Nói một cách đơn giản, lý do cốt lõi là: để loại bỏ các vết nứt nhỏ và khuyết tật ở cạnh được tạo ra trong quá trình cắt kính, đồng thời ngăn những khuyết tật này trở thành điểm tập trung ứng suất trong quá trình tôi luyện, có thể dẫn đến kính tự nổ trong quá trình xử lý hoặc sử dụng.
Nguyên tắc cốt lõi: Tập trung căng thẳng
Độ giòn của kính: Kính là vật liệu giòn và rất nhạy cảm với các vết trầy xước, vết khía và vết nứt trên bề mặt. Khi các khuyết tật này chịu tác dụng của ngoại lực hoặc ứng suất bên trong, các đầu nhọn sẽ sinh ra sự tập trung ứng suất rất lớn, giống như tạo một vết cắt nhỏ khi xé vải. Các vết nứt có thể dễ dàng bắt đầu mở rộng từ đây.
Tính tất yếu của quá trình cắt: Sau khi cắt kính, các vết nứt cực nhỏ, mép sứt mẻ và vết khía sẽ để lại trên mép kính (dù có thể không nhìn thấy được bằng mắt thường). Đây là những hư hỏng không thể tránh khỏi do dụng cụ cắt gây ra.
Ứng suất rất lớn trong quá trình ủ: Kính cường lực được chế tạo bằng cách nung thủy tinh thông thường đến nhiệt độ gần với điểm làm mềm của nó, sau đó làm nguội nhanh chóng và đồng đều. Trong quá trình làm mát, bề mặt kính nguội đi và cứng lại nhanh chóng, trong khi bên trong nguội đi chậm hơn. Điều này dẫn đến hình thành lớp ứng suất nén mạnh trên bề mặt, đồng thời hình thành lớp ứng suất kéo bên trong để cân bằng. Cấu trúc ứng suất này làm cho kính cường lực có độ cứng gấp 3 đến 5 lần so với kính thông thường.
Điều gì sẽ xảy ra nếu các cạnh không được mài?
Nếu quá trình ủ được thực hiện với các cạnh chưa được xử lý có vết nứt nhỏ thì sẽ xảy ra các tình huống nguy hiểm sau:
Tự nổ trong quá trình xử lý: Trong giai đoạn gia nhiệt hoặc làm mát của lò ủ, ứng suất nhiệt rất lớn và ứng suất cấu trúc bên trong kính sẽ tác động trực tiếp lên các vết nứt nhỏ ở các cạnh. Đầu của các vết nứt này không thể chịu được áp lực cao như vậy và sẽ khiến toàn bộ mảnh kính tự động vỡ trong lò ủ ngay lập tức, dẫn đến thất bại trong sản xuất và lãng phí tài nguyên.
Tự nổ trong quá trình sử dụng: Ngay cả khi may mắn vượt qua quá trình ủ, mảnh thủy tinh này vẫn là một "quả bom hẹn giờ". Trong quá trình vận chuyển, lắp đặt hoặc sử dụng hàng ngày, ngay cả những va chạm nhỏ, thay đổi nhiệt độ hoặc thậm chí chỉ là sự giải phóng căng thẳng tự nhiên cũng có thể gây ra vết nứt bắt đầu từ cạnh mỏng manh, dẫn đến hiện tượng tự nổ bất ngờ và gây nguy hiểm cho sự an toàn.
Những lợi ích do mài cạnh mang lại
Quá trình mài cạnh (bao gồm mài thô, mài mịn, đánh bóng, v.v.) loại bỏ một cách cơ học lớp cạnh mỏng manh, đạt được các mục tiêu sau:
Loại bỏ các vết nứt nhỏ: Mài kỹ tất cả các khuyết tật bề mặt và các lớp vết nứt tạo ra trong quá trình cắt để tạo thành cạnh mịn, đồng đều và hoàn chỉnh.
Tạo sự phân bố ứng suất đồng đều: Các cạnh nhẵn đảm bảo ứng suất nén sinh ra trong quá trình ủ có thể được phân bố đều trên toàn bộ bề mặt và các cạnh của kính mà không tập trung đột ngột vào một điểm nhất định.
Tăng cường độ bền cơ học: Bản thân một cạnh hoàn chỉnh và nguyên vẹn có thể chịu được tác động ngoại lực lớn hơn mà không dễ bị sứt mẻ hay nứt.
Thẩm mỹ và an toàn: Các cạnh của kính sau khi mài nhẵn và không bị đứt tay, mang lại vẻ ngoài tinh tế hơn. Nó cũng thuận tiện cho việc lắp đặt và vận hành sau này, tránh cho người ta bị trầy xước.
