연삭 및 연마 공정 후 유리 가장자리의 광학 품질 및 강도에 대한 연구

날짜: 2022년 11월 22일

저자: Paulina Bukieda, Katharina Lohr, Jens Meiberg, Bernhard Weller

원천:유리 구조 및 엔지니어링 5권, (2020)

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

유리 가장자리는 유리 시트 절단 및 추가 선택적 마감 처리로 생성됩니다. 부서지기 쉬운 재료 유리에 대한 기계적 간섭으로 인해 가장자리 표면에 흠집과 균열이 발생합니다. 이러한 결함은 전체 유리의 강도에 영향을 미칩니다. Technische Universität Dresden 산하 건축 연구소의 연구 프로젝트 범위 내에서 연삭 및 연마 공정은 유리 가장자리와 가장자리 강도에 대한 눈에 띄는 특징적인 효과 측면에서 조사되었습니다. 따라서 연구 프로젝트의 특별한 초점은 어닐링 유리의 모따기 표면에 대한 다양한 연마 컵 휠의 영향입니다. 이 기사에서는 유리 가장자리 표면의 처리 단계에 대한 몇 가지 기본 사항을 제시하고 고려된 연삭 및 연마 컵 휠을 소개하며 수행된 실험 검사에 대한 개요를 제공합니다.

현미경 분석을 통해 표면의 일반적인 결함을 특성화할 수 있습니다. 또한 파손 시 굽힘 인장 응력을 결정하기 위해 4점 굽힘 시험을 수행합니다. 두 가지 방법을 결합하면 파손 전 파손을 유발하는 결함을 분석하고 광학 표면 품질과 굽힘 인장 응력 간의 상관관계를 분석할 수 있습니다. 또한 현미경은 연삭기 조정을 지원하고 재현 가능한 가장자리 품질을 제어하는 ​​데 사용될 수 있습니다. 평가 결과, 챔퍼용 폴리싱 컵 휠을 특수 개발하면 표면 품질이 향상되고 결과적으로 엣지 강도가 향상될 수 있는 것으로 나타났습니다.

디자인 시 유리 가장자리 강도 고려

현대 건축 수요와 건축 물리학에 대한 확고한 요구 사항으로 인해 창문 및 정면 구조의 기계적 및 열적 부하가 증가하고 있습니다. 유리 형식과 복잡한 유리 구조가 증가함에 따라 기계적 부하, 특히 열 부하의 중첩으로 인해 특히 가장자리 영역에 심각한 응력이 발생할 수 있습니다. 다양한 유럽 국가의 현재 설계 규정에 따르면 유리 가장자리 치수를 측정하기 위해 어닐링 유리의 설계 값을 줄여야 합니다(Feldmann 및 Kasper 2014, p. 55). 독일 및 오스트리아 표준(DIN 18008-1 2019 및 ÖNORM B 3716-1 2016)의 경우 서냉 유리의 특성 굽힘 강도를 80% 감소시켜야 합니다. 이러한 감소는 가공으로 인한 가장자리 강도의 높은 산란을 고려하고 유리 가장자리 강도의 최소 수준을 나타냅니다.

단련된 유리의 모서리 강도에 대한 저항 감소와 유리 모서리의 적응 가능한 하중 시나리오 부족으로 인해 불안정성이 발생합니다. 유리 구조 설계 및 손상 없는 유리 설계 시 일정 수준의 안전성을 보장하려면 유리 가장자리에 대한 심층적인 검사가 필요합니다. 현재 기획자들은 가장자리 강도가 더 높은 강화유리를 사용하는 경우가 많습니다. 그러나 가장자리 강도가 높을수록 황화니켈 함유로 인해 자연적으로 파손될 위험이 있으며 이방성이 눈에 띄기 때문에 광학 품질이 저하됩니다. 게다가 강화유리를 사용하는 데에는 비용이 매우 많이 듭니다. 어닐링된 유리를 보다 효율적으로 사용하는 것이 바람직합니다. 이러한 이유로 안전 설계 접근 방식과 허용 가능한 가장자리 강도와 낮은 산란을 갖춘 열처리 유리의 생산이 필요합니다.

유리 가장자리의 형상 및 유형

유리 가장자리는 유리 시트 절단 및 추가 선택적인 마감 처리로 인해 생성됩니다. 절단 공정은 유리판의 형상과 크기를 정의합니다. 다음 연삭 및 연마 공정에서는 크기 정확도를 보장하고 광학 품질을 향상시키기 위해 가장자리 표면과 여백에서 재료를 침식합니다. 소위 가공된 가장자리는 부상 위험을 줄이고 유리판의 열 강화를 더욱 가능하게 합니다.