JP2022550786A - オーバーフローれんが及びその薄板成形厚さ制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
オーバーフローれんがの薄板成形厚さ制御方法であって、
オーバーフローれんがのオーバーフロー面を長さで複数の部分に等分し、オーバーフローれんがの構造パラメータ、ガラスの材料パラメータ及び流量パラメータに従って、オーバーフローれんがのオーバーフロー面上のガラスオーバーフローの自由流厚さ分布と自由流速度分布をシミュレーションによって取得するS1と、
ガラス基板の設計厚さとガラスオーバーフローの自由流厚さ分布に従って、オーバーフローガイドプレートの等価延伸速度分布を取得し、ガラスオーバーフローの自由流速度分布に従って、オーバーフローガイドプレートの臨界等価延伸速度を取得するS2と、
オーバーフローガイドプレートを幅で複数の部分に等分し、ガラスオーバーフローの自由流速度分布と自由流厚さ分布及びオーバーフローガイドプレートの等価延伸速度分布と臨界等価延伸速度に従って、ガラスオーバーフローの等価延伸厚さ分布と成形厚さ分布を取得するS3と、
ガラスオーバーフローの成形厚さ分布に従って、成形ガラス基板のエクストリーム厚さ差を取得するS5と、
成形ガラス基板のエクストリーム厚さ差>予め設定された閾値である場合、S1におけるオーバーフローれんがの構造パラメータ、ガラスの材料パラメータまたはガラスの流量パラメータを変えて、S1~S5を繰り返し、
成形ガラス基板のエクストリーム厚さ差≦予め設定された閾値である場合、S1におけるオーバーフローれんがの構造パラメータ、ガラスの材料パラメータまたはガラスの流量パラメータに従ってオーバーフローれんがの加工とガラス基板の生産を行うS6と、を含む。
前記S1の具体的な方法は、
三次元ソフトウェアによってオーバーフローれんがの流体部分の幾何学的モデルを確立するS101、
メッシュ作成ソフトウェアを使用してオーバーフローれんがの有限要素メッシュモデルを確立するS102、
流体ソフトウェアを使用し、オーバーフローれんがの構造パラメータ、ガラスの材料パラメータ及び流量パラメータを入力し、シミュレーション計算を行うS103、及び
オーバーフローれんがのオーバーフロー面を長さで複数の部分に等分し、シミュレーション結果に従ってガラスオーバーフローの自由流厚さ分布と自由流速度分布を取得するS104を含む。
ガラス基板の設計厚さとガラスオーバーフローの自由流厚さ分布に従って、式(1)によって
オーバーフローガイドプレートの
を取得するS201であって、
式中、
ガラス基板の設計厚さであり、
オーバーフローガイドプレート速度であり、
ガラスオーバーフローの自由流厚さであり、
オーバーフローガイドプレートの
であるS201、及び
ガラスオーバーフローの自由流速度分布に従って、式(2)によってオーバーフローガイドプレートの
を取得するS202であって、
式中、
臨界因子であり、
最小の自由流速度であり、
であるS202を含む。
式(3)によって得られ、
式中、
オーバーフローれんがの引き出し量であり、
ガラスの密度であり、
オーバーフローれんがのオーバーフロー面の長さであり、
オーバーフローガイドプレートの幅であり、
ガラス基板の設計厚さであり、
である。
式(4)によってガラス基板の
を取得するS301であって、
式中、
オーバーフローガイドプレートの幅であり、
オーバーフローれんがのオーバーフロー面の長さであり、
であるS301、
式(5)によってガラスオーバーフローの
を取得するS302であって、
式中、
オーバーフローガイドプレートの臨界等価延伸速度であり、
ガラスオーバーフローの自由流速度であり、
オーバーフローガイドプレートの等価延伸速度分布であり、
ガラスオーバーフローの自由流厚さであり、
ガラスオーバーフローの
であるS302、
式(6)によってオーバーフローれんのオーバーフロー面の異なる位置の
を取得するS303であって、計算式は次のとおりであり、
式中、
オーバーフローれんがのオーバーフロー面上の平均等価延伸厚さであり、
オーバーフローれんがの引き出し量であり、
であるS303、
式(7)によってガラスオーバーフローの
を取得するS304であって、
式中、
ガラスの密度であり、
であり、
オーバーフローガイドプレート速度であり、
であるS304、及び
オーバーフローガイドプレートを幅で複数の部分に等分し、S301~S304に従ってガラスオーバーフローの等価延伸厚さ分布と成形厚さ分布を取得するS305、を含む。
本方法は、まずシミュレーションによって、シミュレーション計算を行い、一連のオーバーフローれんがのオーバーフロー面上のガラスオーバーフローの自由流厚さ分布と自由流速度分布を取得し、次に、ガイドプレートまたは牽引速度に関連するオーバーフローガイドプレートの等価延伸速度分布及びオーバーフローガイドプレートの臨界等価延伸速度を計算し、一連のガラスオーバーフローの等価延伸厚さ分布と成形厚さ分布を算出し、最終に、成形ガラス基板のエクストリーム厚さ差を計算し、成形効果厚さ分布とエクストリーム厚さ差が設計目標を満たすかどうかを評価し、満たさない場合、オーバーフローれんがの引き出し量、成形ガラス粘度、及びオーバーフローれんがの構造パラメータ、例えばオーバーフローれんがの溝入口幅、溝入口高さ、オーバーフロー堰の傾斜角、オーバーフロー面の長さ及びオーバーフロー溝底部の曲線などの中の1つまたはいくかの組合わせを優先的に調整し、成形効果厚さ分布とエクストリーム厚さ差が設計目標を満たすまで、オーバーフローれんがの加工とガラス基板の生産を行う。本発明はガラス基板の成形厚さの変動の問題を効果的に解決し、設計上で生産マージンを増やすことで、ガラス基板成形の厚さが要件を満たすことができ、さらにプロセス調整の複雑要件を減少し、生産ラインの安定性をさらに維持する。
図1を参照し、オーバーフローシステムはオーバーフローれんが1と溶融ガラス供給装置3とを接続することによって構成される。オーバーフローれんが1内にオーバーフロー溝2が開けられ、オーバーフローれんが1の底部はオーバーフローれんが1の基部であり、ガラス基板を溶融オーバーフローによって製造する場合、成形プロセスではガラス溶解炉で溶融した溶融ガラスを溶融オーバーフロー成形装置における溶融ガラス供給装置3に供給し、オーバーフロー溝2に沿ってオーバーフローれんが1の両側を通ってオーバーフローし、オーバーフローれんが1の基部4の下からガラス基板を形成する。図2を参照し、図2はオーバーフローダウンドロー構造の模式図であり、ガイドプレートは、ガラス基板の成形基礎として、ガラス基板のダウンドロー成形の過程において、成形ガラス基板5がガラス基板のダウンドロー方向6に沿って下へ移動する。ガラス基板はダウンドロー成形では、溶融した溶融ガラスはガラスガイドプレートに沿って次第にガラス基板を形成し、幅方向において、ガラス基板の中心からガラス基板の両端まで、中央のガラス基板の厚さが薄くて厚さが均一であり、中央から両辺までガラス基板を形成する厚さが厚くなる。図3と図4を参照し、図3はオーバーフローダウンドロー法によるガラス基板の製造に用いられるオーバーフローれんがの外形構造模式図であり、図4はオーバーフローれんが内のオーバーフロー溝の構造模式図であり、図面では、オーバーフローれんがの
を含む重要な構造設計サイズを示し、実際の生産では、オーバーフローれんがは以上のパラメータをすべて含み、オーバーフロー溝底部の曲線をさらに含むことが言うまでもない。
を取得する。具体的に、
S101、CADソフトウェアまたはPROE等を使用して、オーバーフローれんがの流体部分の幾何学的モデルを確立する。
S102、ソフトウェアの制限がないように、メッシュ作成ソフトウェアを使用して、オーバーフローれんがの有限要素メッシュモデルを確立する。
S103、FLUENTなどの専門の流体ソフトウェアを使用し、密度、粘度、表面張力などを含むガラスの材料パラメータや、ガラスの流量パラメータなどの関連条件を入力し、シミュレーション計算を行う。
S104、オーバーフローれんがのオーバーフロー面の長さLを50等分などのN等分に等分し、シミュレーション結果に従って一連のガラスオーバーフローの
を取得し、表1に示すように、
[表1]
ガラスオーバーフローの
は異なるシミュレーション条件に基づいて得られた結果であり、異なるオーバーフローれんがの引き出し量に基づくものであってもよいし、ガラス材料の異なる粘度に基づくものであってもよく、異なる条件の効果比較を行うことができる。
及び臨界等価延伸速度または
を計算する。具体的に、
S201、ガイドプレートまたは牽引速度に関連するオーバーフローガイドプレートの
を計算し、計算式は式(1)に示すように、
式中、
ガラス基板の設計厚さであり、
オーバーフローガイドプレート速度であり、
ガラスオーバーフローの自由流厚さであり、
の計算式は次のとおりであり、
式中、
オーバーフローれんがの引き出し量であり、
ガラスの密度であり、
オーバーフローれんがのオーバーフロー面の長さであり、
オーバーフローガイドプレートの幅であり、
S202、ガイドプレートまたは牽引速度に関連するオーバーフローガイドプレートの
を計算し、計算式は式(3)に示すように、
式中、
臨界因子であり、一般的に
ガラスオーバーフローの自由流速度の最小値であり、
を計算し、具体的に、
S301、ガラス基板の
を計算し、計算式は式(4)に示すように、
式中、
オーバーフローガイドプレートの幅であり、
オーバーフローれんがのオーバーフロー面の長さであり、
S302、ガラスオーバーフローの
を計算し、計算式は式(5)に示すように、
式中、
臨界等価延伸速度または補助牽引速度であり、
ガラスオーバーフローの自由流速度であり、
等価延伸速度または補助牽引速度であり、
ガラスオーバーフローの自由流厚さであり、
ガラス基板の収縮因子であり、
S303、オーバーフローれんがのオーバーフロー面の異なる位置の
を計算し、計算式は式(6)に示すように、
式中、
ガラスオーバーフローの等価延伸厚さであり、
オーバーフローれんがのオーバーフロー面上の平均等価延伸厚さであり、
引き出し量であり、
S304、ガラスオーバーフローの
を計算し、計算式は式(7)に示すように、
式中、
オーバーフローれんがのオーバーフロー面の異なる位置の等価ガラス流量であり、
ガラスの密度であり、
オーバーフローガイドプレートの幅であり、
ガイドプレート速度であり、
S305、
を50等分などのN等分に等分し、上記の計算結果に従って一連のガラスオーバーフローの
を取得し、表2を参照する。
設計目標を満たす場合、S1におけるオーバーフローれんがの構造パラメータ、ガラスの材料パラメータまたはガラスの流量パラメータに従ってオーバーフローれんがの加工とガラス基板の生産を行う。
設計目標を満たさない場合、オーバーフローれんがの
を調整するか、オーバーフローれんがのガラス粘度を優先的に調整するか、オーバーフローれんがの構造パラメータを最適化して調整し、構造パラメータはオーバーフローれんがの
オーバーフロー堰の
オーバーフロー面の
及びオーバーフロー溝底部の曲線等の中の1つまたはいくつかの組合わせを含み、次に、S1に戻す。
259.254mmであり、
200.032mmであり、オーバーフロー面の
2973mmであり、オーバーフロー堰の
6.0°であり、
20トン/日であり、エクストリーム厚さ差の目標は70μmより小さい。図6は本実施例の自由流厚さ分布模式図であり、図7は本実施例の自由流速度分布模式図であり、図8は実施例の等価延伸速度分布模式図であり、図9は本実施例による等価延伸厚さ分布模式図であり、図10は本実施例の成形厚さ分布模式図であり、本実施例のエクストリーム厚さ差は68.52μmであり、完全に設計目標を満たす。
2-オーバーフロー溝
3-溶融ガラス供給装置
4-オーバーフローれんがの基部
5-成形ガラス基板
6-ガラス基板のダウンドロー方向
Claims (7)
- オーバーフローれんがの薄板成形厚さ制御方法であって、
オーバーフローれんがのオーバーフロー面を長さで複数の部分に等分し、オーバーフローれんがの構造パラメータ、ガラスの材料パラメータ及び流量パラメータに従って、オーバーフローれんがのオーバーフロー面上のガラスオーバーフローの自由流厚さ分布と自由流速度分布をシミュレーションによって取得するS1と、
ガラス基板の設計厚さとガラスオーバーフローの自由流厚さ分布に従って、オーバーフローガイドプレートの等価延伸速度分布を取得し、ガラスオーバーフローの自由流速度分布に従って、オーバーフローガイドプレートの臨界等価延伸速度を取得するS2と、
オーバーフローガイドプレートを幅で複数の部分に等分し、ガラスオーバーフローの自由流速度分布と自由流厚さ分布及びオーバーフローガイドプレートの等価延伸速度分布と臨界等価延伸速度に従って、ガラスオーバーフローの等価延伸厚さ分布と成形厚さ分布を取得するS3と、
ガラスオーバーフローの成形厚さ分布に従って、成形ガラス基板のエクストリーム厚さ差を取得するS5と、
成形ガラス基板のエクストリーム厚さ差>予め設定された閾値である場合、S1におけるオーバーフローれんがの構造パラメータ、ガラスの材料パラメータまたはガラスの流量パラメータを変えて、S1~S5を繰り返し、
成形ガラス基板のエクストリーム厚さ差≦予め設定された閾値である場合、S1におけるオーバーフローれんがの構造パラメータ、ガラスの材料パラメータまたはガラスの流量パラメータに従ってオーバーフローれんがの加工とガラス基板の生産を行うS6と、を含む、ことを特徴とするオーバーフローれんがの薄板成形厚さ制御方法。 - 前記S1の具体的な方法は、
三次元ソフトウェアによってオーバーフローれんがの流体部分の幾何学的モデルを確立するS101、
メッシュ作成ソフトウェアを使用してオーバーフローれんがの有限要素メッシュモデルを確立するS102、
流体ソフトウェアを使用し、オーバーフローれんがの構造パラメータ、ガラスの材料パラメータ及び流量パラメータを入力し、シミュレーション計算を行うS103、及び
オーバーフローれんがのオーバーフロー面を長さで複数の部分に等分し、シミュレーション結果に従ってガラスオーバーフローの自由流厚さ分布と自由流速度分布を取得するS104を含む、ことを特徴とする請求項1に記載のオーバーフローれんがの薄板成形厚さ制御方法。 - 前記S2の具体的な方法は、
ガラス基板の設計厚さとガラスオーバーフローの自由流厚さ分布に従って、式(1)によってオーバーフローガイドプレートの
を取得するS201であって、
式中、
ガラス基板の設計厚さであり、
オーバーフローガイドプレート速度であり、
ガラスオーバーフローの自由流厚さであり、
オーバーフローガイドプレートの
であるS201、及び
ガラスオーバーフローの自由流速度分布に従って、式(2)によってオーバーフローガイドプレートの
を取得するS202であって、
式中、
臨界因子であり、
最小の自由流速度であり、
であるS202を含む、ことを特徴とする請求項1に記載のオーバーフローれんがの薄板成形厚さ制御方法。 - 前記S3の具体的な方法は、
式(4)によってガラス基板の
を取得するS301であって、
式中、
オーバーフローガイドプレートの幅であり、
オーバーフローれんがのオーバーフロー面の長さであり、
であるS301、
式(5)によってガラスオーバーフローの
を取得するS302であって、
式中、
オーバーフローガイドプレートの臨界等価延伸速度であり、
ガラスオーバーフローの自由流速度であり、
オーバーフローガイドプレートの等価延伸速度分布であり、
ガラスオーバーフローの自由流厚さであり、
ガラスオーバーフローの
であるS302、
式(6)によってオーバーフローれんがのオーバーフロー面の異なる位置の
を取得するS303であって、計算式は次のとおりであり、
式中、
オーバーフローれんがのオーバーフロー面上の平均等価延伸厚さであり、
オーバーフローれんがの引き出し量であり、
であるS303、
式(7)によってガラスオーバーフローの
を取得するS304であって、
式中、
ガラスの密度であり、
オーバーフローガイドプレート速度であり、
であるS304、及び
オーバーフローガイドプレートを幅で複数の部分に等分し、S301~S304に従ってガラスオーバーフローの等価延伸厚さ分布と成形厚さ分布を取得するS305、を含む、ことを特徴とする請求項1に記載のオーバーフローれんがの薄板成形厚さ制御方法。 - 請求項1-6のいずれか1項に記載の方法によって得られるオーバーフローれんがの構造パラメータに従って加工して構成される、ことを特徴とするオーバーフローれんが。
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