Puhelimen 3D-lasinäytön valmistusmenetelmien kartoitus
Marttila, Aki (2012)
Marttila, Aki
Oulun seudun ammattikorkeakoulu
2012
Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 1.0 Suomi
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201205259949
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201205259949
Tiivistelmä
Työssä tutustuttiin Xing Xing Firstar Panel Co.:n tapaan valmistaa 3D-muotoon kosketusnäytön lasi-ikkunoita elektroniikkateollisuuden tarpeisiin. Lisäksi selvitettiin, kuinka nykyistä tuotantoa tulisi kehittää, jotta yritys pystyisi vastaamaan markkinoiden asettamiin haasteisiin. Tavoitteena oli saada kerättyä mahdollisimman kattavasti tietoa lasista materiaalina, valmistuksen vaiheista ja lasi-ikkunoiden valmistusprosessista kokonaisuutena. Tavoitteisiin kuului myös valmiin materiaalin hyödyntäminen opetus- ja perehdytystarkoitukseen.
Lasin perusraaka-aineena toimii piioksidi. Sulatetusta piioksidista valmistetaan eri lisäaineilla yleisimmin käytettyjä lasilaatuja: soodalasi, lyijylasi, borosilikaattilasi ja kvartsilasi. Tavallisimpia lasin kuumamuokkausmenetelmiä ovat puhallus, puristaminen ja float-menetelmät. Käytetyimmät lasin kylmätyöstömenetelmät ovat katkaisu, hionta ja koneistus. Kosketusnäytön lasi-ikkunoiden valmistusprosessi koostuu useista vaiheista, joista keskeisimmät vaiheet ovat koneistus, hionta, kemiallinen karkaisu ja erilaiset pinnoitukset. Prosessilla valmistetaan jopa alle yhden millimetrin paksuisia lasi-ikkunoita. Lopputuotteet päätyvät matkapuhelimiin ja muihin kannettaviin elektroniikkatuotteisiin.
Lopputuloksena valittiin kolme potentiaalisinta teknologiaa lähempään tarkasteluun. Teknologioiden tarjoamia mahdollisuuksia ja soveltuvuutta Xing Xing Firstar Panel -yhtiön tarpeeseen valmistaa 3D-lasia selvitettiin ja analysoitiin mahdollisimman laajasti. Kuumataivutustekniikka tarjoaa mahdollisuuden valmistaa lasia 3D-muodossa kohtuullisen tehokkaasti, mutta teknologian ongelmakohtina ovat valmistettavan muodon rajoittuneisuus ja jälkityöstön tarve. Kuumapuristusmenetelmällä voidaan valmistaa tehokkaasti ja tarkasti 3D-muotoista lasia varsin vapaalla muodolla. Kuumapuristusprosessilaitteet ovat kohtuullisen kalliita, minkä lisäksi tulevat myös muottikustannukset. Suulakepuristus on erittäin potentiaalinen teknologiasuunta 3D-lasin valmistuksessa. Suulakepuristusprosessin hoitaa käytännössä materiaalin toimittaja, jolloin omia laiteinvestointeja ei tarvita. Menetelmä on erittäin kustannustehokas. Materiaalitoimittajilla ei ole valikoimissaan tällä hetkellä tuotetta, joka sopisi yrityksen tuotteille sekä valmistettavaksi suulakepuristusteknologialla.
Lasin perusraaka-aineena toimii piioksidi. Sulatetusta piioksidista valmistetaan eri lisäaineilla yleisimmin käytettyjä lasilaatuja: soodalasi, lyijylasi, borosilikaattilasi ja kvartsilasi. Tavallisimpia lasin kuumamuokkausmenetelmiä ovat puhallus, puristaminen ja float-menetelmät. Käytetyimmät lasin kylmätyöstömenetelmät ovat katkaisu, hionta ja koneistus. Kosketusnäytön lasi-ikkunoiden valmistusprosessi koostuu useista vaiheista, joista keskeisimmät vaiheet ovat koneistus, hionta, kemiallinen karkaisu ja erilaiset pinnoitukset. Prosessilla valmistetaan jopa alle yhden millimetrin paksuisia lasi-ikkunoita. Lopputuotteet päätyvät matkapuhelimiin ja muihin kannettaviin elektroniikkatuotteisiin.
Lopputuloksena valittiin kolme potentiaalisinta teknologiaa lähempään tarkasteluun. Teknologioiden tarjoamia mahdollisuuksia ja soveltuvuutta Xing Xing Firstar Panel -yhtiön tarpeeseen valmistaa 3D-lasia selvitettiin ja analysoitiin mahdollisimman laajasti. Kuumataivutustekniikka tarjoaa mahdollisuuden valmistaa lasia 3D-muodossa kohtuullisen tehokkaasti, mutta teknologian ongelmakohtina ovat valmistettavan muodon rajoittuneisuus ja jälkityöstön tarve. Kuumapuristusmenetelmällä voidaan valmistaa tehokkaasti ja tarkasti 3D-muotoista lasia varsin vapaalla muodolla. Kuumapuristusprosessilaitteet ovat kohtuullisen kalliita, minkä lisäksi tulevat myös muottikustannukset. Suulakepuristus on erittäin potentiaalinen teknologiasuunta 3D-lasin valmistuksessa. Suulakepuristusprosessin hoitaa käytännössä materiaalin toimittaja, jolloin omia laiteinvestointeja ei tarvita. Menetelmä on erittäin kustannustehokas. Materiaalitoimittajilla ei ole valikoimissaan tällä hetkellä tuotetta, joka sopisi yrityksen tuotteille sekä valmistettavaksi suulakepuristusteknologialla.