【中玻網(wǎng)】四點抗折強度是手機蓋板玻璃材料的一個重要強度指標，玻璃邊緣加工質(zhì)量對四點抗折強度值有很大影響，磨削后的崩邊情況可以直觀地反應(yīng)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彎曲實驗進行模仿分析，從應(yīng)力云圖分布可以發(fā)現(xiàn)，四點彎曲實驗時玻璃下表面的邊緣處受到更大拉應(yīng)力，導(dǎo)致邊緣微裂紋發(fā)生擴展而引起玻璃失效。圖2是對蓋板玻璃進行四點抗折實驗時形成的裂紋，可以看出裂紋的初始點和擴展情況。在玻璃邊緣磨削加工時，其加工質(zhì)量與玻璃特性、磨輪特性、進給速率等多種因素有關(guān)，這些因素對玻璃邊緣磨削過程的影響是一個復(fù)雜的交互作用過程。如何優(yōu)化這些工藝參數(shù)，以減少崩邊，得到非常大的四點抗折強度，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

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

表1    DOE實驗方案與實驗數(shù)據(jù)

　　實驗分析：采用DOE方法進行分析因子設(shè)計，確定3個因子對四點抗折的影響，從而確定更佳控制方案。應(yīng)用統(tǒng)計軟件minitab進行分析因子設(shè)計并繪制因子圖，可以得到標準化效應(yīng)的Pareto圖和主效應(yīng)、交互作用圖，進行影響因素的顯著性分析，如圖3、圖4、圖5所示。

圖3    標準化效應(yīng)的Pareto圖

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

圖4    主效應(yīng)圖

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

圖5    交互作用圖

　　通過分析，確定優(yōu)化后的參數(shù)為1250/800/36000，進行驗證實驗，由表1第12組實驗看出，四點抗折強度值取得了較高、且穩(wěn)定的水平。

　　DOE是一個很好的實驗工具，與統(tǒng)計軟件配合可以使科學(xué)實驗取得事半功倍的效果。通過二者的配合，對邊緣加工工藝的改進起了很大的指導(dǎo)作用，優(yōu)化了蓋板玻璃的邊緣加工工藝參數(shù)，提高了玻璃材料的結(jié)構(gòu)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體驗。