Guia de conceção de vidros de proteção para ecrãs táteis industriais

O vidro de proteção para ecrãs táteis industriais é mais do que uma folha protetora transparente. Define o aspeto frontal do produto e protege o sensor tátil subjacente. O seu material, espessura, forma, qualidade das bordas, impressão e tratamento de superfície devem ser especificados antes da produção.

Um bom desenho de vidro de cobertura deve responder claramente a seis perguntas:

• Que tipo de vidro e que processo de reforço são necessários?
• Qual deve ser a espessura do vidro?
• Quais são as dimensões do contorno, dos cantos e dos recortes?
• Como devem ser acabadas as bordas?
• O que deve constar na parte de trás?
• A superfície necessita de um tratamento AG, AR ou AF?

Os pontos seguintes devem ser acordados antes de o desenho ser autorizado para amostragem.

1. Escolha o material do vidro

Os dois materiais de base mais comuns para o vidro de proteção dos ecrãs táteis industriais são o vidro de cal e soda e o vidro de aluminosilicato.

Material de vidro	Utilização prática
Vidro de cal e soda	Uma opção amplamente disponível e económica para vidro de cobertura industrial de uso geral
Vidro de aluminosilicato	Frequentemente escolhido para designs mais finos que exigem elevada resistência e dimensões precisas

O nome do material, por si só, não garante o desempenho. A resistência final depende também da espessura do vidro, do método de reforço, do estado das arestas, das aberturas e da qualidade do processamento.

Se um projeto exigir uma marca específica de vidro ou um tipo específico de material, indique-o no desenho. Caso contrário, defina o desempenho exigido e deixe que o fornecedor proponha um equivalente disponível para aprovação.

2. Selecione o método de reforço

O vidro de cobertura industrial é normalmente reforçado após o corte, a perfuração e o acabamento das arestas.

Vidro temperado termicamente

O temperamento térmico é frequentemente utilizado em vidros de proteção relativamente espessos ou de grandes dimensões. Proporciona uma boa resistência à flexão, ao impacto e às tensões térmicas. Quando um vidro devidamente temperado se parte, forma normalmente fragmentos mais pequenos, em vez de pedaços grandes e afiados.

As suas limitações incluem uma espessura mínima prática, possíveis ondulações óticas e restrições mais rigorosas em torno dos orifícios e na geometria das arestas. Estes limites variam consoante o processador.

Vidro reforçado quimicamente

O reforço químico é frequentemente utilizado em vidros de cobertura mais finos que exigem boa planicidade, precisão dimensional e resistência superficial. É adequado para muitas interfaces homem-máquina (HMI) industriais compactas e painéis táteis.

No entanto, o vidro reforçado quimicamente não apresenta automaticamente o mesmo comportamento de quebra que o vidro de segurança temperado termicamente. O material, a compressão superficial, a profundidade da camada e a geometria final da peça são fatores determinantes.

Nenhum dos dois processos é, de forma geral, melhor. Para uma comparação detalhada, consulte vidro temperado termicamente vs. vidro reforçado quimicamente.

Todas as operações de maquinagem devem ser concluídas antes do reforço. O corte ou a retificação posteriores podem danificar a camada reforçada e reduzir a resistência das arestas.

3. Escolha uma espessura de vidro prática

A espessura do vidro de proteção é um equilíbrio entre proteção, peso, custo e desempenho tátil.

Espessura típica	Ponto de partida comum
1,1–1,8 mm	Interfaces de controlo finas para uso interior e painéis táteis compactos
2–3 mm	IHM para a indústria em geral, sistemas de controlo de equipamentos e terminais de autoatendimento
4–6 mm	Equipamentos públicos ou projetos que exijam maior resistência ao impacto

Estes intervalos são referências de conceção, não regras fixas.

Um vidro mais espesso não é, por si só, mais resistente no produto final. Uma placa espessa com bordas lascadas, cantos internos afiados ou um suporte inadequado pode partir-se mais cedo do que uma placa mais fina, devidamente tratada.

No caso dos ecrãs táteis PCAP, o aumento da espessura do vidro de proteção reduz a margem do sinal tátil. O vidro espesso pode continuar a funcionar, mas tal deve ser confirmado com o sensor tátil e o controlador selecionados. Os requisitos relativos ao toque com luvas e ao toque com as mãos molhadas devem ser tidos em conta durante a avaliação das amostras.

O vidro reforçado de seis milímetros é frequentemente utilizado em projetos com alvos IK10, mas a espessura do vidro, por si só, não determina a classificação IK. O desempenho IK deve ser verificado na estrutura definida. Consulte o nosso Guia de teste do ecrã tátil IK10 pela distinção.

4. Definir o contorno, os cantos e os recortes

O vidro de proteção industrial não tem de ser necessariamente um retângulo simples. Pode ser concebido com:

• Comprimento e largura personalizados
• Cantos exteriores arredondados
• Orifícios para câmaras, sensores ou indicadores
• Ranhuras para botões ou altifalantes
• Entalhes para cabos ou espaço livre mecânico
• Perfis exteriores irregulares

Cada característica influencia o custo de processamento, o rendimento e a resistência.

Cantos

Os cantos exteriores arredondados são mais fáceis de manusear e menos suscetíveis a danos do que as pontas afiadas. Os cantos internos em ranhuras e recortes também devem apresentar um raio prático. Um canto interno afiado concentra a tensão e aumenta o risco de fissuras.

Orifícios e recortes

O desenho deve definir:

• Dimensão do orifício ou recorte
• Dimensões da posição central ou do ponto de referência
• Raio do canto
• Tolerância dimensional
• Distância até à borda de vidro mais próxima

Não coloque um orifício demasiado próximo de uma borda ou de outra abertura. A distância mínima de segurança depende da espessura do vidro, do material, do método de reforço e da capacidade do equipamento de processamento, pelo que deve ser verificada antes da aprovação do projeto.

Tolerâncias de forma

Evite tolerâncias mais apertadas do que as que o produto realmente necessita. Uma precisão desnecessária aumenta a dificuldade e o custo de fabrico, sem melhorar o funcionamento. Utilize tolerâncias críticas apenas para características que tenham de se alinhar com outro componente.

5. Especificar o acabamento das arestas

A borda é uma das partes mais vulneráveis de um componente de vidro. Pequenas lascas ou danos causados pela maquinagem podem tornar-se pontos de início de fissuras durante a montagem, o transporte ou a utilização.

As opções de borda mais comuns incluem:

• Borda do solo
• Borda polida
• Borda chanfrada
• Acabamento arredondado ou com borda em C

O acabamento adequado depende do facto de a aresta ficar oculta, exposta ou ser manuseada durante a montagem. As arestas expostas exigem, normalmente, um melhor acabamento visual, enquanto as arestas ocultas têm, ainda assim, de ser lisas e isentas de lascas inaceitáveis.

O desenho deve indicar o tratamento de arestas exigido, em vez de utilizar uma nota genérica como “aresta segura”. Se a aparência for importante, defina as superfícies visíveis e chegue a acordo sobre uma amostra aprovada.

6. Conceber a moldura preta e a impressão

A moldura preta, o logótipo e os ícones funcionais são normalmente impressos na superfície traseira do vidro de proteção. A impressão na parte traseira protege a tinta do contacto direto, da limpeza e da abrasão durante a utilização normal.

A obra de arte deve definir:

• Janela de visualização transparente
• Dimensões da máscara preta
• Posição e tamanho do logótipo
• Botões ou ícones impressos
• Janelas indicadoras transparentes
• Cor de impressão
• Lado de impressão
• Tolerância de registo
• Requisito de durabilidade da tinta

Borda preta

A máscara preta oculta a borda do sensor tátil, o adesivo e outras estruturas por detrás do vidro. Deve ser suficientemente larga para permitir a variação normal da montagem sem expor uma borda irregular.

Ao mesmo tempo, a abertura impressa não deve cobrir a área visível exigida. As dimensões da abertura devem, por isso, ser verificadas em relação ao desenho real do produto, e não estimadas com base no tamanho nominal da tela.

Cor e opacidade

“Preto” não é uma especificação de impressão completa quando a consistência da cor é importante. Defina uma referência de cor aprovada, como Pantone, RAL ou uma amostra física. Para outras cores, especifique tanto a cor pretendida como a diferença aceitável.

A tinta também precisa de ter opacidade suficiente para ocultar as partes que se encontram por baixo. A iluminação por trás pode revelar pequenos orifícios ou uma cobertura irregular que não são visíveis sob a luz normal da sala, pelo que poderá ser necessária uma inspeção com iluminação.

Impressão para exterior

Para aplicações no exterior, especifique tinta capaz de resistir à exposição prevista aos raios UV, à temperatura e à humidade. A tinta decorativa padrão pode desbotar, descolorar-se ou perder aderência com o tempo. A adequação para utilização no exterior deve ser confirmada através dos dados do material ou de ensaios acordados, não devendo ser presumida com base na aparência.

Evite utilizar tinta condutora ou metálica perto da área tátil, a menos que o seu efeito na deteção capacitiva tenha sido avaliado.

7. Selecione o tratamento de superfície

O tratamento de superfície deve resolver um problema específico. Não deve ser aplicado simplesmente porque consta nas especificações de outro produto.

Tratamento	Função principal	Consideração principal
AG	Difunde os reflexos nítidos e reduz o brilho espelhado	Cria um efeito de neblina e pode reduzir a nitidez percebida
AR	Reduz o reflexo na superfície, mantendo a nitidez	Exige um controlo da qualidade do revestimento, do manuseamento e da limpeza
AF	Reduz as impressões digitais e facilita a limpeza	Não oferece resistência ao impacto nem torna o vidro à prova de riscos

Os revestimentos AG, AR e AF podem, por vezes, ser combinados, mas o aspeto ótico final e a durabilidade têm de ser aprovados numa amostra real. A utilização no exterior não implica automaticamente a necessidade de um revestimento AG; a escolha depende da iluminação efetiva, dos requisitos de transparência e das condições de limpeza.

Para uma comparação mais detalhada, consulte Vidro AG, AR e AF para ecrãs táteis industriais.

O desenho deve indicar qual a superfície que recebe cada tratamento. Isto é especialmente importante quando as superfícies dianteira e traseira são submetidas a processos diferentes.

8. Preparar um desenho completo da lâmina de cobertura

Um desenho pronto para produção deve incluir as seguintes informações:

Elemento do desenho	Informações obrigatórias
Material de vidro	Tipo de material ou equivalente aprovado
Fortalecimento	Têmpera térmica ou reforço químico
Espessura	Espessura nominal e tolerância
Dimensões totais	Comprimento, largura e tolerância dimensional
Cantos	Raio exterior e raio interior
Vagas	Orifícios, ranhuras, recortes e as respetivas localizações
Acabamento das arestas	Retificado, polido, chanfrado ou com outro acabamento especificado
Impressão	Ilustração, cor, opacidade, lado e tolerância
Tratamento de superfície	AG, AR, AF e lado tratado
Critérios de aparência	Arranhões, lascas, microperfurações e defeitos de impressão admissíveis
Requisito ambiental	Exposição aos raios UV, à temperatura, à humidade ou a substâncias químicas, quando for o caso

Utilize um único sistema de referência claro para todas as dimensões críticas. Sempre que possível, forneça arte final em formato vetorial para logótipos e elementos gráficos impressos. Caso haja discrepâncias entre o desenho e a arte final, a produção não deve ter início até que a discrepância seja resolvida.

9. Aprovar a amostra antes da produção em série

A primeira amostra deve ser examinada como um componente de vidro, e não apenas fotografada de frente.

Confirmar:

• Dimensões totais e espessura
• Localização dos orifícios e recortes
• Raio dos cantos e qualidade das arestas
• Alinhamento das janelas impressas
• Cor, opacidade e orifícios
• Aspecto do tratamento de superfície
• Arranhões, lascas e outros defeitos estéticos
• Compatível com o sensor tátil previsto
• Resposta ao toque através da espessura final do vidro

Guarde em conjunto o desenho aprovado, o material gráfico e a amostra física de referência. Estas três referências ajudam a evitar litígios relativos à cor, ao aspeto das bordas ou a defeitos estéticos aceitáveis durante a produção em série.

Recomendação final

Não se deve especificar o vidro de proteção para ecrãs táteis industriais apenas como “vidro temperado de 3 mm com impressão preta”. Isso deixa demasiados detalhes importantes abertos a interpretações.

Uma especificação válida deve definir o material do vidro, o processo de reforço, a espessura, o contorno, os cantos, os orifícios, o acabamento das arestas, a impressão, o tratamento de superfície, as tolerâncias e os critérios de aparência. A espessura final e qualquer impressão condutora devem também ser verificadas em relação ao projeto tátil PCAP antes da aprovação.

Se estiver a desenvolver um ecrã tátil industrial personalizado, a Eagle Touch pode analisar o desenho do vidro de proteção e combinar este com o sensor tátil necessário. Saiba mais sobre os nossos ecrãs táteis industriais personalizados.

FAQ

Qual é a espessura mais comum do vidro de proteção de um ecrã tátil industrial?

Dois a três milímetros é um intervalo inicial comum para aplicações industriais gerais, mas a espessura correta depende do tamanho, da proteção necessária, do reforço, do desempenho tátil e do custo.

O vidro reforçado quimicamente é melhor do que o vidro temperado termicamente?

Não em todos os casos. O reforço químico é frequentemente adequado para vidro fino e de precisão. O temperamento térmico é habitualmente utilizado para vidro de proteção mais espesso ou de maiores dimensões. A escolha correta depende da peça pretendida e do comportamento em caso de quebra.

É possível fazer furos depois de o vidro ter sido reforçado?

Devem ser concluídos antes do reforço. A perfuração ou o esmerilamento posteriores ao processo podem danificar a camada reforçada e provocar a quebra do vidro.

O revestimento AF torna o vidro de proteção resistente a riscos?

O tratamento AF melhora a resistência às impressões digitais e a facilidade de limpeza. Não substitui os requisitos adequados em matéria de reforço do vidro, dureza da superfície ou resistência à abrasão.