【中玻網】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磨削質量，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，從應力云圖分布可以發現，四點彎曲實驗時玻璃下表面的邊緣處受到更大拉應力，導致邊緣微裂紋發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，其加工質量與玻璃特性、磨輪特性、進給速率等多種因素有關，這些因素對玻璃邊緣磨削過程的影響是一個復雜的交互作用過程。如何優化這些工藝參數，以減少崩邊，得到非常大的四點抗折強度，獲得更佳的邊緣質量，就成為控制手機蓋板玻璃邊緣磨削質量的關鍵。

圖1    崩邊照片

圖2    邊緣微裂紋擴展照片

　　實驗設計：實驗設計（DOE）是按照統計學方法對實驗方案進行優化，并對實驗結果進行統計分析的一種方法，適用于系統地調查影響產品質量的過程變量或產品變量，有針對性地進行改進，以增強產品的可制造性、可靠性、質量和現場性能。為了研究玻璃邊緣加工參數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方法進行實驗設計，本實驗以粗磨進給、精磨進給、主軸轉速作為優化的參數，以四點抗折強度值作為指標設計了3參數2水平3個中心點的全因子實驗設計方案，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）是在監測實驗條件在整個實驗過程是否有統計意義上的變化。

表1    DOE實驗方案與實驗數據

　　實驗分析：采用DOE方法進行分析因子設計，確定3個因子對四點抗折的影響，從而確定更佳控制方案。應用統計軟件minitab進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    標準化效應的Pareto圖

　　使用主效應圖比較各個因子中效應的相對強度，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    主效應圖

　　交互作用的效應可度量一個因素不同水平的效應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域的值均高于角點，呈非線性關系。在實際控制中控制好主軸轉速，保持在中心點附近，可以取得非常大的四點抗折強度，考慮生產節拍和交互作用，可以適當提高粗磨進給，降低精磨進給。而標準差在中心點區域可以取得居中效果，呈線性關系的可能性非常大，同時降低主軸轉速、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，確定優化后的參數為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、且穩定的水平。

　　DOE是一個很好的實驗工具，與統計軟件配合可以使科學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作用，優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，充分發揮材料的保護作用，大大提高廣大消費者的用戶體驗。