Impactinator® de sticlă

Sticlă întărită

Tratament termic: În cazul în care sticla recoaptă este supusă unui tratament termic special în care este încălzită la aproximativ 680 ° C și apoi răcită.

Întărire chimică: Sticla este acoperită de o soluție chimică care produce o rezistență mecanică mai mare. Sticla întărită chimic are proprietăți similare cu sticla tratată termic.

Rata de răcire afectează în mod direct rezistența sticlei. Procesul regulat de răcire - sau recoacere - a sticlei float are ca rezultat o rată lentă. Sticla mai puternică poate fi produsă prin schimbarea ratei de răcire. Două tipuri de sticlă mai puternică sunt:

• Sticlă întărită termic
• Sticla securizata

Sticla întărită cu căldură este răcită cu o viteză mai rapidă decât sticla recoaptă obișnuită. Sticla securizată, la rândul său, este răcită într-un ritm mai rapid decât sticla întărită termic. O altă modalitate de a întări sticla este utilizarea mai multor litri de sticlă în aplicație. Sticla laminată constă din două sau mai multe lite de sticlă, unite printr-un strat de plastic.

În multe clădiri moderne, sticla trebuie să fie cât mai puternică posibil. Trei motive de bază pentru întărirea sticlei sunt:

• Creșteți încărcătura vântului
• Creșteți rezistența la impact
• Combaterea stresului termic

Arhitectii si designerii trebuie sa ia in considerare forta vantului asupra unei cladiri sau instalatii atunci cand aleg sticla. Vântul face ca sticla să devieze. Această deformare solicită nu numai sticla în sine, ci întregul sistem de geamuri: cadrul, garniturile și materialele de etanșare.

Rezistența la impact este strâns legată de încărcarea vântului, deoarece vântul transportă lucruri precum grindină, praf, pietre mici și alte resturi. În timpul tornadelor și uraganelor, vântul poartă multe obiecte mai mari.

Pe măsură ce sticla se încălzește, se extinde. Porțiunea centrală a unui lite devine mai fierbinte și se extinde cu o rată mai mare decât marginile. Tensiunile de pe margini sunt de obicei mai mari în centrul fiecărei muchii și scad spre colțuri. Dezechilibrul tensionează marginile. Aceasta se numește stres termic. Prin urmare, rezistența marginii lite determină în mare măsură capacitatea sa de a rezista la rupere. Muchiile tăiate curat oferă cea mai mare rezistență a muchiilor. Acest lucru este deosebit de important în cazul sticlei absorbante de căldură. Un sistem de geamuri bine conceput reduce, de asemenea, stresul asupra sticlei.

Sticla întărită termic este realizată prin încălzirea uniformă a sticlei recoapte, apoi răcirea acesteia la o rată mai lentă decât sticla călită. Caracteristicile includ:

• Este de aproximativ două ori mai puternic decât sticla recoaptă obișnuită, de aceeași dimensiune și grosime.
• Este mai rezistentă la încărcarea și impactul vântului decât sticla recoaptă obișnuită, deși mai puțin rezistentă decât sticla securizată.
• Fracturi în bucăți mari, zimțate, asemănătoare sticlei recoapte.

Sticla întărită termic este utilizată în general în clădirile înalte pentru a ajuta sticla să reziste stresului termic. Este, de asemenea, utilizat în fabricarea sticlei spandrel. Sticla spandrel este o sticlă obscură care este utilizată în zone non-vizuale. Deoarece sticla întărită termic se fracturează în bucăți mari zimțate, nu se califică drept material pentru geamuri securizate. Toate codurile de construcție necesită geamuri securizate pentru ușile de duș, ușile comerciale și fațadele magazinelor din motive de siguranță.

Sticla câștigă o rezistență considerabilă prin temperare. O lită de sticlă călită este de aproximativ patru ori mai puternică decât o lită de sticlă recoaptă de aceeași dimensiune și grosime. Caracteristicile includ:

• Singura caracteristică a sticlei recoapte afectate de temperare este rezistența la încovoiere sau la tracțiune:
• Temperarea crește rezistența la tracțiune a sticlei.
• Acest lucru face ca sticla securizată să reziste mai bine forțelor cauzate de căldură, vânt și impact.
• Temperarea nu se schimbă:
• Culoarea, compoziția chimică sau caracteristicile de transmisie a luminii ale sticlei recoapte.
• Rezistența sa la compresiune (capacitatea sticlei de a rezista forțelor de strivire)
• Rata la care sticla conduce și transmite căldura.
• Rata la care sticla se extinde atunci când este încălzită.
• Rigiditatea sticlei.

Principalele motive pentru utilizarea sticlei securizate sunt:

• Sticla securizată, atunci când este spartă, este concepută pentru a se sparge în particule în formă de cub. Prin urmare, se califică drept material pentru geamuri securizate.
• Sticla securizată oferă o rezistență mai mare împotriva deformării și, prin urmare, o rezistență mai bună la forța vântului, decât sticla întărită termic. Este mai eficient dacă este plasat într-un sistem de geamuri bine conceput, general.
• Temperarea crește capacitatea sticlei de a supraviețui impactului obiectelor care pot lovi clădirea. Când sticla securizată se sparge, se sparge în cuburi mici, reducând probabilitatea de rănire gravă la impact.
• Temperarea crește rezistența marginii unui lite. Astfel, sticla securizată este specificată atunci când proiectanții anticipează solicitări termice ridicate.

Sticla securizată este realizată prin încălzirea uniformă a sticlei recoapte. Sticla poate avea o grosime cuprinsă între 1/8" și 3/4". Sticla recoaptă este apoi răcită rapid prin suflarea uniformă a aerului pe ambele suprafețe în același timp. Acest lucru este cunoscut sub numele de stingere a aerului. Răcirea rapidă crește forțele de compresie pe suprafață și forțele de tensiune din interiorul sticlei. Două procese sunt utilizate pentru călirea sticlei:

• Temperare verticală
• Temperare orizontală

În temperarea verticală, cleștele sunt folosite pentru a suspenda sticla de marginea superioară. Se mișcă vertical prin cuptor în acest mod. În călirea orizontală, sticla se deplasează prin cuptor pe role din oțel inoxidabil sau ceramică. Dintre cele două procese, temperarea orizontală este cea mai frecventă. Sticla securizată este identificată printr-o etichetă permanentă, numită bug, care este plasată în colțul fiecărei lite călite. Sticla securizată nu poate fi tăiată, găurită sau tăiată. Aceste procese trebuie efectuate pe sticlă înainte de temperare.

Sticla laminată, uneori numită "lami", este realizată prin plasarea unui strat de butiral de polivinil (PVB) între două sau mai multe lite de sticlă. PVB poate fi clar sau colorat și variază de obicei în grosime de la .015" la .090", dar poate fi la fel de gros ca .120" pentru aplicații speciale. Întreaga unitate este apoi fuzionată sub căldură și presiune într-un cuptor special numit autoclavă. Procesul de laminare poate fi realizat pe sticlă clară, colorată, reflectorizantă, întărită termic sau călită. Caracteristicile includ:

• Când sticla laminată se sparge, particulele de sticlă aderă la PVB și nu zboară sau cad. Anumite combinații de grosimi de sticlă și PVB se califică drept materiale pentru geamuri securizate în conformitate cu standardele de sănătate și siguranță stabilite de Institutul Național American de Standarde (ANSI). De exemplu, sticla laminată cu un strat PVB .030 intercalat între două bucăți de sticlă recoaptă de doi milimetri îndeplinește cerințele minime pentru geamurile securizate.

În plus față de geamurile securizate, sticla laminată are multe aplicații de specialitate, inclusiv reducerea sunetului și securitatea.

REFLEX Analytical introduce un proces chimic de întărire a substraturilor de sticlă în capacitatea lor de fabricație optică. Tratamentul se realizează printr-un schimb chimic de ioni pe suprafața unui substrat. Schimbul Na+ -K+ introduce tensiuni de compresie la suprafață și aceste solicitări acționează ca un mecanism eficient de întărire, crescând astfel rezistența și scăzând susceptibilitatea la inițierea deteriorării. Acest lucru permite sticlei să fie utilizată la niveluri mai ridicate de solicitare la tracțiune, cu rezistențe comparabile cu aliajele de aluminiu.

În special în acest moment, rezistența la încovoiere a sticlei tratate chimic poate ajunge până la 100.000 psi (100 Ksi), ceea ce este aproape echivalent cu proprietățile optice și mecanice ale materialului optic Safir extrem de durabil, dar mai scump, care este al doilea după Diamond în ceea ce privește duritatea și este impermeabil la apă, majoritatea acizilor. alcalii și substanțe chimice dure. Un proces în curs de brevetare a fost dezvoltat pentru a crește rezistența la încovoiere la 150.000 psi (150 Ksi), ceea ce va depăși cu mult ratingul Safir de 108.000 psi (108 Ksi). Sticla ranforsata chimic demonstreaza proprietati mecanice, chimice si optice remarcabile, ceea ce reprezinta un progres major in tehnologia stiintei sticlei.

Sticla tratată chimic are o gamă de transparență de la UV la vizibil și în infraroșu. Acest lucru permite proiectanților de sisteme de arme să opereze dispozitive de ghidare, indiferent dacă acestea sunt bazate pe CCD, frecvență radio, infraroșu sau laser. Sustinatorii materialului subliniaza faptul ca sticla tratata chimic nu este doar pentru utilizarea in aplicatii militare. Poate fi utilizat în numeroase aplicații care necesită duritate și claritate optică. Materialul este, de asemenea, util pentru porturile de vizualizare, capacele de protecție și optica suprafeței frontale în medii ostile ale căror elemente pot include temperaturi ridicate, presiune ridicată și condiții de vid. Aplicațiile mai puțin solicitante includ ferestrele scanerelor de la punctul de vânzare utilizate în magazinele alimentare și scanerele de vânzare cu amănuntul.

Componentele personalizate sunt încurajate și disponibile la cerere; Desenele mecanice cu specificații și toleranțe sunt condiții prealabile.

Sticla călită este fabricată din sticlă recoaptă printr-un proces de călire termică. Sticla este așezată pe o masă cu role, ducând-o printr-un cuptor care o încălzește deasupra punctului său de recoacere de aproximativ 720 °C. Sticla este apoi răcită rapid cu curenți de aer forțați, în timp ce porțiunea interioară rămâne liberă să curgă pentru o perioadă scurtă de timp. Un proces chimic alternativ implică forțarea unui strat de sticlă de cel puțin 0,1 mm grosime în compresie prin schimbul ionic al ionilor de sodiu din suprafața sticlei cu ionii de potasiu cu 30% mai mari, prin imersarea sticlei într-o baie de azotat de potasiu topit. Întărirea chimică are ca rezultat o duritate crescută în comparație cu întărirea termică și poate fi aplicată obiectelor din sticlă de formă complexă. [1] [ecran tactil:editare] Avantaje

Termenul de sticlă călită este folosit în general pentru a descrie sticla complet securizată, dar este uneori folosit pentru a descrie sticla întărită termic, deoarece ambele tipuri suferă un proces de "întărire" termică. Există două tipuri principale de sticlă tratată termic, întărită termic și complet temperată. Sticla întărită termic este de două ori mai puternică decât sticla recoaptă, în timp ce sticla complet securizată este de obicei de patru până la șase ori mai rezistentă decât sticla recoaptă și rezistă încălzirii în cuptoarele cu microunde. Diferența este stresul rezidual din margine și suprafața sticlei. Sticla complet securizată în SUA este în general peste 65 MPa, în timp ce sticla întărită termic este între 40 și 55 MPa. Este important să rețineți că, deși rezistența sticlei nu modifică deformarea, a fi mai puternic înseamnă că poate devia mai mult înainte de a se sparge. [ecran tactil:este necesară citarea] Sticla recoaptă deviază mai puțin decât sticla securizată sub aceeași sarcină, toate celelalte fiind egale. [ecran tactil:editare] Dezavantajele

Sticla călită trebuie tăiată la dimensiune sau presată în formă înainte de întărire și nu poate fi reprelucrată odată întărită. Lustruirea marginilor sau găurirea găurilor în sticlă se efectuează înainte de începerea procesului de întărire. Datorită tensiunilor echilibrate din sticlă, deteriorarea sticlei va duce în cele din urmă la spargerea sticlei în bucăți de dimensiuni reduse. Sticla este cea mai susceptibilă la spargere din cauza deteriorării marginii sticlei unde tensiunea de tracțiune este cea mai mare, dar spargerea poate apărea și în cazul unui impact puternic în mijlocul geamului sau dacă impactul este concentrat (de exemplu, lovirea sticlei cu un punct). Utilizarea sticlei călite poate reprezenta un risc de securitate în unele situații datorită tendinței sticlei de a se sparge complet la impact puternic, mai degrabă decât să lase cioburi în rama ferestrei[2].

Temperarea chimică este un tratament de suprafață efectuat sub tranziție vitroasă, când paharele sunt scufundate într-o baie cu sare de potasiu topită la o temperatură mai mare de 380 [ecran tactil: grade] C. Are loc un schimb între ionii de potasiu din sare și ionii de sodiu de pe suprafața sticlei. Introducerea ionilor de potasiu mai mari decât cei de sodiu duce la stres rezidual, care se caracterizează printr-o tensiune comprimată pe suprafață care este compensată de tensiunea de stres din interiorul sticlei.

Temperarea chimică trebuie luată în considerare în următoarele situații:

• Când grosimea sticlei este mai mică de 2,5 mm (este foarte dificil să se tempereze termic sticla de această subțire);

• unde sticla cu indoire complexa sau caracteristici dimensionale nu poate fi securizata cu echipamente termice;

• în cazul în care este necesară o rezistență mecanică superioară celei care poate fi obținută prin călire termică (de exemplu, în aplicații industriale sau arhitecturale speciale);

• în cazul în care este necesară o rezistență la impact superioară celei care poate fi obținută cu temperarea termică tradițională;

• în cazul în care există o cerință optică ridicată și nu poate fi tolerată deformarea suprafeței sticlei (de exemplu, pentru aplicații industriale și motoare).

Sticla securizată chimic poate fi formată cu o compoziție chimică specială, cum ar fi sticla de sodiu-calciu. Poate porni de la o grosime de 0.5mm și poate măsura până la 3200 x 2200mm.

Se pot obține valori diferite în funcție de lungimea ciclului și de temperatură și pot fi selectate în funcție de cerințele speciale ale proiectului și de condițiile în care va fi utilizat obiectul din sticlă. Sticla securizată chimică poate fi tăiată, măcinată, găurită, modelată și decorată.