CN104071970B - 曲面玻璃成型方法及其采用的模具 - Google Patents

Abstract

一种用于成型曲面玻璃的模具，其包括下模、上模及设置于上模与下模之间的模仁，该下模开设有收容该模仁的收容空间，该上模装设在下模上，该模仁开设有模穴，该下模包括一个支撑该模仁的底面，该下模的底面上开设有至少一个与该收容空间相连通的导流槽，该至少一个导流槽的底面开设有至少一个排气口，该模仁还开设有与该模穴及该至少一个导流槽连通的多个微通孔。本发明还提供采用上述模具的曲面玻璃成型方法。采用上述模具成型的曲面玻璃粗糙度较小，表面质量较佳。

Description

曲面玻璃成型方法及其采用的模具

技术领域

本发明涉及一种玻璃成型方法，尤其涉及一种对曲面玻璃的成型方法及其采用的模具。

背景技术

近年来，为使电子装置的显示面板更加时尚，业界已尝试将曲面玻璃应用于显示面板。曲面玻璃的成型方法一般采用重力弯曲法，即将玻璃板坯料加热到其玻璃态转化温度或高于其玻璃态转化温度，然后将该加热的玻璃板坯料输送至成型炉的成型模具上，成型模具设有内凹成型面，玻璃板坯料依靠自身的重力使其下垂弯曲至内凹成型面，从而成型曲面玻璃。然而，由于重力弯曲法是利用玻璃自身的重力下垂弯曲，因此曲面玻璃的轮廓度误差较大。为降低轮廓度误差，可将玻璃板坯料加热到玻璃态转化温度后，利用模具上下挤压成预定形状。采用模具挤压成型方法，由于成型时，模具需与玻璃板坯料的上下两个表面接触，导致成型后曲面玻璃的内凹曲面及外凸曲面粗糙度较大，表面缺陷较多。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种表面质量较佳玻璃的成型方法。还有必要提供一种上述成型方法所采用的模具。

一种用于成型曲面玻璃的模具，其包括下模、上模及设置于上模与下模之间的模仁，该下模开设有收容该模仁的收容空间，该上模装设在下模上，该模仁开设有模穴，该下模包括一个支撑该模仁的底面，该下模的底面上开设有与该收容空间相连通且间隔分布的多个导流槽，每个导流槽的底面上开设有排气口，该模仁还开设有与该模穴及该多个导流槽连通的多个微通孔，该多个微通孔的延伸方向纵横交错，且呈矩阵排列。

一种曲面玻璃成型方法，其包括以下步骤：提供一套上述模具及一个气氛炉体，将该模具设置于该气氛炉体内；提供一种玻璃板坯料，并将该玻璃板坯料放置在该上模上；通过该气氛炉体加热该玻璃板坯料使该玻璃板坯料的温度接近该玻璃板坯料的玻璃转换温度；通过该下模的排气口对该收容空间抽气，使该玻璃板坯料在压力作用下朝向该模仁弯曲变形，并紧贴该模仁的模穴底面；冷却并脱模得到曲面玻璃。

采用上述模具成型曲面玻璃的过程中，由于将玻璃板坯料放置在上模远离下模的一侧上，避免与模具有较多的接触，且成型曲面玻璃的过程中，曲面的外凸面在成型时与模穴底面接触，成型后的曲面玻璃的内凹面粗糙度较小，表面质量较佳。由于下模的底面上开设有与微通孔及排气口相连通的导流槽，使得在成型玻璃板过程中，从排气口抽气时，排气较为均匀，避免玻璃板坯料在成型过程中变形。另外，由于模仁上形成有多个微通孔，使玻璃板坯料受压力弯曲变形过程中，玻璃板坯料的表面不会留下吸气孔痕迹，提高成型的曲面玻璃表面质量。

附图说明

图1是本发明实施方式中的模具的立体分解示意图。

图2是图1所示的模具的立体示意图。

图3是采用图1所示的模具成型曲面玻璃成型方法的流程示意图。

图4是图1所示的模具在成型曲面玻璃时的第一使用状态剖视图。

图5是图1所示的模具在成型曲面玻璃时的第二使用状态剖视图。

图6是图1所示的模具在成型曲面玻璃时的第三使用状态剖视图。

图7是图1所示的模具的模仁的成型方法流程示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明实施方式的曲面玻璃成型方法中，使用模具100将玻璃板坯料200(如图4)成型为曲面玻璃300(如图6)。模具100包括下模10、与下模10相对的上模30及设置于下模10与上模30之间的模仁50。

下模10大致为长方体，其包括靠近模仁50的安装面11。安装面11上向内凹陷形成有与模仁50相适配的收容空间111，以收容模仁50。下模10包括一个用于支撑模仁50的底面113，底面113上凹陷形成有多个间隔分布的导流槽115，每个导流槽115的底面117上贯通开设有排气口119。排气口119与收容空间111相连通。在本实施方式中，导流槽115为五个，且均匀开设在收容空间111的底面113上。下模10的安装面11的四角处还开设有对位孔13，对位孔13用于与上模30配合以定位上模30。

上模30大致为矩形板状，其包括远离下模10的装配面31。装配面31大致居中位置开设有收容槽33，用于收容玻璃板坯料200，收容槽33的底面形成一个支撑面331，用于支撑玻璃板坯料200。支撑面331上开设有开口335，开口335大致为矩形开口，且拐角为圆弧过渡。上模30远离装配面31的一侧上对应下模10的对位孔13凸伸形成有定位柱35，定位柱35插设于对位孔13中以将上模30定位于下模10上。可以理解，上模30的收容槽33可以省略，开口335则直接开设在装配面31上，玻璃板坯料200直接放置在装配面31上并覆盖开口335。在本实施方式中，支撑面331为与装配面31平行的平面。可以理解，支撑面331也可为朝向开口335倾斜的平面或弧形面。

模仁50大致为长方体，其由B、N的质量含量大于70％的氮化硼陶瓷或氮化硼为主要基材的复合陶瓷制成。在本实施方式中，模仁50由Si-B-N陶瓷纤维制成。模仁50装设于下模10收容空间111中，其包括相对的第一表面51及第二表面53，第一表面51朝向上模30，第二表面53朝向下模10。模仁50上贯通第一表面51及第二表面53开设有多个微通孔55，从而将上模30的开口335与下模10的导流槽115连通。每个微通孔55的直径小于1mm，在本实施方式中，微通孔55的直径为0.3mm。模仁50的第一表面51上对应上模30的开口335凹陷开设有模穴57，模穴57的轮廓与需成型的曲面玻璃300的轮廓相同。在本实施方式中，模穴57的底面为弧形底面，且多个微通孔55的延伸方向纵横交错，且在第一表面51上呈矩阵排列。在本实施方式中，模仁50的形状与下模10的收容空间111相匹配，以使得上模30定位在下模10上后，上模30与模仁50的第一表面51贴合。可以理解，模仁50可仅在对应模穴57处开设有微通孔55。可以理解，微通孔55的大小可为其他，例如微通孔55的直径为0.5mm。

当下模10、上模30及模仁50组装在一起时，模仁50装设在下模10的收容空间111的底面113上，并位于导流槽115远离排气口119的一侧。上模30远离装配面31的一侧与下模10的安装面11及模仁50的第一表面51贴合，且定位柱35插设在对位孔13中。此时，开口335与模穴57相对应，模仁50的微通孔55将上模30的开口335与下模10的导流槽115连通。

请参阅图3，一种曲面玻璃成型方法，其采用模具100将玻璃板坯料200成型为曲面玻璃300，包括以下步骤：

步骤S101，提供一套模具100及一个气氛炉体，模具100包括下模10、与下模10相对的上模30及设置于下模10与上模30之间的模仁50，模仁50对应模穴57处开设有多个微通孔55。气氛炉体中的温度可以调节，以成型曲面玻璃。

步骤S102，请同时参阅图4，提供一种玻璃板坯料200，并将玻璃板坯料200放置在上模30的支撑面331上，玻璃板坯料200封盖上模30的开口335，此时模具100为第一使用状态。

步骤S103，将气氛炉体抽真空以排除空气，然后再通入保护性气体，在本实施方式中，注入的保护气体为氮气。

步骤S104，加热玻璃板坯料200使玻璃板坯料200的温度接近该玻璃材质之玻璃转换温度，在本实施方式中，玻璃板坯料200的温度与玻璃转换温度的温差小于或等于50℃。

步骤S105，请同时参阅图5，从下模10的排气口119对收容空间111抽气，由于上模30的开口335与导流槽115通过模仁50上的微通孔55连通，因此加热玻璃板坯料200靠近下模10的一侧形成负压区，而玻璃板坯料200远离下模10一侧形成正压区，玻璃板坯料200在压力作用下朝向模仁50弯曲变形，并紧贴模仁50的模穴57弧形底面，此时模具100为第二使用状态。由于导流槽115为多个，且均匀分布在收容空间111的底面113上，因此从排气口119抽气时，模穴57中的气体能够通过微通孔55及多个导流槽115均匀地抽出，使得玻璃板坯料200受力均匀，紧密贴合模穴57的底面。进一步地，由于微通孔纵横交错排列，增大了形成负压的速率。

步骤S106，请同时参阅图6，待弯曲后的玻璃板坯料200冷却后，从排气口119通入气体辅助脱模，此时模具100为第三使用状态，将模具100从气氛炉体中取出，得到曲面玻璃300。

请同时参阅图7，模具100的模仁50的制备方法包括如下步骤：

S201，将复合陶瓷粉末作为原料粉体，将原料粉体压平。在本实施方式中，原料粉体为B、N含量大于70％的氮化硼陶瓷或氮化硼粉末。

S202，将原料粉体上铺设一层有机物制成的丝网。在本实施方式中，铺设的丝网的每根丝的直径大致为0.3mm。

S203，在有机物制成的丝网上铺设一层原料分体并压平。

S204，重复步骤S202及S203至原料粉体到达预设厚度。

S205，提供一个气氛炉体，将原料粉体放入气氛炉体中进行烧结，以形成陶瓷块体。

S206，将陶瓷块体在空气气氛或氧气气氛中进行煅烧使陶瓷块体中的有机物完全氧化，从而使陶瓷块体形成微通孔。在本实施方式中，煅烧温度约为700℃，形成的微通孔的直径大致为0.3mm。由于微通孔由有机物制成的丝网在煅烧时，因此形成的微通孔为纵横交错排列。

S207，对陶瓷块体进行外型修整，并加工出与曲面玻璃300的轮廓相匹配的模穴57，形成模仁50。

可以理解，步骤S202中也可以采用其他尺寸的丝网，例如采用每根丝的直径为0.5mm的丝网，对应地，步骤S206中得到的微通孔的直径为0.5mm。

采用本发明实施方式的模具100成型曲面玻璃300的过程中，由于将玻璃板坯料200放置在上模30的支撑面331上，避免与模具100有较多的接触，且成型曲面玻璃300的曲面过程中，曲面的外凸面在成型时与模穴底面接触，成型的曲面玻璃300的内凹面粗糙度较小，表面质量较佳。由于模仁50上形成有多个微通孔55，使得在玻璃板坯料200的形变过程中，玻璃板坯料200的表面不会留下吸气孔痕迹，提高成型的曲面玻璃300表面质量。模具100在使用过程中，在放置玻璃板坯料200或取出曲面玻璃300时，无需开模及合模，使用较方便。由于下模50的底面113上开设有与微通孔55及排气口119相连通的导流槽115，且模仁50中的微通孔55的延伸方向纵横交错，使得在成型玻璃板过程中，从排气口119抽气时，排气较为均匀，避免玻璃板坯料200在弯曲过程中变形。另外，通过煅烧使得有机丝网氧化形成微通孔，能够较简单地在模仁上形成尺寸较小的微通孔。

可以理解，下模10的导流槽115的数量可为一个或多个，每个导流槽115上的排气口119可为多个。可以理解，导流槽115的数量越多，分布越均匀，每个导流槽115上开设的排气口119越多，排气口119的排布越均匀，成型后的曲面玻璃300的轮廓度越高。

可以理解，排气口119可开设在下模10的其他部位，仅需保证排气口119与微通孔55连通即可。

可以理解，成型曲面玻璃300过程中，玻璃板坯料200可直接放置在模仁50的第一表面51上，并封盖模穴57。

可以理解，在曲面玻璃300的轮廓度要求一般时，导流槽115可以省略，而将多个排气口119直接开设在收容空间111的底面113上。

可以理解，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种用于成型曲面玻璃的模具，其包括下模、上模及设置于上模与下模之间的模仁，该下模开设有收容该模仁的收容空间，该上模装设在下模上，该模仁开设有模穴，其特征在于：该下模包括一个支撑该模仁的底面，该下模的底面上开设有与该收容空间相连通且间隔分布的多个导流槽，每个导流槽的底面上开设有排气口，该模仁还开设有与该模穴及该多个导流槽连通的多个微通孔，该多个微通孔的延伸方向纵横交错，且呈矩阵排列。

2.如权利要求1所述的模具，其特征在于：该上模开设有与该模穴对应且连通的开口。

3.如权利要求2所述的模具，其特征在于：该上模远离该下模的一侧开设有收容槽，该收容槽的底面形成有支撑面，该开口开设在该支撑面上。

4.如权利要求1所述的模具，其特征在于：每个该微通孔的直径为0.3mm。

5.一种曲面玻璃成型方法，其包括以下步骤：

提供一套如权利要求1所述的模具及一个气氛炉体，将该模具设置于该气氛炉体内；

提供一种玻璃板坯料，并将该玻璃板坯料放置在该上模上；

通过该气氛炉体加热该玻璃板坯料使该玻璃板坯料的温度接近该玻璃板坯料的玻璃转换温度；

通过该下模的排气口对该收容空间抽气，使该玻璃板坯料在压力作用下朝向该模仁弯曲变形，并紧贴该模仁的模穴底面；

冷却并脱模以得到曲面玻璃。

6.如权利要求5所述的曲面玻璃成型方法，其特征在于：脱模时，从排气口向收容空间中通入气体以辅助脱模。

7.如权利要求5所述的曲面玻璃成型方法，其特征在于：该上模远离该下模的一侧开设有收容槽，该收容槽的底面形成一个支撑面，该支撑面上开设有开口，该玻璃板坯料放置在该支撑面上，并容纳在该收容槽中。

8.如权利要求5所述的曲面玻璃成型方法，其特征在于：该微通孔的直径为0.3mm。