뜨거운 굽은 단련된 유리에 접근

날짜: 2020년 5월 26일

GPD 2017에서 처음 발표됨

곡선형 기하학을 갖춘 투명한 건물 외피의 현대 건축 디자인은 업계에 도전장을 내밀고 있습니다. 평면형 유리, 냉간 굴곡 유리 또는 강화된 고온 굴곡 유리와 결합된 기하학적 합리화를 사용하는 접근 방식은 기하학적 제약과 결합되며 건축학적으로 항상 바람직한 것은 아닙니다. 열간 굽힘 어닐링 유리는 디자인에 있어 추가적인 자유를 제공하며, 특히 건물 외피 유약의 이중축 및 더 많은 곡률을 제공합니다.

이 논문은 표준과 규정이 없는 상태에서 굽은 고온 굽은 유리에 대해 현재 업계에 적용되는 엔지니어링 접근 방식에 대한 개요를 제공할 것입니다. 열간 굽힘 소둔 유리 응용 분야의 설계 세부 사항이 강조되고 테스트 결과가 표시됩니다. 이는 연구 프로젝트, 엔지니어링 도구 및 프로젝트별 테스트에 대한 현재 이용 가능한 지식을 통해 어떻게 혁신적인 소둔 곡면 유리 응용을 실현할 수 있는지에 대한 경험 보고서입니다.

지난 몇 년 동안 외관 산업은 곡선형 건물 외피의 추세에 직면해 있습니다. 특히 건물의 기하학적으로 복잡한 특징 요소는 독특하고 투명한 인클로저를 만들려는 의도로 곡면 유리를 미리 적용한 것입니다(그림 1 및 2).

그림 2(오른쪽) 자유 성형된 열간 굴곡 유리, Museé des Confluences, Lyon(프랑스) ©Karin Jobst

최신 기술이 곡선형 외피를 해결할 수 있는 광범위한 기회를 제공하더라도 다음 제한 사항 및 접근 방식에서 볼 수 있듯이 극단적인 곡률을 생성하려면 뜨거운 굽힘 어닐링 유리를 사용하는 것이 필수적입니다.

1) 강화 곡면 유리: 전체 유리 크기와 생산 가능한 반경은 일반적으로 생산 공정에 따라 제한됩니다. 원통형 곡면 유리는 반경이 너무 작지 않고(일반적으로 R>1000mm) 굽힘 각도가 특정 제한을 초과하지 않는 경우 열 강화 유리 및 완전 강화 유리로 생산 가능합니다[1].

동시에 이중 곡면 유리는 소수의 공급업체에 의해 대규모 반경용 열 강화 유리로 생산될 수도 있습니다. 곡면 유리 제품의 템퍼링 공정은 조정 가능한 롤러를 통해 실현할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고, 담금질 및 온도 조절은 판유리 제품에 비해 생산 공정에서 더 많은 어려움을 안겨줍니다.

따라서 형상 및 크기 제한은 항상 유리 공급업체와의 긴밀한 협력을 통해 확인되어야 합니다. 가공을 통한 국부적인 왜곡은 시각 유리 품질을 저하시키며 이는 어닐링된 곡면 유리에 비해 대부분 낮습니다. 연질 코팅 및 프릿은 일반적으로 곡면 강화 유리 제품의 오목한 표면에서만 가능합니다(볼록한 표면에도 하드 코팅이 가능함).

2) 냉간 굽힘(냉간 변형 포함): 일반적으로 평면 강화 유리판은 현장에서 필요한 모양으로 강제 가공됩니다. 굽힘 공정으로 인해 유리 구성에 추가적인 제약이 발생합니다. 결과적으로 낮은 곡률만 달성할 수 있습니다(그림 4).

굽힘 정도는 유리에 도입된 추가 장기 응력, 절연 유리 장치의 경우 변형된 가장자리 밀봉의 기계적 및 견고성 특성, 유리 적층의 경우 층간 연결의 기계적 특성에 의해 제한됩니다. 또한 냉간 굽힘 접근법을 사용하여 형상 및 안정성 효과를 고려해야 합니다.

적층 시 냉간 굽힘 가공 역시 저곡률 유리만을 허용하는 기술[2]로, 현장 냉간 굽힘에 비해 공장에서 제작되는 제품이다. 기술적 복잡성(예: 냉간 굽힘 및 적층 후 스프링백 효과)으로 인해 공급업체 수가 제한됩니다.

현장에서든 공장에서든 냉간 굽힘 기술의 실현 가능한 곡률 정도는 동일한 범위 내에 있습니다. 냉간 굽힘 접근법의 주요 이점은 높은 광학 품질과 가능한 유리 구성(프릿, 코팅 등)의 자유입니다. 일반적인 생산 한계는 평면 유리 제품과 유사합니다.