2025年玻璃及玻璃制品成型工前沿技术考核试卷及答案

2025年玻璃及玻璃制品成型工前沿技术考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种技术属于2025年玻璃成型领域智能装备的核心突破点？A.传统燃油加热炉控温B.基于5G+边缘计算的实时成型参数反馈系统C.人工经验调整模具间隙D.手工吹制玻璃制品答案：B2.用于光学玻璃精密成型的超精密模压技术中，关键模具材料需具备的核心性能是？A.高导热性与低硬度B.耐高温氧化、低膨胀系数、高表面光洁度C.强磁性与易加工性D.低密度与高弹性模量答案：B3.生物基玻璃成型工艺中，为降低高温成型能耗，常用的辅助技术是？A.微波快速烧结B.盐浴炉缓慢冷却C.空气自然对流加热D.电阻丝分段加热答案：A4.玻璃3D打印技术中，解决层间结合强度不足的关键改进措施是？A.降低打印速度B.引入激光同步烧结层间界面C.增加打印材料粒径D.减少层厚至0.1mm以下答案：B5.药用玻璃管制瓶成型过程中，防止钠离子迁移导致药液变质的前沿处理技术是？A.表面氢氟酸微蚀B.等离子体沉积二氧化硅阻隔层C.高温二次退火D.冷端涂覆石蜡答案：B6.浮法玻璃生产线中，锡槽内新型保护气体配方的主要优化目标是？A.降低气体成本B.减少锡液氧化、提升玻璃下表面质量C.提高气体流速D.增加气体湿度答案：B7.微通道玻璃阵列成型时，实现通道直径±1μm精度的核心技术是？A.人工校准模具B.基于机器视觉的实时尺寸反馈与模具动态调整C.固定模具一次性成型D.后期机械钻孔修正答案：B8.超薄柔性玻璃（厚度≤50μm）成型中，防止玻璃断裂的关键工艺参数控制是？A.提高拉引速度B.精确控制冷却梯度，避免内部应力集中C.增加成型温度D.减少玻璃成分中的氧化硼含量答案：B9.光伏玻璃减反增透膜的成型技术中，采用原子层沉积（ALD）工艺的主要优势是？A.设备成本低B.膜层厚度均匀性达纳米级、与玻璃结合力强C.生产效率高D.可在常温下完成答案：B10.玻璃成型缺陷智能诊断系统中，深度学习模型的训练数据主要来源是？A.理论模拟数据B.历史生产过程中缺陷样本的多传感器同步采集数据（温度、压力、图像等）C.行业标准手册数据D.实验室小试数据答案：B二、填空题（每空2分，共20分）1.2025年推广的玻璃智能成型单元中，核心组成包括______传感器网络、边缘计算控制器、______执行机构及人机交互界面。答案：多参数（或多模态）；自适应2.激光辅助玻璃压制成型技术中，激光的作用是______局部区域，降低成型所需______，同时提高材料流动性。答案：精准加热；压力3.微重力环境下玻璃成型实验的主要目的是研究______对玻璃内部______的影响，为制备高均匀性光学玻璃提供依据。答案：重力场；缺陷分布（或组分均匀性）4.生物可降解玻璃的成型工艺需控制______速率，避免因降解过快导致制品强度不足，常用的调控手段是调整______成分比例。答案：水解（或降解）；磷酸盐（或钙、镁等金属氧化物）5.玻璃3D打印的“冷成型”技术通过______将玻璃粉末与粘结剂混合，经打印后再进行______处理去除粘结剂并烧结致密化。答案：挤出（或喷射）；脱脂（或热解）三、简答题（每题10分，共40分）1.简述2025年玻璃成型领域“数字孪生”技术的应用场景及核心价值。答案：应用场景包括：①成型工艺设计阶段的虚拟仿真（如温度场、应力场模拟）；②生产过程的实时映射（通过传感器数据驱动虚拟模型同步运行）；③设备故障预测（虚拟模型与实际设备状态对比，识别异常）；④工艺参数优化（通过虚拟试验快速迭代最优方案）。核心价值：缩短工艺开发周期（从传统3-6个月缩短至1-2周）、降低试错成本（减少实际材料浪费）、提升生产稳定性（实时纠偏）、延长设备寿命（提前预警故障）。2.对比分析浮法成型与溢流下拉法在生产超薄电子玻璃时的优缺点。答案：浮法成型优点：适合大规模连续生产，产能高（日产量可达200吨以上）；玻璃宽度大（可达3米以上）；表面平整度较好。缺点：玻璃下表面与锡液接触可能引入锡污染，影响电子器件性能；厚度减薄至0.1mm以下时，拉引速度与张力控制难度极大，成品率低（＜50%）。溢流下拉法优点：玻璃两面均为自由表面，无接触污染，表面质量更高（粗糙度Ra＜0.5nm）；可稳定生产0.03mm超薄玻璃，成品率＞70%。缺点：设备投资高（单条线成本是浮法线的1.5倍）；产能较低（日产量约50吨）；玻璃宽度受限（通常≤1.5米）。3.说明玻璃成型过程中“绿色化”技术的主要实现路径。答案：①能源替代：推广电熔窑（替代传统燃油/燃气窑炉），利用光伏、风电等绿电，降低碳排放（电熔窑碳排放比燃气窑低40%以上）；②原料优化：增加碎玻璃（cullet）使用比例（从传统40%提升至60%以上），减少硅砂等原生矿消耗；③工艺改进：采用低温成型技术（如微波辅助成型，成型温度降低150-200℃），减少能耗；④废气处理：配套高效脱硝（SCR）、除尘（布袋+电除尘组合）装置，污染物排放浓度降至SO₂＜10mg/m³、NOx＜50mg/m³；⑤废料回收：建立闭环回收系统，成型废片经粉碎、除杂后100%回用于配料。4.分析AI视觉检测系统在玻璃成型质量控制中的关键技术难点及解决方法。答案：关键技术难点：①缺陷类型复杂（包括气泡、结石、裂纹、划伤等，形态、尺寸差异大）；②玻璃透明特性导致图像采集时反光、折射干扰严重；③高速生产线（如浮法线速度＞15m/min）对检测实时性要求高（处理时间＜50ms/帧）；④小缺陷（如直径＜0.1mm气泡）的识别精度不足。解决方法：①多光源融合成像（采用偏振光、背光、侧光组合），抑制反光干扰；②基于迁移学习的深度学习模型（预训练通用视觉模型，再用少量玻璃缺陷数据微调），降低标注成本；③边缘计算设备集成（将AI模型部署于生产线边缘节点，减少数据传输延迟）；④多尺度特征提取网络（如YOLOv8改进版），同时捕捉大缺陷与小缺陷特征，提升检测精度至99.2%以上。四、综合分析题（20分）某企业计划引入一条高铝盖板玻璃成型生产线，目标产品为厚度0.5mm、表面硬度＞9H、抗跌落高度1.5米（0.8m×0.8m表面朝下）的手机盖板玻璃。请结合2025年前沿成型技术，设计其核心工艺路线，并分析需重点控制的技术参数及原因。答案：核心工艺路线：原料配制→高温熔化（电熔窑，温度1650-1700℃）→溢流下拉成型（铂铑合金槽体，成型温度1200-1250℃，拉引速度3-5m/min）→在线退火（梯度冷却，冷却速率0.5-1℃/min）→激光切割（波长1064nm，功率80-100W，切割速度200mm/s）→化学强化（450℃硝酸钾熔盐中浸泡4-6小时）→精密研磨抛光（氧化铈磨料，压力0.1-0.2MPa，转速150-200rpm）→AI视觉全检→包装。需重点控制的技术参数及原因：（1）溢流下拉成型温度与拉引速度：温度过高会导致玻璃液粘度降低，难以保持稳定的溢流形状，易出现厚度不均；温度过低则粘度增大，拉引时易断裂。拉引速度需与玻璃液流量匹配，速度过快会增加内部应力（导致后期强化时自爆），过慢则降低产能。（2）在线退火冷却速率：高铝玻璃热膨胀系数较大（约8×10⁻⁶/℃），冷却速率过快会导致内部残余应力集中（应力值＞100MPa时，抗跌落性能下降50%），需严格控制梯度冷却，使最终表面压应力＜20MPa。（3）化学强化工艺参数：熔盐温度低于450℃时，钾离子扩散速率慢（强化层深度＜30μm），无法满足抗跌落要求；温度过高会导致玻璃表面析晶（影响透明度）。浸泡时间不足则强化层深度不够（需≥40μm），过长会增加熔盐对玻璃的腐蚀（表面粗糙度上升至Ra＞1nm）。（4）激光切割参数：功率过低会导致切割不彻底（边缘出现微裂纹），过高则热影