Механическая обработка
Стекло обычно режут путем нанесения глубокой царапины и затем легкого удара. Реже применяют пилы с алмазными наконечниками или водяную струю. Очень тонкие стекла можно резать лазером (Механическая обработка).
При резке стекла образуется довольно рваная кромка, которую часто шлифуют или полируют, чтобы удалить неровности и сколы (рисунок 5). Это делают, чтобы снизить возникающие на кромке растягивающие напряжения и, тем самым, повысить стойкость стекла к разрушению.
без обработки; шлифованная и полированная [1]Рисунок 5 — Флоат-стекло с различным качеством кромок (снизу вверх):
Сверление отверстий в стекле выполняют полыми сверлами с алмазными наконечниками, которые сверлят отверстие с обеих сторон стекла. Кроме того, для выполнения отверстий могут применяться водяные струи.
Нанесение покрытий
Нанесение покрытий из тонкого слоя металлов или оксидов металлов — это наиболее важный способ модификации стекла. Их наносят или вовремя изготовления стекла, то есть на еще мягкую и горячую поверхность, или в ходе отдельной операции уже после изготовления стекла. Покрытия, которые наносят в ходе изготовления стекла обычно значительно более прочные, чем те, которые наносят на уже готовые стекла.
Гнутое стекло
Гнутое стекло изготавливают при температуре стекла около 600 °С. Это делают или на горизонтальной роликовой машине, или в случае малых партий, с применением гравитационного метода. Гравитационный метод заключается в том, что плоский лист стекла кладут сверху выпуклой или вогнутой «матрицы» и затем нагревают. Под действием гравитации стекло принимает форму матрицы.
Закаленное стекло
Принцип действия закалки на прочность стекла заключается в том, что в его поверхностном слое создаются высокие сжимающие остаточные напряжения. Эти напряжения компенсируют возможные растягивающие напряжения в поверхности стекла и предотвращают рост трещин и разрушение стекла.
Стекло нагревают до температуры 620-650 °С. Затем резко охлаждают струями воздуха с обеих сторон до комнатной температуры. В результате закалки в поверхностных слоях стекла образуются сжимающие остаточные напряжения. Величиной 100-150 Н/мм2 (рисунок 6). Высокая энергия, которая запасается в этом стекле обеспечивает то, что при разрушении оно разбивается на мелкие кусочки (рисунок 7в), которые не представляют большой опасности.
 |
Рисунок 6- Остаточные напряжения в стеклах [2]
 |
Рисунок 7 — Типы разрушения стекол (не в масштабе):
а) отожженное флоат-стекло; б) термоупрочненное стекло; в) закаленное стекло [1]
Термоупрочненное стекло
Термоупрочненное стекло подвергается той же обработке, что и закаленное стекло. Кроме того, что процесс охлаждения ведется более медленно. Это дает более низкие сжимающие напряжения, чем в закаленных стеклах (рисунок 6)
В отличие от закаленных стекол термоупрочненные стекла разрушаются с образованием довольно крупных кусков стекла. Но значительно меньших, чем у отожженного флоат-стекла (рисунок 7). Это дает им преимущество при применении в многослойных стеклах. После разрушения они удерживаются полимерной пленкой на месте. Кроме того, термоупрочненное стекло можно подвергать механической обработке, например, сверлению, что невозможно для закаленных стекол.
Многослойное стекло
Многослойное безопасное стекло состоит из двух или нескольких листов стекла. Соединенных между собой поливинилбутиловой пленкой толщиной 0,38 мм. В отличие от закаленного безопасного стекла после разрушения многослойное стекло сохраняет часть своей несущей способности. А отдельные куски удерживаются пленкой на месте установки стекла.
Источники:
1. Glass in Building: Principles, Applications, Examples /Bernhard Weller et al, Detail Practice, 2009
2.Guidance for European Structural Design of Glass Components, 2014