玻璃加工预处理工艺及设备

玻璃加工预处理工艺及设备

平板玻璃的深加工产品一般都是定尺寸加工，工艺上要求在加工前对玻璃进行切割、磨边、钻孔、清洗干燥等处理。目前，玻璃深加工的生产效率已经提高到一定水平，各种加工设备趋于大型化、规模化、集成化、自动化水平达到了新的阶段，玻璃加工设备趋于流水线作业。

一、玻璃表面的研磨抛光

早期的普通玻璃因为玻璃表面的平整度、外观质量各方面都比较差，在深加工前需要对表面进行研磨、抛光处理。目前，浮法技术已经使玻璃表面质量大大提高，在建筑玻璃和汽车玻璃加工方面一般不再需要对原片进行抛光处理，但在电子玻璃方面，抛光仍是比较重要的一道工序。

研磨和抛光是两个不同的工序，合起来俗称“磨光”。抛光过程将玻璃表面的微裂纹去除，可以使玻璃的强度得到一定程度的提高。

抛光分为机械研磨、抛光和化学抛光

机械研磨的主要方法是用磨料和研磨盘对玻璃表面进行机械磨削处理，把玻璃表面的微观凸起部分磨去。研磨抛光盘一般采用羊毛毡制作，最常用的抛光材料是氧化铈。对于玻璃的研磨机理，一般认为是以磨削作用开始，然后玻璃的新鲜表面与水发生水解作用，产生硅胶薄膜，

硅胶薄膜再被磨削下去，多次重复之后，玻璃的表面逐步被抛光成光滑面。

对研磨抛光的产生影响的因素有很多，磨轮转速、磨料硬度、磨料颗粒大小以及研磨压力等都会影响研磨效果。

玻璃研磨时的机械作用是主要的，所以磨料的硬度必须大于玻璃的硬度。光学玻璃和日用玻璃一般采用刚玉或金刚砂作为磨料，平板玻璃一般采用廉价的石英砂作磨料。

化学抛光主要是利用氢氟酸的腐蚀作用来抛光玻璃表面。氢氟酸破坏玻璃表层的硅氧结构，使玻璃表层剥离而获得新的光洁表面。

玻璃的化学抛光是利用氢氟酸与玻璃表面的化学反应，生成SiF4、NaF、KF、CaF2，进而生成氟硅酸盐，因为有些氟硅酸盐不溶于水，因此常在抛光液中添加硫酸，以溶解某些氟硅酸盐，防止玻璃表面的化学反应受到阻碍。

影响化学抛光的因素有玻璃的化学成分、酸溶液的配比、温度和酸溶液与玻璃的反应时间等。

由于使用的局限性和对环境的影响，化学抛光的工艺在浮法玻璃加工方面基本没用使用，但利用氢氟酸的蚀刻作用来制作工艺玻璃的方法仍有很多使用。

二、玻璃的切割

高压水切割：将混和有金刚砂磨料的水加压到200～400MPa的超高压力，通过0.8～1mm左右直径的耐磨合金喷嘴，水与磨料的混合液以高速冲击玻璃表面，使玻璃表面产生极小面积的脆性破坏，连续作用即可穿透玻璃，形成切割。通过电脑数控水切割机，可以切割各种厚度任何形状的玻璃。（由于水切割的运行成本较高，喷嘴、导流套、高压密封件都是经常更换的耗材，价格较贵，而且切割速度低，生产效率也非常低。随着建筑用玻璃已经很少使用高压水切割机来切割玻璃）

机械切割：手工切割和自动切割

手工切割，最早用钻石和金刚石的刀头进行切割，由于刀头的造价高，慢慢的被高硬度的合金代替。这种切割只使用于小批量的玻璃切割，在大规模的深加工厂已经被自动切割机所取代。

自动切割机主要由卸片台、切割台和掰片台三部分组成。目前自动切割机的切割速度已经达到200米/分钟，刻痕的尺寸误差一般小于0.5mm。一般玻璃的厚度的不同，切割刀轮的压力和刀轮的角度选择都有所不同，玻璃越厚，刀轮给玻璃表面施加的压力越大，刀轮的角度也越大。

金晶超白生产线在线切割参数指标：

1. 纵切和横切均可采用无油切割，有油切割可使用对玻璃无污染的助切剂进行切割，完全满足镀膜和制镜客户的需求。

2. 准确的切割尺寸，最大误差1mm。

3. 可切割厚度范围在3～25mm的普通和颜色玻璃，最小切割尺寸为900×1300mm；最大切割尺寸为3700×12500mm。

备注：可根据客户的订单尺寸进行离线改裁。

三、玻璃的磨边

玻璃为什么进行磨边？

经过切割后的玻璃断面凹凸不平，非常锋利，刃口上有许多微裂纹，不但容易割伤人体，而且在今后的使用过程中，在承受机械应力和热应力时，很容易从边部的微裂口处破裂。

因此，玻璃在切割后，往往需要对玻璃的断面进行打磨处理，以修正玻璃断面凹凸不平所生产的尺寸误差，消除锋利的刃口和微裂纹，增加玻璃的安全性和使用强度。

由于玻璃的硬度非常高，一般使用含有人造金刚石的磨轮和砂带，通过高速运动对玻璃边部进行磨削加工。

自动磨边机

自动磨边机主要由玻璃的传送定位系统、水冷系统和含有不同粗细粒度金刚砂的金属磨轮和非金属磨轮组成。

1、立式直线单片磨边机

该机器主要加工玻璃的直线边，边部的形状可以加工成平边、斜边、圆边和波浪边等各种形状。

该机器可对任意形状玻璃的直线边进行磨边加工，设备价格低廉，占地面积较小，磨边质量较好，广泛的用于建筑玻璃和家具玻璃的磨边加工。

2、异型磨边机

单臂异型磨边机可对任意外形的玻璃边部进行磨边处理。可以磨削平边、圆边、波浪斜边、斜边等。

3、水平双边直线磨边机

用水平双边机磨边加工大规格玻璃时，常用两台磨边机和一台转向输送架组成一组配套使用，两台磨边机通常布置成90度，在作业位置限制时，也可以两台磨边机和一台转向输送架呈一直线布置，当玻璃在第一台机器加工后完两个边后，在转向输送架上转向，直接喂入下一台机器加工。

双边直线磨边机只能给矩形的玻璃进行磨边，但同时给玻璃的两个直线边进行磨边，生产效率非常高，磨边的误差可小于0.2mm，广泛应用于大型的玻璃深加工企业。

四、玻璃的钻孔

1、随着幕墙玻璃的广泛应用，越来越多的玻璃需要进行钻孔处理，以满足不同的安装使用要求。玻璃钻头是一种带有金刚石磨料的空心钻头，钻头的空壁厚度约1mm，空壁内外都烧结有人造金刚石磨料。两个相同孔径的空心钻头，从玻璃面的两边，通过高速旋转磨削，达到钻孔的目的。

2、按照玻璃钻孔的外形分为：直孔、喇叭孔。

直径钻头常用钻头直径：ф5、ф6、ф8、ф10、ф12、ф15、ф16、ф18、ф18、ф20、22、ф24、ф25、ф28、ф30、ф32、ф34、ф35、ф36、ф36.5、ф37、ф38、ф40、ф42、ф44、ф45、ф50、ф60、ф70、ф100等。

喇叭孔小径（喇叭口处深度一般均为5mm）常见有：

ф24、ф28、ф30、ф32、ф34、ф35、ф36、ф36.5、ф37等。

3、钻孔的精度

1）直孔的孔径和喇叭口最大处的直径误差一般在0.5mm左右。

2）前后钻头连接处的台阶一般在0.2mm以下。

3）孔边距误差一般在3mm以内，孔与孔之间距离一般在2mm以内。

5、钻孔的设备

1）玻璃钻孔机是用来对玻璃钻孔的专用设备，从玻璃的两面钻孔。钻头用磨料和金属烧结而成，中间是空的，以利于冷却液通过，钻头壁厚1mm左右，磨料一般是80＃～180＃金刚砂，金属用黄铜。

2）玻璃的钻孔机有立式钻孔机和卧式钻孔机。

卧式钻孔机的优点：①半自动操作，整机操作方便；②钻孔（套料）同心度高，且调节方便，不爆边；

立式钻孔机适用于高度在150～2500mm、宽度在4000mm以下的平板玻璃孔加工，是建筑幕墙玻璃加工的理想设备。

五、数控磨边、钻孔

随着建筑行业的室内装饰和装潢的快速发展，为追求美感及艺术感，玻璃的形状千奇百怪，因对其加工精度及边部质量要求越来越高，所以应用数控技术集成的数控加工中心应用于玻璃深加工行业愈加广泛。

数控技术是集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点。而用于玻璃深加工的数控加工中心是通过CAD/CAM绘图软件和数控加工程序与数控技术结合使其可自动生产出不同形状和尺寸要求的玻璃。

数控加工中心分为数控和机械两部分，数控部分由自动控制系统、微机系统、光感系统，供气系统，水循环系统组成。机械部分由工作平

台、吸盘、刀架、刀具、转动装置、防护装置等组成。它是多功能的玻璃加工设备，其功能主要有：可加工出任何形状的异型玻璃、磨直边、磨圆边、磨鸭嘴边、挖槽、刻字、雕花等。

六、玻璃的清洗干燥

玻璃清洗是玻璃在预处理过程中必不可少的一道工序。由于玻璃在磨边、钻孔后会产生大量细小的磨削粉末粘附在玻璃的表面，若不及时清洗，将会在玻璃表面留下不易去除的污迹，影响到后期加工的质量和安装使用后的外观效果，因此，玻璃在磨边钻孔后，必须要经过清洗干燥处理。

加工玻璃生产线通常使用专用清洗机清洗玻璃，按产品形式可以分成平板玻璃清洗干燥机和弯玻璃清洗干燥机，弯玻璃清洗干燥机一般在汽车玻璃行业使用较多，平板玻璃清洗机又有立式和卧式之分。

1、水平玻璃清洗干燥机

水平玻璃清洗干燥机是玻璃加工专用的设备，其原理主要是利用尼龙毛刷将玻璃表面上的污迹清除，然后用分机吹干。

2、带盘刷的水平玻璃清洗干燥机

带盘刷的水平玻璃清洗机与普通水平玻璃清洗干燥机基本相同，只是在辊刷的前面加了盘刷机构。盘刷分为上下两部分，用于镀膜和制镜

产品的盘刷清洗机一般只使用上盘刷，而用于夹层玻璃生产的盘刷清洗机则同时使用上下盘刷。盘刷作往复摆动，两排盘刷错开布置。

盘刷部分的清洗水一般采用后面辊刷用过的循环水，也可以用加热后的洗涤剂水。最后一道喷水管一般使用去离子水（纯水）,以避免吹干后出现水迹。

分刀部分多采用两道以上的风刀以保证干燥效果。

在洁净度要求比较高的生产线上，也可以布置两台水平清洗干燥机。

3、立式玻璃清洗干燥机

立式玻璃清洗干燥机一般不单独使用，多用于立式玻璃加工生产线的配套。该机器分清洗和干燥两段，中间有隔板分割开。整个立式清洗机有玻璃传输系统、清洗用圆筒形辊刷和辊刷驱动装置、喷水管和水泵系统、吹风风刀和风机、过滤系统以及机架、罩玻璃板等部分组成。

一台立式清洗干燥机一般有三对圆筒形辊刷，刷毛材料一般采用尼龙丝，辊刷每个单独驱动或整体驱动，驱动装置安装在机器外面。每对圆筒形辊刷与输送辊道平行安装，辊刷与玻璃之间的干涉距离可以调整的，以保证辊刷对玻璃表面最佳的洗涤能力。

立式玻璃清洗干燥机的清洗质量较好，由于玻璃是立式行走，辊刷上的脏物不会掉落在玻璃表面，逼水风刀会把洗涤水吹到玻璃最下边的后

角，因此吹风干燥效果要比水平玻璃清洗干燥机稍好。