CN105174698A - 一种可穿戴式智能设备的3d玻璃面板的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法，属于玻璃面板加工工艺技术领域。它解决了现有加工方法加工后表面比较粗糙的技术问题。本加工方法包括外形加工、装载和清洗、预加热、热压成型和清洗取出的步骤。本发明能够一次性加工出高质量的3D玻璃面板。
Description
技术领域
本发明属于智能设备的玻璃面板加工工艺技术领域，涉及一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法。
背景技术
“穿戴式智能设备”是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如眼镜、手套、手表、服饰及鞋等。而广义的穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的功能，例如智能手表或智能眼镜等，以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备如智能手机配合使用，如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等。随着技术的进步以及用户需求的变迁，可穿戴式智能设备的形态与应用热点也在不断的变化。
穿戴式智能设备的面板一般采用透明的玻璃面板，由于是需要可穿戴式的，特别需要适合手腕、脖子处曲面，一般玻璃面板需要呈3D弯曲状，这种3D弯曲状目前是通过CNC数控机床的刀具加工的，如专利CN201310261831.X所公开的一种3D玻璃加工方法及数控机床切割刀具，本3D玻璃加工方法包括前处理：了解3D玻璃毛坯8与3D玻璃成品之间边缘余量；切割：若上述边缘余量大于设定余量，则先进行粗切割直至边缘余量小于设定余量，再进行精切割直至达到产品设计要求；若上述边缘余量小于设定余量，则直接进行精切割直至达到产品设计要求。
上述专利的加工方法的缺点很明显，加工后表面比较粗糙，加工后需要抛光，抛光也无法完全抛到位，需要多次多位的抛光，因此产品的良品率低。
发明内容
本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法，本发明所要解决的技术问题是：如何一次性加工出高质量的3D玻璃面板。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法，所述3D玻璃面板包括采用玻璃材料制成的面板本体，所述面板本体为圆弧弯曲状的片体，其特征在于，本加工方法的步骤如下：
a外形加工：将玻璃原材料放入CNC数控机床上加工成预设形状和尺寸的玻璃片体；
b装载和清洗：用高压气流或高压水流对玻璃片体表面进行清洗，再设置一个模具，该模具包括动模板和定模板，所述动模板和定模板合模时能形成一个与面板本体形状相同的模腔，将玻璃片体放置在定模板上并定位；
c预加热：将模具连同玻璃片体放入电烤箱中，加热使玻璃片体的温度达到350-450℃，保持该温度5-10分钟；
d热压成型：继续加热使玻璃片体的热压温度至700-900℃，对动模板施加10-20MPa的压力，驱动动模板向定模板向定模板逐步靠近直至合模，动模板和定模板顶压在玻璃片体的上表面和下表面使该玻璃片体在高温状态下弯曲变形形成模腔形状的面板本体，保持压力和温度10-15分钟；
e清洗取出：将模具从电烤箱中取出，自然冷却至常温，将模具打开，取出面板本体，用高压气流对玻璃片体表面进行清洗，然后成品包装。
其原理如下：玻璃片体是本加工方法的未成品，属于未加工完成的东西。步骤b中将玻璃片体在定模板上定位的好处是使得玻璃片体的位置不会改变，在后续的热压中不会出错。步骤c中的预热主要使得玻璃片体逐步适应高温，防止一下子膨胀太快导致裂痕，保持一段时间的好处是使得预热温度能够充分均匀。步骤d中的热压温度要高于预热温度，使得玻璃片体可塑性变大，然后施加压力使得动模板和定模板合模，从而将玻璃片体热压成模腔形状的面板本体，由于模腔可以做的很光滑，使得热压的时候不会导致玻璃片体的表面变粗，使得本加工方法加工出来的成品表面光滑度很好，不需要二次加工，可一次性加工到位。
在上述的一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法中，所述步骤a中先对玻璃原材料进行粗加工，粗加工将玻璃原材料切割成玻璃片体，粗加工的余量放0.2-0.5mm，再对玻璃片体进行精加工，精加工的余量为0.08-0.1mm，再对玻璃片体进行磨削和抛光，磨削和抛光后精度要求为±0.05mm。粗加工的余量区间设计使得既满足精加工的需要，也避免过多的余量导致加工时间过长，精加工使得玻璃片体逐步降低表面粗糙度，对玻璃片体直接进行磨削和抛光使得玻璃片体的表面粗糙度达到最终要求，使得热压后只要保持这种表面粗糙度就可以满足要求，不需要二次抛光，节省工序。
在上述的一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法中，所述步骤b中的动模板和定模板的材料均为石英或陶瓷；所述模腔的内表面的粗糙度为0.001-0.008μm。石英和陶瓷均能够耐高温且表面的粗糙度均能够做的很光滑，模腔是动模板和定模板共同形成的，模腔的内表面和玻璃片体的表面会贴合，因此，将模腔的内表面设计成上述的粗糙度去区间内，能够保证热压后的面板本体的粗糙度不大于抛光后的粗糙度，使得热压后不需要二次抛光。
在上述的一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法中，所述动模板和定模板的导热性为每分钟200℃-250℃/cm3。热导性设计在上述区间内能够保证玻璃片体逐步升温，防止升温过快导致裂痕。
在上述的一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法中，所述步骤d中玻璃片体的厚度和热压温度的关系式为：当玻璃片体厚度为1mm时，热压温度为800℃，玻璃片体的厚度每增加/减少0.2mm，热压温度相应增加/减少30℃。该关系式使得热压温度随着玻璃片体的厚度的改变而改变，从而提高不同厚度的产品的良品率。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1、本加工方法的热压温度要高于预热温度，使得玻璃片体可塑性变大，由于模腔可以做的很光滑，使得热压的时候不会导致玻璃片体的表面变粗，使得本加工方法加工出来的成品表面光滑度很好，不需要二次加工，可一次性加工到位。
2、本加工方法的热压和厚度关系式使得热压温度随着玻璃片体的厚度的改变而改变，从而提高不同厚度的产品的良品率。
附图说明
图1是本加工方法的工作流程图。
图2是玻璃片体的结构示意图。
图3是面板本体的结构示意图。
图4是模具的结构示意图。
图中，1面板本体；2玻璃片体；3模具；31动模板；32定模板；33模腔。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2、图3和图4所示，本3D玻璃面板包括采用玻璃材料制成的面板本体1，面板本体1为圆弧弯曲状的片体，本加工方法的步骤如下：
a外形加工：将玻璃原材料放入CNC数控机床上加工成预设形状和尺寸的玻璃片体2；步骤a中先对玻璃原材料进行粗加工，粗加工将玻璃原材料切割成玻璃片体2，粗加工的余量放0.2-0.5mm，再对玻璃片体2进行精加工，精加工的余量为0.08-0.1mm，再对玻璃片体2进行磨削和抛光，磨削和抛光后精度要求为±0.05mm。粗加工的余量区间设计使得既满足精加工的需要，也避免过多的余量导致加工时间过长，精加工使得玻璃片体2逐步降低表面粗糙度，对玻璃片体2直接进行磨削和抛光使得玻璃片体2的表面粗糙度达到最终要求，使得热压后只要保持这种表面粗糙度就可以满足要求，不需要二次抛光，节省工序。
b装载和清洗：用高压气流或高压水流对玻璃片体2表面进行清洗，再设置一个模具3，该模具3包括动模板31和定模板32，动模板31和定模板32合模时能形成一个与面板本体1形状相同的模腔33，将玻璃片体2放置在定模板32上并定位；步骤b中的动模板31和定模板32的材料均为石英或陶瓷；模腔33的内表面的粗糙度为0.001-0.008μm。石英和陶瓷均能够耐高温且表面的粗糙度均能够做的很光滑，模腔33是动模板31和定模板32共同形成的，模腔33的内表面和玻璃片体2的表面会贴合，因此，将模腔33的内表面设计成上述的粗糙度去区间内，能够保证热压后的面板本体1的粗糙度不大于抛光后的粗糙度，使得热压后不需要二次抛光。动模板31和定模板32的导热性为每分钟200℃-250℃/cm3。热导性设计在上述区间内能够保证玻璃片体2逐步升温，防止升温过快导致裂痕。
c预加热：将模具3连同玻璃片体2放入电烤箱中，加热使玻璃片体2的温度达到350-450℃，保持该温度5-10分钟；
d热压成型：继续加热使玻璃片体2的热压温度至700-900℃，对动模板31施加10-20MPa的压力，驱动动模板31向定模板32向定模板32逐步靠近直至合模，动模板31和定模板32顶压在玻璃片体2的上表面和下表面使该玻璃片体2在高温状态下弯曲变形形成模腔33形状的面板本体1，保持压力和温度10-15分钟；步骤d中玻璃片体2的厚度和热压温度的关系式为：当玻璃片体2厚度为1mm时，热压温度为800℃，玻璃片体2的厚度每增加/减少0.2mm，热压温度相应增加/减少30℃。该关系式使得热压温度随着玻璃片体2的厚度的改变而改变，从而提高不同厚度的产品的良品率。
e清洗取出：将模具3从电烤箱中取出，自然冷却至常温，将模具3打开，取出面板本体1，用高压气流对玻璃片体2表面进行清洗，然后成品包装。玻璃片体2是本加工方法的未成品，属于未加工完成的东西。步骤b中将玻璃片体2在定模板32上定位的好处是使得玻璃片体2的位置不会改变，在后续的热压中不会出错。步骤c中的预热主要使得玻璃片体2逐步适应高温，防止一下子膨胀太快导致裂痕，保持一段时间的好处是使得预热温度能够充分均匀。步骤d中的热压温度要高于预热温度，使得玻璃片体2可塑性变大，然后施加压力使得动模板31和定模板32合模，从而将玻璃片体2热压成模腔33形状的面板本体1，由于模腔33可以做的很光滑，使得热压的时候不会导致玻璃片体2的表面变粗，使得本加工方法加工出来的成品表面光滑度很好，不需要二次加工，可一次性加工到位。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (5)
1.一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法，所述3D玻璃面板包括采用玻璃材料制成的面板本体(1)，所述面板本体(1)为圆弧弯曲状的片体，其特征在于，本加工方法的步骤如下：
a外形加工：将玻璃原材料放入CNC数控机床上加工成预设形状和尺寸的玻璃片体(2)；
b装载和清洗：用高压气流或高压水流对玻璃片体(2)表面进行清洗，再设置一个模具(3)，该模具(3)包括动模板(31)和定模板(32)，所述动模板(31)和定模板(32)合模时能形成一个与面板本体(1)形状相同的模腔(33)，将玻璃片体(2)放置在定模板(32)上并定位；
c预加热：将模具(3)连同玻璃片体(2)放入电烤箱中，加热使玻璃片体(2)的温度达到350-450℃，保持该温度5-10分钟；
d热压成型：继续加热使玻璃片体(2)的热压温度至700-900℃，对动模板(31)施加10-20MPa的压力，驱动动模板(31)向定模板(32)向定模板(32)逐步靠近直至合模，动模板(31)和定模板(32)顶压在玻璃片体(2)的上表面和下表面使该玻璃片体(2)在高温状态下弯曲变形形成模腔(33)形状的面板本体(1)，保持压力和温度10-15分钟；
e清洗取出：将模具(3)从电烤箱中取出，自然冷却至常温，将模具(3)打开，取出面板本体(1)，用高压气流对玻璃片体(2)表面进行清洗，然后成品包装。
2.根据权利要求1所述的一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法，其特征在于，所述步骤a中先对玻璃原材料进行粗加工，粗加工将玻璃原材料切割成玻璃片体(2)，粗加工的余量放0.2-0.5mm，再对玻璃片体(2)进行精加工，精加工的余量为0.08-0.1mm，再对玻璃片体(2)进行磨削和抛光，磨削和抛光后精度要求为±0.05mm。
3.根据权利要求2所述的一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法，其特征在于，所述步骤b中的动模板(31)和定模板(32)的材料均为石英或陶瓷；所述模腔(33)的内表面的粗糙度为0.001-0.008μm。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法，其特征在于，所述动模板(31)和定模板(32)的导热性为每分钟200℃-250℃/cm3。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种可穿戴式智能设备的3D玻璃面板的加工方法，其特征在于，所述步骤d中玻璃片体(2)的厚度和热压温度的关系式为：当玻璃片体(2)厚度为1mm时，热压温度为800℃，玻璃片体(2)的厚度每增加/减少0.2mm，热压温度相应增加/减少30℃。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 318015 Jiaojiang City, Taizhou Province Hong home Star electronics industry base, building No. 4, building No. Applicant after: ZHEJIANG XINGXING TECHNOLOGY CO., LTD. Address before: 318015 Jiaojiang City, Taizhou Province Hong home Star electronics industry base, building No. 4, building No. Applicant before: Zhejiang Firstar Panel Technology Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151223 |