光学玻璃成型培训资料

第六章 光学玻璃成型方法6.1 DP 成型自 20 世纪 60 年代开始，随着光学玻璃熔炼方式由陶瓷坩埚熔炼 向池炉连续熔炼的转变， 光学玻璃的成型方法也发生了相应的变化， 其 中 DP 成型则是最有效的方式之一。 DP 成型即直接滴料成型，就是根 据用户的图纸要求，设计相应的模具，通过剪切机、压机、退火炉等成 型工装设备， 将从出料管流出的玻璃直接压制成高质量的玻璃产品。 从 而达到又好又快、高效节能等目的。以下依据成都光明光电股份公司 1984 年从日本引进的成型设备和工艺为例，介绍 DP 成型方法。6.1.1 成型工装设备简介1、压机a）压机型号 日本引进的压机分小压机 HDPS-8N （S 型）和大压机 HDPB-8N （B 型）两种型号。均为转盘式结构。b）压机规格 小压机转盘直径 650mm, 可生产直径 100mm以内的产品。大压机转盘直径 920mm ，可生产直径 150mm 以内的产品。转盘上安装有 8 套模具，其中 3 个工位可以压型 , 均由气缸提供压力。c) 传动方式 调速电机 电磁离合器 复面涡轮减速器 主轴 扭力限制器 转盘。2、剪刀机a) 固定方式 悬挂式。b) 动作方式 单汽缸推动，剪刀臂齿轮联动。c) 剪刀片 工具钢制作，刀刃半径 R 常用 16mm 、20mm 、30mm 等三个规格。3、传输机a) T型传输机-采用网带循环转动，天然气和电阻丝混合加热， 可将玻璃从压机传输给 C 型传输机。b) C型传输机-采用网带循环转动，天然气加热，可将从T型传输机传输来的玻璃传输到退火炉内。4、推进机a) 构成 由上下运动气缸、前后运动气缸和滑动轴承构成。b) 用途-将从C型传输机传输来的玻璃按一定间隔推进到退火炉的网带上。5、退火炉a) 网带的构成与用途 由耐热钢丝绕制而成， 可以在退火炉内前后运转，带动玻璃移动并逐步降温。b) 传动机构的构成与用途 由调频电机、变速箱、链条、胶辊构成，主要作用是驱动网带循环运转。c) 加热保温部的构成与用途 由保温板、电炉盘、电阻丝构成，主要作用是保持型料缓慢降温所需要的温度梯度。6、成型模具a) 上模 由球墨铸铁或者耐热钢加工而成， 主要作用是确定型料上表面的形状。上模有组合型和单体型两种。b) 下模芯 由球墨铸铁或者耐热钢加工而成， 主要作用是确定型料下表面的形状。c) 侧模 由球墨铸铁或者耐热钢加工而成， 主要作用是确定型料的直径。6.1.2 成型设备安装与调试a) 压机的安装过程：根据玻璃流出量的大小和产品规格选用压机， 用叉车将压机运到出料口下方，再用地脚螺钉将压机定位装置 固定在地板上，使压机定位；定位装置可以调节压机左右移动。b) 剪刀机安装过程：先将支架用螺栓安装在钢平台的下方，再将剪刀机座悬挂安装到支架上，最后将剪刀臂安装在机座上c) 剪刀机的调试过程：当玻璃的流量和粘度达到设定要求时，开 始调试剪刀机，否则易将剪刀片打坏。首先在润滑器中加入适 量的冷却液；按顺序安装刀柄和刀片，必须使下刀片的行进方 向与工作台的行进方向相同；确定下刀片的位置，通常出料管 到下刀片的距离大约在 10-15mm 之间。d) 剪刀片的调试过程：首先拧松刀片固定螺钉，移动刀片，使流 出玻璃处于两刀片刃口的中心，然后拧紧固定螺钉；以下刀片 为基准，调节上刀片的水平调节螺钉，使两刀片成为水平；利 用剪刀机主轴下端的上下调节螺钉，调节两刀片在垂直方向的 啮合深度，使两刀片接触时松紧适度；利用装在剪刀臂的啮合 深度调节螺钉，调节两刀片在水平方向的啮合深度，反复手推 剪刀臂，使两刀片接触时剪断的滴料符合要求为止。e) 剪刀的速度的调试过程：在控制仪表上，设定剪刀片的动作时间为 0.2 秒，剪刀冷却时间为 0.3 秒；将空气压力调整为 0.2Mpa; 利用速度调节器调节气缸速度，前进时慢一点，后退时快一点。f) 剪刀片的冷却液的调试过程：调整喷管的喷出方向，使喷出的 冷却液直接对准刀片刃口部，而不能对着出料管；调整冷却时 间控制冷却量；通过调节润滑器流量调节螺钉调节冷却量。g) 压机的调试过程：打开程序电源、动力电源和控制电源；按下“压型机动力起动”按钮，转动频数调整旋钮，设定为 50HZ 左右；闭合“离合器”开关，按下“送一型”开关，检查转盘 是否转了一个工位；按下“手动”开关，检查转盘是否转动； 按动“上压型A”、“上压型B”、“下压型A”、“下压型B”的电 磁阀，检查各气缸是否按要求动作；按下压机“起动”按钮， 转盘间歇式运转；按“非常停止” ，转盘应立即停止转动，并发 出警报；打开压机操作盘上的“上压型 A”、“上压型B”、“下压 型A”、“下压型B”，再打开“压型”开关，检查各气缸是否按 要求动作；打开控制柜上的“吹风”开关，检查是否按要求吹 风；打开模具预热燃烧器的流量调节阀，点上火，再打开控制 柜上的“燃烧器”开关，检查是否在转盘停止时火力强，转动 时火力弱。h) 模具更换过程： 关掉加热器电源；停止剪切机、压机运转；关 掉压机周围燃烧器；使用“送一型”开关，依次取下下模加热 器和下模；安装新下模并套上加热器；卸下上模并重新安装新 上模；安装热电偶；接通加热器电源，设定温度，准备成型。i) 托模顶杆的调试过程：在压型位置，顶杆处于最低位置，使气缸动作时顶杆轴承与导轨间隙为 1-3mm ；压型的后一位置，导轨基本与压型处于同一高度，然后逐步升高导轨，以便于取 出；在取出位置，使下模芯微微露出模套。j) 调整导轨应注意的问题：注意沿转盘的转动方向不要有陡的高 度上升，特别不能有台阶出现，否则会损坏设备。k) 上模的升温过程：打开控制柜前面板下部的“上型加热电源” 开关，由控制柜前面板上部的温度调节器进行温度设定。l) 下模的升温过程：打开滑动变压器的电源开关，进行电压设定； 打开控制柜上的“燃烧器”开关，将燃烧器点火。m) 取出装置的调试过程：将 90#汽轮机油注入气 - 油转换器中； 打开冷却水控制阀； 用减压阀把空气压力设定为 0.4MPa ；调整 气缸速度；打开控制柜上的“拟取出”开关；边观察边调整气 缸的动作时间和速度。n) T 型传输机的调试过程： 接通电源使网带运转， 注意驱动辊筒与 网带间不打滑；打开加热电源和燃烧器阀门，对网带进行加热； 在高温下，再次对辊筒进行调整，使网带不走偏不打滑。o) C型传输机的调试过程：O接通电源使网带运转，注意驱动辊筒 与网带间不打滑；G打开加热电源和燃烧器阀门，对网带进行加热；（3在高温下，再次对辊筒进行调整，使网带不走偏不打滑O 4；根据作业指导书设定网带的运转速度 。）推进机的调试过程：31将90#汽轮机油注入气 -油转换器中； 32手动电磁阀，检查推进机的动作；3 3调整气缸速度；调节上下调 节螺钉，使推进杆与倾斜板之间的距离为 23mm ；34打开控制柜上的“推进”开关。6.1.3 成型工艺过程1、玻璃流出a）出料管升温，应特别注意通电电流以及温度必须控制在一定范 围内，不能超过，否则将烧断出料管。必要时要用氢氧燃烧器 加热出料管，玻璃流出会早一些。因为天然气燃烧会变成二氧 化碳或者一氧化碳，对铂金有损害。所以不能用天然气加热出 料管。b）流量测定：玻璃流出后，可以取 10 秒钟（或者 20 秒）的玻璃 称重量，再计算流量。）流出的玻璃的处理方法：刚流出的玻璃比较脏，倒到废玻璃回收箱中。然后，用干净的排料箱接着，准备做回炉料使用。2、成型工艺a) 启动正常压型前各装置应处于以下状态： 剪刀机 剪断流出的玻璃；压机 转盘正常转动；模具 升到预定温度；取出装置 进行着取出动作； 传输机 网带运行，达到预定的温度；推进机 按规定时间进行动作；退火炉 按工艺升到预定温度。b) 起动正常压型的过程：手动剪刀臂剪断玻璃，同时扳动压机操 作板上的手动切换阀，使压机进位；起动剪刀机自动剪料；当 装有玻璃的模具转到压型位置时，打开压机操作盘上的“压型” 开关，开始压型。c) 每 30 分钟取一个压型品，确认重量及中心厚度，发现问题及时 调整。每小时取一次压型样品( 8 个工位各一个)，按工位顺序 摆放于保温板上，待冷却后检查成型质量，发现问题及时调整 并做好纪录。每8小时取条纹样品一件， 每24小时取光吸收样 品一件，及时放入退火炉中。6.1.4. 成型质量问题1、产品常见质量缺陷及产生的原因a) 秃边 由于某种原因产生的玻璃没有充满模具， 边缘部分局部收缩而形成的圆弧形质量缺陷，称为秃边。b) 秃边产生的原因是 玻璃粘度偏大；模具温度低；汽缸压力小；滴料重量不足；滴料不在中心；下模滑动不良等。c) 飞边 由于某种原因产生的型料边缘凸出物，称为飞边。d) 飞边产生的原因是 玻璃粘度偏小；汽缸压力过大；模具间隙过大；轨道位置过高；模芯偏心；下模滑动不良；料滴偏心等。e) 缺边 由于某种原因产生的型料边缘崩掉一部分的现象， 称为缺边。f) 缺边产生的原因是 玻璃粘度小；汽缸压力过大；压型时间过长；出模后碰撞；网带炉温度不合适等。g) 厚度超差 由于某种原因产生的产品厚度超出允许公差范围，称为厚度超差。h) 厚度超差产生的原因是 出料量波动大； 上下表面收缩不均匀等。i) 直径超差 由于某种原因产生的产品直径超出允许公差范围，称为直径超差。j) 直径超差产生的原因是 模具内径超差；模具磨损等。k) 剪刀印超差 由于某种原因产生的剪切痕迹过大， 深度超过标准允许值，称为剪刀印超差。l) 剪刀印超差产生的原因是 剪刀片啮合不良；剪刀片 R 偏大；剪刀片冷却过量；剪刀片磨损过大；剪刀片离出料管口太近等。m) 皱纹深度超差 由于某种原因产生的产品表面皱纹深度超过公差范围，称为皱纹深度超差。n) 皱纹深度超差产生的原因是 玻璃粘度小；下模温度低；压型位置偏后；压型等待时间过长等。o) 裂纹 由于某种原因产生的表面炸裂， 在退火过程中可能进一步增加深度，是质量标准中不允许存在的缺陷。p) 裂纹产生的原因是 模具温度偏低；压力过大；压型时间过长；网带温度偏低；滑槽温度偏低；网带温度低等。q) 表面变形 产品表面形状不符合图纸要求的球面公差范围，称为表面变性，也称为 R 不良。r) 表面变形产生的原因是 玻璃粘度过小；模具温度过高；压型时间过短；被上模粘起；冷却方法不合理等。s) 折叠 玻璃的两个部分的表面在高温下相互接触粘接的现象，称为折叠。t) 折叠产生的原因是 料柱过长；位置偏心；剪刀片啮合位置不良；剪刀动作过快；转盘旋转速度过快等。2、产品常见质量缺陷的解决方法a) 秃边的解决方法 玻璃粘度偏大时， 适当提高出料管下端的温度，减小玻璃粘度；模具温度偏低时，适当提高模具温度； 汽缸压力小时，调节相关阀门，提高汽缸压力；滴料重量不足 时，适当提高流量，或者延长剪切周期；滴料不在中心时，调 节压机的水平方向的位置；下模滑动不良时，更换下模。b) 飞边的解决方法 玻璃粘度偏小时， 适当降低出料管下端的温度，增大玻璃粘度；汽缸压力过大时，调节相关阀门，适当 降低汽缸压力；模具间隙大时，更换模具；轨道位置过高时， 适当降低轨道位置；模芯偏心或料滴偏心时，调节压机的水平 方向的位置；下模滑动不良，更换下模。c) 缺边的解决方法 玻璃粘度偏小时， 适当降低出料管下端的温度，增大玻璃粘度；汽缸压力过大时，调节相关阀门，适当降低汽缸压力；压型时间过长时，减少压型时间；出模后碰撞 时，更换第一门上的石棉带；网带炉温度不合适时，适当调节 温度。d) 厚度超差的解决方法 出料量波动大时，检查出料管温度控制系统是否出现故障，请维修人员及时修理；上下表面收缩不 均匀时，及时调节模具温度或者调节冷却风量的大小及冷却位 置， 使产品表面均匀收缩。e) 直径超差的解决方法 模具内径超差时，更换模具；模具磨损严重时，更换新模具。f) 剪刀印超差的解决方法 剪刀片啮合不良时， 调节剪刀片位置；剪刀片 R 偏大时，选用小一号的剪刀片；剪刀片冷却过量 时，减小冷却液的喷出量；剪刀片磨损过大时，更换新剪刀片； 剪刀片离出料管口太近时，调节剪刀片离出料管口的距离。g) 皱纹深度超差的解决方法 玻璃粘度小时， 通过调节出料管的温度，增大玻璃的粘度；下模温度低时，通过提高下模加热 器的电压，提高下模温度；压型位置偏后时，提前一个位置压 型；压型等待时间过长时，减少等待时间。h) 裂纹的解决方法 模具温度偏低时，通过提高加热器的电压，提高模具温度；压力过大时，减小汽缸的输出压力；压型时间过长时，减少压型时间；网带温度偏低时，提高网带温度； 滑槽温度偏低时，通过加大燃烧量提高滑槽温度。i) 表面变形的解决方法 玻璃粘度过小时，通过调节出料管的温度，增大玻璃的粘度；模具温度过高时，通过降低加热器的电压，降低模具温度；压型时间过短时，加长压型时间；被上模粘起时，清理上模表面或者加装振动器；冷却方法不合理时， 及时调整冷却方法。j) 折叠的解决方法 料柱过长时，调节下模高度； 位置偏心时，调整压机的前后左右位置；剪刀片啮合位置不良时，调整剪刀片啮合位置；剪刀动作过快时，通过调节节流阀使剪刀动作减慢；转盘旋转速度过快时，通过降低电机转速减慢转盘旋转速度。6.1.5 设备维护保养a) 压机的维护保养 检查主轴冷却水的流量是否异常， 每日调整一次； 检查强制给油器的润滑油量是否异常， 每日调整一次；每日检查一次托模顶杆轴承是否完好，若有损坏立即更换；检查汽缸动作是否异常， 每日调整一次； 检查主轴承运转声音是 否异常，每周加油一次。b) 剪刀机的维护保养 检查汽缸动作是否异常，每日调整一次；检查轴承润滑油量是否异常，每周加油一次；检查润滑器 内的冷却液是否异常，每周补充一次。a) 传输机的维护保养 检查滚筒和网带运转情况， 每日调整一 次；轴承每周加油一次。c) 推进机的维护保养 检查汽缸是否漏油， 每日调整一次； 检 查轴承动作是否异常，每日一次。检查气 - 油转换器的储油量是 否异常，每日一次，及时添加润滑油。d) 退火炉的维护保养 检查滚筒和网带运转情况， 每日调整一次；轴承每周加油一次。6.1.6 注意事项1 、每 15 分钟巡视一次压机及周围设备，及早发现故障并排除。同时，及早发现成型品的质量缺陷并予以解决。2 、必须坚持每 30 分钟取一个压型品，确认重量及中心厚度。3 、必须坚持每小时取一次压型样品( 8 个工位各一个)，按工位顺序摆放于保温板上，待冷却后检查成型质量，并做好纪录。4、每小时确认一次连续退火炉的温度，发现问题及时处理5、更换模具时，必须小心，切忌碰伤损坏模具。6、注意按规定做好设备的维护保养工作，注意安全。6.1.7 水电气三停的应急处理6.1.7.1 停水的应急处理1、操作压机退位，关闭压机上的一切电源和天然气加热阀门。2、关闭有水冷却部件的附属加热，电、气开关。3、关闭水阀门。4、重新供水后，应打开所有用水和冷却水阀门，并调到所需的流量。5、在生产复位前，再进行一次两人以上的水阀门复核，检查是否还 有未打开的水冷阀门。6、处理过程做好详细记录。6.1.7.2 停电的应急处理1、突然停电后，立即操作压机退位，关闭压机上的一切电源和天然 气加热阀门。2、利用手电筒作照明，关闭天然气阀门。3、把所有的电器开关置于“OFF”位置，将调频开关置于“0”位置, 将空气开关断开。4、重新来电后，首先恢复照明用电，然后启动退火炉网带运行，恢 复退火炉加热供电。5、恢复压机系统的供电，重新开始成型。6、两人以上复核整个操作过程，并做好停电处理的详细记录。6.1.7.3 停气的应急处理1、突然停天然气时，操作压机退位，关闭所有天然气阀门。同时关 闭助燃的压缩空气阀门。重新来气时，按有关程序恢复生产。做好停气 处理的详细记录。2 、突然停压缩空气时，操作压机立即退位，如果因气压低不能自动退 位时，必须用人力将压机拉出。关闭压缩空气阀门，同时关闭天然 气阀门。退火炉网带停止运行。重新来气时，按有关程序恢复生产。 做好停气处理的详细记录。6.2 平板玻璃狭缝下拉法成形技术6.2.1 常见平板玻璃的类型及用途平板玻璃与我们的生活息息相关， 其大规模的工业化生产已有一百 多年的历史。 以前平板玻璃主要用于制作建筑物的门窗、 车船的风挡玻 璃、各种反射镜以及保护盖板等。随着科学技术的进步，尤其是光电子 技术和信息技术的飞速发展， 平板玻璃的用途得到了极大的扩展， 现在 平板玻璃已广泛的用于建筑、车船、光学、电子、信息、能源、生物技 术和日常生活中。按用途平板玻璃大致可以分为以下几类。（1） 传统用途平板玻璃：制镜用玻璃，车船等用风挡玻璃，建筑 门窗、玻璃幕墙、保护面板等用玻璃。（ 2） 光学和光电子用平板玻璃：反射镜、滤色镜、棱镜、透镜等 用玻璃，液晶、 PDP 等显示器用基板玻璃，光盘、磁盘用玻 璃，仪器、仪表、手表、手机、 MP3 等用盖板玻璃、触摸屏 用玻璃。（3）生物用平板玻璃：生物用载玻片、生物芯片用玻璃，显微镜 用盖玻片。（4）能源用平板玻璃：太阳能电池基板和盖板玻璃。（5）其它：防火玻璃、微晶玻璃、安全玻璃、制版玻璃、装饰玻 璃等。6.2.2 平板玻璃的成形方式及特点目前世界上平板玻璃的成形方式主要有浮法、 垂直引上法、 引上平 拉法、溢流下拉法、狭缝下拉法、压延法等。浮法 ：浮法成形方式为目前最著名的平板玻璃制造技术， 具有产量 高（日产量可达1200吨以上）、厚度范围宽（0.4mm30mm ）、幅 面宽（可达 5.6m ）、光洁平整不需研磨抛光即可使用的表面、自动化 生产程度高的特点， 已被国内外厂商广泛用于生产各种普通用途的平板 玻璃和高质量特殊用途的平板玻璃， 目前浮法玻璃产量已占平板玻璃产 量的 90% 左右。浮法技术的基本原理是玻璃熔液从熔化池流至液态锡槽， 漂浮在熔 融锡液表面， 在重力和表面张力的作用下形成玻璃带， 利用档板或拉边 机来控制玻璃的厚度， 随着流过锡床距离的增加， 玻璃液便渐渐的固化 成平板玻璃。我国拥有世界三大浮法玻璃生产技术之一，浮法技术已非常成熟，已能生产0.5mm25mm各种厚度的平板玻璃。垂直引上法： 垂直引上法是依靠垂直引上机将玻璃液连续的向上牵 引，经过引上机炉膛内的冷却装置急剧冷却硬化成平板玻璃。 垂直引上 法按玻璃液上引方式的不同又分为有槽引上法、 无槽引上法和对辊引上 法三种。 垂直引上法可用于生产厚度范围较大的平板玻璃， 在浮法技术 出现之前， 垂直引上法是平板玻璃的主要生产方式， 因成形质量远不如 浮法，已被浮法技术代替，目前已很少使用。德国肖特公司结合专有技术，能用垂直引上法生产出高质量的B270 平板玻璃，其产品表面质量与用浮法生产的接近，厚度为0.7mm 17mm ，有效板宽为 900mm 。引上平拉法： 现有引上平拉法主要是格拉法（大平拉法）技术，该方法是将玻璃液从成形池连续向上牵引， 上升到一定高度后利用转向辊转为水平方向拉引成平板玻璃。 由于在拉板过程中， 玻璃表面与转向辊 接触， 玻璃表面会产生树皮皱和麻点等疵病， 需要经过研磨和抛光才能 使用。其优点是玻璃的平整度、厚薄差较好，无粘锡面，产量较高，投 资少，自动化程度高，生产成本较低。产品的宽度可达 4m ，可生产的 厚度为0.5mm10mm，主要用于生产厚度为 0.5mm2mm 的较薄 玻璃。 该成形技术生产的平板玻璃质量好于垂直引上法，但不如浮法和溢流下拉法，目前国内还有几条引上平拉法生产线。溢流下拉法： 溢流下拉法由美国康宁公司发明， 该方法是将熔融的 玻璃液输送到溢流槽中， 当玻璃液充满溢流槽后， 两股玻璃液向外沿溢 流槽流出，在溢流槽下方汇合，形成平板玻璃。由于玻璃表面不与任何 物体接触，因而具有非常平整光滑、不需研磨抛光的表面。主要用于生 产对表面质量要求很高、厚薄差很小、厚度小于 2mm 的平板玻璃。溢流技术可以产出具有双原始玻璃表面的超薄玻璃基板， 相较于浮 法（仅能产出单原始玻璃表面 ）及狭缝下拉法 （ 无法产出原始玻璃表面 ）， 可免除研磨抛光等后续加工， 同时在平面显示器的制造过程中， 也不需 区分原始及与锡有接触的不同玻璃表面， 或和研磨介质有接触而造成玻 璃表面性质的差异等优点，已成为超薄平板玻璃成形的主流，目前TFT-LCD 显示器用基板玻璃主要由此方法生产。狭缝下拉法：狭缝下拉法是将较低粘度的均质玻璃液导入铂合金制 成的狭缝成形槽中， 利用重力和下拉的力量及狭缝开孔的大小来控制玻 璃的厚度，玻璃液经过狭缝后，下拉形成平板玻璃。因狭缝成形槽在承 受外力时流孔常会变形， 导致玻璃厚度不均匀及表面平面度无法符合需 求为其缺点， 成形质量不如浮法和溢流法， 产品的表面质量指标如波纹 度、平面度等还难以达到 TFT-LCD 显示器用基板玻璃的要求。另外由 于成形时玻璃直接与成形槽接触， 玻璃表面还容易留下刷纹、 玻璃瘤等 疵病，一般需要研磨抛光后才可使用。 但只有狭缝下拉法可以生产出厚 度仅为 0.03 mm 的超薄平板玻璃，因此主要用于生产 2mm 以下以及 超薄的特殊用途平板玻璃。德国肖特公司使用狭缝下拉法生产小尺寸的 D263 低碱硼硅酸盐 玻璃和AF45无碱硼硅酸盐玻璃，产品规格为440mm X360mm ,厚度 是0.03mm1.1mm，在成形过程中采用了专有技术，获得的面形质 量和表面质量较好，不需研磨抛光即可使用。压延法：玻璃液由熔炼池流出后， 流入压延机被压成一定厚度的平 板玻璃的成形方法。压延法分为连续式、半连续式和间歇式三种，该方 法主要用于生产压花玻璃及一些表面形状有特殊要求的玻璃。 间歇式用于生产用量很小的平板玻璃，所生产的平板玻璃表面质量较差，需要经 过研磨和抛光才能使用。623 狭缝下拉法生产平板玻璃的工艺流程狭缝下拉法生产线系统由配料、熔炼、成形、退火、采板、切边、热处理、切块、检验、包装等工序构成。工艺流程如下： 炉料配合二投料、熔炼 i拉板成形定形 i退火i采板切边 检验定尺寸切割检验、包装如果拉板成形后玻璃的翘曲度达不到质量指标要求，在定尺寸切割 后还需增加热处理工序。与光学玻璃的生产相比，光学和光电子用途的平板玻璃除内在质量标准要达到光学级外，更重要的质量指标在于表面质量，希望生产出的 产品具有直接可用的平面度和厚薄差， 表面尽可能无划伤、粘附物等瑕 疵，不加工或只需经过简单的研磨抛光即可使用，因此在上述工艺流程 中的关键工序是熔炼、拉板成形和定形。熔炼：光学级平板玻璃的熔炼和一般光学玻璃熔炼无大差异，即将混合均匀的原料加入熔炼炉内熔制成组分均一的熔融态玻璃，然后澄 清、搅拌。主要差异在搅拌后增加了四段降温调温系统，这一系统一般 由铂金管直接加热，以便于更准确的控制玻璃液的温度和流量。 由于拉 成板时玻璃内的气泡可拉长 20 倍，熔炼过程中平板玻璃对气泡的控制 要更严，如果要求产品的气泡是小于 0.1mm ，那么在成形前就要控制 在 0.05mm 以内。另外平板玻璃成形要求要有稳定的玻璃流量，恒温、 恒速、恒流是玻璃正常成型控制的三个重要因素。 因此不仅要控制玻璃 的液位，还要及时根据玻璃的流出量来补充加料量，达到进出平衡，保 持液位压差稳定。拉板成形、 定形：拉板成形就是将熔制好的内在质量达到标准要求 的熔融态玻璃液由出料嘴拉制成为玻璃板，经过成形箱、拉板机整形、 定形、退火后得到合乎要求的平板玻璃， 这是狭缝下拉法生产玻璃最重 要的阶段。6.2.3.1 狭缝下拉法成形原理 狭缝下拉法成形是利用重力和下拉的力量以及狭缝的大小、 玻璃的 温度来控制玻璃的成形质量， 其中温度和狭缝的长度共同决定玻璃的产 量，而狭缝的宽度和下拉速度则共同决定玻璃的厚度， 温度分布则决定 玻璃的翘曲度。从出料嘴拉出玻璃板的粘度在104。5dPa s104。8dPa s时，可以 得到较好的面形质量，而玻璃板能保持住面形质量的粘度在1014。5dPas以下，为了使玻璃在这一段降温过程中面形质量不被破坏， 应当 使玻璃板尽快的冷却， 但过快的冷却又会使玻璃炸裂， 因此成形箱的温 度控制就很关键。 在成形箱内一般采用黑瓷管或水冷铜管来降低从出料 嘴拉出的玻璃温度， 用拉边机和均热板来形成玻璃板的硬边。 从均热板 出来的玻璃板温度应在Tg+20 C以上，此时的玻璃板仍会有收缩变形， 但由于下面有拉板机辊压住玻璃板的硬边，阻止了玻璃板边部向内收 缩，收缩只可能在玻璃板的硬边内产生，反而可以使玻璃板绷伸，翘曲 度减小，从而得到较为平整的玻璃板。6.2.3.2 狭缝下拉法成形工艺过程 已澄清、搅拌好的玻璃液流入出料池，此时玻璃液的粘度在103dPa s左右，而狭缝下拉法适宜的拉板成形粘度在 104o5dPa s104。 8dPas，因此玻璃液一般需要通过 C1、C2、C3、C4四段温度和流量 调节系统，使流入调节筒 DS的粘度在104。5dPa s左右，调节筒DS 也是用铂金制造，通过直接加热来控制玻璃液的温度。 DS 一般采用两 端和中间三段控温， 使筒内玻璃液的温度分布适宜拉板成形， 并可通过 调节三段的温度来调整玻璃板的厚薄差。 DS 之后就是铂合金制成的狭 缝出料嘴， 狭缝出料嘴也是直接加热控温， 使流出的玻璃液正好具有适 合拉板成形的粘度。出料嘴流出的玻璃板的板宽、 板厚和板形都还不稳定， 需要通过 成 形箱和拉板机 使之达到所需要的面形质量。成形箱： 成形箱包括拉边机、黑瓷管、均热板和密闭的保温外壳。 各自具有以下作用。（1）拉边机：拉边机可阻止玻璃表面张力产生的内缩，增加玻璃板 的有效使用面宽，对夹住的玻璃两端耳朵有降温效果，使之形成硬边， 此硬边在玻璃板往下拉时被拉板机的压辊压住形成“旗竿” ，可防止玻 璃板在降温过程中产生的收缩纹， 并减少横向翘曲。 使用拉边机需要注 意以下几点：1 ） 拉边机的速度一定要和拉板机的速度匹配，拉边机速度大约是拉板机速度的60%90%。2）拉边轮的位置应距玻璃板边部 5mm10mm，若拉边轮夹在玻璃板的边部，会造成拉板的不稳定，使得厚度分布不均，以及 翘曲变大等等。3） 拉边机夹住玻璃的粘度应在106dPa s左右，大约离出料嘴 50mm 100mm 。（2）黑瓷管：黑瓷管分为 A、B 两面，内有风管和水管。黑瓷管 的作用是通过水冷和风冷增加玻璃板的散热， 使其尽快固化。 其冷却风 的大小， 均匀程度会直接影响玻璃板的面形质量， 也可微调玻璃板的厚 薄差。（ 3）均热板：均热板由两块对称的具有一定角度的不锈钢板构成， 均热板的宽度要小于玻璃板宽 60mm80mm，厚度、角度、板长由 玻璃成形温度确定。 以使玻璃板通过均热板时其中间的温度均匀并高于 边部的温度100 C150 C,主要作用是使玻璃板在均热板内的部分平 整，均热板外的部分与拉边机共同作用形成硬边。 玻璃进入均热板的温 度应在 Tf 以上,否则会因带下的热量太少,无法调整板形。经过出料嘴、拉边机及黑瓷管,玻璃板的宽度、厚度和厚薄差已经 确定,但翘曲度、波纹度还可能因为玻璃板的收缩而变坏,此时通过对 均热板水平方向平移以及调节板后的保温装置可达到调好板形的作用。 玻璃板从均热板出来的温度应高于 Tg+20 C,以使玻璃板达到拉边机 的第一对压辊时玻璃的温度在 Tg+20 C左右，当压辊压住玻璃两边硬 的“旗杆”时中部还可收缩,使玻璃表面收缩时能绷紧。（4）保温箱：保温箱的作用主要是密闭保温,使箱内各段能保持 稳定的温场和一定的温度梯度。 保温箱的开度由玻璃板带下来的热量及 成形温度的需要确定。拉板机：在成形箱内已成形好的玻璃板后还要在拉板机内定形、 退 火。拉板机主要具有以下四个功能：（ 1） 将玻璃板向下拉引。（ 2） 徐冷、退火。（ 3） 气密。（ 4） 隔离采板时切割、断板带来的震荡。拉板机内有几对压辊，可分别夹持住玻璃向下拉引。通过对压辊速 度的调节而产生足够的下拉力，以减小纵向翘曲并调节玻璃板的厚度。 拉板机箱内上部、中部、下部可分别加热形成从高到低的温场。玻璃板 到达第一对压辊的温度应在玻璃的 Tg 温度以上，压辊将玻璃板的硬边 压住往下拉，此时玻璃板向下被拉紧、横向被绷紧，有利于玻璃在最后 定形时减小翘曲度和波纹度。 玻璃板进入拉板机后温度下降较快， 当温 度降至应变点以下，玻璃板的形状完全固定。 退火也同时在机箱内完成， 当温度降至200 C300 C时，玻璃板被拉出拉板机箱。采板机将连续 不断拉出的玻璃板按一定的长度切取， 然后用切边机对切取下的玻璃板 进行切边、检验、按合同尺寸切割，就得到了所需的平板玻璃。如果玻 璃板的翘曲度超差还要通过热处理来减小翘曲度。6.2.4 狭缝下拉法成形的工艺要点和操作要点与一般光学玻璃的生产相比，影响狭缝下拉法成形质量的因素更 多，生产难度更大，只有将整个熔炼、成形系统都控制好了才能生产出合格的板玻璃。在生产过程中尤其要注意以下几点：1) 所选用成形玻璃的温度范围要小， 因其固化时间短， 有利于 拉板成形； 析晶温度上限要低于成形温度， 并且析晶温度范 围要小。2) 液位和流量要严格控制。 由于出料嘴玻璃的粘度变化会极大 的影响成形质量， 出料嘴和调节筒的调控能力有限， 因此必 须要用C1、C2来调节玻璃的流量和温度，C3、C4来稳定 玻璃的流量和温度， 使流入调节筒前的玻璃保持较稳定的流 量和较恒定的温度。3) 成形主要依靠玻璃自身带下的热量， 尽可能不另外加热， 因 为外加的热量很难对称均匀， 会影响玻璃板的面形。 在均热 板之上应冷却， 如果玻璃带下的温度不够可在均热板之后加 热，以使玻璃板达到拉板机的第一对压辊时温度在 Tg 以上。(4)刚开始牵引时将出料嘴的温度升高 10 C左右，玻璃液即可 自动流下， 当流至压辊被压住后即恢复至正常拉板温度， 以 防出料量失控。若断板、滞留应升高出料嘴的温度 25 C, 不得使用外力硬拉，以免损坏出料嘴。5) 出料口温度高，玻璃粘度小，容易拉板且拉出的板较宽，但板易变形和收腰，成形后需切的边也较多。出料口温度低，玻璃粘度大， 拉板较难且拉出的板较窄， 板的表面易出现刷 纹，但不易变形和收腰，成形后需切的边也较少。一般说来 拉出的板的表面有轻微的刷纹，最易拉出面形好的板。6) 影响板形的重要因素是密闭和对称，成形不好 80% 是漏风 所致。 有上升热气流时玻璃板会摆动， 漏风也会造成温场不 均，导致玻璃板各部位冷热不均， 前后冷却时间不同而变形。 必须要将成型箱、 拉板机的各个联接处堵严， 并随时检查密 闭性并及时堵漏。7) 在成型箱、拉板机内各区要用挡板分开，形成不同的温场， 各段所加隔板， 尤其是高温区的隔板要光滑平整， 材料要相 同，对称，才能均匀的反射幅射热，形成多个相对独立可控 的温区和合乎要求的温度梯度，起到不同的控制作用。8) 每小时取板检测一次板的厚度、 厚薄差、 出料量是否在工艺 要求范围内，超出范围应及时调整。9) 厚薄差的调整， 主要通过升高与玻璃板较薄处相对应的调节 筒 DS1、DS2、DS 中的温度来提高该段的液温增加玻璃的 流量，增加该处的厚度。 也可加大与较薄处相对应处黑瓷管 的风量使该部位较快冷却， 减少该处的收缩， 缺点是易产生 翘曲。（10） 玻璃在机内炸裂时的处理，玻璃在成型箱、拉板机内炸裂 如果处理不当将会产生严重的后果。 因此要随时注意拉板机 内玻璃的情况，出现炸裂及时处理。如果玻璃只是从第一对轧辊以下某部位横向断裂而不 是炸碎，那么不需要开启轧辊，仅需继续观察。如果玻璃从第一对轧辊以下某部位炸碎，则应及时开启以下的轧 辊，并检查轧辊上是否有玻璃渣， 发现有立即清理， 待玻璃出拉板机后， 再闭合轧辊。如果玻璃纵向炸裂，不需要开启轧辊，继续观察拉板情况，必要时 将下面的轧辊打开。玻璃从第一对轧辊以上断裂或者炸碎后， 要注意玻璃流动情况， 如 果玻璃滞流，可适当升高出料嘴温度，如果玻璃有鼓泡现象，难以通过 黑瓷管、均热板间隙缝口时，则还应该将其略为分开，让玻璃通过后恢 复，如果玻璃炸裂得比较厉害，会对设备带来损坏时，应立即退机，此 时设备回复等待状态。6.3棒料的生产6.3.1与条料生产的异同简介与条料生产的相同点棒料与条料生产过程都是将原料经熔化、澄清、均化等过程后通过成型而得到的产品。与条料生产的不同点主要体现在成型方式不同，棒料是将玻璃液的黏度调整到104-10 5dpas，通过拉制而成型的，条料是将玻璃液黏度控 制在103dpas范围内通过成型模具内浇铸拉制而成型的。成型的工艺 过程不同，具体如下表：不同点棒料生产条料生产牵引方式拉棒机，轨道辊轮牵引炉网带牵引特点连续性差，在轨道上会断裂，需全部在网带断裂，不需重新牵引，劳动强度大，细的棒料容重牵，重牵容易，易牵引且易拉圆，粗的棒料不易拉且劳动强度低不易拉圆。牵引难度难易成型要求圆度，弯曲度，划痕，节瘤，麻点边部R要求高，底部无炸点换型方式调整棒料直径通过流量、料柱长度、调整牵引炉速度，管口料柱弯曲弧度、玻璃温度，石墨更换模具，调整黏模具温度、石墨模具倾斜角度等，拉度棒机牵引速度6.3.2棒料生产方式及特点棒料生产方式及设备棒料生产方式主要有上拉法与下拉法，而一般采 用下拉法，下拉法又分垂直下拉法与 Velio法。主要介绍Velio下拉法。Velio下拉法需要的设备主要有石墨导轨槽、具备调节温度的轨道炉、拉棒机等，用于牵引用的工装、石棉手套及可调节高度的支架（支撑石 墨导轨槽用）棒料生产各种方式特点垂直下拉法Velio法将流出供料通道底部漏孔的玻璃液，所形成的棒稍弯曲成弧形， 沿着水平轨道拉出。Vello下拉法：料碗、匀料筒方式，出料管方式。 Vello法料碗、匀料筒 方式图1所示匀料简T同步戍荷*图1 Velio法料碗、匀料筒方式示意图出料管拉棒装置如示意图2、3图2 Vello法出料管拉棒装置示意图料林把空机何母底带皮带前JB方向 Q C c斛柱扶度图 3 Vello 法出料管拉棒装置示意图6.3.3 棒料产品技术要求（非光学用棒料）10mm 。长度： 1100 30mm （或合同要求长度），断面梯度小于等于直径：6-60mm，公差：w20mm，公差不超过2% ;20mm，公差不超过3%。圆度：W20，圆度0.5mm20 30,圆度 1.0mm30 40,圆度1.5mm40 50,圆度1.6mm弯曲度 : 5mm/m气泡、结石及异物在 100w 白炽灯下检验，具体要求如下： 1.0mm，不允许0.3mm1.0mm 不超过3个/m0.2mm0.5mm不超过5个/m0.03mm 0.2mm 不超过 10 个/m以上各种直径（0.03-1.0mm ）气泡要求不超过10个/m允许O.03mm 的气泡，但不能密集条纹：端面抛光，肉眼检查无条纹 表面及外观质量：无碰伤、锈迹、油渍痕迹、深的擦伤等缺陷麻点：wi.Omm不超过5个/m划痕：长1.0mm x 宽0.2mm 以下的划痕不超过5条/m节瘤：不允许 max+2.0mm 以上的节瘤允许 max+2.0mm 的节瘤2个/m6.4二次成型工艺光学玻璃二次压型（RP）是指：利用光学玻璃材料在高温时形状 的可塑性，通过特定模具将已经成型的材料经再次备料后压制成特定形 状毛坯的工艺过程。6.4.1二次压型工艺流程简介6.4.1.1小口径产品工艺流程：干切割4震动修磨备料磨重量分选|退火|641.2大口径产品工艺流程:| 包装 | *退火切割/电炸备修磨压型检验料641.3日资企业工艺流程小口径产品工艺流程干切割重量-震动备料分选磨修磨中口径产品工艺流程干切割备料震动磨/喷砂包装修磨包装检验退火压型641.4各种工艺流程的优势对比从图中，我们不难看出：国内周边压型企业与日资企业在工艺流程上最大的不同有两点：A、国内企业中小口径产品普遍采用干切割备料， 而日资企业则采用 压方板成型后多刀切割的方式进行备料。分析：多刀切割后料块形状规则、料形好，有利于入模和提高压 型的良品率， 减少折叠等不良现象的发生；多刀切割有利于提 高切割的效率。但是由于需经过加工的工序较多，相对生产周期 比较长；并且多刀切割的锯口耗材较大，材料利用率比较低。B、国内企业中“重量分选”是安排在震动磨之后，而日资企业的“重 量分选”则是安排在震动磨之前。分析：“重量分选”安排在震动磨之前是很科学的，这样可以将 所备出的料块充分利用，通过分出料块重量的档次并分别进行加 工，由加工过程来调整重量，使所有料块重量全部符合产品规定的 要求，并且可以通过加工而缩小公差带， 使产品的厚度公差得到改善，因此，日资企业中的震动磨叫： “重量调整”，简称“重调”。6.4.2 压型产品的备料备料就是将材料玻璃通过一定的工艺过程加工成产品压型所要求 的料块。常见的备料方式有：干切割备料、电炸备料、砍刀备料、热备 料、切割备料等等。目前各企业常用的备料方式主要是：干切割备料、 电炸备料和切割备料， 而热备料和砍刀备料方式几乎被淘汰， 或者说砍 刀备料只能是一种辅助手段，热备料几乎被淘汰。现将各种备料方式的做法介绍如下：、 干切割备料： 这是目前国内所有二次压型企业普遍采用的备料方式。 它是利用玻璃 与高速旋转的圆形钢板接触， 由于摩擦使玻璃局部产生高温， 靠热应力 把玻璃切断的方式。这种方式有着明显的的优点： 无锯口损失，玻璃材料利用率高； 下料精度高，对小产品切割重量可以精确到 0.1 克； 可以制作小重量的料块，最小重量可达 0.2 克； 料块表面规则、整齐，易于入模压型； 生产效率较高。与其他的备料方式相比，认为此种方式是较好的备料方式，它的不足是： 不适用于大口径压型件的备料，如：材料厚度超过 40 毫米，此种备料方式则难于切断；而材料厚度在 20 毫米以内时备料效果最好； 材料玻璃必须应力低，否则切割时将会无规则炸裂； 此种方式要求材料必须规则整齐，具有一个平整的表面；、 电炸备料：电炸备料是指将材料玻璃放在电阻丝上 ,由电阻丝加热导致玻璃中 的局部应力增大， 再在玻璃两端点水使其断裂的一种备料方式。 目前此 种备料仅适用于大口径产品的备料。这种备料方式有着明显的优点是： 无锯口损失，玻璃材料利用率高； 根据重量正确计算出材料的长宽高以后，可以直接画线进行炸料，生产效率较高。不足的方面主要是： 备料精度低，只适用于干切割不能切割的大口径产品； 材料玻璃必须应力低，否则电阻丝加热后将会无规则炸裂；、 切割备料：切割备料是目前二次压型中日资企业较为常用的小件备料方式。 它是将规整的材料或先压型成方板后的材料在专用切割机上进行多刀切割的备料工艺过程。这种备料方式的优点主要是： 下料精度高，对小产品切割重量可以精确到 0.1 克； 可以制作小重量的料块，最小重量可达 1.0 克以内； 料块表面规则、整齐，比干切割料块的外观更好，易于入模压型； 不足的方面主要是： 由于多刀切割，锯口多耗材大； 因为没有薄型材料，所以切割备料往往要先压型成方板后，再进行 切割，产品的加工周期比较长； 该备料方式对材料的厚薄差要求较高，材料的厚薄差直接影响着所切割料块的重量范围。、 砍刀备料：砍刀备料是指： 利用玻璃材料的脆性， 使用合金砍刀在玻璃表面进行敲打，使其局部应力过大而断裂的一种备料方式。该备料方式的特点：目前只适用于辅助备料方式。早在二十世纪六十年代 八十年代，由于熔炼和成型工艺的限制， 对古典法成型的光学玻璃由于找不到平整的基准面， 该备料方式为大口 径型料产品的主要备料方式，此种备料方式备出的产品重量公差较大， 形状不规则，玻璃修磨量大，不易提高玻璃材料的利用率。目前该备料方式已经基本淘汰， 只能用砍刀辅助电阻丝电炸而进行大口径产品的备 料。（砍刀的材料有： CrMn 、CrW5 、YG8 等硬质合金，其中 YG8 硬质合金做的砍刀硬度大，使用效果较好。 ）、 热备料：热备料是指将玻璃材料备成一定重量的料块后， 经过热压成型， 徐 冷后敲打成小料块的备料方式。 热压的模具一般是多孔的， 每个孔的孔 径一致，孔与孔之间的连接较浅，易于断裂。目前，由于此种备料方式加工周期长、 材料利用率低， 基本被淘汰。6.4.2.1 产品图面的确认二次压型产品的图面一般由客户提供。在客户提供图面和订单后， 企业应根据自己的设备和工艺特点对图面上的规格、 公差、倒角以及质 量指标进行审核和确认。确认可以达到的图面才能成为自己的有效图 面。否则应与客户协商后调整达成一致，以确保产品质量。一般来说：产品的直径公差根据压型设备的脱模方式不同而有差 异，对自动压机或者翻转式脱模的工艺，直径公差的保证能力较强；而 对用脱模铲钩出的产品直径公差相对大一些。6.4.2.2 产品重量的确定 产品重量的计算：A 、 透镜的计算：例如：双凸透镜：如图所示，产品体积 V=V1+V2+V3 V1 和 V3 分别各是一个球冠，其体积 V1&3=冗H2 (R-H/3) =1/6* n ( H2+3R2)V2=冗 R2HW=d*v式中：d 表示比重 v表示体积 双凹透镜：如图所示，产品体积V=V1-V2-V3 V2和V3分别是一个球冠，V仁冗r2hV2&3= ttH2 (R-H/3) =1/6* 冗H (H2+3 R2)同理：W=d*v式中：d 表示比重 v表示体积 凹凸透镜：如图所示，产品体积V=V1+V2-V3 V2和V3分别是一个凸和一个 凹的球冠，V仁 ttR2HV2&3= ttH2 (R-H/3) =1/6* 冗H (H2+3 R2)同理：W=d*v式中：d 表示比重 v表示体积例如：有一个材料为H-K9L的双凸透镜，其直径=30 ).15，中心厚度为6.8+0.6, SR1=85, SR2=180,试计算该透镜的重量。解：因为H-K9材料的比重d=2.52克/厘米3,H仁 R1-( R12-(/2 ) 2) 1/2 =85- (852-( 30.15/2 ) 2)1/2 =1.34747837 所以 V1=1/6* n H ( H2+3 R2 )=1/6*3.14159*1.34747837( 1.34747837 2+3* 15.0752) =482.2934982同理：V3=1/6* 冗H (H2+3 R2) =225.8732915V2=冗R2H=3.14159* (30.15/2) 2* (6.8-H1-H3) =3.14159* (30.152*4.82014517=3441.31662533V=V1+V2+V3=4149.483415 mm /1000=4.149483415 cmW 下限=d*v =2.52*4.149483415=10.46克同理：计算直径 30- 0.15,中心厚度为 6.8+0.6时可以得到W上限=11.34克，故：该产品的重量范围是 10.4611.34克。B、棱镜的计算：棱镜重量的计算一般采用几何分解,把复杂的棱镜分解为简单的梯 形台或者或者三棱台等,再进行计算。 产品重量的确定： 在计算产品重量时,我们所考虑的状态是理想状态时产品的重量,由于压型产品经过高温后降温会有收缩, 因此在确定重量时一般应对理 论重量采取“下限上提,上限下降” ,这样处理后的重量对产品规格才会有保障。6.4.2.3 材料的确定产品图面上的材料往往采用国外玻璃牌号， 这时我们应该以产品的 nd 和 vd 确定材质。而退火时，随着nd值的变化vd值也会发生变化，所以在投料前一般应按工艺变化的规律对材质进行确认后再投料。6.4.2.4 切割工艺A、干切割的设备：干切割设备比较简单，即在电机（可以达到 2700转3600转/分钟）轴上固定一个钢板，钢板材料为普通碳素钢，钢板的厚度一般为1.2 1.8 毫米，钢板直径一般为 270360毫米。要求钢板表面平整，固 定后横向不摆动。B、干切割的操作方法：为了保证压型产品质量， 切割后的料块最好为正方体或者长方体，具体应根据产品形状和料块压型时的入模方式确定。小口径产品一般采用将玻璃料块放在瓷盒上凹坑内加热后，用夹 子夹住瓷盒倒入模具的方式入模或者以汽缸推动瓷盒翻转倾倒入模， 因 此要求料块尽可能为正方体， 这样便于入模； 而大口径产品则是通过拍 型后将料块用拍型铲送入模具内的方式入模， 因此要求料块尽可能为高 度低于长和宽的长方体，长和宽的对角线长度应不大于模具直径为佳； 异形件的料块根据模具压型方向容易入模而确定。在切割之前，操作人员应进行试切，试切若干块以后，马上检测 料形和重量是否符合压型要求，若不符合则进行调整。一