Исследование оптического качества и прочности кромок стекла после шлифовки и полировки.

Дата: 22 ноября 2022 г.

Авторы: Паулина Букиеда, Катарина Лор, Йенс Мейберг и Бернхард Веллер

Источник:Стеклянные конструкции и инженерия, том 5, (2020)

https://doi.org/10.1007/s40940-020-00121-x

Края стекла получаются в результате резки стеклянных листов и дополнительной дополнительной отделки. Механическое воздействие на хрупкий материал стекла приводит к появлению дефектов и трещин на его кромочной поверхности. Эти дефекты влияют на прочность всего остекления. В рамках исследовательского проекта Института строительного строительства Технического университета Дрездена процесс шлифовки и полировки исследуется с точки зрения характерных видимых эффектов на кромке стекла и прочности кромки. В связи с этим особое внимание в исследовательском проекте уделяется влиянию различных полирующих чашек на фасочную поверхность отожженного стекла. В статье представлены некоторые основные сведения об этапах обработки поверхностей кромок стекла, представлены рассмотренные шлифовальные и полировальные тарельчатые круги, а также представлен обзор проведенных экспериментальных исследований.

Микроскопический анализ позволяет охарактеризовать типичные дефекты на поверхности. Кроме того, проводятся испытания на четырехточечный изгиб для определения растягивающих напряжений при изгибе. Сочетание обоих методов позволяет проанализировать дефект, вызывающий разрушение, до разрушения и установить корреляцию между оптическим качеством поверхности и напряжениями изгиба и растяжения. Кроме того, микроскопию можно использовать для настройки шлифовального станка и контроля воспроизводимого качества кромок. Оценка показывает, что специальная разработка чашек для полировки фасок может улучшить качество поверхности и, следовательно, повысить прочность кромки.

Учет прочности кромки стекла при проектировании

Механические и термические нагрузки в оконных и фасадных конструкциях растут вместе с современными архитектурными требованиями и жесткими требованиями строительной физики. С увеличением формата стекла и его сложной структурой наложение механических и особенно термических нагрузок может вызвать критические напряжения, особенно в краевых областях. Согласно действующим нормам проектирования в различных европейских странах, расчетная стоимость отожженного стекла должна быть уменьшена для определения размеров кромок стекла (Фельдманн и Каспер, 2014, стр. 55). В соответствии с немецким и австрийским стандартом (DIN 18008-1 2019 и ÖNORM B 3716-1 2016) требуется снижение на 80 % характеристической прочности на изгиб отожженного стекла. Это снижение учитывает высокий разброс прочности кромки стекла из-за обработки и представляет собой минимальный уровень прочности кромки стекла.

Снижение прочности кромок отожженного стекла и отсутствие адаптируемых сценариев нагрузки на кромки стекла приводят к ненадежности. Для обеспечения определенного уровня безопасности при проектировании стеклянных конструкций и безповрежденности остекления необходимо дальнейшее углубленное обследование кромок стекла. В настоящее время проектировщики часто используют закаленное стекло, обладающее более высокой прочностью кромок. Однако более высокая прочность кромок сопряжена с риском самопроизвольного разрушения из-за включений сульфида никеля и ухудшением оптического качества, поскольку может быть видна анизотропия. Кроме того, использование закаленного стекла очень дорого. Желательно более эффективное использование отожженного стекла. По этой причине необходимы безопасные подходы к проектированию и производство отожженного стекла с приемлемой прочностью кромок и низким рассеянием.

Геометрия и типы кромок стекла.

Края стекла получаются в результате резки стеклянного листа и последующей дополнительной обработки. Процесс резки определяет геометрию и размер стекол. В ходе последующего процесса шлифовки и полировки материал подвергается эрозии на кромочной поверхности и по краям, чтобы обеспечить точность размера и улучшить оптическое качество. Так называемые обработанные кромки снижают риск травм и позволяют осуществлять дальнейшую термическую закалку стекол.