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Una Semplice Introduzione alle Tecniche di Pressatura del Vetro

Come processo di produzione primario per la formazione di prodotti in vetro, la pressatura si distingue come una delle tecniche di formatura più efficienti grazie alla sua velocità, efficienza e precisione. Coinvolge la pressatura del vetro fuso in una cavità dello stampo sotto pressione per creare prodotti in vetro complessi. Il vetro formato con questo metodo è definito "vetro pressato."

1. Introduzione

Con i rapidi progressi nell'elettronica, nell'illuminazione, nella strumentazione e in altri settori, la domanda di prodotti in vetro continua ad aumentare, in particolare per la formatura di vetro di precisione. Le applicazioni includono lampadine di vetro, vetro per tubi, tubi di vetro, vetro piano di precisione, vetro specchio di precisione, vetro decorativo architettonico di alta gamma, vetro isolante e vari oggetti di vetro e strumenti.
La pressatura è diventata uno dei processi di formatura del vetro più efficaci grazie alla sua velocità, efficienza e accuratezza.

2. Processo di Produzione del Vetro Pressato

Nella pressatura, materie prime come sabbia, calcare e carbonato di sodio vengono fuse in un forno ad alte temperature (tipicamente 1400–1600°C) per formare vetro liquido. Dopo l'omogeneizzazione e la purificazione, il vetro fuso viene immagazzinato in un alimentatore. Durante la formatura, il vetro viene estruso e tagliato in gocce di massa specifica. Queste gocce vengono trasferite in uno stampo raffreddato, dove l'aria compressa o la pressione dello stantuffo forza il vetro a riempire la cavità dello stampo. Dopo il raffreddamento e la solidificazione, il prodotto viene sformato.

3. Sfide nella Produzione di Vetro Pressato

La pressatura è un processo di formatura di precisione in cui gli stampi sono fondamentali. Le questioni chiave includono:

1. 1.Controllo della temperatura dello stampo: Una temperatura eccessiva causa l'adesione e la deformazione; una bassa temperatura porta a striature fredde.

2. 2.Velocità di raffreddamento: Un raffreddamento rapido o irregolare (a causa di regolatori mal progettati) crea gradienti di temperatura e stress interni, causando crepe durante la formatura.

3. 3.Progettazione tradizionale dello stampo: Si basa fortemente sull'intuizione, sull'esperienza e sugli aggiustamenti per tentativi ed errori. I prodotti complessi (ad esempio, lampadine di vetro con elevata precisione di curvatura) richiedono test ripetuti per ottimizzare parametri come la temperatura ambiente, la struttura del refrigeratore, la velocità di pressatura e la pressione. Ciò prolunga i cicli di sviluppo, aumenta i costi e compromette la qualità.

4. 4.Elevati costi di prova: Le linee di produzione continue (ad esempio, forni che consumano >¥1 milione al giorno) rendono le prove di nuovi prodotti e le modifiche agli stampi proibitivamente costose. I metodi tradizionali comportano anche tassi di difettosità di ~10%, con un impatto sia sulla qualità che sui costi.

4. Evoluzione del Vetro Pressato

L'attuale progettazione di stampi e processi per vetro di precisione rimane guidata dall'esperienza. Tuttavia, la rapida evoluzione del settore (ad esempio, l'elettronica) e la concorrenza globale richiedono aggiornamenti dei prodotti più rapidi, una qualità superiore (ad esempio, per la tecnologia HDTV e a schermo piatto), cicli di sviluppo più brevi e riduzione dei costi.

Dagli anni '90, i paesi occidentali hanno dato priorità alla ricerca sulla teoria della pressatura e sui metodi di progettazione. Aziende come Philips collaborano con istituzioni (ad esempio, università del Regno Unito, TNO Applied Physics Institute dei Paesi Bassi) per far progredire la tecnologia di pressatura.

5. Produzione di Tazze in Vetro Pressato

Le tazze di vetro sono realizzate mediante soffiatura o pressatura, ciascuna con varianti manuali e meccaniche. La pressatura utilizza uno stantuffo per forzare il vetro fuso negli stampi, a differenza della soffiatura (che utilizza la pressione dell'aria).

Processo di pressatura:

1. 1. Gli stampi ruotano su una base della macchina mentre gli stantuffi si muovono verticalmente.

2. 2. Il vetro fuso entra nello stampo tramite un tubo di alimentazione.

3. 3. Lo stantuffo scende rapidamente, con una piastra superiore che assicura un bordo piatto.

4. 4. La base dello stampo si alza per espellere il grezzo della tazza rovente.

5. 5. Gli operai rimuovono il grezzo (il bordo potrebbe richiedere la lucidatura a fuoco per levigare i bordi).

6. 6. I grezzi vengono sottoposti a ricottura per alleviare lo stress interno (prevenendo le crepe).

7. 7. Le tazze finite escono dal forno di ricottura.