CN102892721B

CN102892721B - 模制玻璃制品的制造方法及按所述方法制造的玻璃制品的应用

Info

Publication number: CN102892721B
Application number: CN201180023626.9A
Authority: CN
Inventors: 安德烈亚斯·朗斯多夫; 贝恩特·霍佩; 乌尔里希·朗格
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2031-04-28
Also published as: US9221705B2; WO2011141295A1; US20130298608A1; DE102010020439A1; CN102892721A

Abstract

本发明描述了五种制造具有限定几何形状的模制玻璃制品的方法及所制造的玻璃制品的应用。在此，方法1具有至少以下步骤：将玻璃板布置在模具上；在加热单元中通过红外辐射，特别是通过短波或中波红外辐射加热玻璃板；通过应用外力，特别是通过重力、通过真空和/或通过正压，使加热后的玻璃板在模具上变形；冷却模制玻璃板，由此获得具有限定几何形状的模制玻璃制品。

Description

模制玻璃制品的制造方法及按所述方法制造的玻璃制品的应用

技术领域

本发明涉及具有限定几何形状的成型玻璃制品的生产方法，还涉及通过所述方法生产的玻璃制品的应用。

背景技术

US2010/0000259A1基本上描述了玻璃的弯曲，优选使用在玻璃中优选被吸收的中波IR辐射。

发明内容

本发明的目的在于找到生产具有限定几何形状的成型玻璃制品的方法。此外，本发明的目的在于详细说明通过本发明的方法制造的玻璃制品的应用。通过所述方法生产的玻璃制品应该具有窄小的半径-甚至是三维的，且表面质量高，而没有深的褶皱或波动。

该目的通过以下六种根据权利要求1至11的方法（方法1至6）得以实现。

具有限定几何形状的成型玻璃制品的生产方法1，其中所述方法至少包含以下步骤：

-将玻璃板布置在模具上，

-在加热单元中通过红外辐射，特别是通过短波或通过中波红外辐射加热玻璃板，

-通过外部力作用，特别是通过重力、通过负压和/或通过超压，使加热后的玻璃板在模具上变形，

-冷却成型玻璃板，由此获得具有限定几何形状的成型玻璃制品。

具有限定几何形状的成型玻璃制品的生产方法2，其中所述方法至少包含以下步骤：

-相对于至少一个模具来布置玻璃板，

-通过外部力作用，特别是通过重力、通过负压和/或通过超压，使加热后的玻璃板变形，其中所述玻璃板至少部分地符合所述模具的轮廓，

方法1或2的加热单元优选具有至少一个内壁，所述内壁被加热到以下温度，该温度高于加热后的玻璃板的温度。

具有限定几何形状的成型玻璃制品的生产方法3，其中所述方法至少包含以下步骤：

-将玻璃板剪裁为预先限定的轮廓，

-加热玻璃板，或者至少加热玻璃板待变形的部分区域，

-通过弯曲，使加热后的玻璃板或玻璃板的至少被加热的部分区域变形，由此获得对接边缘，

-将对接边缘熔化，

方法1、2或3的待变形的玻璃板优选具有预先限定的厚度分布。

根据方法1、2或3，优选均匀地或非均匀地加热所述玻璃板。

具有限定几何形状的成型玻璃制品的生产方法4，其中所述方法至少包含以下步骤：

-提供玻璃型坯，

-将玻璃型坯引入至少一个模具中，

-将玻璃型坯吹入模具，

-冷却成型玻璃型坯，由此获得具有限定几何形状的成型玻璃制品。

根据方法4，所述模具优选含有至少两个壁区域，所述区域以阳模形式或以阴模形式对应于玻璃制品的期望轮廓，通过随后的分离获得玻璃制品。

具有限定几何形状的成型玻璃制品的生产方法5，其中所述方法至少包含以下步骤：

-提供玻璃板，

-将玻璃板各个单独的预先限定区域化学回火和/或热回火，由此获得具有限定几何形状的成型玻璃制品。

根据方法1至5，优选获得具有窄小半径的玻璃制品，特别是半径<50mm、优选<15mm的玻璃制品，并且优选获得表面质量高的玻璃制品，特别是在成型区域中每1cm²具有小于1个测量大于50μm的缺陷的表面，优选每10cm²具有小于1个测量大于50μm的缺陷、特别优选每100cm²具有小于1个测量大于50μm的缺陷。

通过方法1至5生产的玻璃制品优选具有占所提供的玻璃板厚度的最多+/-10%、特别是最多+/-5%的褶皱和/或表面波动。

从超薄、透明、可化学回火的玻璃以及用所述玻璃，生产具有限定几何形状的成型玻璃制品的方法6，其中所述方法至少包含以下步骤：

-将玻璃板布置在模具上，模具的温度至少在玻璃粘着点（stickingpoint）以下50K，

-在加热单元中在小于240秒内，在模具上通过短波红外辐射加热玻璃板使其变形，

-通过重力和/或通过真空和/或通过模冲，使加热后的玻璃板在模具上变形，其中在变形期间，在所有变型中均持续加热，并且进一步针对性地加热玻璃板或至少部分地弥补由于同模具的接触所带来的热量损失，

-冷却成型玻璃板，由此获得具有限定几何形状的成型玻璃制品，并且因此残留应力保持在临界水平之下。

根据权利要求12，根据方法1至5生产的玻璃制品可被用作屏幕的组成部分，外壳的组成部分，特别是电气或电子设备的、移动电话的、电脑的或游戏机的外壳的组成部分。

示例性实施方式I至VI

I．方法1和2（红外变形）

现有技术

一般来说，在使用电加热元件（加热器温度高达1200°C=最大1500K=长波和中波红外辐射器）的常规加热的情况下，为达到需要的目标温度，每1mm的玻璃厚度及每100K的温度提高，需要约1分钟，这是真的。这就是说，需要2分钟来使1mm厚的玻璃的温度升高200K。这就是说，根据US2010/0000259A1所要求的4分钟的时间是很慢的。此外，炉子可能像什么样以及其中的主要热环境是怎样的并未被公开。如果如US2010/0000259A1所示，玻璃被放置在含有中波红外辐射器（所述辐射器本身可以按紧凑的方式立着）的炉腔中，其中所述辐射器距离玻璃高达50cm，则很难达到所指出的加热速率，因为这样的辐射器中的功率密度无法高于50kW/m²的加热表面。

根据本发明的超出US2010/0000259A1的公开内容的一个改进在于，为利用更多的能量并由此提高加热速率，优选使用各侧面都被封闭的炉腔。

US2010/0000259A1仅涉及购自HeraeusNoblelight公司的中波红外辐射器。这就是说，炉壁没有任何额外的加热，且因此一直比辐射器冷得多，这从其所具有的800°C至900°C的灯丝温度显示出来。也是因此，炉子的内部一直是冷的；红外辐射仅仅加热了被辐照到的材料。炉壁无论如何都都比玻璃更冷。因此，保持炉壁比玻璃更热，即通过预先加热炉子和炉子的良好绝缘或通过经由传统电加热元件的额外加热，这是根据本发明的优选实施方式。炉壁应该比玻璃至少热100°C，较好地是甚至更热，因为作为结果，加热速率即加热的驱动力（玻璃和炉壁之间的温度差）得到提高。此外，为实现高加热速率，极大地预先加热炉子，如果可能的话预先加热到高于目标玻璃温度的温度是有利的。

所有这些措施也起到保持低模具温度的作用，因为玻璃加热时间短也意味着模具只在短的时间间隔内升温。

本发明

为了有效且非常快速地加热厚度小且透明度高的玻璃，如锂铝硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱金属的玻璃等，需要提供适当水平的红外功率。因此，需要使用短波红外辐射器，因为红外功率这样增加，其中P~T⁴。这就是说，因此以下说法是正确的，即使是对于玻璃吸收了相对大量的红外辐射的中波范围：辐射器温度越高，红外功率越高。这当然也适用于2-4μm的波长范围，因为在给定固态热辐射器下，取决于温度的强度曲线总是包线。这就是说，在相对高的辐射器温度的情形中，限定波长的强度总是高于在相对低的辐射器温度的情形中的该限定波长的强度。因此，增加红外辐射器的温度对于加热速率总是有利的。

在厚度小于4mm、小于3mm、小于2mm、小于1mm的很薄的玻璃的情况下，表面/体积比率沿表面的方向连续增加。这就是说，通过红外辐射来实现加热变得越来越难，因为在温度高于550°C之上，大部分辐照的能量又经由表面而以中波和长波红外范围被放射出去。在表面吸收辐射中，即在2μm或以上的中波和长波波长范围内，这是更加关键的，因为辐射放射能力=吸收能力（基尔霍夫公式）。这就是说，长波和中波红外辐射器不是解决方案，因为它们仅在低功率密度的情况下、在一定的波长范围内辐照，而在所述波长范围内，放射又优选被再次执行。在这方面，短波辐射器要更适合得多，因为归因于高于1500K最高达3500K的高的辐射器温度，利用短波辐射器可以在中波和长波范围内提供比可以通过玻璃经由表面再次放射出的多得多的红外辐射，因为玻璃比1500K冷得多。

一般而言，通过红外辐射加热是困难的，而且特别是在薄的透明玻璃的情况中，因为几乎没有体积可被用于吸收。在此，仅仅通过红外辐射的多次利用提供补救方法，所述红外辐射的多次利用通过高能短波红外辐射器和加热单元的高度红外反射性壁的组合，以及高度红外反射性模具来提供，其中在所述模具上执行变形。在这种情况下，高度反射性指的是，在所关心的相应波长范围中提供的、或者在其它整体上与通过所使用的红外辐射器加热相关的限定的波长范围内提供的红外辐射的50%之上。此外，可将玻璃在近红外范围和/或中波和/或长波红外范围内上色，用来提高红外吸收能力，而不引起可见光范围内的过度减损。这样的是玻璃越薄越好，因为那样的话着色不再明显。这可以通过例如，通过在玻璃中进行铁掺杂、镱掺杂以及玻璃中的其它稀土元素来实现。玻璃中水（OH-）含量的增加也有助于较高的红外吸收能力及相应的加热速率的提高。需要高加热速率，用于保持短的循环时间并保持模具和玻璃之间的温度差尽可能高，但是最低要求是使模具的温度保持低于粘着点。这取决于粘度，并且取决于玻璃接触材料，并在10¹⁴至10⁷dPas的范围内。

在此，使用的模具材料可以是陶瓷，如SiO₂陶瓷（下文中称作“Quarzal”）、或氧化铝或尖晶石或类似的红外反射性陶瓷。可想到的还有具有红外反射性涂层的金属，例如涂有金的黄铜，或者是涂有银、金、铂或类似的红外反射性金属的或者是涂有红外反射性陶瓷的基底金属，如钢、铝、铜等。高度红外反射性金属同样可被用作模具材料，如金、银、铂、铂-金合金、铝等。还想到了上述材料彼此之间的相互组合。

归因于高度红外反射性的模具，也保证了低的模具温度，因为没有被玻璃吸收的红外辐射没有被模具吸收，而是被反射掉了，而红外辐射的吸收会导致温度升高，被模具反射掉的红外辐射导致玻璃温度的升高。在加热时间缩短的情况下，因此可能同时实现模具和玻璃之间高的、甚至大于250K的温度差。这与US2010/0000259A1中的教导是相悖的。

同时，由于非常冷的模具和很高的玻璃温度（甚至高于软化点的温度），在这方面可实现玻璃的半径很小的高变形度，且同时玻璃的表面质量很高，所述半径甚至小于100mm、小于10mm、小于5mm、小于2mm。

因此，在本文中没有优选如在US2010/0000259A1中的在2μm-4μm的波长范围内、而是在大得多的250nm-10μm的波长范围内进行辐照，但它仍然可在非常冷的模具（在250°C-800°C的范围内）和很热的玻璃（甚至高于软化点的温度）下工作。

本方法也首次使得厚度小于4mm、小于3mm、小于2mm、小于1mm的很薄的玻璃在兼具高变形度及高表面质量下的变形成为可能。

可将所有已知方法如重力下沉和真空下沉用作变形方法。在此，除了阴模以外，即成品的外部实际的表面支靠于模具侧，阳模也首次成为可能。在这种情况下，成品外部的表面不与模具接触。此外，真空热成型模具也因此是可能的，否则的话，由于在初始状态下扁平玻璃的开放的几何形状，不会考虑到真空热成型模具。随后的附图说明了这点：

附图说明

图1：在红外加热单元中的带玻璃板的阳模

图2：在红外加热单元中的带玻璃板的阴模

图3：带玻璃板的阳模

图4：带玻璃板的模冲

图5：带Quarzal壁的SWIR加热单元

图6：Quarzal上的玻璃板

图7：Quarzal基底上的玻璃板

图8：Quarzal块上的玻璃板

图9a/b：测试系列V01至V04

图10a/b：测试系列V05至V09

图11：测试系列V10至V11

图12：玻璃板的刻痕、折叠及边缘熔化

图13：弯曲玻璃板之前的厚度分布调整

图14：变形之前在玻璃板表面上所限定的温度分布

图15：示例性实施方式

图16：示例性实施方式

图17：示例性实施方式

图18：使用超压的示例性实施方式

图19：示例性实施方式

图20：典型的力-位移图

具体实施方式

与US2010/0000259A1中的教导相反，阳模是有利的，因为它仅仅只需要磨除底部的小变形的表面直至侧表面，然后就可以获得完成的、变形的玻璃部件。如果然后在一个大的玻璃板上制成许多的阳模印模，则这可能在一个变形步骤中，生产出许多变形的玻璃部件，所述部件也可以在随后的研磨或切断步骤一次全部被分开。除了阳模以外，也可以使用可移动的模冲，其可以在玻璃被加热以后从模具的平面向上伸出。模冲也因此在变形后可被再次收回，且因此这就可以避免玻璃收缩到模冲上。这取决于温度。因此，在阳模的情况下，有必要在Tg=10¹⁴dPas之上或之下的范围内，即小于400K的差异，进行变形。此外，通过真空至少在变形期间使玻璃板保持在位。如果需要，则也可以在变形之前和/或之后应用真空。

在短波红外辐射下，真空热成型与随后或同时的冲压的组合也尚未知。出于此目的，可能可以使用例如石英玻璃冲压工具-这些工具可透过红外辐射，且因此加热和冲压可以同时进行。在这种情况下，任何程度的变形，直至高达半径小于10mm的高变形度都是可能的。这指的是，将玻璃加热到软化点范围内的温度，然后经由重力或真空而部分地实现变形，并且然后同时或随后通过冲压工具而形成最终的几何形状，其中所述冲压工具可以或者是高度红外反射性的，或者是可高度透过红外的，且因此在冲压操作期间可以给玻璃提供额外的能量，以使得在变形操作期间能够维持玻璃的低粘度，这可产生高的尺寸精度及高度的变形。

高度的变形总是指小于100mm至小于1mm的小半径。

可高度透过红外的指的是所关心的波长范围内至少50%的透射率。

软化点=10^7.6dPas。

高度红外反射性的指的是所关心的波长范围内至少50%的反射或散射。

可将所述方法用于各种类型的玻璃、玻璃-陶瓷、用于玻璃-陶瓷的原材料玻璃、光电陶瓷、塑料及其它各种部分地吸收在所关心的波长范围内的电磁辐射的热塑材料。

适合的辐射源为UV范围（如汞蒸气灯）、可见光范围（如短弧氙灯）、红外范围（如钨-卤辐射器）、微波范围（如磁控管）的各种辐射源，因为可以根据这些辐射源及波长范围对所述方法进行相应修改。

辐射总是指所关心的波长范围内的电磁辐射。

如果短波红外辐射不可行的话，可以相应的修改所述方法并将其用于其它合适的波长范围。

实施例：SWIR辐射下的薄板玻璃（LAS80）的变形

设备：具有永久空气冷却的SWIR表面加热单元

测试的目标是在具有基于Quarzal模具的SWIR技术的2D和3D的模具中测试厚度为0.5mm-1.0mm的玻璃LAS80的重力变形的原理。

单元[类型]：SWIR表面加热单元（Quarzal壁）

尺寸wxdxh[mm]：300x300x300（从壁到壁的内部尺寸）

壁材料[类型]：所有面上均为QuarzalN

热绝缘[类型]：无

辐射器设计：短波红外辐射器

辐射器排列：在顶壁下面，与加热单元的宽平行

辐射器数量[量]：10

功率[kW]：10

色温[K]：3000

详情/备注：用厚度为5mm的石英玻璃板将辐射器与加热腔分隔开。向该辐射器腔提供冷却空气。

带Quarzal壁的SWIR单元（图5）

表面加热单元具有安装在顶壁下面的SWIR高功率辐射器，用两块按照凸舌/凹槽原理连接起来的石英玻璃板将辐射器与加热腔的其余部分分隔开。所述d=5mm的石英玻璃板未经涂覆，由天然的、脱水的石英玻璃制成。经由顶壁中走向与辐射器平行的狭缝向辐射器腔吹入空气。排气经由辐射器端部下面的两条横向狭缝而连接到收集器之上方，所述排气被吹入中央工艺废气（centralprocesswasteair）中。

将样板置于加热单元中央的各种Quarzal模具上。

使用测量范围在0-2500°C（发射系数：0.97）的高温计测量样板的温度。

测试的实施：

在最初的4个测试中（V01至V04），将样品置于弯曲的Quarzal板上，如在图6中能看到的。距辐射器的距离为200mm。加热单元各面均被封闭。然后，在各功率下加热样品。在短期冷却后，在约300°C下移走样品，开始下一次测试。

在随后的测试中（V05至V09），将样品（图7）置于同样在加热单元的中间的Quarzal板（270x75x65mm）上。距辐射器的距离为250mm。测试的其它执行保持不变。

在最后的测试中（V10至V11），将样品（图8）置于位于2块Quarzal棒上面的Quarzal块（90x50x30mmxmmxmm）上。在这种情况下，距辐射器的距离为240mm。结构仍然处于加热单元的中间，而且测试的其它执行保持不变。

结果

表1

结论，附加备注：

在最初的测试中，可以通过重力毫无问题的进行厚度为0.5mm-1.0mm的LAS80玻璃的变形。

II．方法3（刻痕、折叠及边缘熔化：“折纸（Origami）”）

在玻璃的变形过程中，特别是在3维变形的成型的情况下，在具有非平行的弯曲轴线的2个或更多个曲率半径彼此相遇的那些点处，形成褶皱。在盒状半壳形几何形状的情形中，这样的情况在边角处特别容易发生。与折叠纸张类似，在回折时在半径发生的所有点处，边缘的周向长度均变短。多余的周向长度被聚集成褶皱。

防止褶皱形成的一个办法是在成型过程中拉伸玻璃或使玻璃变薄，就像在使用真空时的热成型中的一样（参见上文）。

另一种可能性按如下进行：

概念上近似的是，期望的三维表面轮廓是合适的轮廓，其在圆角处具有可被合适的切口切割（沿着X线）以便生成可展开表面的边缘。

将平面玻璃部件，即一块厚度均匀的平板玻璃，切成尺寸精确地形成基本上是平面的轮廓，并将其各个边缘弯曲，以便基本上通过最多一个小3D组件的单轴弯曲来生成所述概念上形成的近似轮廓。然后，在一定温度下软化对接边缘/界面，使它们彼此熔化，且如果需要，则在表面张力的影响下，或者如果适当的话，则在别的成型辅助的影响下获得期望的弯曲轮廓。例如，这可以凭借以下事实来实现（图的左侧），即用燃烧器使边角软化，但用可能冷却过的模具来保持住邻接的边缘。

本方法的优点在于，尽管是有多个环环相扣的半径的很复杂的3D变形，但是褶皱的形成仍可以被避免，而不会非常显著地改变厚度分布（以及因此可实现的强度）（与原材料平板玻璃相比），这得益于玻璃的拉伸或压缩。

III．变形之前厚度分布的调整（根据从属权利要求5）

在由玻璃制成的成型部件的生产中，所述部件旨在用作外壳或显示屏的组成部件，旨在具有极大可变的壁厚的部件提出了特别的挑战。这仅能通过纯下沉方法在很大的限制程度内实现，也可以与真空、压力或上模冲组合来实现，或者作为产生于变形的变薄或压缩的形式自动地且以几乎不受影响的方式产生。

在粘度为109至1011dPas的粘度下，与在镜片的情况下传统的坯体冲压工艺类似的冲压工艺在此是可能的但却复杂，因为需要用于玻璃的长的横向流动路径，这要求长的冲压时间，并且在兼具良好的表面质量时只能很困难地得以实现。

一种有利的获得限定的厚度分布的方式如下，该方式能在完全没有任何破坏表面的风险的情况下实施：

在待成型的玻璃部件中，产生温度和粘度（eta）分布，其中，在产品中将具有较小的壁厚的区域的粘度低于那些将具有较大的壁厚的区域的粘度。

将以这一方式设置温度的玻璃部件沿一个或多个方向拉伸，如通过夹钳或夹子作用在边缘上，并从原材料玻璃表面的中点远离移动。

作为结果，那些较低粘度的区域被拉伸，且因此比那些在较高温度下的区域在更大程度上变薄。

该初步工艺的结果是具有可变厚度的玻璃部件，其具有基本上平面的几何形状，且因此可作为传统变形方法中的一种方法的出发点、或作为在本申请中描述的变形方法中的一种方法的出发点。因此，最终生产出理想地具有厚度分布以及相应的一般为三维的表面轮廓这两者的玻璃部件。在相邻的图中实施例b’）和c’）显示出非常明显的厚度分布。随后的成型工艺可以用来设置限定的表面曲率（c），或者也可以使再次是平面的表面（c’）成型。

IV．在弯曲期间在原材料玻璃表面上限定的温度分布（根据从属权利要求6）

标准的生产为：基本上均匀的加热原材料玻璃（如使用电辐射器，燃烧器或任何其它需要的加热源），并且在玻璃的重力以及可能额外的成型力（如玻璃和模具之间的负压）的影响下下沉到模具中，其中所述负压可以通过模具中一个或多个（抽吸）开口来施加。

在待成型窄小半径（如弯曲半径小于15mm、小于10mm，还有特别是弯曲半径小于8mm或5mm，如3mm）的情况下，特别是在弯曲半径同时存在于多个空间方向上（三维轮廓）的边角中，这样的方法存在缺点，即，需要很高的温度来成型这些窄小半径（如高于所述的玻璃在粘度约为107dPas时的所谓的软化点的温度，优选是玻璃的粘度在105dPas至103dPas范围内的温度）。但是，在这些温度下，与模具接触的表面中发生缺陷的风险特别大。

有意识的调整低的模具温度，如在玻璃温度之下超过30K、超过50K或100K或者超过200K，在各种情况下低于玻璃粘度为10⁹dPas、优选为10¹⁰dPas时的温度，可能在这方面是一种补救方法并减少表面缺陷。

可以通过不是均匀地加热玻璃，而是优选地加热那些将发生变形的区域来更加有效地防止这样的表面缺陷的形成。在没有要进行成型或仅是要进行低度成型（如对于厚度小于2.5mm的玻璃而言，弯曲半径大于50mm，或大于100mm）的均匀区域中，优选执行加热达到玻璃粘度在10¹³dPas至10⁹dPas范围内的温度，以使得首先降低应力的形成，其次防止与模具接触的表面上缺陷的形成。相反，待成型的窄小半径的区域（如弯曲半径小于15mm，小于10mm，还有特别是弯曲半径小于8mm或5mm，如3mm），特别是弯曲半径同时存在于多个空间方向上（三维轮廓）的边角，被加热到较高的温度（如玻璃粘度小于10¹⁰dPas、优选小于10⁷dPas时的温度，特别优选的是玻璃粘度在10⁵dPas至10³dPas范围内时的温度）。本方法的区别特征并不在于特定的温度，而在于在待成型的玻璃部件上，粘度在最热和最冷的部分之间被设置为至少相差100倍这么一个事实。

在玻璃的那些将被成型为三维轮廓的区域中，也特别有必要在成型过程中防止玻璃中的褶皱的形成，如在图15中的A点处那样的轮廓的情况下。在这种情况下，有可能使多个各自测量小于15mm、小于10mm或甚至小于5mm的半径在三维方向上相遇。当不通过热成型（以及因此拉伸）而从平板玻璃来成型所描述的轮廓，而是类似于随后的附图中的通过弯曲边缘B来成型所描述的轮廓时，特别如此。具体而言，在这种情况下，在边角中存有多余的玻璃，其在折叠后应该产生产品的区域A；而多余的玻璃，如果不导致褶皱的形成的话，就不得不沉积于区域A中，导致玻璃厚度的增加。这样的优点在于这些区域的强度也由于玻璃厚度的增加而得到一定程度的增加，而所述区域对断裂特别敏感。

然而，为了确保在将区域B弯曲到待成型的区域A中的时候，玻璃确实导致壁的增厚而不是褶皱的形成，这些点处的玻璃必须足够软。优选地是，玻璃应该软到使得在玻璃中作用的表面张力可以将边角中的玻璃质量快速地转变成加厚的部分而不产生任何褶皱。当然，为此目的所需要的粘度取决于需要的变形速率。但是一般而言，应该足够将边角加热到粘度为小于10⁷dPas，优选小于10⁵dPas，更优选小于10⁴dPas或更小。与上述相结合，在待成型的原材料玻璃中特别优选的温度分布在相邻的附图中举例示出，且因此区域A的粘度在10³至10⁶dPas的范围内，区域C的粘度在10⁴至10⁹dPas的范围内，区域D的粘度在10⁹至10¹³dPas的范围内。

由此，所以区域B的弯曲在边角区域中产生加厚的部分，这被示意性地显示在相邻的附图中。

一种特别有利的实施方式是，弯曲的模具仅在区域B及D中与成型体相接触，所述区域中的粘度基本上高于10⁹dPas，但特别地在较热的区域C中具有凹部A，且因此使轮廓自由成型。

在另一种实施方式中（图17），成型夹爪（shapingjaw）从最初的平面接触表面上突起。

所选择的示例性几何形状与例如适合用作电子产品的后盖的形状相关，而且正因为如此，所以有利的是成型后的成型玻璃还经过化学回火。

用于选择原材料玻璃中适合的温度分布的所述方法，不用说，也可被相应地用于任何其它需要的几何形状。在此，例如使用可商购的大小合适的燃烧器，使用被合适地控制和扫描的激光器，或者使用例如任何利用适当的遮罩来遮蔽原材料玻璃的各部分的平面加热方法，可以调整温度分布。一种具体的实施方式是，通过该实施方式，通过适当的局部冷却、或通过加热和冷却的组合来适当地设置还没有通过主成型被完全冷却的原材料玻璃的、即一般是玻璃带的温度。可以仅在重力作用下、借助负压或模具与玻璃之间的真空、或者也通过超压的应用来进行成型本身，超压将玻璃压至模具中。在这种情况下，超压的应用不被限制在作用在玻璃上的1巴的压差。在成型小半径时，这在低温下对于获得良好的表面而言也是有利的。

因此，通过应用超压，并且在原材料玻璃的两个表面间产生大于1巴的压差，甚至在大于10⁹dPas、甚至大于10¹⁰dPas的粘度下，也可能成型小于10mm、小于5mm的半径。

图18中显示了与超压的应用相关的示例性实施方式。

以下步骤代表了特别简单的实现实例：

1.在基本上具有待成型为平面的底部的几何形状和尺寸的模具基底上放置原材料玻璃板，

2.向原材料玻璃应用所讨论的温度分布，

3.允许边缘在重力作用下向下折叠。

对于本领域的技术人员而言，以上所述温度分布的优点也可被有利地用于任何类型的冲压工艺，这点是不言而喻的，所述冲压工艺例如坯体冲压工艺的变体，特别是为了形成具有小程度的变形的区域，这得益于较低的局部温度对表面损坏较不敏感。

为避免多余的玻璃（其在弯曲后需被移走（如切除）），使原材料玻璃的切割设置成能够使边缘也滑入弯曲模具中是有利的。在这方面可能出现的困难在于，在这样的弯曲过程中，玻璃板常常倾向于滑入模具中不均等的深度，即倾斜。为避免这种情况，可以用特别简单的方式，例如使用作用在玻璃的中央的小吸垫，将竖直引导件附接在玻璃上，玻璃的粘度大于10¹⁰dPas，且因此对表面损坏较不敏感。所述吸垫本身可被竖直引导，且因此防止了玻璃的横向滑动（参见图19）。

V．方法4（特殊吹炼工艺）

与超压的应用相关的具体实施方式是，对传统吹炼工艺进行修改。在此，通过生产中空器皿型坯的玻璃容器工业中传统常用的技术，获得薄厚适中的原材料玻璃。

但是，将所述玻璃型坯引入到成品吹塑模具（finishblowmould）中，并提供内部压力，成品吹塑模具的壁含有那些以阳模形式或以阴模形式对应于所需产品轮廓的区域。将这类型的区域有利地尽可能紧密地彼此相邻地放置，并且排列成使得所产生的模具壁的截面尽可能接近于圆形截面，这样由于均匀的内部压力而自然旋转对称的型坯与所述模具才尽可能匹配。

特别是，当采用冲压/吹塑工艺的时候，为了在产品中带来厚度分布中合适的变化，但也可以应用冲压步骤来产生需要的型坯的非旋转对称的厚度分布。例如，因此可能理想的是，同产品的边缘相比，表面的中央具有较厚或较薄的壁厚。

成品吹塑模具产生中空器皿部件至少一次、但特别优选四次或更多次，其含有需要的成品。根据通常已知的方法的合适的分离提供了相应的各个单独的玻璃部件。

本方法的一个优点是，它与常见且非常经济的吹塑工艺相关，吹塑工艺在玻璃容器工业中是传统的，而且也可以用于不能容易地使用传统平板玻璃生产工艺如浮法玻璃生产法、或经由拉伸（drawing）工艺来生产的玻璃类型。

VI．方法5（“嘀嗒叫青蛙效应（clickerfrogeffect"）”）

这是用于触摸面板的方法，用来实现被按压时玻璃表面的触觉反馈，类似于高质量的传统键盘或薄膜键盘。

可以以局部结构化元件（键）的形式或在触摸面板上全局性地提供触觉效应。

根据现有技术，常规的是通过玻璃基质中的离子交换，将玻璃板的两个光滑表面（即其上侧和下侧）在与其表面成切线的方向上几乎均匀地、但在法线方向上极不均匀地化学回火。由于这个方法，两个表面都在压应力下得到相同程度的补偿，为了例如使硬的尖头体更难穿透（使得表面缺陷更难发生）。

但是，如果离子交换是以局部结构化的方式发生并在一个表面和/或两个表面（上侧及后侧）上程度不同的话，则在薄玻璃（厚度约0.5mm）的情况下，压应力的2D分布会局部地变化，且由此会产生局部变化的薄膜应力。

以类似于有机塑料的薄膜键盘的方式，由此获得了具有滞后效应的力-位移行为（与嘀嗒叫青蛙相比）。

图20显示了典型的力-位移图的外观。

瞬动开关是力-位移性质显示出显著的滞后效应的电气开关。在此，所述触觉类似于在叫做嘀嗒叫青蛙（clickerfrog）的儿童玩具中的触觉。

Claims

1.具有限定几何形状的成型玻璃制品的生产方法，其中所述方法至少包含以下步骤：

-将玻璃板布置在模具上，

-在加热单元中通过红外辐射加热玻璃板，且非均匀地加热所述玻璃板，

-通过外部力作用使加热后的玻璃板在模具上变形，

-冷却成型玻璃板，由此获得具有限定几何形状的成型玻璃制品，并且

-其中在待成型的玻璃板上，粘度在玻璃板最热和最冷的部分之间被设置为至少相差100倍。

2.权利要求1中的方法，其特征在于所述红外辐射是短波或中波红外辐射。

3.权利要求1中的方法，其特征在于所述外部力是重力、负压和/或超压。

4.具有限定几何形状的成型玻璃制品的生产方法，其中所述方法至少包含以下步骤：

-将玻璃板布置在模具上，

-在加热单元中加热玻璃板，且非均匀地加热所述玻璃板，

-通过外部力作用使加热后的玻璃板变形，

5.权利要求4中的方法，其特征在于所述外部力是重力、负压和/或超压。

6.权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于所述加热单元具有至少一个内壁，所述内壁被加热到以下温度，该温度高于加热后的玻璃板的温度。

7.权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于通过平面加热方法来实现加热，所述平面加热方法利用遮蔽玻璃板的各部分的遮罩。

8.权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于没有要进行成型或仅是要进行低度成型的玻璃板的区域被加热达到玻璃粘度在10¹³dPas至10⁹dPas范围内的温度。

9.权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于待成型的、具有窄小半径的玻璃板的区域被加热到较高的温度，在该温度下，玻璃粘度小于10¹⁰dPas。

10.权利要求9中的方法，其特征在于所述较高的温度是玻璃粘度小于10⁷dPas的温度。

11.权利要求9中的方法，其特征在于所述较高的温度是玻璃粘度在10⁵dPas至10³dPas范围内的温度。

12.权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于玻璃板的边角区域被加热到粘度小于10⁷dPas。

13.权利要求12中的方法，其特征在于玻璃板的边角区域被加热到粘度小于10⁵dPas。

14.权利要求12中的方法，其特征在于玻璃板的边角区域被加热到粘度小于10⁴dPas。

15.权利要求4或5中的方法，其特征在于利用具有合适大小的燃烧器或利用被适当地控制或扫描的激光器来实现加热。

16.权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于待变形的玻璃板具有预先限定的厚度分布。

17.权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于所获得的玻璃制品具有窄小的半径，即具有<50mm的半径，并且表面质量高，即具有在成型区域中每1cm²具有小于1个测量大于50μm的缺陷的表面。

18.权利要求17中的方法，其特征在于所获得的玻璃制品具有<15mm的半径。

19.权利要求17中的方法，其特征在于所获得的玻璃制品具有在成型区中每10cm²具有小于一个测量大于50μm的缺陷的表面。

20.权利要求17中的方法，其特征在于所获得的玻璃制品具有在成型区中每100cm²具有小于一个测量大于50μm的缺陷的表面。

21.权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于所获得的玻璃制品具有占所提供的玻璃板厚度的最多+/-10％的褶皱和/或表面波动。

22.权利要求21中的方法，其特征在于所获得的玻璃制品具有占所提供的玻璃板厚度的最多+/-5％的褶皱和/或表面波动。

23.根据权利要求1至22中任一项的方法所生产的玻璃制品的应用，所述玻璃制品被用作屏幕的组成部分，外壳的组成部分。

24.权利要求23中的应用，其特征在于所述外壳是电气或电子设备的外壳。

25.权利要求24中的应用，其特征在于所述电气或电子设备是移动电话、电脑或游戏机。