Ontwerphandleiding voor afdekglas van industriële touchscreens

Een touchscreen-afdekglas voor industriële toepassingen is meer dan alleen een transparante beschermlaag. Het bepaalt het uiterlijk van de voorkant van het product en beschermt de onderliggende aanraaksensor. Het materiaal, de dikte, de vorm, de randafwerking, de bedrukking en de oppervlaktebehandeling moeten allemaal vóór de productie worden gespecificeerd.

Een goede tekening van een afdekglas moet duidelijk antwoord geven op zes vragen:

• Welk glas en welk versterkingsproces zijn vereist?
• Hoe dik moet het glas zijn?
• Wat zijn de afmetingen van de omtrek, de hoeken en de uitsparingen?
• Hoe moeten de randen worden afgewerkt?
• Wat moet er op de achterkant worden afgedrukt?
• Moet het oppervlak worden voorzien van een AG-, AR- of AF-coating?

Er moet overeenstemming worden bereikt over de volgende punten voordat de tekening wordt vrijgegeven voor bemonstering.

1. Kies het glasmateriaal

De twee meest voorkomende grondstoffen voor afdekglas van industriële touchscreens zijn natrium-kalkglas en aluminiumsilicaatglas.

Glasmateriaal	Praktische toepassing
Natrium-kalkglas	Een overal verkrijgbare en voordelige keuze voor algemeen industrieel afdekglas
Aluminiumsilicaatglas	Wordt vaak gekozen voor dunnere ontwerpen die een hoge sterkte en nauwkeurige afmetingen vereisen

De materiaalaanduiding alleen is geen garantie voor de prestaties. De uiteindelijke sterkte hangt ook af van de glasdikte, de versterkingsmethode, de toestand van de randen, eventuele openingen en de kwaliteit van de bewerking.

Als voor een project een specifiek glasmerk of een specifieke materiaalkwaliteit vereist is, vermeld dit dan op de tekening. Geef anders de vereiste prestaties aan en laat de leverancier een beschikbaar equivalent voorstellen ter goedkeuring.

2. Kies de versterkingsmethode

Industrieel afdekglas wordt doorgaans gehard na het snijden, boren en afwerken van de randen.

Thermisch gehard glas

Thermisch harden wordt vaak toegepast bij relatief dik of groot veiligheidsglas. Het zorgt voor een goede weerstand tegen buiging, stoten en thermische spanning. Wanneer goed en volledig gehard glas breekt, ontstaan er doorgaans kleinere scherven in plaats van grote, scherpe stukken.

Tot de beperkingen behoren de minimale praktische dikte, mogelijke optische golvingen en strengere eisen met betrekking tot gaten en randgeometrie. Deze beperkingen verschillen per processor.

Chemisch gehard glas

Chemische verharding wordt vaak toegepast bij dunner afdekglas waarvoor een goede vlakheid, maatnauwkeurigheid en oppervlaktesterkte vereist zijn. Deze methode is geschikt voor talrijke compacte industriële HMI’s en aanraakschermen.

Chemisch gehard glas vertoont echter niet automatisch hetzelfde breukgedrag als thermisch gehard veiligheidsglas. Het materiaal, de oppervlaktedruk, de laagdikte en de uiteindelijke geometrie van het onderdeel spelen allemaal een rol.

Geen van beide methoden is in alle gevallen beter. Zie voor een gedetailleerde vergelijking thermisch gehard versus chemisch versterkt glas.

Alle bewerkingen moeten vóór het verhardingsproces zijn voltooid. Als er daarna nog wordt gesneden of geslepen, kan dit de geharde laag beschadigen en de sterkte van de snijkant verminderen.

3. Kies een praktische glasdikte

De dikte van het afdekglas is een afweging tussen bescherming, gewicht, kosten en aanraakprestaties.

Typische dikte	Gemeenschappelijk uitgangspunt
1,1–1,8 mm	Slanke bedieningsinterfaces voor binnenshuis en compacte aanraakschermen
2–3 mm	Algemene industriële HMI’s, bedieningspanelen voor apparatuur en zelfbedieningsterminals
4–6 mm	Openbare voorzieningen of projecten waarvoor een hogere slagvastheid vereist is

Deze bereiken dienen als richtlijnen voor het ontwerp en zijn geen vaste regels.

Dikker glas is in het eindproduct niet automatisch sterker. Een dikke plaat met afgebroken randen, scherpe binnenhoeken of onvoldoende ondersteuning kan eerder bezwijken dan een correct bewerkte, dunnere plaat.

Bij PCAP-touchscreens leidt een grotere dikte van het afdekglas tot een kleinere marge voor het aanraaksignaal. Dik glas kan nog steeds functioneren, maar dit moet worden gecontroleerd in combinatie met de gekozen aanraaksensor en controller. Bij de beoordeling van monsters moet rekening worden gehouden met de vereisten voor gebruik met handschoenen en bij natte vingers.

Versterkt glas van zes millimeter wordt vaak gebruikt in projecten met IK10-doelwitten, maar de dikte van het glas alleen is niet bepalend voor de IK-classificatie. De IK-prestaties moeten worden getest op de betreffende constructie. Zie onze IK10-testgids voor touchscreens voor deze onderscheiding.

4. De omtrek, hoeken en uitsparingen definiëren

Industrieel afdekglas hoeft niet per se een eenvoudige rechthoek te zijn. Het kan worden ontworpen met:

• Aangepaste lengte en breedte
• Afgeronde buitenhoeken
• Gaten voor camera’s, sensoren of indicatoren
• Openingen voor knoppen of luidsprekers
• Uitsparingen voor kabels of mechanische speling
• Onregelmatige buitenprofielen

Elke eigenschap is van invloed op de verwerkingskosten, de opbrengst en de sterkte.

Hoeken

Afgeronde buitenhoeken zijn gemakkelijker te hanteren en lopen minder kans op beschadiging dan scherpe punten. Ook bij binnenhoeken in sleuven en uitsparingen moet een praktische radius worden toegepast. Een scherpe binnenhoek concentreert de spanning en vergroot het risico op scheurvorming.

Gaten en uitsparingen

In de tekening moet het volgende worden aangegeven:

• Afmetingen van het gat of de uitsparing
• Maten in het midden of referentiemaat
• Hoekradius
• Maattolerantie
• Afstand tot de dichtstbijzijnde glasrand

Plaats een gat niet te dicht bij een rand of een andere opening. De minimale veiligheidsafstand is afhankelijk van de glasdikte, het materiaal, de versterkingsmethode en de mogelijkheden van de verwerker; deze moet daarom worden gecontroleerd voordat het ontwerp wordt vrijgegeven.

Vormtoleranties

Vermijd strengere toleranties dan het product daadwerkelijk vereist. Onnodige precisie verhoogt de moeilijkheidsgraad en de kosten van de bewerking zonder dat dit de functionaliteit ten goede komt. Pas kritische toleranties alleen toe op onderdelen die precies op een ander onderdeel moeten aansluiten.

5. Geef de afwerking van de randen aan

De rand is een van de meest kwetsbare delen van een glazen onderdeel. Kleine afbrokkelingen of beschadigingen door bewerking kunnen tijdens de montage, het transport of het gebruik uitgroeien tot scheurhaakpunten.

Veelgebruikte randopties zijn onder meer:

• Slijprand
• Gepolijste rand
• Afgeschuinde rand
• Afgeronde of C-vormige afwerking

De juiste afwerking hangt af van de vraag of de rand verborgen blijft, zichtbaar is of tijdens de montage wordt aangeraakt. Zichtbare randen vereisen doorgaans een betere visuele afwerking, terwijl verborgen randen wel glad moeten zijn en geen onaanvaardbare afbrokkelingen mogen vertonen.

Op de tekening moet de vereiste randafwerking worden aangegeven, in plaats van een algemene opmerking zoals “veilige rand” te gebruiken. Als het uiterlijk van belang is, moet u de zichtbare oppervlakken specificeren en overeenstemming bereiken over een goedgekeurd monster.

6. Ontwerp de zwarte rand en de bedrukking

De zwarte rand, het logo en de functionele pictogrammen worden doorgaans op de achterzijde van het afdekglas gedrukt. Door de bedrukking aan de achterzijde wordt de inkt tijdens normaal gebruik beschermd tegen direct contact, reiniging en slijtage.

Het kunstwerk moet het volgende vastleggen:

• Doorzichtig kijkvenster
• Afmetingen van het zwarte masker
• Plaats en grootte van het logo
• Gedrukte knoppen of pictogrammen
• Doorzichtige indicatorvensters
• Afdrukkleur
• Afdrukzijde
• Registratietolerantie
• Eis inzake de duurzaamheid van de inkt

Zwarte rand

Het zwarte masker verbergt de rand van de aanraaksensor, de kleeflaag en andere onderdelen achter het glas. Het moet breed genoeg zijn om normale montagetoleranties op te vangen zonder dat er een ongelijkmatige rand zichtbaar wordt.

Tegelijkertijd mag de bedrukte opening het vereiste zichtbare gebied niet bedekken. De afmetingen van de opening moeten daarom worden gecontroleerd aan de hand van de daadwerkelijke producttekening, en mogen niet worden geschat op basis van de nominale zeefgrootte.

Kleur en dekking

“Zwart” is geen volledige drukspecificatie wanneer kleurconsistentie van belang is. Leg een goedgekeurde kleurreferentie vast, zoals Pantone, RAL of een fysiek monster. Geef voor andere kleuren zowel de doelkleur als het aanvaardbare verschil aan.

De inkt moet ook voldoende dekkracht hebben om de delen erachter te verbergen. Bij achtergrondverlichting kunnen gaatjes of ongelijkmatige dekking zichtbaar worden die bij normaal kamerlicht niet te zien zijn; daarom kan inspectie bij verlichting nodig zijn.

Buitenreclame

Voor toepassingen buitenshuis dient u inkt te kiezen die bestand is tegen de te verwachten blootstelling aan UV-straling, temperatuur en vochtigheid. Standaard decoratieve inkt kan na verloop van tijd vervagen, verkleuren of zijn hechting verliezen. De geschiktheid voor gebruik buitenshuis moet worden bevestigd aan de hand van materiaalgegevens of overeengekomen tests, en mag niet worden afgeleid uit het uiterlijk.

Gebruik geen geleidende of metalen inkt in de buurt van het aanraakgebied, tenzij het effect daarvan op de capacitieve detectie is onderzocht.

7. Selecteer de oppervlaktebehandeling

Een oppervlaktebehandeling moet een specifiek probleem oplossen. Ze mag niet zomaar worden toegepast omdat ze in de specificaties van een ander product voorkomt.

Behandeling	Hoofdfunctie	Belangrijkste overweging
AG	Verzwakt heldere reflecties en vermindert spiegelachtige schittering	Zorgt voor een waas en kan de waargenomen scherpte verminderen
AR	Vermindert reflectie op het oppervlak zonder dat dit ten koste gaat van de helderheid	Vereist een gecontroleerde coatingkwaliteit, hantering en reiniging
AF	Vermindert vingerafdrukken en maakt het schoonmaken eenvoudiger	Biedt geen slagvastheid en maakt glas niet krasbestendig

AG, AR en AF kunnen soms worden gecombineerd, maar het uiteindelijke optische resultaat en de duurzaamheid moeten aan de hand van een echt monster worden goedgekeurd. Voor gebruik buitenshuis is AG niet automatisch vereist; de keuze hangt af van de daadwerkelijke lichtomstandigheden, de vereiste helderheid en de reinigingsomstandigheden.

Zie voor een meer gedetailleerde vergelijking AG-, AR- en AF-glas voor industriële touchscreen-displays.

Op de tekening moet worden aangegeven welk oppervlak welke behandeling krijgt. Dit is vooral belangrijk wanneer voor het voor- en achteroppervlak verschillende bewerkingen worden toegepast.

8. Maak een volledige tekening van het dekglas

Een productieklaar ontwerp moet de volgende informatie bevatten:

Tekeningitem	Vereiste gegevens
Glasmateriaal	Materiaalsoort of goedgekeurd equivalent
Versterking	Thermisch harden of chemisch versterken
Dikte	Nominale dikte en tolerantie
Totale afmetingen	Lengte, breedte en maattolerantie
Hoeken	Buiten- en binnenradii
Vacatures	Gaten, sleuven, uitsparingen en hun plaats
Randafwerking	Geslepen, gepolijst, afgeschuind of een andere gespecificeerde afwerking
Afdrukken	Afbeelding, kleur, dekking, zijde en tolerantie
Oppervlaktebehandeling	AG, AR, AF en de behandelde zijde
Uiterlijke kenmerken	Toegestane krassen, afbrokkelingen, gaatjes en afdrukfouten
Milieueis	UV-straling, temperatuur, vochtigheid of blootstelling aan chemische stoffen, indien van toepassing

Gebruik één eenduidig referentiesysteem voor alle kritische afmetingen. Lever waar mogelijk vectorafbeeldingen aan voor logo’s en gedrukte afbeeldingen. Als de tekening en de afbeeldingen niet met elkaar overeenkomen, mag de productie pas van start gaan nadat het verschil is opgelost.

9. Het monster goedkeuren vóór de massaproductie

Het eerste monster moet als glasonderdeel worden gecontroleerd en niet alleen vanaf de voorkant worden gefotografeerd.

Bevestig:

• Totale afmetingen en dikte
• Plaatsen van gaten en uitsparingen
• Hoekradii en randkwaliteit
• Uitlijning van bedrukte vensters
• Kleur, dekkracht en gaatjes
• Uiterlijk na oppervlaktebehandeling
• Krassen, afgebroken stukjes en andere cosmetische gebreken
• Uitgerust met de beoogde aanraaksensor
• Aanraakgevoeligheid door de totale glasdikte heen

Bewaar de goedgekeurde tekening, het ontwerpmateriaal en het fysieke gouden monster bij elkaar. Deze drie referentiematerialen helpen geschillen over kleur, het uiterlijk van de randen of aanvaardbare cosmetische gebreken bij herhalingsproductie te voorkomen.

Definitief advies

Geef bij het specificeren van beschermglas voor industriële touchscreens niet alleen aan: “3 mm gehard glas met zwarte opdruk”. Daarmee blijven te veel belangrijke details voor interpretatie vatbaar.

Een bruikbare specificatie moet het glasmateriaal, het verstevigingsproces, de dikte, de omtrek, de hoeken, de gaten, de randafwerking, de bedrukking, de oppervlaktebehandeling, de toleranties en de uiterlijke criteria omschrijven. De uiteindelijke dikte en eventuele geleidende bedrukkingen moeten vóór goedkeuring ook worden getoetst aan het PCAP-touchontwerp.

Als u een op maat gemaakt industrieel touchscreen ontwikkelt, kan Eagle Touch de tekening van het afdekglas beoordelen en deze afstemmen op de benodigde aanraaksensor. Lees meer over onze op maat gemaakte industriële touchscreens.

FAQ

Wat is de meest gebruikelijke dikte van het beschermglas voor een industrieel touchscreen?

Twee tot drie millimeter is een gangbare startwaarde voor algemene industriële toepassingen, maar de juiste dikte hangt af van de afmetingen, de vereiste bescherming, de versteviging, de aanraakgevoeligheid en de kosten.

Is chemisch gehard glas beter dan thermisch gehard glas?

Dat is niet altijd het geval. Chemische verharding is vaak geschikt voor dun, nauwkeurig glas. Thermische verharding wordt meestal toegepast bij dikker of groter beschermglas. De juiste keuze hangt af van het gewenste onderdeel en het breukgedrag.

Kunnen er gaten worden geboord nadat het glas is gehard?

Deze bewerkingen moeten vóór het versterken worden uitgevoerd. Boren of slijpen na het versterken kan de versterkte laag beschadigen en ertoe leiden dat het glas breekt.

Maakt een AF-coating het afdekglas krasbestendig?

Nee. AF zorgt ervoor dat het glas beter bestand is tegen vingerafdrukken en gemakkelijker te reinigen is. Het is echter geen vervanging voor de vereisten inzake glasversterking, oppervlaktehardheid of slijtvastheid.