玻璃盖板技术培训讲课资料

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1、玻璃盖板技术培训 制作人 沈思思日期 2017 8 4 1 2 3 4 5 6 认识玻璃的制作工艺 白片制作 工艺精髓 加工玻璃的设计原则 白片制作 辅料管控 玻璃力学 微裂纹 白片制作 良效提升 目录 一 认识玻璃的制作工艺 2017 8 1 玻璃制作 玻璃制作 摇转 浮法 溢流法3mm以下的产品为超薄玻璃 RLD公司主要使用浮法和溢流法玻璃 厚度在0 33 2 0mm 浮法与溢流下拉法对比 玻璃表层状态对比 二 加工玻璃的设计原则 2017 8 1 首要原则 玻璃结构 产品结构为首要原则 对于白片来说 结构方面包括产品长 宽 R角 2 5D弧 3D弧 孔的大小 位置 槽位大小 位置 平面度

2、 厚度等 即产品的尺寸 在开料 CNC 抛光 强化决定 CNC定型结构 抛光影响厚度 棱边尺寸 强化决定变化量 次要原则 玻璃的性能 第三原则 外观品质 外观分为两种类型 一种是产品缺损类 如崩边 划伤 裂片 凹陷等产品缺陷 一种是产品附加类 如大小边 凸点 凹点 白点 发蒙 水印等产品不良 三 玻璃力学 微裂纹 2017 8 4 玻璃材料 微裂纹来源 在1920年格里菲斯提出玻璃材料脆性断裂理论 该理论指出 产品内部存在微裂纹 在现代采用电子扫描显微镜观察玻璃表面 发现玻璃面上 1mm2平均存在300个微裂纹 裂纹深度为4 8nm 导致玻璃实际强度为理论强度的1 10 1 15 2c 微裂纹

3、 8个结论 断裂 对玻璃材料的外来力超过临界断裂应力 f时 微裂纹自动传播 从而导致断裂裂纹扩展 微裂纹扩展越大 临界断裂应力下降 裂纹继续扩大所需的外界负荷就越低裂纹形状 裂纹的形状与张应力的作用方向不同 玻璃强度的计算公式也不同杂质 缺陷 微不均匀性 引起玻璃表面应力集中 从而导致微裂纹的产生对玻璃的外加负荷越小 裂纹的增加速度越慢负荷 外力作用一定的时间 裂纹尖端处的应力越来越大 超过 f时 裂纹迅速分裂 使得玻璃碎裂裂纹 初生裂纹缓慢增加 形成断裂表面的镜面部分 随着初生裂纹的增长 次生裂纹同时产生和增长 在其相互相遇时 就形成以镜面为中心的辐射状碎裂条纹 a 如果裂纹源在断裂表面 产

4、生半圆形的镜面b 如果裂纹源从内部发生 产生圆形的镜面c 裂纹几段存在应力集中 是驱使裂纹扩展的动力 断裂 影响因素 断裂纹如何产生 上面已经说明 那如何掌握和控制断裂纹的大小和传播速度就十分关键影响断裂的因素 化学键强度 表面微裂纹 微不均匀性 结构缺陷 外界条件冲击 如温度 活性介质 疲劳等玻璃的强度 落球 四轴弯曲 ROR 静压 铅笔硬度与产品的外观是息息相关的 而其中重点是微裂纹的扩展 沙边 崩边 细划伤 裂 下面就介绍如何减少产品表面缺陷 微裂纹 减少 消除玻璃表面缺陷 形成表面压应力 淬冷 物理钢化 表面离子交换 化学增强 RLD公司使用的化学强化 产品表面离子交换 如下图所示消除

5、 钝化微裂纹 如表面火焰抛光 HF酸蚀刻微相 微不均匀结构 分相或形成离子群聚 易形成裂纹 相结合力比较薄弱 微相之间热膨胀系数差异越大 冷却微裂纹的数目越多 强度下降微观微相的结构集中 宏观表现的就是裂纹 活性介质 水 酸 碱 水渗入裂纹像楔子一样 使裂纹扩张 且与玻璃起化学作用破坏结构 如Si O 因此水引起玻璃强度下降最大 玻璃在醇中的强度比在水中高40 因此 落球 四轴等性能测试 产品表面不能有水 需烤干 强化车间湿度管控十分关键 酒精可以用于擦拭玻璃等 酸碱 PH 1 11 3范围 强度 f与PH无关 玻璃强度在酸中小 因此洗剂不用酸 在碱中大 与水的多少有关 干燥空气 非极性介质

6、如煤油等 憎水性有机硅 对玻璃强度影响小 因此测量玻璃的强度最好再真空或液氮中进行 以免受活性介质影响SO2 玻璃在二氧化硫气体中退火 表面形成Na2SO4白霜 冲洗后可减少玻璃表面碱金属氧化物含量 增加玻璃花絮稳定性 提高玻璃强度 温度 残余应力 疲劳 温度 273 200 强度碎温度上升而下降 从200 开始随温度的升高 强度上升分析 裂纹端部分随温度升高 热运动增加 导致化学键的断裂 增加玻璃破裂几率 200 左右为强度最低点 高于200 逐渐增加 因微裂纹裂口钝化 缓和了应力集中 因此化学强化在200 后快速升温 200 前缓慢升温 残余应力 产品淬火过快 就易形成残余应力 表面物理钢

7、化 其分布不均导致玻璃强度严重下降 残余应力增加1 5 2倍 抗弯下降9 12 疲劳 常温状态下 随时间及速度变化而变 加荷速度越大 时间越长 其破坏强度越小 短时间内不会破会 久了就会破坏 长时间 多次负荷 在弹性温度范围内 多次温度冲击 导致强度破坏 在有水的介质中 因玻璃结构遭到破坏 裂纹延伸 强度下降 在液氮或更低的真空环境中不会出现疲劳现象 产品打包不能放置过久 需快速真空包装 并放干燥剂 疲劳与裂纹的大小无关 总结 凡是降低玻璃机械强度的因素 都会降低玻璃的热稳定性 反之提高 即玻璃的机械强度与热稳定性息息相关 四 白片制作 工艺精髓 2017 8 5 加工过程 受力 产品在加工过

8、程中 就是一个受力的过程 开料 刀轮压力 滑动切割力 CNC真空吸附力 切削力 强化离子交换表面应力 抛光表面压力 游星轮带动 截面受力 清洗物理空化作用 声波压力 这些力时在整个工艺过程中进行管控 而其他的力不受管控 如碰撞 运输起伏 插架摩擦 架子夹压 治具支撑 挤压这些都是影响产品性能的关键因素 如何管控这些因素 性能 落球 落球 产品表面受瞬时冲击 Ft mv mgh 1 2mv2 看到这个公式 物理上就好理解 钢球自由跌落 接触产品的瞬间 产品受法向冲击力 这时产品表面的应力层抵抗产品落球出现的冲击 产品是个连续体 强化层和应力层也是个连续体 产品发生形变 到极限产品抵消冲击力 回弹

9、 钢球被弹起 这时落球能承受的力 按计算 DOL不发生断层 CS越大 DOL越小 抗冲击越强 但实际产品制作出来 效果参差不齐 这是因为产品边缘或内部出现结构断裂或分子间作用力失去导致 那产品棱边受局部压力 表面受不均衡压力都会导致落球NG 例如CNC时出现边缘暗裂 运输时撞击暗裂 超声波对产品内部作用不均 形成断层 另一种及时强化前后产品预热 退火冷热冲击造成内部拉裂 这种是产品受瞬时热冲击或冷却冲击 产品在热胀冷缩原理下 分子间范德华力遭到破坏 出现力不均匀现象 性能 4PB 四轴弯曲 这是个静压力 产品与落球类似 产品边缘的暗裂和表面的应力层是四轴弯曲的最大影响因素 一般产品表面应力层都

10、是均匀且连续的 但在边缘加工位置 产品实际是非均匀体 若是崩边不超过0 1 影响不超过10 若是存在暗裂 四轴弯曲的区域会被力在法向上直接撕裂应力层 从而造成产品断裂 因此铝硅料出现片状的碎片 就得注意产品截面是否受冲击 开料 CNC 崩沙边 产品表面 强化前 产品在表面无应力 材质均匀 是个平衡体 一般产品翘曲 0 1 6寸 产品均匀受力 就不易出现不良 崩边 沙边 CNC 产品底座吸附产品 若是在放置时出现偏移现象 这时磨头对产品的加工受力就会出现明显的不均匀 因而出现大崩边 裂片 甚至磨头严重磨损 CNC加工是避免不了沙边的产生 但在一定的外观要求下 如沙边 0 03以内 是可以做到10

11、0 OK的 开料预留量为单边0 4至0 5 没有预留更大 这也跟产品受力有关 切削量小且均匀产品才能更好好制作 这就涉及到底座的安装 靠角的调整 机械臂的调试 这些要调到一致 那一致的衡量标准是什么 普通的为直角板调试 先进的可以激光调校 这需要CNC在坐标对位和调试上下功夫 抛光 CNC 波纹 波纹 一般而言有两种来源 一种为CNC加工导致 一种为抛光过程导致 CNC加工导致的波纹都在固定位置 且比较明显 例如底座偏小 一般规定CNC底座比产品单边小1mm 1 5mm 底座过小 磨头对产品不同位置施加的力是不同的 这样会导致在水平方向出现大小边 转角处出现波纹 抛光后 那抛光导致的波纹 也与

12、CNC类似 底座是关键 底座过小 产品偏移 底座R角和边缘严重磨损 底座与玻璃不匹配都是问题 那另一个是地毯的平整度 不能受力不均 像拉网版就不能出现张力不均现象 同时海绵的弹性也需要均匀 薄膜密封不均 地毯盘做好后因平放 且不宜压重物 平磨 CNC 暗裂 暗裂 一般是产品截面受到过大冲击或连续冲击造成 这在三个地方容易产生第一个就是CNC 产品摆放不均 亮边切削不一致 R角位置受冲击不一样 易暗裂 其次是平磨游星轮设计不合理 比如R角位避空不合理 比如内框预留量不合理 或者有小于1 3的直线位置接触 在研磨过程中 环氧板连续撞击一个地方导致 当然这也和设备的盘面平坦度关系很大 易出现压力不均

13、而产生连续碰撞 另外设备震动也是同样的道理 最后是装夹过紧 运输和冷热膨胀收缩造成 这种就是产品在架子的固定位连续冲击会明显导致 斜抛 2 5D抛 强化 翘曲 翘曲 一般产品受均匀的作用力 是不会产生较大形变的 那出现此类情况 一般有3种方式导致第一种 产品在加工过程中 截面受力不均 导致加工不均匀 出现弯曲 例如斜面抛光 这种过程中产品截面受力不一致 弧面抛光效果不均 会起微小的弯曲 强化后形成表面切向力就会十分明显 第二种 2 5D抛光 产品单面抛光 去掉表层锡面层或空气层后 产品两面离子交换速率不一致 导致强化DOL和CS差异 产品为达到力平衡 产品翘曲第三种 产品在强化过程中 两面离子

14、交换速率差异过大 导致两面表面切向力差异过大 形成弯曲 另外 强化过程中 支撑位置不在一条线上 形成折线V型翘曲 或S形翘曲 研磨 清洗 表面密集划痕 表面密集划痕 其来源与产品表面加工过程中 采用的抛光粉颗粒偏大 在一定压力 转速下对产品表面物理作用而形成 一般粒径超过3um 经过药剂清洗 在20000lux灯光下就会看到明显的划痕 因此密集划痕的关键管控在于抛光粉的最大粒径 压力和清洗剂的PH值对于需要非电镀的产品 1500lux下灯光检验 抛光粉粒径在6 5um以内 13B机压力 250kg都是可以满足要求的 清洗药剂PH不超过13 温度 45 满足要求 对于需要电镀的产品 20000l

15、ux灯光下检验 则需要抛光粉最大粒径 3um 中心粒径在0 5um的条件下 才能满足要求 同时药剂PH要低于11 温度 40 超声波清洗 频率40 60HZ 功率1 2kw低于30 才能满足要求 强化 研磨 凹凸点 凹凸点的产生分为物理产生和化学产生 物理主要是机械平磨产品表面 对原有硬度不均的表面物理切削时 会出现不规则的凹点 化学产生为 强化过程中产品表面附带的粉尘颗粒 GaMg 在结合水的作用下 在熔融状态的硝酸钾中产生化学富集现象 形成凹凸点 点的形成必须在水的作用下 水是破坏Si O化学键的关键因素 对策 平磨过程中产生 此时方法一般为加时间去除或减时间使其不可见 若是化学强 则必须

16、管控检验房中的湿度和粉尘 湿度 30 60 颗粒粉尘不易粘附产品 强化车间 湿度50 以下 温度30 以上最佳 此时形成的凹凸点 在20000lux灯光下不可见 另外硝酸钾中的钙镁离子及磷酸根离子必须严格管控 在3ppm以下最佳 白片制作 辅料管控 2017 8 7 辅料管控 辅料 人 机 料 法 环 测 其中的料就是辅料 是生产6要素之一 辅料按等级分 主料 玻璃 也称原材料 主辅料 各个工序中对产品直接接触或加工的工装治具及物料 次辅料 各个工序中对主辅料进行加工的辅料 主料 在上面第一 二节课 已经做了重点介绍 这里就不在复述主辅料 次辅料 如下表 重要辅料 配置类 一般主辅料测试 变更 使用 都必须经过工程 品质 生产三方确认后 有时需要得到客户确认 才能由工程下发ECN及ECR变更 变更过程中 对BOM表进行修订 并对原有物料进行库存消耗处理 配置类 配置类辅料一般为需要融化或熔融成液体状态 如清洗剂 切削液 抛光粉 硝酸钾 这些都是采用一定的方法进行配置 配置过程较为关键 需要做到均匀 分散 形成溶液或溶剂或悬浮液或乳浊液等 这些配置过程 有些要求搅拌 有些要求循环 或者加