Verre Impactinator®

Verre renforcé

Traitement thermique: Lorsque le verre recuit est soumis à un traitement thermique spécial dans lequel il est chauffé à environ 680 ° C et ensuite refroidi.

Renforcement chimique: Le verre est recouvert d’une solution chimique qui produit une résistance mécanique plus élevée. Le verre renforcé chimiquement a des propriétés similaires à celles du verre traité thermiquement.

La vitesse de refroidissement affecte directement la résistance du verre. Le processus régulier de refroidissement - ou de recuit - du verre flotté entraîne un ralentissement du rythme. Un verre plus résistant peut être produit en modifiant le taux de refroidissement. Deux types de verre plus résistant sont:

• Verre renforcé à la chaleur
• Verre trempé

Le verre renforcé à la chaleur est refroidi à un rythme plus rapide que le verre recuit ordinaire. Le verre trempé, à son tour, est refroidi à un rythme plus rapide que le verre renforcé à la chaleur. Une autre façon de renforcer le verre est d’utiliser plus d’un verre léger dans l’application. Le verre feuilleté se compose de deux ou plusieurs lites de verre, reliées par une couche de plastique.

Dans de nombreux bâtiments modernes, le verre doit être aussi résistant que possible. Trois raisons fondamentales de renforcer le verre sont les suivantes:

• Augmenter la charge de vent
• Augmenter la résistance aux chocs
• Combattre le stress thermique

Les architectes et les concepteurs doivent tenir compte de la force du vent sur un bâtiment ou une installation lors du choix du verre. Le vent fait dévier le verre. Cette déviation sollicite non seulement le verre lui-même, mais aussi l’ensemble du système de vitrage : l’ossature, les joints et les produits d’étanchéité.

La résistance aux chocs est étroitement liée à la charge du vent parce que le vent transporte des choses telles que des grêlons, de la poussière, de petites pierres et d’autres débris. Pendant les tornades et les ouragans, le vent transporte de nombreux objets plus gros.

À mesure que le verre chauffe, il se dilate. La partie centrale d’une lite devient plus chaude et se dilate à un rythme plus rapide que les bords. Les contraintes sur les bords sont généralement plus importantes au centre de chaque arête et diminuent vers les coins. Le déséquilibre met à rude épreuve les bords. C’est ce qu’on appelle le stress thermique. La résistance des bords du lite détermine donc grandement sa capacité à résister à la rupture. Les bords nets offrent la plus grande résistance des bords. Ceci est particulièrement crucial avec le verre absorbant la chaleur. Un système de vitrage bien conçu réduit également les contraintes sur le verre.

Le verre renforcé à la chaleur est fabriqué en chauffant uniformément le verre recuit, puis en le refroidissant à un rythme plus lent que le verre trempé. Les caractéristiques sont les suivantes :

• Est environ deux fois plus résistant que le verre recuit ordinaire de même taille et épaisseur.
• Est plus résistant aux charges dues au vent et aux chocs que le verre recuit ordinaire, mais moins résistant que le verre trempé.
• Fractures en gros morceaux dentelés, semblables au verre recuit.

Le verre renforcé par la chaleur est généralement utilisé dans les immeubles de grande hauteur pour aider le verre à résister aux contraintes thermiques. Il est également utilisé dans la fabrication du verre écoinçon. Le verre de tympan est un verre obscur utilisé dans les zones non visuelles. Parce que le verre renforcé par la chaleur se fracture en gros morceaux dentelés, il ne se qualifie pas comme un matériau de vitrage de sécurité. Tous les codes du bâtiment exigent des vitrages de sécurité pour les portes de douche, les portes commerciales et les devantures de magasins pour des raisons de sécurité.

Le verre gagne une résistance considérable en trempant. Un verre trempé est environ quatre fois plus résistant qu’un verre recuit de même taille et épaisseur. Les caractéristiques sont les suivantes :

• La seule caractéristique du verre recuit affecté par le revenu est sa résistance à la flexion ou à la traction :
• Le revenu augmente la résistance à la traction du verre.
• Cela rend le verre trempé plus apte à résister aux forces causées par la chaleur, le vent et les chocs.
• Le revenu ne change pas :
• La couleur, la composition chimique ou les caractéristiques de transmission de la lumière du verre recuit.
• Sa résistance à la compression (capacité du verre à résister aux forces d’écrasement)
• La vitesse à laquelle le verre conduit et transmet la chaleur.
• La vitesse à laquelle le verre se dilate lorsqu’il est chauffé.
• La rigidité du verre.

Les principales raisons d’utiliser du verre trempé sont:

• Le verre trempé, lorsqu’il est brisé, est conçu pour se briser en particules en forme de cube. Il est donc considéré comme un vitrage de sécurité.
• Le verre trempé offre une plus grande résistance à la déflexion, et donc une meilleure résistance à la force du vent, que le verre renforcé thermiquement. Il est plus efficace s’il est placé dans un système de vitrage global bien conçu.
• La trempe augmente la capacité du verre à survivre à l’impact d’objets qui peuvent frapper le bâtiment. Lorsque le verre trempé se brise, il se brise en petits cubes, ce qui réduit la probabilité de blessures graves à l’impact.
• La trempe augmente la résistance des bords d’un lite. Ainsi, le verre trempé est spécifié lorsque les concepteurs anticipent des contraintes thermiques élevées.

Le verre trempé est fabriqué en chauffant uniformément le verre recuit. Le verre peut avoir une épaisseur de 1/8 » à 3/4 ». Le verre recuit est ensuite refroidi rapidement en soufflant de l’air uniformément sur les deux surfaces en même temps. C’est ce qu’on appelle la trempe à l’air. Un refroidissement rapide augmente les forces de compression sur la surface et les forces de tension à l’intérieur du verre. Deux procédés sont utilisés pour tremper le verre :

• Revenu vertical
• Revenu horizontal

Dans les pinces de trempe verticales sont utilisées pour suspendre le verre à son bord supérieur. Il se déplace verticalement dans le four de cette manière. Dans la trempe horizontale, le verre se déplace dans le four sur des rouleaux en acier inoxydable ou en céramique. Des deux procédés, le revenu horizontal est le plus courant. Le verre trempé est identifié par une étiquette permanente, appelée insecte, qui est placée dans le coin de chaque lit trempé. Le verre trempé ne peut pas être coupé, percé ou tranchant. Ces processus doivent être effectués sur le verre avant la trempe.

Le verre feuilleté, parfois appelé « lami », est fabriqué en plaçant une couche de polyvinyl butyral (PVB) entre deux ou plusieurs litres de verre. Le PVB peut être clair ou teinté et son épaisseur varie généralement de 0,015 « à 0,090 », mais il peut être aussi épais que 0,120 » pour des applications spéciales. L’ensemble de l’unité est ensuite fusionné sous chaleur et pression dans un four spécial appelé autoclave. Le processus de laminage peut être effectué sur du verre clair, teinté, réfléchissant, renforcé thermiquement ou trempé. Les caractéristiques sont les suivantes :

• Lorsque le verre feuilleté se brise, les particules de verre adhèrent au PVB et ne volent pas et ne tombent pas. Certaines combinaisons d’épaisseurs de verre et de PVB sont considérées comme des vitrages de sécurité en vertu des normes de santé et de sécurité établies par l’American National Standards Institute (ANSI). Par exemple, le verre feuilleté avec une couche de PVB .030 pris en sandwich entre deux morceaux de verre recuit de deux millimètres répond aux exigences minimales pour les vitrages de sécurité.

Applications-En plus du vitrage de sécurité, le verre feuilleté a de nombreuses applications spécialisées, y compris la réduction du bruit et la sécurité.

REFLEX Analytical introduit un procédé de renforcement chimique des substrats de verre dans leur capacité de fabrication optique. Le traitement est accompli par un échange d’ions chimiques à la surface d’un substrat. L’échange Na+-K+ introduit des contraintes de compression à la surface et ces contraintes agissent comme un mécanisme de durcissement efficace, augmentant ainsi la résistance et diminuant la susceptibilité à l’initiation des dommages. Cela permet au verre d’être utilisé à des niveaux plus élevés de contrainte de traction, avec des résistances comparables à celles des alliages d’aluminium.

Notamment à cette époque, la résistance à la flexion du verre traité chimiquement peut atteindre 100 000 psi (100 Ksi), ce qui est presque équivalent aux propriétés optiques et mécaniques du matériau optique Saphir très durable, mais plus cher, qui est le deuxième après le diamant en termes de dureté et est imperméable à l’eau, la plupart des acides, alcalis et produits chimiques agressifs. Un procédé en instance de brevet a été développé pour augmenter la résistance à la flexion à 150 000 psi (150 Ksi), ce qui dépassera de loin la cote de Saphir de 108 000 psi (108 Ksi). Le verre renforcé chimiquement présente des propriétés mécaniques, chimiques et optiques exceptionnelles, ce qui représente une avancée majeure dans la technologie de la science du verre.

Le verre traité chimiquement offre une plage de transparence allant de l’UV au visible et à l’infrarouge. Cela permet aux concepteurs de systèmes d’armes d’utiliser des dispositifs de guidage, qu’ils soient CCD, radiofréquence, infrarouges ou laser. Les partisans du matériau soulignent que le verre traité chimiquement n’est pas seulement destiné à être utilisé dans des applications militaires. Il peut être utilisé dans de nombreuses applications qui exigent ténacité et clarté optique. Le matériau est également utile pour les fenêtres, les couvercles de protection et les optiques de surface avant dans des environnements hostiles dont les éléments peuvent inclure des conditions de température élevée, de haute pression et de vide. Les applications moins exigeantes comprennent les fenêtres de scanner de point de vente utilisées dans les scanners d’épicerie et de vente au détail.

Les composants personnalisés sont encouragés et disponibles sur demande; Des dessins mécaniques avec spécifications et tolérances sont préalables.

Le verre trempé est fabriqué à partir de verre recuit par un procédé de trempe thermique. Le verre est placé sur une table à rouleaux, l’amenant à travers un four qui le chauffe au-dessus de son point de recuit d’environ 720 ° C. Le verre est ensuite refroidi rapidement avec des courants d’air forcés tandis que la partie intérieure reste libre de circulation pendant une courte période. Un autre procédé chimique consiste à forcer une couche superficielle de verre d’au moins 0,1 mm d’épaisseur en compression par échange d’ions des ions sodium dans la surface du verre avec les ions potassium 30% plus grands, par immersion du verre dans un bain de nitrate de potassium fondu. Le durcissement chimique entraîne une ténacité accrue par rapport au durcissement thermique et peut être appliqué à des objets en verre de forme complexe. [1] [écran tactile:modifier] Avantages

Le terme verre trempé est généralement utilisé pour décrire le verre entièrement trempé, mais est parfois utilisé pour décrire le verre renforcé à la chaleur car les deux types subissent un processus de « trempe » thermique. Il existe deux principaux types de verre traité thermiquement, renforcé thermiquement et entièrement trempé. Le verre renforcé à la chaleur est deux fois plus résistant que le verre recuit, tandis que le verre entièrement trempé est généralement quatre à six fois plus résistant que le verre recuit et résiste au chauffage dans les fours à micro-ondes. La différence réside dans la contrainte résiduelle dans le bord et la surface du verre. Le verre entièrement trempé aux États-Unis est généralement supérieur à 65 MPa tandis que le verre renforcé à la chaleur se situe entre 40 et 55 MPa. Il est important de noter que même si la résistance du verre ne modifie pas la déflexion, être plus fort signifie qu’il peut dévier davantage avant de se briser. [écran tactile:citation nécessaire] Le verre recuit dévie moins que le verre trempé sous la même charge, toutes choses étant égales par ailleurs. [écran tactile:modifier] Inconvénients

Le verre trempé doit être coupé à la taille ou pressé pour façonner avant le durcissement et ne peut pas être retravaillé une fois trempé. Le polissage des bords ou le perçage de trous dans le verre est effectué avant le début du processus de trempe. En raison des contraintes équilibrées dans le verre, les dommages au verre finiront par entraîner l’éclatement du verre en morceaux de la taille d’une vignette. Le verre est le plus susceptible de se briser en raison des dommages au bord du verre où la contrainte de traction est la plus grande, mais des éclats peuvent également se produire en cas de choc dur au milieu de la vitre ou si l’impact est concentré (par exemple, frapper le verre avec une pointe). L’utilisation de verre trempé peut poser un risque de sécurité dans certaines situations en raison de la tendance du verre à se briser complètement lors d’un impact dur plutôt que de laisser des éclats dans le cadre de la fenêtre[2].

Le revenu chimique est un traitement de surface effectué sous transition vitreuse, lorsque les verres sont plongés dans un bain avec du sel de potassium fondu à une température supérieure à 380 ° C. Un échange a lieu entre les ions potassium dans le sel et les ions sodium à la surface du verre. L’introduction d’ions potassium plus gros que les ions sodium entraîne une contrainte résiduelle, caractérisée par une tension comprimée sur la surface qui est compensée par une tension de contrainte à l’intérieur du verre.

Le revenu chimique doit être envisagé dans les situations suivantes :

• Lorsque l’épaisseur du verre est inférieure à 2,5 mm (il est très difficile de tremper thermiquement le verre de cette minceur);

• lorsque le verre présentant des caractéristiques complexes de flexion ou de dimension ne peut être trempé avec un équipement thermique;

• lorsqu’une résistance mécanique supérieure à celle obtenue avec la trempe thermique est nécessaire (par exemple, dans des applications industrielles ou architecturales spéciales);

• lorsqu’une résistance aux chocs supérieure à celle obtenue avec la trempe thermique traditionnelle est requise;

• lorsqu’il existe un besoin optique élevé et qu’aucune déformation de la surface du verre ne peut être tolérée (par exemple, pour les applications industrielles et automobiles).

Le verre trempé chimiquement peut être formé avec une composition chimique spéciale, telle que le verre sodium-calcium. Il peut partir d’une épaisseur de 0,5 mm et peut mesurer jusqu’à 3200 x 2200 mm.

Différentes valeurs peuvent être obtenues en fonction de la durée du cycle et de la température, et peuvent être sélectionnées en fonction des exigences particulières du projet et des conditions dans lesquelles l’article en verre sera utilisé. Le verre trempé chimique peut être coupé, rectifié, percé, façonné et décoré.