CN100999375A - 模造玻璃镜片的模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模造玻璃镜片的模具,其中包括一模具底材,其由膨胀率与钻石的膨胀率相近的陶瓷材料为主制成,其具有成形面,另有一钻石保护膜,其为以气相沉积法沉积的钻石膜,钻石保护膜位于模具底材的成形面上。本发明于模具底材上以气相沉积法沉积一层钻石保护膜,因此,利用钻石本身所具有的特性,使得在利用各种玻璃高温模造玻璃镜片的过程中,钻石保护膜能充分的保护模具底材,以有效延长模具的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种模造玻璃镜片的模具,尤其涉及一种用于模造玻璃镜片且设有保护膜的模具。
背景技术
一般制造玻璃镜片的技术分为两种,一种为传统的研磨制法,需经长时间的研磨、抛光及洗净制程,且生产的镜片受限于球面镜片,故较为不佳,另一种为模造技术,使用模具来模造玻璃镜片,可以快速量产玻璃镜片,且可生产非球面镜片,故使用上较为便利。
模造的模具及方法如图1所示,包含一上模具1及一下模具2,玻璃预形体3置于上、下模具1、2之间,将玻璃预形体3加热至略高于玻璃软化点以上的温度后,施加压力在上、下模具1、2上以改变玻璃预形体3的形状,待降温后,原玻璃预形体3即转写为模具1、2表面所预设的形状,在玻璃预形体3成型的过程中,由于玻璃预形体3在软化点上的高温下与模具1、2表面相接触,容易造成模具1、2表面状况迅速劣化,而减少模具1、2的使用寿命,故一般会在模具1、2表面镀上一层保护膜来保护模具1、2的表面,该保护膜的主要功用如下:
1.防止玻璃与模具表面沾黏,使玻璃易于脱模。
2.防止模具表面氧化。
3.防止模具表面因模造过程中的高温而劣化。
现有的保护膜大致分为三类,第一类为贵金属膜,例如铂一铱合金(Pt-Ir)、铑-铱合金(Re-Ir)等等,其对于一般常用的碳化钨模具附着性较好,但其表面的离型性不佳即容易沾黏玻璃,第二类为陶瓷膜,例如碳化硅(SiC)等等,其对于模具的附着性较差,常有脱膜的危险,第三类为钻碳膜(Diamond Like Carbon,DLC),其对于温度的耐受性不佳,仅可适用于模造部分熔点低的玻璃种类,现有的保护膜皆有其限制存在,使制造者必须针对不同的玻璃种类而使用具有不同保护膜的模具,且现有保护膜所具有的缺点,使得模具的寿命较短,故现有的保护膜使用上较麻烦且耗费成本。
发明内容
有鉴于前述现有技术的缺点,本发明所要解决的技术问题是设计一种模造玻璃镜片的模具,使其上的保护膜能适用于各种玻璃,以增加模具使用的广泛性,并利用保护膜来延长模具的使用寿命。
为达到上述目的,本发明所采用的技术手段是:一种模造玻璃镜片的模具,其中包括一模具底材,其由膨胀率与钻石的膨胀率相近的陶瓷材料为主制成,其具有成形面,另有一钻石保护膜,其为以气相沉积法沉积的钻石膜,钻石保护膜位于模具底材的成形面上。
本发明的优点在于,利用钻石本身的抗沾黏性、摩擦系数极小、硬度高、耐蚀性极佳、导热性佳的特性,使模造玻璃镜片的过程中,钻石保护膜能充分的保护模具底材,使其不被侵蚀或损耗,且镀钻石保护膜时的温度远高于模造玻璃镜片时的温度,故钻石保护膜能耐受模造的温度,让模具能使用在利用各种玻璃来模造玻璃镜片上,且有效的延长模具的寿命,在使用上确实具有实用性。
附图说明
图1为现有结构与本发明的使用状态图。
图2为本发明实施例的外观示意图。
图3为本发明另一实施例的外观示意图。
元件符号说明
1……上模具 2……下模具
3……玻璃预形体 4……钻石保护膜
5……模具底材 6……中间层
具体实施方式
请参阅图2所示,本发明包括一钻石保护膜4及一模具底材5,其钻石保护膜4为气相沉积的钻石膜,成分上几乎为纯钻石,另由于现有的模具底材的材料多为碳化钨,但是模造时的温度高达400℃以上,碳化钨和气相沉积的钻石膜的热膨胀率相差太大,容易使钻石保护膜4脱离模具底材5,故本发明所使用的模具底材5的材料必须采用膨胀率和钻石相近的陶瓷材料,例如碳化硅、氮化硅、氮化铝、或以硅为烧结体的材料。
实施方式是将模具底材5加工至所需精度,并将模具底材5的成形面加工至所需形状,此一形状可为球面或非球面,于模具底材5的成形面上以气相沉积法镀上一层钻石保护膜4,钻石保护膜4的厚度大约在0.2~40μm之间,这是因为钻石保护膜4的厚度必须大于0.2μm才会对模具底材5有保护作用,若超过40μm则过厚而容易脱模,气相沉积的钻石保护膜4属于有结晶型态的结构,结晶颗粒直径可在20nm~20μm的范围内,Raman光谱分析仪鉴定钻石膜品质的半高宽值(Full Width at Half Maximum height,FWHM)在1.5cm-1~14cm-1的范围内,故此时钻石保护膜4的表面粗度较差,所以钻石保护膜4的表面需经过抛光的程序,使表面粗度达到Ra10nm以下,或如图3所示,在气相沉积钻石保护膜4之前,先在模具底材5的成形面上加上一到数层中间层6,以增强钻石保护膜4的附着力,使钻石保护膜4更加不易脱模,然后在中间层6上进行气相沉积钻石保护膜4。
模造玻璃镜片时,使模具位于通有氮气的腔体内,或位于真空的腔体内,以防止模具及玻璃氧化,模造玻璃镜片的温度大约在350~650℃之间,因高温软化玻璃的流动,对模具底材5的表面产生强大的剪应力,且容易与模具底材5表面产生反应,侵蚀模具底材5的表面,并沾黏模具底材5表面的材料,但模具底材5表面镀有一层钻石保护膜4,以气相沉积法生长的钻石保护膜4,其镀膜的温度高达800℃以上,故钻石保护膜4可耐受模造玻璃镜片时的温度,钻石本身具有抗沾黏的效果及摩擦系数极小的特点,故钻石保护膜4可有效降低高温软化玻璃所产生的剪应力,且钻石的硬度相当高,钻石保护膜4可耐受多次的模造也不会产生磨耗现象,又钻石的耐蚀性极佳,与酸碱都不起反应,连王水也无法侵蚀钻石,故钻石保护膜4不会与高温的软化玻璃起反应,可以充分的保护模具底材5的成形面,且钻石的导热性是所有物质最快的,故加温时钻石保护膜4可将模具底材5上的热快速导入玻璃预形体中,冷却时也可将热快速由玻璃中导出,以缩短生产时程。
本发明所使用的钻石保护膜虽然成本较现有镀膜稍高,但可延长模具的使用寿命,使用钻石保护膜所增加的成本,与所延长的使用寿命相比较下,所增加的成本是微乎其微的。
Claims (9)
1.一种模造玻璃镜片的模具,其中包括一模具底材,其由膨胀率与钻石的膨胀率相近的陶瓷材料为主制成,其具有成形面,其特征是:另有一钻石保护膜,其为以气相沉积法沉积的钻石膜,钻石保护膜位于模具底材的成形面上。
2.如权利要求1所述的模造玻璃镜片的模具,其特征是:模具底材以碳化硅为主制成。
3.如权利要求1所述的模造玻璃镜片的模具,其特征是:模具底材以氮化硅为主制成。
4.如权利要求1所述的模造玻璃镜片的模具,其特征是:模具底材以氮化铝为主制成。
5.如权利要求1所述的模造玻璃镜片的模具,其特征是:模具底材以硅为烧结体的材料为主制成。
6.如权利要求1至5项中任一项所述的模造玻璃镜片的模具,其特征是:模具底材和钻石保护膜之间设有一到数层中间层。
7.如权利要求6所述的模造玻璃镜片的模具,其特征是:钻石保护膜表面抛光至Ra10nm以下。
8.如权利要求7所述的模造玻璃镜片的模具,其特征是:模具底材的成形面为球面。
9.如权利要求7所述的模造玻璃镜片的模具,其特征是:模具底材的成形面为非球面。
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