Ламинирование стекла
Естественно при этом значительно снижается гибкость производства, не исключена возможность появления брака. Кроме того, режимы термической обработки, выбранные на основе практического опыта, часто оказываются не самыми эффективными. И как следствие, все это отрицательно сказывается на стоимостных и потребительских свойствах выпускаемой продукции. Разработчики оборудования нуждаются в конкретике описания условий и физических процессов формирования адгезионных связей с учетом специфики каждого материала. Можно провести аналогию – порошковые краски, как и пленки для ламинации также делятся на два основных класса: термореактивные и термопластические.С красками все понятно: для формирования покрытия нужна либо термоэкспозиция (для термореактивных), либо рекомендуемая температура разогрева объекта (для термопластических). При ламинации мы имеем сложную с точки зрения теплообмена комбинацию стекло-полимер-стекло-пленка (для прижима, как правило, силиконовая мембрана толщиной не менее 4мм). Формально в суперупрощенном виде задача ламинации сводится к процедуре склеивания: путем нагрева клеющей пленки, прижима и выдержки.Поскольку аналитическое описание процесса разогрева многослойного стекла в условиях сложного теплообмена архисложная задача и может быть решена только при условии огромного количества допущений и упрощений практический интерес могут представлять результаты полученные путем физического моделирования.Основная концепция построения, а также выбор и обоснование рациональных режимов ИК-энергоподвода в технологии ламинации исследовались и отрабатывались на специально разработанной комбинированной ИК-установке промышленнного типа с использованием малоинерционных линейных кварцевых ИК-источников. Общий вид установки показан на фото.
На первом этапе проектирования экспериментальной установки в порядке пробного опыта (в рамках серьезных упрощающих предположений и допущений) мы попытались аналитически связать задачу лучистого теплообмена с компоновкой всей установки, предполагая дискретное расположение ИК-излучателей с учетом их конструкции, геометрических размеров и конфигурации отражающих экранов.
Анализ полученных результатов численного расчета, позволил сформулировать следующие выводы:
- периодическая неравномерность распределения температуры объекта нагрева в направлении выбранной оси расположения источников зависит от расстояния между излучателями и поверхностью объекта и практически не зависит от расстояния между излучателями и отражающей поверхностью;
- неравномерность определяется отношением расстояния между излучателями и поверхностью объекта к шагу между излучателями, и когда этот параметр равен или немного больше единицы – неравномерность температурного поля несущественная;
- в случае использования верхней и нижней нагревательных секций оптимальным является объединение ИК-генераторов в тепловые блоки и их взаимное перекрестно-шахматное расположение в двух плоскостях относительно облучаемой поверхности.
Вторая важная задача – это оптимизация по быстродействию динамических режимов сложного нагрева стекольно-полимерного сэндвича при заданных граничных условиях и ограничениях на градиент температуры по толщине многослойного стекла, с учетом пространственного распределения температурного поля ИК-источников. Выявлены следующие противоречия, возникающие при оптимизации динамических режимов нагрева композитной структуры. С одной стороны необходимо чтобы продолжительность термообработки была минимальной, а с другой стороны температурные градиенты должны иметь определенное значение, при этом конечное значение температуры каждого промежуточного полимерного слоя (в случае стекла типа полиплекс) должно точно соответствовать рекомендуемой температуре обработки полимера.Быстрый разогрев стекла (часто реализуемый в печах ламинации за счет увеличения запаса мощности) создает чрезмерные температурные градиенты как по объему так и по толщине пакета что может привести к неравномерности разогрева полимера и даже к его кипению.
Медленный нагрев позволяет существенно снизить градиенты в объеме пакета, однако при этом значительно увеличивается время нагрева до температуры ламинации, что снижает производительность установки и при этом большое значение имеет конечное распределение температуры по толщине стеклоизделия так как даже незначительный недогрев полимера до температуры расплавления может привести к браку в виде «помутнения».В связи с этим задача управления динамическим режимом ИК-нагрева пакета может быть сформулирована следующим образом: При заданных плотностях потока энергии,предельно допустимых значениях и градиенте температуры по толщине пакета необходимо найти закон управления режимами ик-источников, при котором центральный слой каждой промежуточной полимерной пленки в составе сложного стеклоизделия,имеющий в начальный момент температуру окружающей среды, нагреется до температуры расплавления за минимальное время.
Загрузка ...