Контроль стекла с низкоэмиссиоными Low-E покрытиями

Под влиянием обсуждения во всем мире роста потребления энергии и его влияния на глобальное потепление, применение полированного стекла с низкоэмиссионным покрытием Low-E и стекла с переключающим (электрохромным) покрытием приобретает все большее значение в архитектуре и автомобилестроении. Ханс Oерлей и Ульрих Баурейс* объясняют процессы и преимущества нанесения таких покрытий на стекло.



Стекло с низкоэмиссионным покрытием (Low-E или теплосберегающее И-стекло с мягким покрытием) – отражает тепловое излучение в инфракрасном диапазоне, что позволяет снизить теплопередачу из здания наружу и экономить тепловую энергию. Стеклопакеты с таким покрытием могут быть разработаны для снижения теплопередачи наружу, но при этом пропускать свет и тепловое излучение солнца.

В сочетании с антибликовыми покрытиями такие низкоэмиссионные покрытия предлагают дополнительные возможности за счет блокировки теплопередачи (как внутрь, так и наружу) без ухудшения пропускания света через стеклопакет.

Контроль производства
Оптический контроль качества такого стекла начинается с выявления нарушений и дефектов в стеклоленте после флоат-процесса. Вырезка и удаление областей с дефектами стекла позволяет устранить дефекты материала, такие, как пузыри, камни и другие включения.

На последующих этапах производства необходимо непрерывно осуществлять строгий контроль всех процессов. Выявление недостатков и дефектов в процессах ламинирования, закаливания, обработки кромок стекла и шаги по высверливанию отверстий для остановки трещин в стекле, позволяют избежать поломки стекла на последующих этапах производства или в процессе его конечного применения в зданиях.

Процессы нанесения покрытий
Существует несколько способов нанесения покрытий на флоат-стекло. Во всех этих процессах на стеклянные подложки наносят (напыляют в вакууме методом катодного распыления) микроскопически тонкие слои покрытия из полупроводниковых окислов металла или цветных металлов. Для обеспечения гарантии требуемых свойств тонкие слои покрытия должны быть нанесены без дефектов, загрязнений или недопустимых колебаний толщины.

Поэтому, производители такого стекла широко внедряют инспекционные системы оптического контроля AOI (optical inspection systems) и другие измерительные решения, которые специально разработаны для инспекции материалов с покрытиями.

Дефекты в низкоэмиссионном слое покрытия, такие как пятна, царапины или линии, не обязательно приведут к снижению функциональных возможностей всего стеклопакета, но как для архитектурного, так и для автомобильного применения, косметический аспект имеет важное значение. Неравномерная толщина покрытия и загрязнения могут привести к обесцвечиванию стекла и появлению загрязненных участков, которые будут раздражать взгляд.

С другой стороны, небольшие дефекты теоретически можно проигнорировать, если они не будут развиваются или не приведут к появлению более критических дефектов покрытия через некоторое время. Если это произойдет уже после установки такого стеклопакета в здание, то стоимость ремонта может быть высокой. Следовательно, и такие нарушения на границе видимости должны быть обнаружены.

Метрологические системы
Листы низкоэмиссионного стекла для архитектурного и автомобильного применения можно подвергать ручной проверке, но такой подход дает низкий выход из-за ограниченных возможностей контроля. Поэтому для проверки таких материалов с покрытием применяют инспекционные оптические системы AOI, которые позволяют выявлять отклонения по качеству в ходе реализации производственного процесса. Эти системы определяют местонахождение локальных нарушений (например, включений, точечных дефектов, пор, царапин) и систематизировать выявленные нарушения покрытия.

Системы AOI могут также непрерывно контролировать параметры слоя покрытия на более глобальном уровне (на листовом флоат-стекле или стеклоленте), такие как однородность толщины слоя покрытия, матовость поверхности или отражательная способность, что делает их полными метрологическими системами. Изменения этих параметров непрерывно оцениваются линейными камерами инспекционной системы, которые отображают неоднородность контролируемых параметров по всему стеклопакету в формате карты для операторов и инженеров, позволяющей легко и быстро идентифицировать и устранить причины нестабильности хода процесса.

Автоматические метрологические системы являются инструментом для непрерывного контроля и регулирования процесса нанесения покрытий с целью исключения поставки некондиционного стекла. Инспекционная система может рассортировывать материал с дефектами непосредственно после каждого производственного шага. Это позволяет избежать дополнительных затрат при производстве стеклопакетов.

Оптимизация производства
Сканирование для выявления локальных дефектов и мониторинг физических свойств помогает оптимизировать производственный процесс за счет обеспечения своевременной обратной связи и всестороннего обзора всего производственного процесса. В случае появления отклонений показателей процесса система вырабатывает предупредительный сигнал и оператор может реагировать на него путем оптимизации параметров производства. Результатом работы такой системы является снижение издержек производства, повышение выхода годного, улучшение надежности и срока службы продукта.