超薄玻璃的原型开发进展

超薄玻璃包括厚度小于1-2mm的玻璃。因此，它非常灵活。例如，厚度为0.1mm的超薄玻璃将弯曲，类似于通常也为0.1mm的普通纸。超薄玻璃可以通过“下拉” 或“ Fusion Draw” [2]制成。这些工艺是在60年代开发的，包括垂直拉伸玻璃，然后将其卷成卷轴。通常，超薄玻璃的卷轴宽度为1.3m，长度为300m。

主要供应商是康宁，AGC和肖特。除非另有说明，否则用于本研究的超薄玻璃产品是康宁的Willow Glass。它由无碱硼硅酸盐制成，厚度为0.1和0.2mm。在当前市场上，超薄玻璃的应用包括汽车内饰玻璃，消费电子，LCD显示技术，电晶片和内饰建筑玻璃。

在大多数应用中，玻璃安装在基板上。例如，在热负荷小的室内建筑应用中，可以粘合到热膨胀系数（CTE）不同的材料，例如铝或木纤维板（MDF）。必须对玻璃进行层压，以确保在构建环境中使用后，可以确保断裂后的冗余度，因为它会像退火玻璃一样破碎成大碎片。

外墙超薄玻璃的潜力包括轻质双层蒙皮，翻新，弧形外墙或带有多个空腔的中空玻璃组件（IGU）。此外，使用300m线轴中的玻璃材料的潜力是不可估量的。

冷弯玻璃是使玻璃在室温下弹性变形的过程，与热弯曲相反，后者涉及在高温下使玻璃塌陷。需要通过连接来保持冷弯玻璃的形状：如果卸下连接元件，则玻璃会弹回，从而完全恢复其原始平整度。许多项目使用冷弯玻璃板，例如纽约的IAC总部，史特拉斯堡火车站或伦敦的Blackfriars塔。

对于这些项目中的每一个，保持玻璃的组件（无论是支撑结构，确保剪切传递的中间层还是IGU框架的密封）都必须设计成承受高的回弹力，该力取决于弯曲的刚度玻璃系统。平面超薄玻璃由于其薄而具有很小的刚度，因此冷弯时会产生非常小的回弹力。此外，弯曲玻璃增加了几何刚度，从而提高了可维修性。

本文讨论的研究主题受到2017年Pennetier雕塑项目的超薄玻璃研究进展的启发[3]。该雕塑高700毫米，平面尺寸为750 x 750毫米。它展示了对几何形状和内力的迭代分析，可以产生刚性的自由形式设计和可扩展到构建环境的过程。它组合了6个未层压的0.2mm玻璃面板，这些面板通过3D打印的PLA V形轮廓连接。

玻璃由Coresix提供，Coresix是一家玻璃制造商，位于弗吉尼亚，是切割超薄玻璃的大师。在平行打印机上以250mm的长度打印V型材，这是一种经济的连接方式。尽管这些材料足以用于玻璃本身的原型设计和研究，但该项目也吸取了一些教训：

不相交的V子轮廓的连接在玻璃破裂处创建了软铰链位置。此外，选择了用于将玻璃连接到V型材的粘合剂，因为其旋转能力与即时粘合能力相结合，但性能不佳，因为该粘合剂在长期负荷和高温下在整个夏天的储存过程中都会蠕变。在本文中，我们将讨论更多的经验教训。

这项研究的主要目的是探索为学生和设计师提供的用于建筑应用的超薄玻璃系统原型的解决方案。这些探索无法与主要玻璃制造商的广泛研究与开发相提并论。但是，他们很少的专业知识尚未传播到外墙行业。