يتضمن مبدأ الانحناء في فرن التقسية المسطح عملية تسخين الزجاج المسطح إلى درجة حرارة معينة، مما يسمح له بأن يصبح مرنًا، ثم ثنيه إلى الشكل المطلوب قبل تبريده لتقسية الزجاج. تُستخدم هذه العملية على نطاق واسع في إنتاج الزجاج المقسى المنحني أو المنحني، والذي يُستخدم عادةً في السيارات والهندسة المعمارية والعديد من التطبيقات الأخرى.
عملية التسخين:
يتم أولاً وضع الزجاج المسطح على سرير أسطواني أو ناقل داخل فرن التلطيف
يقوم الفرن بتسخين الزجاج بشكل موحد إلى درجة حرارة تتراوح عادةً بين 600 درجة مئوية و700 درجة مئوية، وهي أعلى من نقطة تليين الزجاج ولكن أقل من نقطة انصهاره.
يتم التسخين بطريقة محكومة لضمان أن يصبح الزجاج ناعمًا ومرنًا دون أن يفقد شكله أو يصاب بعيوب على السطح.
الانحناء بالجاذبية:
في بعض الأنظمة، يُسمح للزجاج بالترهل تحت ثقله الخاص في قالب مُشكَّل مسبقًا أو بكرات منحنية أثناء تليينه. يحدد القالب الشكل النهائي للزجاج.
يتوافق الزجاج مع انحناء القالب مع ثنيه تدريجيًا إلى الشكل المطلوب.
الانحناء بالضغط:
في أنظمة أخرى، تُستخدم مكابس ميكانيكية أو أجهزة هوائية لتطبيق الضغط على الزجاج الملين، مما يجبره على الشكل المطلوب ضد القالب.
هذه الطريقة أكثر تحكمًا وتسمح بتشكيل أكثر دقة، خاصة للمنحنيات المعقدة أو الضيقة.
الانحناء بالأسطوانة:
في الأنظمة المستمرة، يمر الزجاج عبر سلسلة من البكرات ذات الارتفاعات والانحناءات المتفاوتة، والتي تثني الزجاج تدريجيًا أثناء تحركه عبر الفرن.
عملية التبريد:
بمجرد ثني الزجاج إلى الشكل المطلوب، يتم تبريده بسرعة باستخدام عملية تُعرف بالتبريد.
يتم توجيه نفثات الهواء إلى سطح الزجاج، مما يؤدي إلى تبريده بسرعة بينما يبرد الجزء الداخلي ببطء.
يؤدي هذا التبريد السريع إلى إجهاد ضغطي على السطح وإجهاد شد داخل الزجاج، مما ينتج عنه زجاج مقسّى أقوى بكثير وأكثر مقاومة للإجهاد الحراري والصدمات من الزجاج الملدّن.
مرحلة التبريد:
بعد الإخماد، يُسمَح للزجاج بالتبريد إلى درجة حرارة الغرفة في بيئة خاضعة للرقابة لتثبيت شكله وخصائصه.
يتم مراقبة عملية التبريد بعناية لتجنب إدخال أي تشوهات أو انحناءات.
الفحص:
يتم بعد ذلك فحص الزجاج المنحني والمقسّى بحثًا عن الجودة، والتأكد من أنه يلبي المواصفات المطلوبة للشكل وجودة السطح والقوة.
المبادئ الأساسية المتضمنة
التليين الحراري: يجب تسخين الزجاج بشكل موحد إلى درجة حرارة يصبح فيها قابلاً للانثناء دون أن يذوب. يسمح هذا التليين للزجاج بالانحناء إلى الشكل المطلوب.
الجاذبية والقوى الميكانيكية: اعتمادًا على الطريقة المستخدمة، تعمل الجاذبية أو القوى الميكانيكية على تشكيل الزجاج المقسّى ضد قالب أو من خلال سلسلة من الأسطوانات.
التبريد السريع (الإخماد): عملية التبريد السريع ضرورية في إنشاء الزجاج المقسّى، والذي يتميز بخصائص قوة وسلامة محسنة بسبب الضغوط المستحثة.
التحكم الدقيق: تتطلب العملية بأكملها التحكم الدقيق في درجة الحرارة والتوقيت والإجراءات الميكانيكية لضمان ثني الزجاج بدقة دون إدخال عيوب.
تُستخدم عملية المعالجة بالثني لإنتاج زجاج لتطبيقات مختلفة، بما في ذلك:
زجاج السيارات: الزجاج الأمامي المنحني، والنوافذ الخلفية، والنوافذ الجانبية.
الزجاج المعماري: الزجاج المنحني لواجهات المباني، والنوافذ السقفية، وعناصر التصميم الداخلي.
الأثاث والتصميم الداخلي: الزجاج المنحني للطاولات، والأرفف، وغيرها من العناصر الزخرفية.
تتيح هذه العملية للمصنعين إنشاء زجاج منحني متين وجميل يلبي معايير السلامة الصارمة.
