Почти исключает теплопередачу: создана новая технология производства вакуумных стеклопакетов

Почему традиционному стеклопакету нужна альтернатива?

Традиционные многокамерные стеклопакеты, заполненные инертным газом, не справляются с задачей энергосбережения. Со временем газ улетучивается, а теплоизоляционные свойства таких конструкций значительно снижаются. Кроме того, они имеют большую толщину.

В мировой науке давно разрабатывается идея вакуумного стеклопакета, способного прослужить хотя бы 25 лет. Основное препятствие на пути исследователей – технология создания надежного краевого соединения.

Чтобы решить эту задачу белорусские инженеры предложили использовать промежуточный компонент для соединения внутреннего и наружного стекла – фольгированный металлический элемент. Он выступает в качестве компенсатора при изменении температуры. Однако перед разработчиками встал вопрос создания надежной адгезии между стеклом и металлом. Задача казалась практически неразрешимой, учитывая разницу в коэффициентах теплового расширения материалов и сложность их соединения традиционными методами.

Пример недостаточной адгезии к стеклу / © Unitsky String Technologies Inc.

Роботизированный комплекс вместо паяльника

После серии экспериментов со стеклоприпоем, лазерной сваркой и  герметиками, инженеры остановились на инновационной технологии ультразвуковой пайки. Благодаря кавитации, которая разрушает оксидные пленки и обеспечивает превосходную адгезию, этот метод оказался оптимальным. Решение не только технически эффективно, но и экономически оправдано при массовом производстве.

Изучив мировой опыт, команда разработала собственную ультразвуковую паяльную станцию. Но для крупногабаритных изделий ручное лужение оказалось недостаточно эффективным. Например, при размере стеклопакета 1х1 метр длина дорожки лужения достигает четырех метров.

Ультразвуковая паяльная станция собственной разработки / © Unitsky String Technologies Inc.

Автоматизировать процесс помогло создание специального роботизированного комплекса. В основе системы лежит продуманная архитектура взаимосвязанных блоков. Трехосевой координатный привод  обеспечивает филигранную точность перемещения паяльника по заданной траектории. Жало выполняет лужение и пайку, неизменно поддерживая установленный зазор между наконечником и заготовкой, а также скорость лужения. Интеллектуальный модуль управления координирует работу всей системы, подстраиваясь под особенности каждой детали, а надежный силовой блок обеспечивает стабильное питание от стандартной электросети.

Главное преимущество комплекса заключается в его способности работать с заготовками различной высоты, создавая безупречный равноширокий шов лужения на поверхностях любой конфигурации. Благодаря этому система становится поистине универсальным инструментом, одинаково эффективным как при выпуске единичных изделий, так и в серийном производстве.

Качество, подтвержденное в лаборатории

Испытания паяных швов на прочность с помощью машины Quasar 250 подтвердили их проектные характеристики. Образцы демонстрируют равномерное распределение припоя, что гарантирует долговечность и надежность конструкции. Результаты тестирования показывают, что новая технология обеспечивает не только стабильно высокое качество соединения, недостижимое при использовании традиционных методов, но и эластичности необходимую для обеспечения градиента температур в 100 градусов.

Конструкция ламинарного короба собственной разработки изготовления, предназначенного для ультразвукового лужения в различных газовых средах / © Unitsky String Technologies Inc.

Оборудование, созданное белорусскими инженерами, не имеет прямых  аналогов в мире, что подтверждается патентом на изобретение. Данная технология  – это не просто решение конкретной производственной задачи, а открытие в области соединения разнородных материалов. Потенциал ее применения выходит далеко за рамки выпуска вакуумных стеклопакетов для транспорта и архитектурных сооружений. Автоматизированный комплекс может быть адаптирован для работы с различными материалами, что открывает широкие возможности для развития новых направлений в инженерии материалов.

Источник: https://naked-science.ru/article/column/tehnologiya-vakuumnyh-ste