玻璃加工技术Word格式.docx
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现在经常有客户寄来安装图,需要我们先帮客户分解,但是往往没有明确注
明胶缝尺寸,或者给出的尺寸与我们重新绘图分解后的尺寸误差较大,这样很多时间就浪费在来回确认图纸的问题上,在此我们希望尽量让客户提供单片玻璃的准确尺寸。
玻璃切割时要经常清理切割台上的玻璃屑,以免玻璃划伤,放架时一端靠住铁架后,慢慢移动靠到架子上以防止玻璃边部划伤。
生产中经常碰到玻璃某一边尺寸或其倍数与原片玻璃尺寸相近或相等的时
候,一方面是切裁率的影响,另一方面是加工精度要求,建议以后经营部考虑这个问题,尽量在玻璃原片规格或客户订购的玻璃尺寸上加以控制。
切割玻璃时有以下注意事项:
1)切裁率:
在将玻璃原片按照订单进行切割时,存在玻璃的利用率问题,我们通常称为切裁率。
玻璃的切裁率一般分为计划切裁率和实际切裁率,计划切裁率是指一个单单片玻璃的成品面积与该单所给的原片面积的百分比,而实际切裁率则是玻璃
单片成品面积加上生产过程中的补片面积与该单实际领用原片面积的百分比。
准确的来讲,玻璃的利用率是指一个单单片玻璃成品面积与实际领用原片面积的百分比。
根据订单结构和原片尺寸的不同,切裁率的差别非常大。
最低的不足50%,最高100%(直接利用原片);
一般数量较大订单的的切裁率在80--95%之间,经过大量订单统计,平均切裁率在85%左右。
一般订单尺寸结构在下到工厂时已经确定,为此选用原片尺寸对于切裁率起到决定性作用;
如有时采用2440*3300mm的原片切裁率可达95%,采用2140*3300原片,切裁率可能只有80%。
交货期如果宽限几天,可以购进合适原片以提高切裁率,交货期特别紧张时,将不得不牺牲切裁率来节约时间。
2)分片余量:
在对原片玻璃进行切割时,切割线距边部或两条切割线之间的距离不能太
小,并且与玻璃厚度有关,玻璃越厚要求的间距越大;
一般不能小于玻璃厚度的2倍,否则无法分片;
采用机器切割对于厚度10mm以下的玻璃时,由于切割刀
轮固定架的限制使得切割线距玻璃边部尺寸不能小于20mm;
如6mm玻璃手工切
割间距不小于12mm、机器切割不小于20mm,19mm玻璃手工切割时和机器切割时间距都不得小于38mm等。
1
3)磨边余量:
除了切割后直接装箱订单外,切割后下道工序为磨边,为了保证磨边不出现磨不平的现象,在切割时均需要留出一定的切割余量,精磨边比粗磨边要求的磨边余量更大一些,常规磨边余量尺寸见表一。
表一
磨边余量尺寸表
玻璃厚度(mm)
粗磨边余量(mm)
精磨边余量(mm)
备注
3、4
2
5、6、8、10
3
4
12
5
15
8
19
10
4)注意切割机的日常保养工作及维护工作,每天下班前十五分钟停机,对设备
进行日常保养,保养内容详见《切割机日常保养范围和保养规程》,并认真填写
好交接班记录本。
5)在切玻璃有修边处理时,当玻璃切割后对角线出现误差,在调整切割刀头后
仍无法消除对角线误差时,请立即通知设备部对该设备进行调整,不得擅自对切割桥进行调整。
6)切割主操在操作过程中,要注意工作时的安全状况;
a)切割玻璃是否超过加工范围;
b)玻璃箱吊放在A型架上是否平稳,是否安装防倒链;
c)在放片时,要注意玻璃是否已分离开,以免造成事故;
2、磨边
磨边分为粗磨、精磨、手工打磨、砂带机磨等,磨边状态分为三种:
精磨、粗磨和手工打磨。
粗磨为只采用1-3道金刚轮进行磨边、倒角,边部允许有磨不平的现象;
手工打磨只要求倒棱,对边部没有具体要求;
精磨为在金刚轮粗磨后紧跟着用抛光轮进行抛光处理,抛光后的玻璃边成透明状,亮度很高,对于玻璃筋或裸露在外面的玻璃边须采用精磨边。
一般情况下,粗磨就可以满足要求了,
很多客户可能不明白其中的关系,往往认为上机磨就是精磨,检验时也就按精磨的标准来进行检验,无谓加大了我们的加工难度。
对于异形玻璃的圆弧边和超出我司磨边加工范畴的玻璃,我们通常采用手工打磨,客户加工单中未加说明处我们即认为可以手工打磨。
精磨边在粗磨后还要抛光,从加工成本上来说相对要贵一些,加工速度较慢,
有时为了保证抛光效果,需要进行2次磨边。
我司目前双边磨的磨边范围为200mm~4000mm,超出此范围的玻璃无法加工,
对于直线磨,由于设备严重老化,皮带、抛光轮都存在问题,对于10mm或10mm
以上厚度玻璃,高度在2400mm以上的或160mm以下的,我司无法磨边只能手工打磨。
对于有些按模板加工的玻璃,其边部不是直边,我们就只能采用手工打磨,
但是玻璃边部其实是直边,就客户的理解是应该上机磨边的,在这一点上很容易引起争执,建议以后尽量不要接按模板加工的单或是客户提供加工图纸模板只作参考。
现在的加工单中有大量的异形玻璃,这些玻璃各条边也是直边,但是玻璃磨边时由于重心的偏移会引起玻璃变形,所以,我们为了保证玻璃尺寸精度和外形准确,一般只对玻璃进行倒棱处理,满足钢化要求即可,这样玻璃的尺寸精度即是由切割机的切割精度来保证,尺寸误差非常小。
还有一点,就是关于钢化玻璃的。
钢化玻璃因为在钢化前都进行过磨边处理,钢化后其边部的应力非常集中,再对它进行磨边处理很容易引起玻璃爆裂。
3、钻孔
随着点式结构的日益普及,玻璃钻孔加工日益增多,形状也越来越复杂。
我司目前有两种钻孔机:
自动钻孔机和手动钻孔机。
手动钻孔机的理论钻孔
最大孔径为ф130mm,但目前配备的最大钻头孔径为ф70mm;
自动钻孔机定位准确,在做异形玻璃时需要根据定位块的位置来转换坐标,但是由于设备本身的原因,自动钻孔机对于高度超过2500mm的玻璃就无法加工了,只能在手动钻孔机上加工。
对于镀膜或者彩釉玻璃,钻孔首先要认清玻璃加工面,镀膜面或彩釉面必须位于玻璃的空气面上。
随着人们对安全玻璃的认识,点式结构越来越多的采用双钢化夹胶玻璃。
很多设计玻璃结构的人对玻璃的认识并不是很深刻,往往将两片玻璃孔径设计成一样的,但是夹层后玻璃总是会存在叠差,为了避免这种孔位叠差,我们通常将两片玻璃的孔径改为大、小孔,一方面有助于改变玻璃的受力结构,另一方面也方便我们生产。
根据建筑结构的特点,很多玻璃都需要切角,这些玻璃一般都是要钢化的,
为了满足钢化的工艺要求,这个角一般要进行倒圆,我们通常在钻孔时钻一个适当孔径的圆孔,然后沿其切线方向把这个角切掉,倒圆半径须大于或等于玻璃厚度。
目前我司钻孔采用金刚砂钻头,孔壁相当于已进行过初处理,而且我司不可能对孔壁进行磨细砂处理,一是没有必要,初处理已完全能满足钢化工艺要求;
再就是我们也没有这种加工能力。
对于点式结构玻璃,因为强度的关系,不允许采用普通夹胶玻璃或是单片钢化夹胶玻璃。
2钢化玻璃
1钢化玻璃性能:
钢化玻璃其实是一种预应力玻璃,为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方法,在玻璃表面形成压应力,玻璃承受外力时首先抵消表层应力,从而提高了承载能力,改善了玻璃抗拉强度。
钢化玻璃的主要优点有两条,第一是强度较
之普通玻璃提高数倍,抗弯强度是普通玻璃的3~5倍,抗冲击强度是普通玻璃5~10倍,提高强度的同时亦提高了安全性。
使用安全是物理钢化玻璃第二个主要优点,其承载能力增大改善了易碎性质,即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片,对人体的伤害极大地降低了。
钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有
2~3倍的提高,一般可承受150C以上的温差变化,对防止热炸裂有明显的效果。
2半钢化玻璃性能:
半钢化玻璃介于普通平板玻璃和钢化玻璃之间的一个品种,也叫热增强玻
璃,它兼有钢化玻璃的部分优点,如强度高于普通玻璃,同时又回避了钢化玻璃平整度差、易自爆、一旦破坏即整体粉碎等不如人意之弱点。
半钢化玻璃破坏时,沿裂纹源呈放射状径向开裂,一般无切向裂纹扩展,所以破坏后仍能保持整体
不塌落。
半钢化玻璃在建筑中适用于幕墙和外窗,可以制成半钢化镀膜玻璃,其影像畸变优于钢化玻璃。
但要注意,半钢化玻璃不属于安全玻璃范围,因其一旦碎落,仍有尖锐的碎片可能伤人,不能用于天窗和有可能发生人体撞击的场合。
半钢化玻璃的表面压应力在24MPa到69MPa,钢化玻璃表面压应大于69MPa。
半钢化玻璃的生产过程与钢化玻璃相同,仅在淬冷工位的风压有区别,耐急冷急热能力小于钢化玻璃。
3玻璃钢化工艺
3.1钢化工艺简介
玻璃钢化是为了增强玻璃的强度及安全性,其原理就是把玻璃加热到软化点温度以上,然后以合适的冷却速度使玻璃冷却,来达到提高玻璃强度和破碎后的颗粒数以保证安全性的要求。
加热和冷却是保证钢化质量的关键,控制不当会造成严重质量问题,首先是加热:
达不到钢化温度,出炉到钢化段时,在表面压应力的形成过程中,玻璃会
出现裂纹或破碎;
温度过高,则会导致玻璃波浪变形、表面出现麻点等质量问题;
温度不但要控制在一定范围内,而且要均匀,如温度不均匀,根据我们对长期生产实践的观察与总结,会有不同的后果:
1).局部温度不均匀,会造成钢化玻璃应力和颗粒数严重不均,有时会造成玻璃爆炉。
2).边部过热,钢化后玻璃会出现双面锅底现象,没有平直的稳定状态。
3).中间过热,则会出现前后和左右弯曲方向不一致的变形(马鞍形)。
4).上下部温度不一致,玻璃会出现拱形。
在炉内上部温度高于下部,玻璃上拱,会造成崩边崩角;
下部温度高于上部,玻璃上翘,玻璃中部会产生一条白印。
在钢化段(上下风压已设定时),上部温度高于下部,玻璃上翘,反之则上拱;
通过调上下风压和风嘴距离可进行调整。
在加热炉内,薄玻璃加热后容易变形,所以常采用缩短加热时间、设置较高炉膛温度的方法生产。
厚玻璃在加热过程中容易出现“爆炉”现象,在生产中
要设置较低的炉膛温度和较长的加热时间,以使玻璃的内外层温度均匀,有利于提高钢化质量及成品率。
玻璃冷却的速度决定玻璃钢化的程度,冷却快钢化应力大、颗粒小;
反之
则相反。
因而影响钢化度的因素是:
吹风压力、风嘴高度、环境温度及湿度等。
一般情况下,每种玻璃的钢化风压是固定的。
玻璃在钢化过程中,要求风嘴距玻璃上下表面的距离相等,实际上玻璃在冷却时,热量向上散失,下部有传送辊会储存一部分热量,为了保证冷却均匀,常把上风栅距离设置比下风栅较小。
风嘴距离根据风栅风嘴结构不同而变化较大,也是影响钢化玻璃应力斑的主要因素
(参考钢化应力斑试验小结)。
在风压一定的情况下,风嘴距玻璃的距离很大程度上影响了玻璃的颗粒度。
钢化吹风时间取决于玻璃的厚度;
热增强玻璃的钢化风压很低,玻璃冷却速度较慢,钢化吹风时间要适当延长。
冷却时间以玻璃到下片段时不烫手为好,太低造成能源浪费。
目前我公司钢化机上可以实现两种加工工艺:
钢化、热增强,通常钢化玻
璃的基本加热时间为40s/mm,而热增强玻璃加热时间要相对缩短5~10%;
热增强玻璃的风压较钢化玻璃低很多。
南星Tamglass钢化机与彩釉Cattin钢化机在炉膛结构、炉丝排列、测温点布置及控制方式等方面有所区别,但加热方式都是以热辐射为主。
玻璃在加热过程中要保证上下面的均匀加热,上下炉膛温度要配置合理,这与炉膛结构等关系很大。
Tamglass钢化机下部炉温设置要比上部高~40℃,Cattin钢化机下部炉温设置比上部在改造前高~25℃,改造后高~15℃。
正常生产时,Tamglass钢化机由于将一些控制参数设计到控制系统内,每种厚度玻璃的炉温及加热时间设置改变较少;
而Cattin钢化机则常要根据具体情况进行适当调整。
对在线Low-E玻璃,由于Tamglass钢化机参数限制在一定范围内,加工比较困难,Cattin钢化机则因参数不受限制加工比较容易。
两台钢化机对同一品种玻璃的加热时间基本一致。
着色玻璃由于其吸热性
能高于普通白玻,在相同的炉温下,其加热时间较白玻要短,通常白玻的加热时间为40s/mm,而着色玻璃约为35s/mm,根据透光率不同而不同;
LOW-E镀膜玻璃的膜层反射率较大,吸热性能不好,需要升高炉温和延长加热时间,增加加热
平衡气体的压力、流量,同时钢化风压也比同厚度其他玻璃要大。
彩釉玻璃由于釉料的颜色不同,影响到玻璃吸热,深色釉料加热时间要相应缩短或加热温度降低,浅色釉料与一般玻璃的工艺参数差别不大。
Tamglass钢化机炉膛设计比较合理,热容量大、热稳定性好,加工玻璃的变形量相对小一些;
但由于其炉丝是从前到后排列,连续工作时由于玻璃进炉时为冷态,前段吸收热量比后段多,但是同时加热,会造成炉膛后部温度比前部高的现象,在装载率较高时,在保证后部质量时前部加热不足,应力相对小于后部,在保证前部质量时后部会出现麻点、应力过高等。
Cattin钢化机由于热容量较小,温度波动较大,钢化玻璃的平整度不太好,虽然我们已对炉膛进行了一些改造,增加了热容量,但还是达不到Tamglass钢化机的钢化效果;
由于其电炉丝是分成许多区域,温度分别控制,前后部温度无明显差别,应力和颗粒数相对均匀。
在炉温设定好的情况下,适当调整加热时间可以调整玻璃出炉温度。
加热时
间的一些使用原则:
粗磨边玻璃的加热时间比精磨边玻璃长5%;
边部钻孔玻璃的加热时间比无孔玻璃长5%;
大片玻璃的的加热时间比小片玻璃长5~10%;
镀膜
玻璃的加热时间比普通玻璃长;
本体着色玻璃的加热时间比无色玻璃短5%。
3.2玻璃钢化工艺要求
①、钢化工艺最基本的要求就是玻璃必须快速加热到要求的温度,玻璃板面各个部分的升温速率不能相差太大,表面与中央的速度不能相太大。
玻璃必须以最适当的冷却速度尽可能均匀地冷却,两个表面的冷却要均衡,在钢化过程中玻璃要不停地往复运动,玻璃表面不能有任何划伤及变形留下的痕迹。
玻璃加热后玻璃必须尽可能快地开始冷却。
②、一般钢化炉的加热功率是一定的,通常设定的加热时间(炉子的操作时
间),约为每毫米厚度玻璃40秒。
在正常操作情况下,在炉子中央加热元件加热
的区域内,总有玻璃在吸热,辊子转动时把热传给辊子上面的玻璃,玻璃得到的
大约20~30%的热是由辊子的辐射得到的,这样炉子的这个区域的热耗超过加热
效果,该区域的温度就会下降,且玻璃的边缘区域是一个温度变化较大的区域,
在这个区域内,玻璃底部温度低,玻璃板边缘的邻近区域温度高,使玻璃加热不
均匀。
这些问题可从玻璃原片情况、炉内底部加热温度和传送系统上待钢化玻璃
的放片布置情况来解决。
③、钢化玻璃边部质量一定要好,不允许有崩边、暗裂、暗伤和尖角等缺陷。
保证边部平齐,光滑。
下部温度一般比上部温度约高10~20℃左右。
放片台上玻
璃板的布置要注意炉子内纵向和横向负载的均匀性,也就是说,每炉玻璃的放片
布置及各炉的间隙时间要均匀。
④、如果玻璃板在钢化炉内一直以相同的放片布置向前运动,各个辊子的温
差就相对明显,结果放片布置一变化,新位置放的玻璃就会在急冷室里破裂。
为
了得到最好的钢化效果,要记住下列放片原则:
a、玻璃板间空隙要保持在50~100mm之间,在放片时纵向出现的空隙,下
一次放片时要补上这个空隙,(见图1、图2、图3和图4)
b、比较长的纵向空隙(大于等到于二分之一)内放下一炉的玻璃时要有充
分的回炉时间才能使温度均衡下来,不要马上进炉。
图1.放片例子图2.放片例子图3.放片例子图4.放片
例子
第一炉第二炉第一炉第二炉
c、要钢化的玻璃越薄,温度越高;
玻璃越厚,温度就要越低,各种厚度的玻璃都有一定的升温速度。
当玻璃加热到内应力完全松弛(消失)时迅速冷却,便可获得最佳钢化程度的钢化玻璃,最佳玻璃加热温度应选择这样一个温度区内,即玻璃由脆性状态变为塑性状态时,玻璃的内应力
6
完全松弛。
但平钢化玻璃不允许产生变形,因此,最佳加热温度只能在
接近软化温度的某一温度区内选取,温度范围以低于软化温度5--20℃为宜。
各种形式的加热炉,因其炉膛结构不同,测温的仪表所处的位置及其周围状态也不同,实际生产中设定的加热温度(炉膛温度)比玻璃
温度高90~130℃。
不可能明确的指出哪种温度设定最好,因为温度的选择在很大的程度上决定于产品和采取的生产方法。
3.3特殊玻璃钢化说明:
3.3.1带孔和槽的玻璃
在钢化带孔和切口的玻璃前,孔位的布置,直径的大小及开槽的要求必须符合如下的规定,否则钢化时这些部位就会炸裂,甚至会造成下部加热元件短路。
①、孔边部距玻璃边缘最小距离必须大于等于1.5倍的玻璃厚度(3~6mm玻
璃);
8~19mm玻璃必须大于或等于2倍的玻璃厚度;
孔与孔边距应大于等于孔的半径。
见图5
aD图5图6
admin≥5mm
a≥1.5t(3~6mm)dmin≥5mm
a≥2t(8~19mm)dmin
a≥0.5D
t—厚度
②、玻璃最小宽度是玻璃厚度的8倍,玻璃板上最小孔径不得小于5mm,
且不得小于玻璃的厚度,最大孔径不能超过玻璃板最窄点间长度的三分之一。
见图6
③、玻璃上开槽时,槽宽和槽高不得小于玻璃宽和高的三分之一,且槽边部距玻璃边缘最小不能小于对应槽宽和槽高的二分之一,槽角边必须
开圆角,见图7a
图7
x≤1/3By
y≤1/3AA图8a≥4*t
a≥0.5yxbat—厚度
b≥0.5x
④、玻璃上孔边距玻璃角的最小距离应不小于4倍的玻璃厚度,见图8⑤、在玻璃边部切槽其尖角处必须以圆弧过度,其弧半径应大于等于玻璃
厚度,见图9
7
t
R
图9
R≥t图10t=2~3mm
T—厚度
说明:
a、孔边距较小时可以从这个孔向最近的边上开一个小口就可以避免钢化爆炉的问题,见图10
b、孔或槽的玻璃板钢化时比同种质量的平玻璃板需要多2.5℅的加热时间,这样既带孔又带槽的玻璃板钢化时比普通玻璃的加热时间要多5%。
3.3.2带尖角的玻璃
带尖角的玻璃(角度小于30゜)钢化时,加热时间要比同质量的方形玻璃大约多2.5%,且尖角部应倒小圆角。
3.3.3压花玻璃
原则上压花玻璃的花面钢化时应朝上,加热时间要根据玻璃最厚地方的厚度
来决定,如果玻璃原料不是单一的,其加热时间要另加5~10%,吹风压力也要根据玻璃最厚地方的厚度来决定。
3.3.4吸热玻璃
吸热玻璃的加热时间与一般同样厚度玻璃相比要减小大约5%。
3.3.4镀膜玻璃,热反射玻璃
为了保护镀膜面,操作时应戴干净手套,且镀膜面朝上,膜面上不得有水渍和手印,上部加热温度可视需要提高5~10℃,加热时间与同样厚度的普通玻璃相比要增加大约2.5~10%。
不要使用二氧化硫气体,装载不应超过满载的60~70%。
3.3.5釉面玻璃,丝网印刷玻璃
钢化前,釉料一定要干,上部温度定在705℃,底部温度定在800℃,玻璃可能会弯曲,但可以用调节风压的方法校正。
加热炉的热平衡压力可以降低大约50%,不要使用二氧化硫气体,釉面的颜色对加热时间也会有影响。
3.3.6厚玻璃钢化说明
厚玻璃,特别是19mm玻璃由于原片本身的特殊性,决定其钢化时炸炉的机率较大,特别是那些退火不好的玻璃,也就是我们通常所说的硬回火玻璃,仍残留有剩余应力,此玻璃本身就已具备钢化玻璃的性质,从其在炉内爆破的碎块可以看出来。
钢化这种玻璃,等于是玻璃的再次钢化,一般钢化炉所要求的玻璃,必须是软回火玻璃,而二次钢化是绝对不允许的。
厚板玻璃,特别是19mm玻璃并不是不能钢化,只是在钢化过程中,炸炉的机率较高,因此,钢化厚板玻璃,必须从玻璃的原片、切割、磨边、钢化工艺参数等方面加以特殊的控制要求。
①、原片必须是软回火的浮法玻璃,玻璃本身不应有汽泡、结石、砂粒等
内部缺陷,这些缺陷部位是玻璃应力集中的地方,加热过程中,应力易从此处释放出来,导致玻璃破碎。
②、由于厚玻璃从浮法线上下来时,其边部冷却较快,所以边部一般情况
下退火不好,因此在原片上切割时,必须至少切掉100mm以上的边,才可切成品玻璃。
(来料钢化玻璃,却无法知道切割的情况,爆炉机率较高)
③、厚玻璃切割后其边部存在很多微裂纹,这些微裂纹也是应力集中的地方,必须消除,所以在磨边方面要求必须是金刚砂轮细磨边、抛光即精磨边处理,一般手工打磨边部质量都较差,爆炉隐患较大。
以上是对厚玻璃钢化提出的基本要求,在实际生产中,有些要求可以
做到,有些要求却无法达到,特别是来料钢化玻璃,有很多因素不能满足钢
化的要求,为了尽量减少玻璃炸炉的发生,还应从以下几个方向加以控制。
④、加强对玻璃进炉的检查工作,发现玻璃上有结石、气泡、、砂粒等严重
缺陷应严禁入炉,边部质量不好的要用砂轮或砂布再处理打磨一次。
⑤、在温控方面采取低温延长加热时间的方法,19mm玻璃最佳温度应控制
在670℃~675℃之间(设定温度),弯钢化相应提高10℃左右,为尽
量满足这一温度要求,建议玻璃进炉温度顶部650℃~660℃,底部690~700℃,玻璃进炉一段时间后,确认玻璃不会炸炉时,可将温度升10℃左右,加热时间可视玻璃的装载量而定。
⑥、钢化厚玻璃,钢化风压不宜过大,建议钢化19mm玻璃时,钢化风压为0.01Kpa左右,为保证其碎片颗粒数适当提高一点风压是可以的,但绝对不可以过高,过高的风压将导致玻璃在风栅内炸裂并容易自爆。
⑦、钢化厚板玻璃(12~19mm)。
其板面最好不要太大,特别是弯钢化玻璃,
由于玻璃需弯曲变形,很容易产生炸口,为解决炸口的产生,一般采取增加炉温和加热时间,这样就使得玻璃表面质量较差,麻点很重。
⑧、清洁完炉后,因炉温不均匀,不要立即做大板厚玻璃,应先做其它玻
璃,待炉温均匀后,再做大板厚玻璃,如此时炉温过高,可做几炉6mm的玻璃冲一下炉温,待炉温降至适合钢化厚玻璃的温度为止。
⑨、在厚板玻璃上钻孔、