Способ переформования листового стекла
Владельцы патента RU 2431613:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" (RU)
Изобретение относится к области изготовления гнутого стекла, которое может использоваться в качестве защитных стекол для бортовых аэронавигационных огней. Технический результат изобретения заключается в получении заготовок с двойной или более сложной кривизной поверхности с одновременным повышением качества поверхности стеклозаготовок. Листовое стекло нагревают до температуры размягчения вне контакта с формой на расстоянии 5-20 мм от верхней точки формы. Создают постоянный изгибающий момент по всему периметру листового стекла в момент касания его с верхней частью выпуклой сплошной формы.
Изобретение относится к промышленности стройматериалов, в частности к области изготовления гнутого стекла, и может быть использовано в стекольной промышленности при получении гнутых изделий, используемых, например, в качестве защитных стекол для бортовых аэронавигационных огней (БАНО).
Защитные стекла для БАНО, как правило, имеют сложную кривизну поверхности, например, двойную или более сложную, так как они являются частью крыла или киля самолета.
Известен способ изготовления гнутых изделий из стекла путем нагрева заготовки до температуры размягчения стекла, изгибания ее, проводимого последовательно на промежуточных формах под действием собственного веса и на окончательной форме, и охлаждения, осуществляемого после каждого этапа изгибания. При этом перед каждым нагревом заготовки до температуры размягчения стекла к ней в области прямолинейных участков прикладывают равномерно распределенную механическую нагрузку по авторскому свидетельству СССР №1225211, МПК С03В 23/025, 2005 г.
Недостатком известного способа является его большая трудоемкость из-за нескольких технологических переходов. Кроме того, при этом необходимо изготавливать несколько форм моллирования.
Наиболее близким к изобретению является способ переформования листового стекла путем нагрева его до температуры не более чем на 50°С ниже температуры размягчения и последующего изгибания. Изгибание осуществляют под действием постоянного изгибающего момента, равного 90-96% величины критического изгибающего момента по авторскому свидетельству СССР №660946, МПК С03В 23/025, 1979 г.
Недостатком известного способа является то, что с его использованием невозможно получить стекла с двойной или более сложной кривизной поверхности, так как постоянный изгибающий момент прилагается к двум противоположным сторонам стекла. В связи с этим при попытке получить гнутое стекло с двойной или более сложной кривизной поверхности в области двух противоположных сторон стекла, где не прилагается постоянный изгибающий момент, появляются складки поверхности. Кроме того, постоянный контакт стекла с формой в ее центральной части до момента изгибания стекла приводит к появлению механических и оптических дефектов на стекле.
Задачей предлагаемого изобретения является получение стеклозаготовок с двойной или более сложной кривизной поверхности с одновременным повышением качества поверхности стеклозаготовок, контактирующих с верхней частью поверхности формы моллирования.
Для достижения задачи изобретения предложен способ переформования листового стекла путем нагрева его до температуры размягчения и последующего изгибания под действием постоянного изгибающего момента на выпуклой сплошной форме, отличающийся тем, что нагрев листового стекла до температуры размягчения осуществляют вне контакта с формой на расстоянии 5-20 мм от верхней части формы, а постоянный изгибающий момент создают по всему периметру листового стекла в момент касания его с верхней частью формы.
Нагрев листового стекла до температуры размягчения вне контакта с выпуклой формой моллирования на расстоянии 5-20 мм от верхней части формы позволяет достаточно точно определить время начала изгибания, т.е. создания постоянного изгибающего момента. Авторами установлено, что это время определяется моментом касания листового стекла с верхней частью выпуклой формы моллирования, когда стекло равномерно нагревается до температуры размягчения и начинает изгибаться под действием собственного веса. Величина начального расстояния листового стекла от верхней части формы 5-20 мм определяется габаритными размерами изгибаемого листового стекла. При этом, чем меньше габаритные размеры листового стекла, тем меньше расстояние между ним и центральной частью формы, наоборот, чем больше габаритные размеры листового стекла, тем больше указанное расстояние. Нижняя граница величиной 5 мм определяется тем, что при меньшей величине трудно визуально определить момент контакта стекла с верхней частью выпуклой формы. Верхняя граница величиной 20 мм определяется тем, что при большей величине может проявиться обратный прогиб листового стекла. Авторами было установлено, что создание постоянного изгибающего момента по всему периметру листового стекла в момент касания его с верхней частью формы обеспечивает получение стеклозаготовок с двойной или более сложной кривизной поверхности. Это объясняется тем, что все краевые части листового стекла находятся в равных условиях по воздействующему постоянному изгибающему моменту.
Способ осуществляют следующим образом. Листовое стекло с заданными геометрическими размерами устанавливают над формой с заданной кривизной поверхности на расстоянии 5-20 мм от верхней части формы. Нагревают листовое стекло до температуры размягчения и в момент касания листового стекла с верхней частью формы создают постоянный изгибающий момент по всему периметру листового стекла. Изгибают стекло под действием постоянного изгибающего момента до полного контакта нижней поверхности стекла с поверхностью формы моллирования. После этого прекращают действие постоянного изгибающего момента и инерционно охлаждают гнутое стекло на форме в печи. После инерционного охлаждения печи до температуры 50-60°С гнутое стекло передают на участок обработки для резки, шлифовки и фацетирования края гнутой стеклозаготовки.
Пример 1. Необходимо получить защитное стекло для БАНО с переменным радиусом кривизны от 20 до 300 мм. Габаритные размеры изделия 182×129×230×480 мм, толщина изделия 5-6 мм. Используют плоскую заготовку из промышленного листового стекла по ГОСТ 111-2001 толщиной 6 мм с геометрическими размерами 240×560 мм (с учетом технологического припуска по всему периметру).
Плоскую заготовку стекла устанавливают в печи над формующей поверхностью формы с заданной для изделия кривизной поверхности с переменным радиусом кривизны от 20 до 300 мм на расстоянии 20 мм от верхней части формы. Нагревают печь до температуры размягчения (600±5°С) и выдерживают при этой температуре. После выдержки в течение 15 мин стекло начинает контактировать с верхней частью формы. После этого создают постоянный изгибающий момент по всему периметру стеклозаготовки величиной 0,35 кг/см2. Выдерживают при указанных параметрах стеклозаготовку в течение 36 мин до момента полного прилегания нижней поверхности стеклозаготовки к формующей поверхности формы моллирования. Прекращают действие постоянного изгибающего момента на стеклозаготовку, нагрев печи отключают и инерционно охлаждают стеклозаготовку в печи в течение 12 час до температуры 60°С. Стеклозаготовку передают на участок холодной обработки для обрезки технологического припуска, шлифовки и фацетирования края.
Пример 2. Необходимо получить защитное стекло для БАНО с двойной кривизной поверхности. Габаритные размеры изделия 162×134×190×420 мм, толщина изделия 5-6 мм. Используют плоскую стеклозаготовку из того же стекла, что и в примере 1, с геометрическими размерами 180×480 мм (с учетом технологического припуска по всему периметру).
Плоскую стеклозаготовку устанавливают в печи над формующей поверхностью формы с заданной для изделия двойной кривизной поверхности на расстоянии 10 мм от верхней части формы. Операции нагрева, выдержки в течение 10 мин и создание постоянного изгибающего момента величиной 0,3 кг/см2 осуществляют так же, как и в примере 1. Выдерживают стеклозаготовку при указанных параметрах в течение 32 мин до момента полного прилегания нижней поверхности стеклозаготовки к формующей поверхности формы моллирования. Дальнейшие операции для получения изделия осуществляют так же, как и в примере 1.
Пример 3. Необходимо получить защитное стекло для БАНО с переменным радиусом кривизны от 10° до 250°. Габаритные размеры изделия 135×122×154×280 мм, толщина изделия 5-6 мм. Используют плоскую стеклозаготовку из того же стекла, что и в примере 1, с геометрическими размерами 190×380 мм (с учетом технологического припуска по всему периметру).
Плоскую стеклозаготовку устанавливают в печи над формующей поверхностью формы с заданной для изделия кривизной с переменным радиусом от 10° до 250° на расстоянии 5 мм от верхней части формы. Операции нагрева, выдержки в течение 7 мин и создание постоянного изгибающего момента величиной 0,3 кг/см2 осуществляют так же, как и в примере 1. Выдерживают стеклозаготовку при указанных параметрах в течение 30 мин до момента полного прилегания нижней поверхности стеклозаготовки к формующей поверхности формы моллирования. Дальнейшие операции для получения изделия осуществляют так же, как и в примере 1.
Полученные по примерам 1-3 защитные стекла для БАНО с двойной и более сложной кривизной поверхности отличаются точным соответствием заданной кривизне поверхности (отклонение не превышает 0,1 мм), высокой степенью светопропускания (на уровне плоского стекла), а также отсутствием каких-либо механических и оптических дефектов на всей поверхности изделий, включая их центральные части, контактирующие с верхними частями форм моллирования.
Источники информации
1. Аналог - а.с. СССР №1225211, МПК С03В 23/025, 2005 г.
2. Прототип - а.с. СССР №660946, МПК С03В 23/025, 1979 г.
Способ переформования листового стекла путем нагрева его до температуры размягчения и последующего изгибания под действием постоянного изгибающего момента на выпуклой сплошной форме, отличающийся тем, что нагрев листового стекла до температуры размягчения осуществляют вне контакта с формой на расстоянии 5-20 мм от верхней точки формы, а постоянный изгибающий момент создают по всему периметру листового стекла в момент касания его с верхней частью формы.
