Обработка поверхности сенсорного стекла керамическим песком

29 августа 2024 года

В последние годы технология сенсорных экранов добилась значительных успехов в области бытовой электроники. В частности, появление новых сенсорных экранов с высоким разрешением позволило поднять качество отображения и удобство использования электронных устройств на новую высоту. Например, в сентябре 2023 года Samsung официально представила свой новейший Galaxy Z Fold 5, оснащенный сенсорным экраном AMOLED шестого поколения. Эта новая модель не только демонстрирует значительное улучшение точности цветопередачи, но и совершает существенный прорыв в устойчивости к царапинам. Samsung утверждает, что для повышения чувствительности к прикосновениям и четкости изображения были применены революционные технологии, а главную роль в этих улучшениях сыграли передовые процессы обработки поверхности сенсорного стекла. Эта технология сыграла ключевую роль в улучшении характеристик стекла сенсорного экрана, став одним из основных факторов, обеспечивающих его исключительную производительность.

Процесс производства стекла для сенсорных экранов - это сложная и точная процедура, которая включает в себя несколько ключевых этапов, позволяющих в конечном итоге получить высокоэффективное стекло, соответствующее требуемым стандартам. Каждый этап играет решающую роль в определении конечных характеристик и качества стекла. Ниже я подробно опишу процесс производства сенсорного стекла, уделив особое внимание процессу окончательной обработки поверхности. К концу вы поймете, почему пескоструйная обработка так важна.

Обзор процесса производства сенсорного стекла

1. Выбор материала: Первым шагом в производстве высококачественного стекла для сенсорных экранов является выбор подходящего сырья. Как правило, основным компонентом стекла является диоксид кремния (SiO₂), а также определенная доля натрия, калия, кальция и других элементов для регулировки физических и химических свойств стекла.
2. Плавление и формовка: После определения формулы материала его расплавляют при высоких температурах до образования однородной стеклянной жидкости. Затем расплавленному стеклу придают форму с помощью различных процессов формования, таких как флоат- или валковая формовка, для получения плоского стекла. Этот этап определяет первоначальную форму и толщину стекла, служащую основой для последующей обработки.
3. Отжиг: Сформированное стекло обычно подвергается отжигу - термической обработке, направленной на устранение внутренних напряжений, возникших в процессе формования. Стекло нагревают до определенной температуры, а затем медленно охлаждают, чтобы равномерно распределить внутренние напряжения, предотвращая самопроизвольное разрушение при последующем использовании.
4. Обработка поверхности: После отжига стекло переходит на этап обработки поверхности, который имеет решающее значение для повышения производительности сенсорного экрана. Обработка поверхности направлена на улучшение свойств поверхности стекла, чтобы оно лучше соответствовало требованиям к сенсорным экранам. К распространенным методам обработки поверхности относятся пескоструйная обработка, химическое упрочнение и нанесение физического покрытия. Среди этих процессов для оптимизации поверхности широко используются керамические пескоструйные шарики благодаря их уникальным свойствам.

Обработка поверхности стекла для сенсорных экранов проводится не только для эстетики, но и для придания ему особых функциональных характеристик, отвечающих высоким требованиям, предъявляемым к современным электронным устройствам на экране. Ниже представлены несколько основных технологий обработки поверхности и их применение в стеклах для сенсорных экранов.

Керамическая пескоструйная обработка: Использование керамических пескоструйных шариков позволяет значительно улучшить тактильные и визуальные эффекты стекла, делая сенсорные экраны более долговечными. По сравнению с другими методами обработки поверхности, керамическая пескоструйная обработка отличается высокой эффективностью и точностью, значительно улучшая характеристики поверхности, не влияя на общую прозрачность стекла.

Химическое укрепление: Химическое упрочнение обычно сочетается с керамической пескоструйной обработкой и предполагает погружение стекла в ванну с расплавленной солью, содержащей ионы калия при высокой температуре. Этот процесс ионного обмена усиливает поверхностную твердость стекла за счет замены мелких ионов натрия ионами калия, создавая поверхностное сжимающее напряжение. В результате повышается ударопрочность и устойчивость к царапинам, что очень важно для современных смартфонов и планшетов.

Физические покрытия: Помимо физического и химического упрочнения, важным аспектом обработки поверхности сенсорного стекла является нанесение физических покрытий. К распространенным покрытиям относятся покрытия против отпечатков пальцев, антибликовые и антиотражающие покрытия. Эти покрытия наносятся такими методами, как напыление или химическое осаждение из паровой фазы, чтобы придать стеклу особые функции. Например, покрытия против отпечатков пальцев уменьшают следы от пальцев на экранах, а антибликовые покрытия улучшают видимость при солнечном свете.

Сочетание технологий: На практике обработка поверхности сенсорного стекла часто включает в себя комбинацию технологий. Например, сначала с помощью керамической пескоструйной обработки можно улучшить шероховатость поверхности, затем провести химическое упрочнение для повышения твердости и, наконец, нанести покрытие против отпечатков пальцев. Такой комплексный подход к обработке обеспечивает множество превосходных свойств, отвечающих высоким стандартам производительности сенсорных экранов.

Благодаря совместному применению этих ключевых технологий, стекло для сенсорных экранов достигло идеального баланса с точки зрения устойчивости к царапинам, ударопрочности, комфортности прикосновения и т.д., что значительно повышает конкурентоспособность продукта на рынке.

Особая роль керамического песка для абразивной обработки

1. Оптимизация шероховатости поверхности: Обработка поверхности стекла сенсорного экрана имеет решающее значение для улучшения тактильных и визуальных эффектов. Керамические пескоструйные шарики, благодаря своей превосходной твердости и однородности, точно регулируют шероховатость поверхности стекла. Пескоструйная обработка создает равномерный микрорельеф на стекле сенсорного экрана, улучшая комфорт прикосновений и повышая плавность скольжения экрана. В упомянутом новостном случае пескоструйная обработка значительно улучшила тактильные ощущения от экрана, сделав прикосновения более плавными и естественными, что помогло захватить долю рынка.
2. Удаление поверхностных загрязнений: При производстве стекла для сенсорных экранов на его поверхности часто скапливаются мелкие окислы, масла и пыль. Керамические пескоструйные шарики отлично справляются с очисткой этих загрязнений. По сравнению с традиционными методами очистки, пескоструйная обработка позволяет тщательно удалить поверхностные загрязнения, избегая при этом царапин и других повреждений, что позволяет сохранить чистую и гладкую поверхность стекла. Такой эффект очистки очень важен для улучшения оптических характеристик сенсорного экрана.
3. Улучшение адгезии: На стекло сенсорного экрана часто требуется нанести покрытие против отпечатков пальцев или другие функциональные слои. Пескоструйная обработка позволяет улучшить адгезию поверхности стекла, гарантируя, что эти покрытия будут прочно держаться и не отслаиваться. Такая адгезия не только продлевает срок службы экрана, но и обеспечивает лучшую защиту от отпечатков пальцев и царапин, что повышает удобство использования.
4. Повышение долговечности: Керамические пескоструйные шарики благодаря своей высокой твердости значительно повышают долговечность стекла сенсорного экрана. Стеклянные поверхности с пескоструйной обработкой лучше противостоят повседневным царапинам и износу, сохраняя визуальные и сенсорные характеристики экрана.

Выбор частиц и технология их применения

1. Влияние размера частиц: Размер частиц керамического абразива напрямую влияет на результаты обработки стекла сенсорного экрана. Различные размеры частиц дают разные эффекты при обработке поверхности. Например, частицы F120 размером 63-125 микрон подходят для глянцевых поверхностей, а частицы F170 размером 45-90 микрон - для средней шероховатости. Выбор подходящего размера частиц имеет решающее значение для достижения желаемого эффекта поверхности.
2. Оптимизация параметров пескоструйной обработки: Такие параметры, как давление пескоструйного аппарата, угол и время обработки, существенно влияют на результаты. Оптимизация этих параметров обеспечивает равномерное воздействие частиц на поверхность стекла, что позволяет добиться наилучшей шероховатости и чистоты поверхности. Например, чрезмерное давление пескоструйной обработки может привести к появлению слишком большого количества царапин, а слишком низкое давление может не обеспечить эффективного удаления загрязнений.
3. Выбор оборудования для пескоструйной обработки: Выбор правильного пескоструйного оборудования также очень важен. Современное оборудование обладает точными функциями управления, позволяющими регулировать расход и давление пескоструйного материала для эффективного нанесения частиц различного размера. Техническое обслуживание и регулярные проверки оборудования также являются ключевыми факторами для обеспечения стабильных результатов пескоструйной обработки.

 Анализ практических примеров

1. Успешные случаи: Помимо Samsung Galaxy Z Fold 5, еще один удачный чехол - Huawei Mate X2. При производстве Huawei использовала высококачественные керамические пескоструйные шарики, что позволило добиться отличной устойчивости к царапинам и приятных ощущений при прикосновении. В сенсорном стекле этого телефона применена технология керамической пескоструйной обработки, что усиливает визуальные эффекты и повышает прочность. Apple также использовала керамический пескоструйный бисер в своем iPad Pro, значительно улучшив прочность экрана и точность касания.
2. Случаи неудач: Несмотря на отличные характеристики керамических абразивных шариков во многих областях применения, их неправильное использование может привести к проблемам. Например, использование слишком крупных частиц может привести к появлению мелких царапин на поверхности стекла, что негативно скажется на осязании и четкости изображения. После корректировки процесса эта проблема была решена, но данный пример подчеркивает необходимость точного контроля размера частиц и параметров обработки, чтобы избежать возможных негативных последствий.
3. Потенциал будущего: Керамические пескоструйные шарики не только отлично справляются со стеклом для сенсорных экранов, но и демонстрируют широкий потенциал применения в будущих электронных продуктах. Например, в устройствах виртуальной реальности (VR) и дополненной реальности (AR) пескоструйная технология может использоваться для обработки дисплеев высокого разрешения для улучшения погружения и четкости изображения. Кроме того, использование керамических пескоструйных шариков в носимых устройствах и продуктах "умного дома" может повысить долговечность и эстетику, обеспечивая более комфортные условия для пользователей.

 Применение в других отраслях электронной промышленности

1. Обработка поверхности электронных компонентов: Помимо стекла для сенсорных экранов, керамические пескоструйные шарики играют важную роль в обработке поверхности других электронных компонентов. Например, при производстве электронных компонентов пескоструйная технология может эффективно улучшить качество обработки поверхности, повысить надежность паяных деталей и улучшить общую производительность.
2. Корпуса электронных устройств: При обработке поверхности корпусов электронных устройств также необходимо учитывать их долговечность и эстетичность. Керамическая дробь позволяет получить однородную текстуру поверхности, придавая корпусу современный вид и одновременно повышая устойчивость к царапинам и долговечность.
3. Прецизионные приборы: В производстве точных электронных приборов керамические пескоструйные бусины могут оптимизировать качество поверхности. Тонкая пескоструйная обработка может эффективно уменьшить дефекты поверхности, повышая точность и стабильность приборов.
4. Компьютерное оборудование: В производстве компьютерного оборудования, такого как процессоры и видеокарты, керамическая дробь может использоваться для улучшения обработки поверхности радиаторов, что повышает теплопроводность и общую производительность и долговечность оборудования.

Будущие тенденции в обработке поверхности стекла сенсорного экрана

С непрерывным технологическим прогрессом развивается и технология сенсорных экранов. В будущем обработка поверхности стекла сенсорного экрана может быть направлена не только на улучшение тактильных и визуальных эффектов, но и включать в себя более функциональные требования. Например, будущие сенсорные стекла могут включать в себя такие функции, как защита от синего света и антибактериальные свойства, а усовершенствованные керамические пескоструйные бусины будут поддерживать эти новые функции. Постоянно оптимизируя процессы пескоструйной обработки и характеристики частиц, производители могут разрабатывать более производительные сенсорные стекла, отвечающие постоянно меняющимся требованиям рынка.

 Направления дальнейшего развития керамических пескоструйных шариков

Тенденция технического прогресса

Благодаря постоянному прогрессу пескоструйных технологий, новое поколение керамических абразивных шариков не только значительно улучшило твердость и однородность, но и оптимизировало форму и распределение частиц. Эти инновации позволяют добиться более тонкой обработки поверхности в процессе пескоструйной обработки. Применение наноразмерных керамических шариков позволяет корректировать поверхность в еще более мелких масштабах, что еще больше повышает качество и производительность стекла сенсорных экранов. Кроме того, появляется более эффективное пескоструйное оборудование, которое обещает работать вместе с новыми пескоструйными частицами. В будущем в технологиях пескоструйной обработки могут появиться более интеллектуальные и автоматизированные элементы, такие как мониторинг эффектов пескоструйной обработки в режиме реального времени с помощью датчиков и автоматическая настройка параметров пескоструйной обработки для достижения более точной обработки поверхности.

 Охрана окружающей среды и устойчивое развитие

Защита окружающей среды и экологическая устойчивость станут важным направлением развития пескоструйных технологий в будущем. Использование экологически чистых материалов и сокращение количества отходов, образующихся в процессе производства, станут важными целями будущих технологических инноваций. В настоящее время ведутся исследования и разработки экологически чистых керамических пескоструйных бусин, и некоторые из них уже могут быть выпущены на рынок. Использование технологий по разработке перерабатываемых пескоструйных частиц и сокращению выбросов выхлопных газов позволит эффективно снизить воздействие производственного процесса на окружающую среду, а также поможет повысить уровень защиты окружающей среды во всей отрасли.

Таким образом, керамические пескоструйные шарики играют решающую роль в повышении производительности и качества стекла сенсорного экрана. Благодаря оптимизации шероховатости поверхности, удалению загрязнений, улучшению адгезии и повышению прочности технология керамической пескоструйной обработки значительно повышает производительность сенсорных экранов. Практическое применение этих частиц в устройствах таких известных брендов, как Samsung, Huawei и Apple, подчеркивает их эффективность. Будущие технологические достижения, экологические соображения и индивидуальные решения будут и дальше стимулировать развитие керамических пескоструйных частиц, обеспечивая их соответствие меняющимся потребностям электронных продуктов и способствуя улучшению пользовательского опыта.