Поиск
  • stulova3

Неразрушающий контроль качества

До сих пор качество продукции из термически закаленного стекла можно было определить только с помощью разрушающих испытаний. А между тем, в этом процессе однородное распределение напряжения по поверхности стекла имеет жизненно важное значение для для получения рисунка излома и безупречного визуального качества.


С сентября 2015 года компания Vitro-DUR GmbH разрабатывает онлайн метод контроля качества в рамках текущей исследовательской программы "Стекло", финансируемой BMWi-ZIM (Федеральное министерство экономики и энергетики - Центральная инновационная программа для МСП) совместно с компанией Softsolution GmbH в сотрудничестве с RWTH Аахенский университет и Университет прикладных наук Мюнхена.


В обожжённом стекле свет распространяется равномерно во всех направлениях. Если в стекле возникают напряжения, подложка становится двулучепреломляющей средой. В закаленном безопасном стекле (TSG) и полузакаленном стекле (STG) нагрев подложки до температуры более 600 °C и последующее быстрое охлаждение приводят к возникновению сжимающих напряжений на поверхности стекла и растягивающих напряжений внутри стекла. Поскольку стекло является плохим проводником тепла, температура на углах и краях снижается быстрее, чем на поверхности в процессе охлаждения. Чем толще стекло, тем более выражен этот эффект. Кроме того, стекло быстрее охлаждается непосредственно под воздушными соплами. В результате не удается достичь абсолютно одинаковых сжимающих напряжений в каждой точке, распределенных по поверхности. Если свет проходит через стекло под напряжением, то в стеклянной массе возникают различные изменения направления (в зависимости от длины волны). Световые волны выходят из стекла с определенной задержкой, т.е. со смещением друг относительно друга. Если свет поляризован естественными или искусственными факторами, эти задержки становятся видимыми в виде серых или цветных пятен или полос. Эти так называемые иризации (рисунок ниже) являются прямым результатом напряжений в стекле и называются анизотропией. Чем более неравномерно распределены напряжения в стекле, тем сильнее выражена анизотропия, различимая под поляризованным светом.


В видимом солнечном свете они состоят из электромагнитных волн различной длины в диапазоне частот от 380 до 780 нм. Волны распространяются случайным образом во всех пространственных направлениях, колеблясь в поперечном направлении от солнца. Для упрощения распространение отдельных длин волн света можно представить как синусоидальные волны.


Искусственная поляризация света достигается с помощью так называемых поляризационных фильтров, которые пропускают свет только с одним, определенным направлением колебаний. Конструкция и выбор этих (и других) оптических устройств оказывают значительное влияние на получаемое изображение анизотропии и его использование в процедуре анализа. В естественных условиях поляризация света возможна даже в земной атмосфере без оптических устройств - в зависимости от места, положения солнца и погодных условий. Кроме того, поляризация может быть достигнута путем отражения от таких сред, как вода и стекло.

В рамках заводского производственного контроля стандарты на продукцию TSG и STG предписывают как непрерывное тестирование напряжений разрушения, так и оценку структуры разрушения для каждого типа и толщины стекла на основе соответствующего плана отбора образцов. Хотя в стандарте на продукцию также опционально упоминаются подходящие оптические методы для определения разрушающих напряжений, на сегодняшний день не существует практически применимых неразрушающих методов. По этой причине на практике стеклопакеты специально изготавливаются несколько раз в день, а затем разрушаются для проверки достигнутого качества.


Однако качество продукции в значительной степени зависит от обработки, формата и индивидуальных размеров стекол. На основе отобранных образцов можно только оценить визуальное качество, достигнутое стеклами, отличающимися от образцов, используя существующие методы. Они в основном основаны на опыте специалиста, отвечающего за печь. Объективные измерения задержек, напротив, позволяют зафиксировать различия в напряжениях, возникающих на поверхности стекла, и - насколько это технически возможно на заводе - свести их к минимуму. Таким образом, этот недавно разработанный метод измерения способен обеспечить воспроизводимое качество для всех форматов и размеров.

В качестве дополнительного преимущества это призвано повысить эффективность производственных процессов и заводского контроля. Если в процессе производства разница напряжений окажется слишком большой, например, в результате изменения внешних воздействий, то это должно быть немедленно обнаружено, а параметры процесса соответствующим образом адаптированы.

Новый метод измерения позволяет решить проблему


Целью данного исследования является получение метода количественного измерения анизотропии в поверхности стекла и применение его в онлайновой измерительной системе. Различные исследовательские проекты показали, что метод неразрушающего контроля поляризационной оптики, воздействующий на поверхность, подходит для объективной оценки, поскольку он приводит к количественным измерениям. Разработанный метод заключается в пропускании предварительно термически закаленного стекла через сканер, который регистрирует анизотропию внутри стекла с помощью поляризованного света. В результате, участки в стекле с высокой анизотропией могут быть минимизированы путем настройки и калибровки производственных факторов в процессе закалки. Специально разработанный сканер LineScanner в принципе имеет ту же конструкцию, что и полярископ. Для создания записей поляризационного фильтра термозакаленного стекла сканер оснащен светочувствительными линейными датчиками, а также телецентрическими световыми модулями. Световые модули оснащены специальной поляризационной фольгой (полихроматический свет), а датчики - соответствующей анализирующей фольгой, что обеспечивает идеальную конструкцию типичного полярископа.

Особенностью конструкции является, во-первых, типичная для Softsolution модульная структура, обеспечивающая диапазон сканирования до общей ширины 4800 мм, и, во-вторых, технология телецентрического освещения, также характерная для Softsolution".

Преимущества, обеспечиваемые телецентрическим освещением и связанным с ним падением света, который всегда нормален к поверхности плоскости, здесь также неоспоримы. Это позволяет на 100% избежать мертвых углов, которые приводят к проблемам при оценке напряжения краевой мембраны - особенно в краевой зоне.


Благодаря точному постоянному углу 90° по всей ширине контроля, путь, пройденный поляризованным светом через тестируемое стекло, всегда имеет одинаковую длину. Это гарантирует отсутствие искажения результата оценки, основанного на задержке света. Система формирования изображения подключена, помимо прочего, к поворотному кодирующему устройству для измерения скорости, которое регистрирует текущую скорость транспортировки и создает общее изображение из отдельных записанных линий изображения. Таким образом, различные скорости транспортировки могут быть компенсированы. Полученная таким образом запись с поляризационным фильтром с разрешением до 400 x 400 dpi затем оценивается с помощью программного обеспечения и с точностью до пикселя анализируется на предмет высоты и распределения анизотропии по стеклу.


Сканер уже был успешно внедрен в процесс производства изделий из термозакаленного стекла. Это позволяет в считанные секунды сделать заключение о распределении напряжений! С недавнего времени, компания HFD House является официальным дилером Softsolution в России. Если Вы хотите достичь высокого уровня качества, оптимизировать проверку брака на Вашем производстве, звоните нам по телефону +7 (495) 968-71-35 или пишите на почту zakaz@hfdhouse.ru. Мы расскажем о том, какие сканеры для проверки дефектов можем Вам предложить и подберем вариант под Ваше производство!


Подробнее о сканерах качества, Вы можете почитать здесь.


24 просмотра0 комментариев

Недавние посты

Смотреть все