彩绘、喷雕、镶嵌、家具玻璃 是宾馆、饭店、商场、家庭等 场所装饰、装修不可缺少的工 艺玻璃产品。它们具有豪华靓 丽、造型别致，款式多样、富 有艺术特色，与周围环境交相 辉映； 中空玻璃、立体雕刻、彩 绘玻璃、喷砂玻璃、夹丝玻璃、 乳化玻璃、防弹玻璃以及无框 门窗等深加工产品，具有光洁 度好，色彩鲜艳、立体感强等 特点，广泛应用于宾馆、商场、 家庭的屏风及装饰等。 镶嵌玻璃镶嵌玻璃 它是一种不用制版，不用贴保护膜，无 污染，用廉价的玻璃生产出的高档次、高品 位工艺装饰品。随着人们生活水平的提高， 装饰装修已成为现代主流。镶嵌玻

3、璃装饰画 已成为主要装饰产品之一，可在玻璃上镶嵌 各种山水、化合物、花鸟等图案，产品典雅 别致，曲线流畅，单体感强，栩栩如生。广 泛应用于宾馆、商场、家庭等大型壁画、屏 风、隔断、天花板等。 雕刻玻璃雕刻玻璃 晶莹剔透，清新高雅、层次分明、活灵 活现，广泛用于屏风、隔断、装饰画、工艺 品等。 中空玻璃中空玻璃 中空玻璃又称隔热玻璃，是由两层玻璃板组成 的，玻璃板中间有用隔框形成的空隙，所以通称中 空玻璃。中空玻璃的空隙分为6、9、12、15和18mm 等几种。制造中空玻璃的原片已从用单一的普通平 板玻璃发展为镀膜夹丝、夹层玻璃等，用有低辐射 膜玻璃制造的中空玻璃，其隔热性能更好。优质的 中空玻

4、璃使用寿命可长达25年。 中空玻璃最优良的性能是保温隔热性能，既能 减少传导热，又能减少对流热和辐射传热，还具有 减少冷辐射、降低噪音、防止结霜、结露等等性能 。 夹层玻璃：夹层玻璃： 夹层玻璃由两层或多层玻璃之 间夹以特殊薄膜，经高温高压处理 而成。其最大的特点是受冲击时不 会碎散。广泛应用于建筑及各种保 安场所。 2 平板玻璃深加工工艺的分类 一般分为以下四类： 1.改变玻璃形式的工艺，例如热弯、钻孔、磨 边工艺； 2. 改变玻璃的晶格结构的工艺，例如热钢化或 化学强化； 3.表面处理工艺，包括减（研磨或刻蚀）工艺 或增（沉积）工艺。镀膜工艺属于后一个子分 类； 4.利用连接技术加工的平板

5、玻璃结构，例如中 空玻璃（IGU）、表面元件、LCD显示器、光 电模块等。 现在，越来越多的简单产品开始综合采用 多种深加工工艺，所以我们把它称为“综 合深加工平板玻璃”。如，在交通工具中 已经应用了很多年的中空玻璃就是深加工 最经典的范例，前面已经提到的四种深加 工技术在这里都必须采用：第一，玻璃需 要弯曲；第二，他们需要被强化；第三， 为了防止边缘密封受到紫外线辐射，他们 的边缘需要镀上釉质；最后，利用粘着剂 把一对玻璃片逐步加工成为中空玻璃。 3 平板玻璃深加工前处理设备 目前，为了提高生产效率，某些加工玻璃品种的规格趋于 大型化，如镀膜玻璃，建筑夹层玻璃，其规格一般为 2000mm30

6、00mm- 3300mm 6100mm。将如此大规格 的玻璃原片装到生产线上及从生产线卸下成品，通常采用 装片机和绑片机来完成，某些加工玻璃在进行工艺加工之 前，要对玻璃原片进行研磨抛光、切割、磨边、钻孔、洗 涤干燥等处理，如钢化玻璃，夹层玻璃等。还有一些加工 玻璃，经洗涤干燥便进行工艺加工，然后根据使用的玻璃 原片也是大规格的，将这些玻璃装到生产线或切割机上也 需要采用装片机。因此，我们简要介绍国内外加工玻璃生 产线常用的研磨抛光、装片及卸片、玻璃的切割、磨边、 钻孔及洗涤干燥的工艺方法工艺方法和设备设备。 “予人以鱼，受惠一时；授人以渔，获益一世予人以鱼，受惠一时；授人以渔，获益一世” 3

7、.1 研磨抛光 玻璃的机械研磨是使用磨料在磨盘压力 和对玻璃表面而作相对运动下，将玻璃 的不平处磨去，但玻璃表面变毛。粗颗 粒磨料，研磨速度快，毛面较粗糙，故 常用多级磨料，用抛光盘加入抛光液， 对玻璃表面作相对运动，得到光滑表面 的玻璃，此即为抛光。 平板毛玻璃是不透明的毛面玻璃，作采光而不 让透明之用，其毛面即用粗磨获得，玻璃研磨 也可用非自由磨料的砂轮进行，砂轮可由刚玉、 碳化硅、金刚石等磨料制成，研磨玻璃时加水 即可。仪器玻璃的磨砂接头、活塞等就是在磨 床或车床上用各种砂轮进行研磨的。 磨盘材料：磨盘材料：磨盘材料硬度大，能提高研磨效率。 铸铁材料的研磨效率为1，有色金属则为0.6，

8、塑料仅为0.2。但硬度大的研磨盘使研磨表面 的凹陷深度也较深，面硬度较小的塑料盘，可 使玻璃凹陷深度比铸铁盘降低30。因此，如 最后一级粒度的磨料用塑料盘，就可以大大缩 短抛光时间。 抛光盘材质：抛光盘材质：一般抛光盘都用毛毡制作， 也有用呢绒、马兰草根等，粗毛毡或半 羊毛毡的抛光效率高，细毛毡或呢绒的 抛光效率低。装饰器皿玻璃表面的刻花、 磨琢线条、花纹也是用研磨方法，但它 是用小尺寸的铁轮、铜轮加磨料和水进 行的，或砂轮加水进行。玻璃制品表面 深刻，常用粗磨和细磨再进行抛光。 研磨与抛光材料： 由于玻璃研磨时，机械作用是主要的，所以磨料 的硬度必须大于玻璃的硬度，常用的研磨材料性 能见下表

9、： 光学玻璃和日用玻璃研磨加工余量大，所以一般用刚玉或天然金刚砂研 磨效率高，平板玻璃的研磨加工余量大，但面积大，用量多，一般采用 廉价的石英砂。 常用抛光材料有红粉（氧化铁）、氧化 铈、氧化铬等，日用玻璃加工也有采用 长石粉的。各种抛光材料的性能见表 红粉是为玻璃抛光材料中使用最早最广泛的材料。氧化铈和 氧化锆的抛光能力比红粉高，由于他们的价格比红粉高，应 用上没有红粉广泛，对抛光材料的要求，除了必须有较高的 抛光能力外，必须不含硬度大、颗粒大的杂质，以免玻璃表 面造成划伤。 玻璃研磨作业的不同阶段，需要不同颗 粒的磨料，统统需要进行分级处理。回 收的废磨料经分级处理后也可再用，对 颗粒较粗

10、的粒级，可用筛分法分级，较 细的粒级则需用水分级法进行分级。 最大工件尺寸 700 抛光盘转数 60Hz / 50Hz 上抛光盘转数 0 26 R.P.M 上抛光盘转数 0 35 R.P.M 电源：3相380V，50Hz 设备尺寸E：2310Wx1560Lx2750 控制方式：触摸屏PLC控制器 气压：5Kg 抛光盘尺寸：1130 x355x55t 主电机（MAINMOTOR）： 15Kwx4P 下抛光盘转速： Max.60R.P.M 变频驱动 上抛光盘转速： Max.20R.P.M 变频驱动 内啮合齿轮转速：Max.18R.P.M 变频驱动 太阳轮驱动电机：1.5Kwx4P 太阳轮转速：Ma

11、x.20R.P.M 变频驱动 游星轮尺寸：DP12，Z200，PCD423.3 内啮合齿轮尺寸 ：DP12，Z554，PCD1172.6 太阳轮尺寸：DP12，Z154，PCD325.9 抛光液供应箱： 40 3.2切割 玻璃自动切割机由切桌、切割桥、电脑 控制箱、掰板台、供电柜等主要部件组 成。 3.3磨边机 根据玻璃的外形、边部形状、边部光滑 程度要求的不同，加工玻璃生产过程的 磨边可根据实际需求选用。 磨边机由玻璃支撑架、运输带、磨头机 转动装置、喷水系统、保护网等组成。 3.4清洗设备 机械过程包括：超声波清洗、刷洗、高 压喷洗。 化学清洗过程：水预洗、稀碱或酸溶液、 各种清洁剂、高纯

12、水浸泡。 3.4.1超声波清洗设备 超声波清洁技术的基本做法就是将待清洁的物质放在 振荡的液体中。一般允许使用的振荡频率是25kHz和 40kHz，所以不会与无线电波发生干扰。振荡液体的能 量可以把杂质从表面上松动下来。用于平板玻璃片的 典型超声波清洗设备如图。 该设备由排成一行的几个清洗缸构成。 玻璃片垂直地排列并侵泡在清洗缸中。1 和3清洗缸中装配着振荡器5。为了 在清洗的同时对玻璃的腐蚀产生影响， 在1清洗缸中放置了酸性溶液。酸液能 断开玻璃表面的Si-O-Si键，并产生具有 反应活性很高的羟基族（ Si-OH ）。由 于超声波会在清洗缸中产生静波，为了 确保整个玻璃表面都得到完全清洗，

13、应 在清洗过程中不断晃动玻璃。 3.4.2刷洗设备 刷洗的原理是用毛刷通过机械的手段把平板玻璃表面 上的灰尘分离开，再利用喷嘴把水或其他清洗液喷到 玻璃上以便去除灰尘颗粒。在平板玻璃的清洁中可以 使用滚刷和盘刷，最常见的是成对排列的滚刷。两个 毛刷相对旋转，玻璃从他们中间通过。滚刷的长度应 当略大于玻璃片的最大宽度。刷毛的直径在0.25 0.95mm之间，旋转速度大约为680r/min。如图。 该设备包括一排清洗区。每个清洗区都 装备着一对滚刷和一些喷嘴，这些喷嘴 分布在位于玻璃上下表面处的两个水管 上。同样，喷淋宽度也应该略大于玻璃 片的宽度。玻璃片由传动辊来传送：在 垂直传送设备中垂直地成

14、对排列，水平 传送设备中则水平地成行排列。 4 玻璃热弯设备 平板玻璃弯曲工艺比较简单：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。 热弯玻璃的生产可以是半连续生产或间歇生产；半连 续生产一般是在隧道式窑炉中进行：带滚轮的模具放 置在钢轨上，把切好的平板玻璃放在模具上，推进隧 道窑预热（预热时间以玻璃不炸裂为准），后面的模 具把前面的推入软化区（温度为800900 ），依次 进入退火（ 550570 ）、冷却、最后作为成品 （ 4050 ）从另一端推出，隧道窑产量大，但退 火质量较差，再处理时破碎率高；

15、间歇式生产一般在间歇式窑炉内进行：把切好的原片 放置到模具上，然后洒上一层隔离剂，再放上另一片 玻璃，依次可放上其他原片（最多10片），放入间歇 窑中，封闭窑门，开始升温至900 左右，停止加热， 让玻璃随炉冷却，同时进行退火。一个周期一般要24h。 间歇式生产产量小，玻璃表面可能出现麻点（隔离剂 引起的），但玻璃的应力较小，再处理时破碎率低。 热弯玻璃可以使用电加热热弯玻璃可以使用电加热 5 玻璃钢化设备 采用将玻璃加热，然后迅速冷却的方法，以增加玻璃 的机械强度和热稳定性的方法称为物理钢化法。由于 采用了加热及吹风冷却，通常称之为热钢化法或风钢 化法。 用化学方法改变玻璃表面组分，以增加玻

16、璃的机械 强度和热稳定性的方法称为化学钢化法。由于它是通 过离子交换使玻璃增强，又称为离子交换法。 物理钢化法根据生产过程中玻璃的支撑办法又可分 为垂直吊挂法垂直法)、水平法、水平支持法(自重 法、气垫法等。 化学钢化法根据变换离子的类型及离子交换处理的 温度又可分为低于转变点温度的离子交换法及高于转 变点温度的离子交换法。 水平法是玻璃在水平状态进行输送、加 热、成型、淬冷等工艺过程生产钢化玻 璃的方法。根据配备的设备，可生产平 面、单弯、双曲面弯、双折板等品种的 钢化玻璃。本法有多种类型的生产线。 常用的为水平辊道往复式平钢化玻璃生水平辊道往复式平钢化玻璃生 产线。产线。 生产能力计算 钢

17、化玻璃生产线的生产能力取决于加热炉的生产能力，加热炉的 生产能力按下式计算: 式中A加热炉炉膛面积 s所生产玻璃的厚度，以mm计，因次不计入计算结果; n1每天工作班数(班); n2每年工作天数(d); 1装载系数，垂直法为50% -70%，水平法为50% -70%; 2-时间利用系数(%)。 根据各种加热炉长期生产实际经验的总结，每1 mm厚度玻璃 所需的加热时间为40s。每班工作8h，当一班或两班生产时，上 班后需将加热炉从保温温度升至工作温度，要除去这些非生产时 间。 6 玻璃的表面处理设备（镀膜玻璃） 如果在平板玻璃上镀膜，这种膜必须具有以下如果在平板玻璃上镀膜，这种膜必须具有以下 特

18、点：特点： 与平板玻璃的性能兼容； 膜层材料的可用性以及实现工业规模的镀膜设备所要 求的工艺过程的可能性； 在大面积表面上形成足够平坦的膜层的可行性； 控制膜层厚度的可操作性； 达到适当的镀膜速度的能力； 经济生存能力； 环保性。 这些要求在很大程度上限制了可使用的镀膜技术的数量。 当前，在平板玻璃上采用的薄膜技术可 以分为： 真空工艺，也就是平常所说的物理气相 沉积。Physical Vapor Deposition 化学工艺，也就是平常所说的化学气相 沉积。Chemical vapor deposition 化学镀膜法是将银氨溶液和还原液喷洒到 玻璃表而后产生化学反应生成膜层，膜都 是金属

19、膜;其化学沉积法产品的类型是硅 膜，凝胶法是氧化物膜和金属胶体膜。 磁控溅射 溅射原理如下:磁控溅射是在溅射装置中设置磁场以控制电子运 动方向，束缚电子运动轨迹，从而提高工作气体的电离几率和有 效地利用电子能量，提供大量的轰击靶材的正离子，形成高密度 的等离子区，由于正离子轰击靶材而产生溅射，溅射粒子的中性 靶原子在基片上沉积成膜，而其中的二次电子进人等离子区参与 电离碰撞，不断地补充大量的正离子，二次电子在其能量将耗尽 时，被阳极吸引而导出真空室。 磁控溅射的生产，需要使用下面两类材料磁控溅射的生产，需要使用下面两类材料: 1.溅射气体：溅射气体：有工作气体及反应气体两大类。 工作气体通常采

20、用氩气； 为了产生氧化物、氮化物、硫化物和碳化物膜层，在 进行溅射时，溅射室分别加人氧气、氮气、硫化氢、 甲烷气体，纯金属靶材溅射出来的原子与这些气体进 行化学反应，生成氧化物或氮化物、硫化物、碳化物， 然后沉积在基片表而而形成氧化物、氮化钡、硫化物 或碳化物膜层。这些气体称为反应气体反应气体。工业生产制 备氧化物、氮化物的膜层较多，所以常用的反应气体 多为氧气和氮气。 (2)溅射材料 溅射材料靶材)通常制成矩形板、圆形板、 辊形。小型溅射装置的靶材也有做成圆盘形或 棒形。金属、半导体、合金、卤化物(通常是 氟化物)、氧化物、硫化物、硒化物、元素周 期表中 V族单质和 族化合物及金属 陶瓷都适

21、于做靶材。经常使用的是金属、合金、 半导体和氧化物，有时也使用氮化物、硅化物、 碳化物和硼化物。 制造阳光控制镀膜玻璃、玻璃镜、导电膜玻璃 的靶材，采用非磁性导电材料铬、锡、锌、铜、 铝、铋、不锈钢、铟锡合金等。制造低辐射镀 膜玻璃则采用金、银，铜或铅等靶材。 溅射室 溅射室是一个圆柱形或矩 形的卧式釜，如图所示者为 圆柱形，一端有釜门，釜内 有装片框吊挂轨道、移动式 阴极吊挂轨道、移动式阴极 及驱动装置、预溅射挡板、 装片框下部导槽、阴极下部 导槽。釜的末端有接真空系 统的管道及通工作气体、反 应气体的管道口釜首端顶部 有开门机构。 真空系统 真空系统设有 两组真空泵、 自控阀门、仪 表及管

22、道。 油泵、供油雄及压缩空气系统 此油泵及供油罐是向移动式阴 极驱动所用的气动、气液联动装 置供给高压油，无油压缩空气用 管道接至镀膜机附近，经再过滤 及去水后接至气动、气液联动驱 动装置，油、气经自动阀门通过 程序自控装置的指令开关阀门， 最终实现阴极按预定方向往复运 动。 装片机 玻璃基片自集装架或木箱一片片地装到水平 连续式磁控溅射玻璃镀膜生产线，由装片机完成。 通常采用吊车一真空吸盘组合装置及自动装片机 为本生产线的配套设备。当生产小规格镀膜玻璃 时，可采用人工将玻璃基片装到生产线。 入口洗涤干燥机 用来镀膜的玻璃基片， 表面严格要求洁净干燥， 选用强力玻璃洗涤干燥 机。 溅射室 溅射

23、室是对玻璃基片进行溅射的真空室，它需要具有 高度的气密性及严格控制气流的功能;阴极除需具备 溅射各种膜层的功能外，对设备其他部件还需具有电 绝缘及冷却水的密封性能。一般设15个溅射室。 每个溅射室通常分为35个区，根据溅射膜层的不间， 确定安装阴极的数量及其位置，每个配备阴极的区。 在其室盖开孔处安装一个阴极。其他区则为抽气区， 其室盖开孔处配备一个矩形顶盖。 室内也装有辊道输送机，室壁设有各种孔口，分别与 真空系统、送气系统、水冷却系统的管道及各种线路 相连，也设有观察孔。 平面磁控溅射镀膜玻璃生产设备平面磁控溅射镀膜玻璃生产设备 化学气相沉积 定义：利用气相物质通过化学反应在基定义：利用气相物质通过化学反应在基 体表面上形成固态薄膜的一种成膜技术。体表面上形成固态薄膜的一种成膜技