【中玻網(wǎng)】四點(diǎn)抗折強度是手機蓋板玻璃材料的一個(gè)重要強度指標，玻璃邊緣加工質(zhì)量對四點(diǎn)抗折強度值有很大影響，磨削后的崩邊情況可以直觀(guān)地反應磨削質(zhì)量，如圖1所示。另外，利用有限元對蓋板玻璃的四點(diǎn)彎曲實(shí)驗進(jìn)行模仿分析，從應力云圖分布可以發(fā)現，四點(diǎn)彎曲實(shí)驗時(shí)玻璃下表面的邊緣處受到更大拉應力，導致邊緣微裂紋發(fā)生擴展而引起玻璃失效。圖2是對蓋板玻璃進(jìn)行四點(diǎn)抗折實(shí)驗時(shí)形成的裂紋，可以看出裂紋的初始點(diǎn)和擴展情況。在玻璃邊緣磨削加工時(shí)，其加工質(zhì)量與玻璃特性、磨輪特性、進(jìn)給速率等多種因素有關(guān)，這些因素對玻璃邊緣磨削過(guò)程的影響是一個(gè)復雜的交互作用過(guò)程。如何優(yōu)化這些工藝參數，以減少崩邊，得到非常大的四點(diǎn)抗折強度，獲得更佳的邊緣質(zhì)量，就成為控制手機蓋板玻璃邊緣磨削質(zhì)量的關(guān)鍵。

圖1    崩邊照片

圖2    邊緣微裂紋擴展照片

　　實(shí)驗設計：實(shí)驗設計（DOE）是按照統計學(xué)方法對實(shí)驗方案進(jìn)行優(yōu)化，并對實(shí)驗結果進(jìn)行統計分析的一種方法，適用于系統地調查影響產(chǎn)品質(zhì)量的過(guò)程變量或產(chǎn)品變量，有針對性地進(jìn)行改進(jìn)，以增強產(chǎn)品的可制造性、可靠性、質(zhì)量和現場(chǎng)性能。為了研究玻璃邊緣加工參數對玻璃四點(diǎn)抗折強度的影響，選取市場(chǎng)上常見(jiàn)堿鋁硅酸鹽蓋板玻璃，按照DOE方法進(jìn)行實(shí)驗設計，本實(shí)驗以粗磨進(jìn)給、精磨進(jìn)給、主軸轉速作為優(yōu)化的參數，以四點(diǎn)抗折強度值作為指標設計了3參數2水平3個(gè)中心點(diǎn)的全因子實(shí)驗設計方案，見(jiàn)表1，每個(gè)運行序制備30片樣片。其中3個(gè)中心點(diǎn)實(shí)驗安排在實(shí)驗順序的初始、中間、末尾（運行序1、5、11）是在監測實(shí)驗條件在整個(gè)實(shí)驗過(guò)程是否有統計意義上的變化。

表1    DOE實(shí)驗方案與實(shí)驗數據

　　實(shí)驗分析：采用DOE方法進(jìn)行分析因子設計，確定3個(gè)因子對四點(diǎn)抗折的影響，從而確定更佳控制方案。應用統計軟件minitab進(jìn)行分析因子設計并繪制因子圖，可以得到標準化效應的Pareto圖和主效應、交互作用圖，進(jìn)行影響因素的顯著(zhù)性分析，如圖3、圖4、圖5所示。

圖3    標準化效應的Pareto圖

　　使用主效應圖比較各個(gè)因子中效應的相對強度，圖4中每個(gè)因子水平的擬合均值連線(xiàn)的斜率表明：主軸轉速對四點(diǎn)抗折和標準差的影響非常大，與圖3一致。

圖4    主效應圖

　　交互作用的效應可度量一個(gè)因素不同水平的效應變化依賴(lài)于另一個(gè)或幾個(gè)因素的水平的程度。使用交互作用圖比較各個(gè)因子中效應的相對強度。如圖5所示，比較圖中擬合均值連線(xiàn)的位置，兩條連線(xiàn)偏離平行狀態(tài)的程度越大，則交互作用越明顯。對四點(diǎn)抗折的影響因子中，主軸與精磨間的交互作用較強，已可以看出在四點(diǎn)抗折水平在中心點(diǎn)區域的值均高于角點(diǎn)，呈非線(xiàn)性關(guān)系。在實(shí)際控制中控制好主軸轉速，保持在中心點(diǎn)附近，可以取得非常大的四點(diǎn)抗折強度，考慮生產(chǎn)節拍和交互作用，可以適當提高粗磨進(jìn)給，降低精磨進(jìn)給。而標準差在中心點(diǎn)區域可以取得居中效果，呈線(xiàn)性關(guān)系的可能性非常大，同時(shí)降低主軸轉速、精磨進(jìn)給、粗磨進(jìn)給可以使標準差取得較好效果。

圖5    交互作用圖

　　通過(guò)分析，確定優(yōu)化后的參數為1250/800/36000，進(jìn)行驗證實(shí)驗，由表1第12組實(shí)驗看出，四點(diǎn)抗折強度值取得了較高、且穩定的水平。

　　DOE是一個(gè)很好的實(shí)驗工具，與統計軟件配合可以使科學(xué)實(shí)驗取得事半功倍的效果。通過(guò)二者的配合，對邊緣加工工藝的改進(jìn)起了很大的指導作用，優(yōu)化了蓋板玻璃的邊緣加工工藝參數，提高了玻璃材料的結構強度，充分發(fā)揮材料的保護作用，大大提高廣大消費者的用戶(hù)體驗。