ישנם שלושה סוגים של זכוכית שטוחה בעולם כיום: שיטת ציור שטוח, שיטת הציפה וקלנדרינג. זכוכית ציפה, המהווה יותר מ-90% מכלל ייצור הזכוכית כיום, היא חומר הבנייה הבסיסי בזכוכית האדריכלית בעולם. תהליך ייצור זכוכית הציפה נוסד בשנת 1952, וקבע את הסטנדרט העולמי לייצור זכוכית באיכות גבוהה. תהליך הזכוכית הציפה כולל חמישה שלבים עיקריים:
● רכיבים
● התכה
● עיצוב וציפוי
● חישול
● חיתוך ואריזה
מרכיבים
מינון הוא השלב הראשון, המכין את חומרי הגלם להיתוך. חומרי הגלם כוללים חול, דולומיט, אבן גיר, סודה ומיראביליט, המועברים במשאית או ברכבת. חומרי גלם אלה מאוחסנים בחדר המינון. בחדר החומרים ישנם ממגורות, משפכים, מסועים, תעלות, אוספי אבק ומערכות בקרה נחוצות, השולטות על הובלת חומרי הגלם ועל ערבוב חומרי המינון. מרגע אספקת חומרי הגלם לחדר החומרים, הם נמצאים בתנועה מתמדת.
בתוך חדר המינון, מסוע שטוח וארוך מעביר ברציפות חומרי גלם מהממגורות של חומרי הגלם השונים למעלית הדלי שכבה אחר שכבה בסדר, ולאחר מכן שולח אותם למכשיר השקילה לבדיקת משקלם המורכב. למרכיבים אלה יתווספו שברי זכוכית ממוחזרת או החזרות מקו הייצור. כל אצווה מכילה כ-10-30% זכוכית שבורה. החומרים היבשים מתווספים למיקסר ומעורבבים לתוך האצווה. האצווה המעורבבת נשלחת מחדר המינון לסילו של ראש הכבשן לאחסון דרך המסוע, ולאחר מכן מתווספת לתנור בקצב מבוקר על ידי המזין.
הרכב זכוכית טיפוסי
חצר קולט
הזינו את חומרי הגלם המעורבים לתוך כניסת הכבשן עד 1650 מעלות בעזרת משפך
הַתָכָה
תנור טיפוסי הוא תנור להבה רוחבי עם שישה רגנרטורים, ברוחב של כ-25 מטרים ורוחב של 62 מטרים, עם כושר ייצור יומי של 500 טון. החלקים העיקריים של התנור הם בריכת התכה/מטהר, בריכת עבודה, רגנרטור ותנור קטן. כפי שמוצג באיור 4, הוא עשוי מחומרים עקשן מיוחדים ובעל מבנה פלדה על המסגרת החיצונית. האצווה נשלחת לבריכת ההיתוך של התנור על ידי מזין, ובריכת ההיתוך מחוממת ל-1650 מעלות צלזיוס על ידי אקדח ריסוס גז טבעי.
הזכוכית המותכת זורמת מבריכת ההיתוך לאזור הצוואר דרך המנקה ועוברת ערבוב אחיד. לאחר מכן היא זורמת לחלק העובד ומתקררת באיטיות לכ-1100 מעלות כדי להגיע לצמיגות הנכונה לפני שתגיע לאמבט הבדיל.
גיבוש וציפוי
תהליך עיצוב הזכוכית הנוזלית המזוהרת ללוח זכוכית הוא תהליך של מניפולציה מכנית בהתאם לנטייה הטבעית של החומר, והעובי הטבעי של חומר זה הוא 6.88 מ"מ. הזכוכית הנוזלית זורמת החוצה מהתנור דרך אזור התעלה, וזרימתה נשלטת על ידי דלת מתכווננת הנקראת "ראם", הנמצאת בעומק של כ-0.15 מ"מ לתוך הזכוכית הנוזלית. היא צפה על פח מותך - ומכאן השם "זכוכית צפה". זכוכית ובדיל אינם מגיבים זה עם זה וניתן להפריד ביניהם; ההתנגדות ההדדית שלהם בצורה מולקולרית הופכת את הזכוכית לחלקה יותר.
האמבטיה היא יחידה אטומה באטמוספירה מבוקרת של חנקן ומימן. היא כוללת פלדת תמיכה, קונכיות עליונות ותחתונות, חומרים חסיני אש, פח וגופי חימום, אטמוספירה מחזרת, חיישני טמפרטורה, מערכת בקרת תהליכים ממוחשבת, ברוחב של כ-8 מטרים ובאורך של 60 מטרים, ומהירות קו הייצור יכולה להגיע ל-25 מטרים לדקה. אמבט הפח מכיל כמעט 200 טון של פח טהור, עם טמפרטורה ממוצעת של 800 מעלות צלזיוס. כאשר הזכוכית יוצרת שכבה דקה בקצה כניסת אמבט הפח, היא נקראת לוח זכוכית, וסדרה של מושכי קצה מתכווננים פועלים משני הצדדים. המפעיל משתמש בתוכנית הבקרה כדי לקבוע את מהירות כבשן החישול ומכונת ציור הקצה. עובי לוח הזכוכית יכול להיות בין 0.55 ל-25 מ"מ. גוף החימום העליון משמש לשליטה בטמפרטורת הזכוכית. כאשר לוח הזכוכית זורם ברציפות דרך אמבט הפח, טמפרטורת לוח הזכוכית תרד בהדרגה, מה שהופך את הזכוכית לשטוחה ומקבילה. בשלב זה, ניתן להשתמש באקורהקוט® לציפוי מקוון של סרט מחזיר אור, סרט בעל אלקטרוליזה נמוכה, סרט לבקרת שמש, סרט פוטו-וולטאי וסרט לניקוי עצמי על ציוד פירוליזה CVD. בשלב זה, הזכוכית מוכנה להתקרר.
חתך אמבטיה
הזכוכית נמרחת לשכבה דקה על הפח המותך, נשמרת בנפרד מהפח, ויוצרת צלחת
גוף החימום התלוי מספק אספקת חום, ורוחב ועובי הזכוכית נשלטים על ידי המהירות והזווית של מושך הקצה.
רִכּוּך
כאשר הזכוכית שנוצרה עוזבת את אמבט הפח, טמפרטורת הזכוכית היא 600 מעלות צלזיוס. אם לוח הזכוכית מקורר באטמוספירה, פני הזכוכית יתקררו מהר יותר מפנים הזכוכית, מה שיגרום לדחיסה חמורה של פני השטח וללחץ פנימי מזיק של לוח הזכוכית.
קטע של כבשן חישול
תהליך החימום של זכוכית לפני ואחרי היציקה הוא גם תהליך של יצירת מתח פנימי. לכן, יש צורך לשלוט בחום כדי להפחית בהדרגה את טמפרטורת הזכוכית לטמפרטורת הסביבה, כלומר, חישול. למעשה, החישול מתבצע בכבשן חישול בעל טמפרטורה מוגדרת מראש (ראה איור 7) ברוחב של כ-6 מטרים ובאורך של כ-120 מטרים. כבשן החישול כולל גופי חימום ומאווררים הנשלטים חשמלית כדי לשמור על פיזור טמפרטורות רוחבי יציב של לוחות הזכוכית.
התוצאה של תהליך החישול היא שהזכוכית מקוררת בזהירות לטמפרטורת החדר ללא לחץ או לחץ זמניים.
חיתוך ואריזה
לוחות הזכוכית המקוררים על ידי כבשן החישול מועברים לאזור החיתוך דרך שולחן גלילים המחובר למערכת ההנעה של כבשן החישול. הזכוכית עוברת את מערכת הבדיקה המקוונת כדי להסיר כל פגם, ונחתכת בעזרת גלגל חיתוך יהלום כדי להסיר את קצה הזכוכית (חומר הקצה ממוחזר כזכוכית שבורה). לאחר מכן היא נחתכת לגודל הנדרש על ידי הלקוח. משטח הזכוכית מפוזר באבקת חומר, כך שניתן יהיה לערום ולאחסן את לוחות הזכוכית כדי למנוע הידבקות או שריטות. לאחר מכן, לוחות הזכוכית ללא רבב מחולקים לערימות לאריזה במכונות ידניות או אוטומטיות, ומועברים למחסן לאחסון או למשלוח ללקוחות.
לאחר שצלחת הזכוכית עוזבת את כבשן החישול, לוח הזכוכית נוצר במלואה ומועבר לאזור הקירור כדי להמשיך ולהוריד את הטמפרטורה.