СИНТЕТИЧЕСКИЕ ХЛАДАГЕНТЫ, УЛУЧШАЮЩИЕ 

ШЛИФОВКУ СТЕКЛА

by Dr. Michael Emonds

 

Статья, которая перед вами, рассматривает характеристики современных синтетических (не имеющих в составе минеральных масел) охладителей и объясняет, как они могут позитивно повлиять на процесс шлифовки стекла, сокращая при этом затраты электроэнергии, увеличивая срок службы алмазного инструмента, улучшая общее качество обработки стекла и производительность.

Обработка стекла, которая производится при помощи алмазного инструмента при использовании только воды в качестве охладителя не является достаточной, чтобы удовлетворить современные запросы в производительности и качестве.

Использование воды без добавок ведет к следующим проблемам в шлифовании стекла:

- быстрое снижение шлифовальной эффективности;

- высокий показатель износа алмазного инструмента;

- коррозия оборудования;

- быстрое увеличение уровня pH шлифовального раствора.

Чтобы найти решения всех этих проблем, важно принимать во внимание хрупкую природу стекла и учитывать сам процесс шлифования. Хладагенты, разработанные для добавки в шлифовальный раствор, должны удовлетворять определенные требования. Например, существуют определенные проблемы из-за мелких частиц стекла, появляющихся в процессе шлифования и их частичное разложение в воде. Хладагенты, разработанные CHEMETALL, помогают решению этих проблем. Как результат более чем 40-летнего опыта в стекольной промышленности, хладагенты сейчас доступны для всех типов обработки стекла, включая флоат-стекло, оптическое стекло, хрусталь и техническое стекло.

 

СВОЙСТВА ОХЛАДИТЕЛЕЙ

Особенное свойство хладагентов CHEMETALL заключается в том, что они в состоянии повлиять на сам механизм шлифовки, при помощи уменьшения необходимой шлифовальной энергии.

На примере теста с фацетным станком Bavelloni TB-65, 40мм фацет на стекле толщиной 6мм был снят при скорости 1м/мин (см. рис. 1).

Сила тока на первом алмазном инструменте, при использовании только воды, составила 4,9A. При добавлении определенного количества охладителя, наблюдается заметное уменьшение электрической мощности - 3,8A при 5% хладагенте. Такое снижение означает, что рабочая скорость может быть увеличена на 30 – 50%. Для сравнения фацет 50мм может быть получен при такой же скорости.

 

 

Кроме того, специальные добавки в хладагентах сохраняют алмазные поверхности инструмента острыми. Это помогает предотвратить ухудшения в шлифовальной работе и продлить время обработки. Без этих добавок алмазный инструмент нужно править периодически, чтобы появился новый слой алмаза на поверхности шлифовального инструмента, который в состоянии удалять частицы стекла. Этот процесс увеличивает денежные затраты из - за:

- правки и времени обработки;

- напряжений в инструменте, которые резко снижают срок его службы.

При сверлении листового стекла толщиной 8мм, сверлом Ø 35мм, с постоянным давлением и скоростью сверления, первое сверление занимает 40сек. (сверло после свежей правки, см. рис. 2). Если используется только вода в качестве охладителя, после пяти сверлений время сверления было 900сек. и сверло нужно было править. Добавление 5% хладагента позволило сделать 15 сверлений без правки сверла. При концентрации хладагента в 10% постоянное время сверления наблюдалось около 100 секунд. При использовании 50 сверлений, необходимости в правке не было.

 

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ:

- увеличивается скорость обработки;

- увеличивается работоспособность алмазного инструмента;

- увеличивается точность алмазного инструмента;

- улучшается поверхность и качество кромки на работающем участке (особенно при распилке или сверлении);

- увеличивается интервал правки, сокращается время простоя;

- увеличивается производительность.

На практике провели сравнения продуктивности стекольной линии по производству хрусталя, используя нормальный охладитель, и линии, где используется специальный AC-охладитель высшего качества. Тест был проведен на шлифовальной машине Pöting с 8 шпинделями и 2 алмазными кругами (D54, D17) каждый. Изначальная производительность была 8 стекол за 7мин. Применение специального охладителя увеличило производительность: 8 стекол были произведены в течение 5мин. Ко всему, уровень правки инструмента был сокращен с 15 раз в смену до 1 раза в смену. Время правки инструмента, в первом случае, происходило каждые 20мин.

Выбор охладителя в основном зависит от сугубо личных требований процесса. Чем дольше стекло нужно шлифовать или чем больше требуется скорость, тем эффективней хладагент должен быть. Это особенно актуально для шлифования оптического стекла при помощи мелкозернистого инструмента. Результат шлифовки резко ухудшается, если использовать хладагент, который неприспособлен для этого. Это исследование показывает, что увеличение концентрата охладителя улучшает шлифововку. Дополнительные расходы на охладитель часто более чем уравниваются увеличением производительности.

 

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

В дополнение к их эффекту процесса шлифовки самого по себе, охладители также должны заботиться о специальных свойствах стекольного шлама, образующегося в результате шлифовального процесса:

- содержать стекольный шлам мягким.

Многие пользователи знают, что за короткий период времени стекольный шлам становится крепким, как бетон. Это происходит из-за реакции на поверхности остатков стекла, которая заставляет их склеиваться друг с другом. Происходит минерализация, в результате которой камнеподобный осадок формируется на дне резервуара. Его всегда тяжело устранить и существует опасность разрушения отстойника.

Этот процесс образования осадка подавляется при использовании AC-хладагентов т.к. они демонстрируют хорошие очистительные способности. Предотвращается осаждение шлама внутри машины, делая обслуживание намного легче.

 

СМЯГЧАЮЩИЕ СВОЙСТВА

Всякий раз, когда листовое стекло измельчается, ионы натрия выщелачивают воду. Это приводит к увеличению рН (до 11 - 12), которая может вызвать сильное раздражение кожи. Благодаря смягчающим особенностям, применение AC-хладагентов обязательно для всех щелочных растворов, при этом значение рН сохраняется в оптимальном диапазоне в течение длительного времени. Величина смягчения щелочных растворов является пропорциональной концентрации хладагента.

 

БЕЗОПАСНОСТЬ

AC-хладагенты отвечают всем немецким требованиям TRGS 611 (содержание свободных и связанных второстепенных аминов должно быть ниже 0,2%). Они не содержат минеральных масел, эфиров, хлорированный и фторированный углерод, PCB/PCT, нитриты, хлор, фенол, формальдегиды, паратретибутилбензойную кислоту и тяжелые металлы.

 

АНТИКОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА

При рекомендуемой минимальной концентрации, 1% AC-хладагент защищает инструмент, и части оборудования (медь, бронза) от коррозии.

 

АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

Для защиты кожи, биоцид («убийца бактерий») не добавляется в охладитель. Тем не менее, при правильном обслуживании специфические компоненты хладагента препятствуют росту микроорганизмов (бактерии, дрожжи, грибы, морские водоросли).

Раствор охладителя прозрачный и любые метки на стекле видимые, что особенно важно для таких ручных операций как сверление, обработка кромки. Они поставляются как цветные, так и бесцветные (N-версия).

 

ВЫВОДЫ

В индустрии стекольной обработки, требования к производительности и качеству постоянно растут. Попытки улучшить процесс шлифования стекла, сверление и распил должны принимать во внимание взаимодействие трех элементов этого процесса: инструмент, рабочий участок и – между ними – система охлаждения. В прошлом вклад систем охлаждения считался второстепенным. Современные исследовательские работы делают акцент на важности применения хладагента.

* Dr. Michael Emonds, Aachener Chemische Werke, D-52146 Würselen, Germany Fax +49(0) 2405 449738