CN105555719A

CN105555719A - 用于弯曲薄玻璃的装置和方法

Info

Publication number: CN105555719A
Application number: CN201480050803.6A
Authority: CN
Inventors: A·贾殷; M·J·摩尔; L·G·史密斯; J·C·托马斯; M·M-L·弗雷德霍姆; S·波希
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2016-05-04
Also published as: WO2015009494A1; US20160145139A1; EP3461797A1; EP3022159A1; EP3022159B1; JP2016525059A; KR20160030537A

Abstract

一种弯曲一件或多件薄玻璃结构的系统和方法。该系统包括加热、弯曲和冷却区域，每个区域都具有多个模块，所述模块互相对齐并相互连接以限定长形通道，其中，相邻的加热模块通过炉门相互隔开。输送机制将一件或多件薄玻璃结构经由长形通道运送通过各模块。每个模块都包含一个或多个加热元件，能够根据一件或多件薄玻璃结构的温度曲线通过元件或元件组对每个加热元件进行独立控制。温度曲线可以根据一件或多件薄玻璃结构的温度来确定。

Description

用于弯曲薄玻璃的装置和方法

本申请要求于2013年7月16日提交的美国临时申请号61/846692的优先权，该文的内容通过引用全文纳入本申请。

背景

用于对玻璃结构进行退火和回火的退火炉是众所周知的。例如，美国专利号4481025描述了一种对玻璃结构进行热处理的常规退火炉，该退火炉由一系列限定长形隔热通道的模块构成。带式运输机延伸穿过通道以使玻璃结构从一端移动至另一端。连接通道与环境空气的风道系统、以及加热器和鼓风机能够在回火炉中沿着运输机移动的方向建立加热、回火和冷却区域。

然而，这种常规的退火炉无法对薄玻璃结构和玻璃层压结构进行受控制的加热和冷却以防止其产生褶皱。另外，这种常规的退火炉无法在对薄玻璃结构和玻璃层压结构进行原位弯曲或成形然后对其进行受控制的冷却。

发明概述

本发明总体上涉及一种用于弯曲一件或多件薄玻璃片的系统和方法。更具体而言，本发明提供了一种将薄玻璃弯成复杂形状的系统和方法。这种系统和方法通常可能在加热、弯曲和冷却处理的整个过程中需要更好和更复杂的温度控制。一种示例性的实施方式通过差异加热在特定的加热模块中提供更可控的温度，在弯曲或挤压模块中提供更可控的温度以及在冷却模块中提供更好的加热特征部件。

因此，本发明的实施方式能够提供在各玻璃结构或部件的长度和宽度上可变的玻璃粘度(例如，沿着部件的横向(移动方向的横向)和纵向(移动方向)尺寸的差异加热或Δ温度)。该可变粘度能够用于处理各玻璃结构中任何与周边的任何压缩应力相对应的中心张力，以确保没有边缘褶皱或不发生预成形形状的不当弯曲。为此，一种示例性的系统可包含数量众多的形成多个区域(例如超过200个具有预定模式的区域)的辐射加热元件，以使每个加热器或区域都可以具有独立的控制和反馈机制。另外，示例性实施方式可在每个加热、弯曲和/或冷却区域中包含多个加热曲线方案，以为各玻璃结构实现合适的温度曲线。

本发明的实施方式还可以提供更多的应力松弛时间以处理各玻璃或层压结构中任何与其周边的任何压缩应力相对应的中心张力，以确保在各部件的弯曲或挤压过程中不发生边缘褶皱。为此，示例性系统可包含多个多区域辐射预热和弯曲模块，每个都具有顶部和底部加热元件和区域。

本发明的实施方式还可以提供用于不同深度的形状(例如10mm～25mm的形状)的全表面压模机以形成通常无法用局部温度梯度形成的深度复杂曲率。因此，示例性的系统还可以包含具有连续变化的冲压速度(例如接近0.01mm/秒或更快)的压力机辅助模块。

本发明的实施方式还能够在成形后的退火或冷却过程中提供精确的热学控制，因为通常较高的冷却速率和较小的温度变化可导致经过加工的玻璃的假想温度发生微小变化，且可引发在经过弯曲的部件或产品上产生褶皱并导致光畸变的应力场。因此，示例性系统可包含具有用于各部件或产品的控制冷却的多区域加热能力的后弯曲区域。

本发明的一些实施方式包含用于弯曲一件或多件薄玻璃结构(例如堆叠中的多片玻璃或不同模具中的多个玻璃结构)的退火炉。退火炉包含加热区域，所述加热区域具有多个加热模块，所述加热模块相互对齐并相互连接以限定第一长形通道，其中，相邻的加热模块通过炉门相互隔开。退火炉包含弯曲区域，所述弯曲区域位于加热区域的下游且具有多个弯曲模块，所述弯曲模块互相对齐并相互连接以限定第二长形通道，其中，相邻的弯曲模块通过炉门相互隔开。退火炉还包含冷却区域，所述弯曲区域位于弯曲区域的下游且具有多个冷区模块，所述冷却模块相互对齐并相互连接以确定第三长形通道，其中，相邻的弯曲模块通过炉门相互隔开。退火炉中还可以包含输送机械装置，其用来运载一件或多件薄玻璃结构经由第一、第二和第三长形通道通过加热、弯曲和冷却模块。加热、弯曲和冷却模块各自包含一个或多个加热元件，能够根据用于一件或多件薄玻璃结构的温度曲线通过元件或元件组对每个加热元件进行独立控制。

本发明的实施方式还包含一种弯曲一件或多件薄玻璃结构的方法。本方法包括提供用于一件或多件薄玻璃结构的第一温度曲线并对退火炉中多个模块的一些模块中的第一组加热元件设定第一设定值。本方法还包括使第一功率因数与第一组中设定的每个加热元件相关联并使一个或多个控制设备与第一组中设定的每个加热元件相关联。本方法还包括根据用于一件或多件薄玻璃结构的第一温度曲线对第一组中的每个加热元件进行控制。

附图简要说明

图1A～1C是具有不同厚度的经过弯曲的玻璃结构的立体说明图。

图2是一系列以MPa显示建模压力的经过弯曲的玻璃结构的形变图。

图3是另一幅以MPa显示建模压力的经过弯曲的玻璃结构的形变图。

图4是汽车顶板的挠度-轴位置曲线图。

图5是根据本发明的一些实施方式的示例性退火炉的简图。

图6A和6B是根据本发明的一些实施方式的示例性的加热元件的示意图。

图7是置于根据本发明的一些实施方式的退火炉中的示例性玻璃结构的简图。

图8是根据本发明的一些实施方式的描绘一种示例性的温度曲线的温度-时间曲线图。

图9是根据本发明的一些实施方式的压力机辅助模块的简图。

图10是本发明的一些实施方式的简化方框图。

发明详述

参照附图，为了便于对本发明的理解，赋予相同的元件以相同的编号，描述了用于弯曲薄玻璃的系统和方法的各种实施方式。

提供以下对本发明的描述，作为其能够实施的教导及其目前已知的最佳实施方式。本领域的技术人员将会认识到，可以对本文所描述的实施方式作出许多改变，而仍能获得本发明的有益的结果。还显而易见的是，可以通过选用本发明的一些特征而不使用其它特征来得到本发明的所需的益处。因此，本领域技术人员会意识到，对本发明的许多改变和修改都是可能的，在某些情况下甚至是希望的，且这些修改和调整成为本发明的一部分。因此，提出以下描述作为本发明的原理的示例，而不构成对本发明的限制。

本领域技术人员会理解，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下对本文所描述的示例性实施方式进行许多修改。因此，所给例子并非旨在也不应被理解为是对本发明的限制，应将本描述理解为是所附权利要求及其等同体所提供的整个保护范围。另外，可以使用本发明的一些特征而不相应地使用其它特征。因此，提供上述对示例性或说明性实施方式的描述的目的在于对本发明的原理进行举例说明而不是对其进行限制，且可以包括对其的修改和变体。

用于具有电子显示或触控的装置的玻璃盖板越来越多地由薄玻璃来制造，该薄玻璃通过使用离子交换处理来进行化学强化,例如由康宁股份有限公司(CorningIncorporated)制造的玻璃(Glass)。例如挡风玻璃、侧窗或三角玻璃(lites)、后窗玻璃、天窗等汽车应用也由薄玻璃来制造以达到排放要求。这种经过化学强化的玻璃在具有增强的防破裂和抗刮擦性的同时可以提供薄、轻的玻璃结构和增强的光学性能。能够进行离子交换的玻璃通常具有比不能进行离子交换的玻璃相对更高的CTE。可进行离子交换的玻璃可具有例如70×10^-7C^-1～90×10^-7C^-1量级的高CTE。根据本发明的实施方式的示例性薄玻璃板的厚度可不超过大约1.5mm、不超过大约1mm、不超过大约0.7mm、或者在大约0.5mm～大约1.5mm的范围内、或者在大约0.5mm～大约0.7mm的范围内。

为了向特定应用提供其所需的品质外观、手感、契合度和抛光，常常需要+/-0.5mm或更低量级的装配容差。当对具有相对较高CTE或例如尺寸超过1m²的层压结构等相对较大的玻璃板或结构的可进行离子交换的玻璃进行高温、局部、高精度的弯曲时，这种容差是难以达到的。当将相对较大的玻璃板或具有相对较高CTE的玻璃板加热至使玻璃软化的温度以使其能够被弯曲或成形成所需形状时，玻璃板可在一个或多个方向上膨胀多达10mm。当加热和弯曲玻璃板时，玻璃的这种膨胀给保持高精度的容差带来了挑战。在将可进行离子交换的玻璃弯曲成正确的形状后，可对该玻璃进行离子交换以对该玻璃板提供其所需的化学强化或回火。

本发明为较大的玻璃板，特别是使用局部高温弯曲工艺的具有相对较高CTE的玻璃的相对较大的板材、更具体而言是薄的且具有相对较高CTE的板材的精确成形提供了解决方案。本文中的术语“薄”表示厚度不超过大约1.5mm、不超过大约1.0mm、不超过大约0.7mm、或在大约0.5mm～大约1.0mm的范围内、或在大约0.5mm～大约0.7mm的范围内。术语“板材”、“结构”、“玻璃结构”、“层压结构”在本发明中可以互换使用，且这种使用不会限制所附权利要求书的范围。

本申请人发现：对薄玻璃的弯曲明显不同于对常规厚度玻璃的弯曲。例如，3.2mm厚的玻璃板或玻璃层压件通常代表标准车用回火产品的下限厚度。如图1A所示，通过没有产生光畸变的现象，表明具有3.2mm厚度的常规的经过弯曲的钙钠玻璃的玻璃结构12大体显示出足够的弯曲度。图1A中显示的玻璃结构12是保时捷911的天窗的示例。然而，图1B和1C是具有1.6mm厚度的钙纳玻璃的另一种弯曲结构14和另一种弯曲结构16的示例，所述弯曲结构16包含至少一种厚度为0.7mm的例如玻璃等化学强化玻璃板。图1B和1C中显示的玻璃结构14、16也是保时捷911的天窗的示例。如图所示，通过明显的光畸变这一现象，显示出1.6mm和0.7mm厚度的玻璃结构14、16各自在其边缘周围出现褶皱。

图2是一系列以MPa为单位显示建模压力的经过弯曲的玻璃结构的形变图。如图2所示，例示的经过弯曲的玻璃结构的内部部分展现出张力，而其外部部分则展现出压缩应力。更厚的玻璃结构，例如5mm厚度的玻璃结构或层压件22不会展现出令人无法接受的褶皱；但是，薄的玻璃结构，例如具有0.7mm厚度的玻璃结构或层压件24以及具有0.55mm厚度的玻璃结构或层压件26则不然，它们展现出令人无法接受的褶皱。本申请人发现：产生该褶皱27的一部分原因在于对这些玻璃结构的弯曲处理在玻璃中心处形成了较强的膜张力而在其边缘附近形成了较大的压缩环状应力。如图3所示，这些张力和压缩应力的平衡导致了薄玻璃结构和层压件中的边缘褶皱。还发现玻璃或层压件结构的弯曲度(例如弯曲形状的复杂程度)增加了其褶皱的程度。

图4是汽车顶板的挠度对轴位置的曲线图。参照图4，附加的实验和建模显示薄玻璃结构和层压件在弯曲后展现出平坦的中心区域和陡峭的边缘，而更厚的玻璃结构和层压体则未展现出相同的性质。例如，BMWi3的顶板的中心区域是使用厚度为0.7mm的玻璃结构42和厚度为3.2mm的玻璃结构44来制造的。如图4所示，厚度为3.2mm的玻璃结构所展现出的弯曲与建模得到的BMWi3顶板46的弯曲基本一致，而厚度为0.7mm的玻璃结构42则展现出具有平坦中心区域和陡峭边缘的弯曲。这种实验显示薄玻璃结构和层压件需要不同的加热和弯曲方法。此外，还发现：更厚的玻璃结构和层压件相对不易受到弯曲处理过程中所使用的装置的局部加热和冷却效果的影响，而薄玻璃结构和层压件则在光学(例如光畸变)和周边形状上有所退化且具有不均匀和未控制的冷却、后弯曲。产生这种结果的部分原因在于薄玻璃结构和层压件的不均匀的冷却，照此，结构快速冷却且基本上受到用于弯曲处理中的各弯曲环或其它结构(模具等)的较大的热质量的影响。

图5是根据本发明的一些实施方式的示例性退火炉的简图。参照图5，示例性的退火炉50可包含多个“车厢”或模块52。在一种实施方式中，退火炉50可包含18个模块52。当然，示例性的退火炉50可包含多于或少于18个的模块52，这取决于进行弯曲的各部件或结构的尺寸和/或厚度、用于该结构的模具数以及每个模具中玻璃部件或结构的数量。通过非限制性的例子，可以在单一模具中提供多件或单件玻璃板。相邻的模块可以通过防爆门或炉门53或其它合适的机制来相互隔开。退火炉50可包含合适的加料机制以将一件玻璃板、多件玻璃板、玻璃-玻璃层压结构、或玻璃-聚合物层压结构51放入装载升降模块54中，从而利用输送机制将结构51送入顺次的模块中。示例性的输送机制包括但不限于工业上使用的输送辊、输送小车以及其它合适的推车或小车。在一些实施方式中，输送机制可包含合适的基材或板材登记机制，例如但不限于尚未授权的美国专利申请号13/303685中所描述的登记机制，该专利申请的全部内容通过引用纳入本文。在一种实施方式中，可以将玻璃或层压结构51从装载升降模块54输送至一个或多个预热或加热模块56中。在图5所示的实施方式中，可以提供包括四个或更多个加热模块的一系列加热模块56以将玻璃或层压结构51的温度升高或提高至所需的温度或满足所需的温度曲线。当然，可以在本发明的实施方式中设计任意数量的加热模块56，且这里所给出的图例不对本文所附的权利要求的范围产生限制。

图6A和6B是根据本发明的一些实施方式的示例性加热元件的简图。在参照图5后，现在参照图6A和6B，示例性的退火炉50中任一个或数个模块52可在各自的模块52中包含顶部组的加热元件61和/或底部组的加热元件63。可以对这些加热元件61、63进行排布以形成加热和/或冷却区域62，这些区域中的任一个都独立可控。当然，图6A和6B中所例示的区域的数量仅仅是示例性的，而不对本文所附权利要求的范围构成限制，因为可以在任一模块52中提供附加的加热/冷却区域。示例性的加热元件可以是，但不限于通常呈直管或弯管形状的导电陶瓷材料(例如碳化硅、二硅化钼、二硼化钛等)，可以使用这些材料通过向例如示例性的退火炉的模块52等炉内环境进行热辐射来使功率消散。在一种实施方式中，示例性的加热元件可以是美国专利申请号13/302586中所描述的那些元件，该美国申请全部内容通过引用纳入本文。

虽然没有在图5中示出，每一组加热元件61、63都可包含设置于模块中预定位置的多个热电偶和/或高温计65，以允许对每个元件或元件组或区域进行适当的监控和控制。热电偶/高温计65能够向控制系统发送信号以通过开启和关停各模块52中任何单一或组的加热元件61、63来在各模块52中进行精确的温度控制，从而控制各模块52中玻璃板或层压结构的加热和冷却。在本发明的另一种实施方式中，可以使用屏蔽材料(未显示)，例如但不限于铝硅酸盐耐火纤维或另一种合适的隔热材料来对模块52中各玻璃板或层压结构的加热和冷却进行辅助。例如，发现许多为汽车或其它应用而成形的经过复杂弯曲、薄玻璃部件需要一定程度的差异性加热，而该差异性加热无法仅仅通过炉加热控制来实现。因此，在这种情况下，可以使用差异性加热元件控制与合适的屏蔽材料/板(动态的或静态的)的组合。示例性的静态屏蔽可以直接用于各玻璃板或层压结构或者可以作为运输模块或输送机制的一个功能。示例性的动态屏蔽可以通过在使用示例性的控制系统的各模块52中使用示例性的可移动的屏蔽机制来使用和控制。在将示例性的玻璃或层压结构51升温至所需的温度后，可以将玻璃或层压结构51从一系列的加热模块56输送至一个或多个弯曲模块58，从而玻璃或层压结构51可以被弯曲成所需的形状。示例性的弯曲模块58还可包含顶部和底部加热元件61、63以保持和/或控制容纳于各弯曲模块58中的玻璃或层压结构51的温度。

制得所需形状后，可将玻璃或层压结构51置于附加的升降模块55中，从而将玻璃或层压结构51输送至一个或多个连续的冷却模块59中。附加的升降模块55可包含顶部和底部加热元件61、63以及它们各自的热电偶/高温计65以保持和/或控制容纳于升降模块中的弯曲玻璃或层压结构51的温度。示例性的冷却模块59可包含顶部和/或底部加热元件61、63以及它们各自的热电偶/高温计65以对容纳于冷却模块中的弯曲玻璃或层压结构51的温度进行受控冷却。应当注意的是，可以像加热模块56、弯曲模块58等的那样，通过各模块中的任何单独或组的加热元件61、63的启动和关停来管理任何升降模块55和冷却模块59中的精确的温度控制，从而对各模块中弯曲玻璃板或层压结构的加热和冷却进行控制。在本发明的另一种实施方式中，可以使用屏蔽(未在图中示出)来对模块中各玻璃板或层压结构的加热和冷却进行辅助。冷却至预定的温度后，可以将经过弯曲的玻璃或层压结构51从一系列冷却模块59移入装载模块54中。虽然图5中所描绘的实施方式是堆叠式退火炉实施方式的例示(例如加热部件和冷却部件沿着升降模块互相堆叠)，但是本文所附的权利要求不应受此所限，因为示例性的退火炉在形式上可基本呈线性，即，进行弯曲的示例性玻璃或层压结构不是利用升降模块垂直输送的，而是仅仅沿着一系列加热、弯曲和冷却模块被水平输送。

图7是根据本发明的一些实施方式的置于退火炉中的示例性玻璃结构的简图。图8是根据本发明的一些实施方式而描绘的温度对时间的示例性的温度曲线，以摄氏度表示温度而以分钟表示时间。参照图7和8，在一个实验中，在薄玻璃板或层压结构70上放置10个热电偶/高温计72以确定示例性的退火炉中加热、弯曲和冷却薄玻璃板或层压结构的合适温度曲线。将这些热电偶/高温计72分别编号为1～10。经过连续实验，得到如图8所示的示例性的示例性温度曲线80。当然，这种温度曲线仅仅是示例性的，本文所附的权利要求并不受此所限。例如，可以根据其厚度、各层压结构中层的数量和/或类型等来建立和/或描绘附加的温度曲线。在一种实施方式中，可以根据示例性的温度曲线来对加热、弯曲和/或冷却模块中的每一个、任意数量个或全部的加热元件进行控制。本发明的示例性的实施方式披露了在示例性的退火炉50(例如一个或多个加热模块)的预热区域82中进行主动加热，以在各玻璃或层压结构中提供适当的应力松弛。相比于常规的被动覆盖热，通过在这些预热区域提供示例性的加热元件，可以更快地加热薄玻璃或层压结构，并在更长的期间内使用薄玻璃或层压结构来成形玻璃或层压结构以缓解其在制造时产生的应力。

继续参照图5和8，为了将玻璃或层压结构局部弯曲成或形成所需的形状，可以将该结构负载于示例性的弯曲模块58中的框架或模具上。接着，可以允许玻璃或层压结构下垂，例如使该结构处于适当的温度范围84中的同时，使其依靠自身的重量形变成模具的形状。在另一种实施方式中，可以对玻璃或层压结构使用如图9所示的力或压力机辅助机制90，以对用于汽车挡风玻璃、天窗以及其它应用的玻璃或层压结构的形变进行辅助和/或对该结构的形变提供帮助以及改善其弯曲容差。另外，本发明的实施方式还能够提供用于不同深度的形状(例如10mm～25mm的形状)的全表面模压机以形成通常无法用局部温度梯度形成的深度复杂曲率。示例性的压力机辅助模块或机制90还可包含连续变化的冲压速度(例如接近0.01mm/秒或更高)以对形成这种复杂的曲率进行辅助。可以在一个弯曲模块58和一个示例性的升降模块之间提供这样的示例性压力机辅助机制90或模块，且示例性的退火炉50的处理能力可以取决于各部件或结构的尺寸、模具和/或模块的数量以及每个模具中玻璃板或结构的数量。

本发明的示例性的实施方式还可以在示例性的冷却模块59中提供玻璃或层压结构51的受控冷却。例如，在一些实施方式中，可以在示例性的退火炉50中的一个或多个早期冷却模块59中进行主动加热(例如一个或多个加热模块)，以允许对薄玻璃或层压结构与供结构放置的弯曲环或模具之间的任何热质量差异进行管理。与常规的被动覆盖热相比，通过在温度曲线的一个或多个冷却区域86中提供示例性的加热元件，可以对薄玻璃或层压结构进行可控制的冷却，以允许对各结构进行热量管理。

在本发明的一些实施方式中，示例性的退火炉中的热电偶/高温计向示例性的控制系统提供温度信息以在各车厢或模块中保持合适的温度曲线(例如图8)，从而使各玻璃或层压结构保持合适的温度曲线。例如，示例性的回火炉可包含数量众多的在各回火炉中形成多个区域(例如在模块中使用顶部和/或底部加热元件以预定的模式形成200个以上区域)的辐射加热元件。每一个加热元件、每一组元件和/或区域都可具有独立的控制机制和反馈机制。例如，可编程逻辑控制器(PLC)可以从热电偶接收温度信息并对各模块中加热元件的开启/关停状态或功率因数进行调整，以得到特定的温度或曲线(例如温度的下降速率或升高速率)。图10是本发明的一种实施方式的简化的方框图。参照图10，提供一种示例性的在回火炉中弯曲薄玻璃结构的方法100。在步骤110中，提供模块中玻璃结构的温度曲线(见例如图8)。在一些实施方式中，温度曲线取决于进行弯曲的各部件或结构的尺寸、模具数以及每个模具中玻璃结构的数量。在步骤120中，根据该温度曲线，将温度设定值分配至示例性的回火炉的各模块、多个模块或每一个模块中单独的加热元件或加热元件组(顶部和/或底部)中。接着在步骤130中，使功率因数或等级与这些分配的单独的加热元件或加热元件组相关联。在步骤140中，设置一个或多个控制设备(例如热电偶、高温计等)或使其与一个或多个经过分配的单一加热元件或加热元件组相关联，以在步骤150中单独控制每一个元件或元件组，从而最终控制回火炉中玻璃结构的温度，使其最终符合所选择的温度曲线。通常可将这一系列步骤称为加热曲线方案。

在本发明选择性的实施方式中，可以提供具有多个加热曲线方案的回火炉。即，示例性的控制系统能够在每一个模块或区域中(例如包含一个或多个模块的加热、弯曲、冷却区域)调用预定的温度曲线并将附加的加热曲线方案应用于各模块或区域中任意数量或组的加热元件中。因此，在一种实施方式中，可以在一个弯曲区域中(例如一个或多个弯曲模块)使用多个加热曲线方案来使进行弯曲的玻璃或层压结构实现适当的温度曲线。在这种方案中，可以对任意数量或组的加热元件进行单独控制，以使玻璃或层压结构适当软化，从而实现合适的弯曲(在弯曲区域的情况中)，以实现适当的加热或冷却速率或实现适当的加热或冷却曲线(分别在加热或冷却区域的情况中)。例如，加热区域的模块中的第一组或第一数量的加热元件可实现第一温度设定值。达到该设定值(例如回火炉中的热电偶/高温计向PLC提供的信号)以后，控制系统中的处理器或控制器可通过开启模块中不同的加热元件和/或调整其功率来开始第二方案以响应由操作员发出的指令或来源于安装于计算机可读介质的软件程序的指令，从而使总体温度曲线与各结构适当匹配。

正如上文所述，本发明的一些部分可以通过按照本文所讨论的原理而编程的通用计算机来实现。应当强调的是，本发明的上述实施方式，特别是任何“优选”或示例性的实施方式都仅仅是可能实现的实施例，只是为了清楚理解本发明的原理而陈述的。可以在基本上不偏离本发明的精神和原理的情况下，对本发明的上述实施方式进行许多改变和调整。本文中的所有这些调整和改变都落入本发明的范围之内。

本文所描述的主题和功能操作的实施方式可以在数码电子电路、或电脑软件、固件或硬件中实施，或在以上一项或多项的组合中实施，包括本说明书所述的结构和它们的结构等同物。本文所描述的主题的实施方式可以作为一件或多件计算机程序产品来实施，例如编码于由数据处理装置来执行的或用来控制其操作的有形程序载体上的计算机程序指令。该有形程序载体可以是计算机可读介质。该计算机可读介质可以是机器可读的存储设备、机器可读的存储基质、记忆设备或以上一项或多项的组合。

术语“处理器”或“控制器”可包括所有用于处理数据的装置、设备和机器，包括例如可编程的处理器、计算机或多台处理器或计算机。除了硬件以外，处理器还可包括生成用于待执行的计算机程序的执行环境，例如构成处理器固件的编码、协议栈、数据处理系统、操作系统或它们中的一个或多个的组合。

可以将计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)以包括编译或解释性语言、或声明性或程序性语言在内的任何编程语言形式来编写，且可以将其以包括作为独立程序或作为模块、组件、子程序或其它适用于运算环境的单元在内的形式来部署。计算机程序不必相当于文件系统中的文件。程序可储存于装载其它程序或数据的文件的一部分中(例如储存于标记语言文件中的一个或多个脚本)、服务于待执行的程序的单一文件中、或多个协调文件中(例如，储存一个或多个模块的文件、子程序或编码的部分)。可以部署在一个计算机上执行的电脑程序、或者部署在多个位于一个地点或分散在多个地点且通过通信网络互联的计算机上执行的电脑程序。

可以通过一个或多个执行一个或多个计算机程序的可编程的处理器来运行本文所描述的处理和逻辑流程，以通过对输入数据进行处理并产生输出信号来发挥作用。本文所描述的处理和逻辑流程以及装置还可以通过例如FPGA(场致可编程门阵列)或ASIC(特定用途集成电路)等特殊用途的逻辑电路来运行。

适用于执行计算机程序的处理器包括例如通用或特殊用途的微处理器、以及一个或多个任何种类的数字计算机的处理器。通常，处理器从只读存储器或随机存取存储器或这两者接收指令和数据。计算机的关键元件是用于执行指令的处理器和一个或多个用于储存指令和数据的数据存储设备。通常，计算机还包含或者经过有效地连接以从一个或多个例如磁盘、磁光盘或光盘等大容量存储器接收数据，以及/或者将数据传输至这些设备。然而，这些设备对计算机而言不是必须的。另外，可以将计算机嵌入另一种设备中，例如移动电话、个人数字助理(PDA)等。

适合用于储存计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的数据存储器，包括非易失存储器、介质和存储设备，包括例如半导体存储设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内置硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及CDROM和DVD-ROM光盘。处理器和存储器可以通过特殊用途的逻辑电路来增补或被上述电路所包含。

为了提供与用户的交互，本文所述主题的实施方式可以在具有例如CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示)显示器等用于向用户显示信息的显示设备、以及供用户向计算机输入信息的键盘和例如鼠标或轨迹球等指向设备的计算机上实施。也可以使用其它种类的设备来提供与用户的交互；例如可通过任何形式来接收用户输入的信息，包括声音输入、语言输入或触摸输入。

可以将本文所描述的主题的实施方式在计算机系统中实施，所述计算机系统包含例如数据服务器等后端组件、或包含例如应用服务器等中间组件、或包含例如具有图形用户界面或供用户与本文所描述的主题的实施方式进行交互的网页浏览器的客户端计算机等前端组件、或者包含该后端、中端或前端组件中的一个或多个的任意组合。可以通过例如通信网络等数字数据通信的任意形式或介质来使系统组件互联。通信网络的例子包括局域网(“LAN”)和例如因特网等广域网(“WAN”)。

计算机系统可包含客户端和服务器。客户端和服务器一般相距较远且一般通过通信网络进行交互。凭借在各自计算机上运行且互相具有客户端－服务器关联的计算机程序，建立起客户端和服务器之间的关联。

因此，本发明的实施方式可提供具有硬件和软件的组合系统，该系统致力于克服与将薄玻璃弯成复杂形状相关的困难，例如在本发明的实施方式中，可以在玻璃或层压结构上实现各种等级的差异性加热；可以在弯曲处理过程中在结构中实现应力弛豫；可以利用压力机辅助机制进行重力下垂弯曲处理以形成更加复杂的形状和实现更小的容差；以及可以利用作为冷却处理的一部分的主动加热来实现严格控制的冷却处理。

因此，本发明的实施方式能够提供各部件在长度和宽度上可变的玻璃粘度(例如，沿着部件的横向(移动方向的横向)和纵向(移动方向)尺寸的差异性加热或Δ温度)。该可变粘度能够被用于处理各玻璃结构中任何与周边的任何压缩应力相对应的中心张力，以确保没有边缘褶皱或不发生预成形形状的不当弯曲。为此，一种示例性的系统可包含数量众多的形成多个区域的辐射加热元件(例如超过200个具有预定图案的区域，顶部和/或底部)，每一个加热器或区域都具有独立的控制和反馈机制。另外，示例性实施方式可在每个加热、弯曲和/或冷却区域中包括多个加热曲线方案，以实现各部件的合适的温度曲线。

本发明的实施方式还可以提供更长的应力松弛时间以处理各玻璃结构中任何与其周边的任何压缩应力相对应的中心张力，以确保在各部件的弯曲或压制过程中不发生边缘褶皱。为此，示例性系统可包含多个多区域辐射预热和弯曲模块，每个都具有顶部和底部加热元件和区域。本发明的实施方式还可以提供用于不同深度的形状(例如10mm～25mm的形状)的全表面模压机以形成通常无法用局部温度梯度形成的深度复杂曲率。因此，示例性的系统还可以包含具有连续变化逼近的冲压速度(例如接近0.01mm/秒等)的压力机辅助模块。

本发明的实施方式还能够在后成形的退火或冷却过程中提供精确的热学控制，因为通常较高的冷却速率和任何较小的温度变化都可导致经过加工的玻璃结构的假想温度发生微小变化，且可引发在经过弯曲的部件或产品产生褶皱并导致光畸变的应力场。因此，示例性系统可包含具有用于各部件或产品的控制冷却的多区域加热能力的后弯曲区段。

在一种示例性的实施方式中，提供了一种用于弯曲一件或多件薄玻璃结构的回火炉。示例性的一件或多件示例性的薄玻璃结构的厚度可以不超过大约1.5mm、不超过大约1.0mm、不超过大约0.7mm、或在大约0.5mm～大约1.0mm的范围内、或在大约0.5mm～大约0.7mm的范围内。当然，上述的一件或多件薄玻璃结构也可以是层压结构。退火炉可包含加热区域，所述加热区域具有多个加热模块，所述多个加热模块相互对齐并相互连接以限定第一长形通道，其中，相邻的加热模块通过炉门相互隔开。每个加热模块还可包含位于加热模块上部的第一多个加热元件和位于加热模块下部的第二多个加热元件，能够根据温度曲线通过元件或元件组对第一和第二多个加热元件中的每一个进行独立控制。退火炉还包含弯曲区域，所述弯曲区域位于加热区域的下游且具有多个弯曲模块，所述多个弯曲模块相互对齐并相互连接以限定第二长形通道，其中，相邻的弯曲模块通过炉门相互隔开。每个弯曲模块还包含位于弯曲模块上部的第一多个加热元件和位于弯曲模块下部的第二多个加热元件，能够根据温度曲线通过元件或元件组对第一和第二多个加热元件中的每一个进行独立控制。退火炉还包含冷却区域，所述冷却区域位于弯曲区域的下游且具有多个冷区模块，所述多个冷却模块相互对齐并相互连接以限定第三长形通道，其中，相邻的弯曲模块通过炉门相互隔开。每个冷却模块还包含位于冷却模块上部或下部的多个加热元件，能够根据温度曲线通过元件或元件组对多个加热元件中的每一个进行独立控制。可以使用运载一件或多件薄玻璃结构经由第一、第二和第三长形通道通过加热、弯曲和冷却模块的输送机制，其中，每个加热、弯曲和冷却模块包含一个或多个加热元件，能够根据一件或多件薄玻璃结构的温度曲线通过元件或元件组对每一个加热元件进行单独控制。示例性的加热元件可由导电材料构成，所述导电材料为例如但不限于碳化硅、二硅化钼、二硼化钛以及它们的组合。

在一种实施方式中，温度曲线可根据选自以下的数值来确定：例如但不限于一件或多件薄玻璃结构的尺寸、一件或多件薄玻璃结构的厚度、一件或多件薄玻璃结构的尺寸和厚度、用于一件或多件薄玻璃结构的模具数、每个模具中一件或多件薄玻璃结构的数量以及这些数值的组合。回火炉可包含压力机辅助模块，所述压力机辅助模块具有提供不同冲压速度的压力机冲头以使一件或多件薄玻璃结构成形。该回火炉还包含隔热屏蔽以对一件或多件薄玻璃结构的弯曲进行辅助。在一种实施方式中，第一、第二和第三长形通道首尾相连。在另一种实施方式中，加热区域中的模块与冷却区域中的模块垂直相邻，且其中第一和第三长形通道基本上彼此平行，且一件或多件薄玻璃结构在第一长形通道中沿第一方向输送而在第三长形通道中沿第二方向输送。在另一种实施方式中，退火炉还包含一个或多个将一件或多件薄玻璃结构垂直提举至第一长形通道中以及将一件或多件薄玻璃结构垂直下放至第三长形通道中的升降模块。

在另一种示例性的实施方式中，提供了一种用于弯曲一件或多件薄玻璃结构的方法。一件或多件示例性的薄玻璃结构的厚度可以不超过大约1.5mm、不超过大约1.0mm、不超过大约0.7mm、或在大约0.5mm～大约1.0mm的范围内、或在大约0.5mm～大约0.7mm的范围内。当然，上述的一件或多件薄玻璃结构也可以是层压结构。本方法可包括提供用于一件或多件薄玻璃结构的第一温度曲线并对退火炉中多个模块的一些模块中的第一组加热元件设定第一设定值、以及使第一功率因数与第一组中的每一个分配的加热元件相关联。本方法还可以包括使一个或多个控制设备(例如热电偶、高温计等)与第一组中的每一个分配的加热元件相关联，并根据一件或多件薄玻璃结构的第一温度曲线来控制第一组中的每一个加热元件。在一种实施方式中，第一温度曲线可根据选自以下的数值来确定：例如但不限于一件或多件薄玻璃结构的尺寸、一件或多件薄玻璃结构的厚度、一件或多件薄玻璃结构的尺寸和厚度、用于一件或多件薄玻璃结构的模具数、每个模具中一件或多件薄玻璃结构的数量以及这些数值的组合。第一温度曲线可以根据一件或多件薄玻璃结构的温度来确定。

在一些实施方式中，本方法还包括弯曲一件或多件薄玻璃结构的步骤。在另一种实施方式中，弯曲步骤还包括使一件或多件薄玻璃结构在处于第一温度曲线的预定温度范围中的同时，使其依靠各自的重量而形变。在另一种实施方式中，本方法还包括通过压制机制使一件或多件薄玻璃结构形变的步骤。在另一种实施方式中，多个模块中的一些模块还包含位于模块上部的第一多个加热元件和位于模块下部的第二多个加热元件，能够根据第一温度曲线通过元件或元件组对第一和第二多个加热元件中的每一个进行独立控制。

在另一种实施方式中，本方法包括以下步骤：提供用于一件或多件薄玻璃结构的第二温度曲线，对退火炉中多个模块的一些模块中的第二组加热元件设定第二设定值、使第二功率因数与第二组中的每一个分配的加热元件相关联、使一个或多个控制设备与第二组中设定的每一个加热元件相关联、以及根据用于一件或多件薄玻璃结构的第二温度曲线来对第二组中的每一个加热元件进行控制。第二温度曲线还可以根据一件或多件薄玻璃结构的温度来确定。在一种实施方式中，第二组加热元件与第一组加热元件相互之间间没有包括对方之中的元件。在另一种实施方式中，第一和第二组加热元件位于加热、弯曲和/或冷却模块中。在另一种实施方式中，多个模块中的一些还包含位于模块上部的第一多个加热元件和位于模块下部的第二多个加热元件，能够根据第一和第二温度曲线通过元件或元件组对第一和第二多个加热元件中的每一个进行独立控制。

虽然本文可以包括许多规格，但其不应当被解释为是对本发明范围的限定，而是作为对可以特定于具体实施方式的特征的描述。上文所述的单独的实施方式中的某些特征也可以被组合在单一实施方式中实施。相反，单一实施方式中所描述的各种特征也可以在多种实施方式中分别实施或者以任何合适的次级组合形式实施。而且，虽然可在上文中描述的特征是作为某种组合的形式起作用的且甚至最初也是这样声明的，但是所要求保护的组合中的一个或多个特征可以在一些情况中从该组合中分离，且要求保护的组合可以针对次级组合或次级组合的变化形式。

相似地，虽然附图或图表中所描绘的操作具有具体的顺序，但是不应理解为需要这些操作以所示的具体顺序或相继次序来实施、或者需要实施所有例示的操作，以获得所需的结果。在某些情况下，多任务和平行处理可能是有益的。

如图1～10中的各种结构和实施方式所展示的那样，描述了用于弯曲薄玻璃结构的系统和方法的各种实施方式。

虽然已描述了本发明的优选实施方式，但是应当理解的是，所描述的实施方式仅仅是示例性的，且发明的范围仅由被赋予了全部等同形式的所附权利要求来限定，且那些熟读本文的本领域技术人员能够轻而易举地作出许多改变和调整。

Claims

1.一种用于弯曲一件或多件薄玻璃结构的退火炉，所述退火炉包含：

加热区域，所述加热区域具有多个加热模块，所述加热模块互相对齐并相互连接以限定第一长形通道，其中，相邻的加热模块通过炉门相互隔开；

弯曲区域，所述弯曲区域位于加热区域的下游且具有多个弯曲模块，所述弯曲模块互相对齐并相互连接以限定第二长形通道，其中，相邻的弯曲模块通过炉门相互隔开；

冷却区域，所述冷却区域位于弯曲区域的下游且具有多个冷却模块，所述冷却模块互相对齐并相互连接以限定第三长形通道，其中，相邻的弯曲模块通过炉门相互隔开；以及

输送机械装置，其用来运载一件或多件薄玻璃结构经由第一、第二和第三长形通道通过加热、弯曲和冷却模块，

其中，加热、弯曲和冷却模块各自包含一个或多个加热元件，每个加热元件可以根据一件或多件薄玻璃结构的温度曲线通过元件或元件组进行独立控制。

2.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，一件或多件薄玻璃结构的厚度不超过大约1.5mm、不超过大约1.0mm、不超过大约0.7mm、或者在大约0.5mm～大约1.0mm的范围内、或者在大约0.5mm～大约0.7mm的范围内。

3.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，温度曲线根据选自以下的数值来确定：一件或多件薄玻璃结构的尺寸、一件或多件薄玻璃结构的厚度、一件或多件薄玻璃结构的尺寸和厚度、用于一件或多件薄玻璃结构的模具数、每个模具中一件或多件薄玻璃结构的数量、以及这些数值的组合。

4.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，一件或多件薄玻璃结构是玻璃-玻璃层压结构或玻璃-聚合物层压结构。

5.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，每个加热模块还包含位于加热模块上部的第一多个加热元件和位于加热模块下部的第二多个加热元件，能够根据温度曲线通过元件或元件组对第一和第二多个加热元件中的每一个进行独立控制。

6.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，每个弯曲模块还包含位于弯曲模块上部的第一多个加热元件和位于弯曲模块下部的第二多个加热元件，能够根据温度曲线通过元件或元件组对第一和第二多个加热元件中的每一个进行独立控制。

7.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，每个冷却模块还包含位于冷却模块上部或下部的多个加热元件，能够根据温度曲线通过元件或元件组对多个加热元件中的每一个进行独立控制。

8.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，还包含压力机辅助模块，所述压力机辅助模块具有提供不同的冲压速度以使一件或多件薄玻璃结构成形的压力机冲头。

9.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，一件或多件加热元件是由选自碳化硅、二硅化钼、二硼化钛以及它们的组合中的导电材料所构成的。

10.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，还包含对一件或多件薄玻璃结构的弯曲进行辅助的隔热屏蔽。

11.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，第一、第二和第三长形通道首尾相连。

12.如权利要求1所述的退火炉，其特征在于，加热区域中的模块与冷却区域中的模块垂直相邻，且其中第一和第三长形通道基本上彼此平行，且一件或多件薄玻璃结构在第一长形通道中沿第一方向输送而在第三长形通道中沿第二方向输送。

13.如权利要求12所述的退火炉，其特征在于，还包含一个或多个将一件或多件薄玻璃结构垂直提举至第一长形通道中以及将一件或多件薄玻璃结构垂直下放至第三长形通道中的升降模块。

14.一种弯曲一件或多件薄玻璃结构的方法，所述方法包括：

提供用于一件或多件薄玻璃结构的第一温度曲线；

对退火炉中多个模块中的一些模块中的第一组加热元件设定第一设定值；

使第一功率因数与第一组中设定的每一个加热元件相关联；

使一个或多个控制设备与第一组中设定的每一个加热元件相关联；以及

根据用于一件或多件薄玻璃结构的第一温度曲线对第一组中的每个加热元件进行控制。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，一件或多件薄玻璃结构的厚度不超过大约1.5mm、不超过大约1.0mm、不超过大约0.7mm、或者在大约0.5mm～大约1.0mm的范围内、或者在大约0.5mm～大约0.7mm的范围内。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，温度曲线根据选自下组的数值来确定：一件或多件薄玻璃结构的尺寸、一件或多件薄玻璃结构的厚度、一件或多件薄玻璃结构的尺寸和厚度、用于一件或多件薄玻璃结构的模具数、每个模具中一件或多件薄玻璃结构的数量、以及这些数值的组合。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，一件或多件薄玻璃结构是玻璃-玻璃层压结构或玻璃-聚合物层压结构。

18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括弯曲一件或多件薄玻璃结构的步骤。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，弯曲步骤还包括使一件或多件薄玻璃结构保持在第一温度曲线的预定温度范围中的同时，使其依靠各自的重量而形变。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括通过压力机制使一件或多件薄玻璃结构形变的步骤。

21.如权利要求14所述的方法，其特征在于，第一温度曲线是根据一件或多件薄玻璃结构上的温度来确定的。

22.如权利要求14所述的方法，其特征在于，控制设备是热电偶、高温计或它们的组合。

23.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

提供用于一件或多件薄玻璃结构的第二温度曲线；

对退火炉中多个模块中的一些模块中的第二组加热元件设定第二设定值；

使第二功率因数与第二组中设定的每一个加热元件相关联；

使一个或多个控制设备与第二组中设定的每一个加热元件相关联；以及

根据用于一件或多件薄玻璃结构的第二温度曲线对第二组中每个加热元件进行控制。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，第二温度曲线是根据一件或多件薄玻璃结构上的温度来确定的。

25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，第二组加热元件与第一组加热元件相互间没有包括对方之中的元件。

26.如权利要求23所述的方法，其特征在于，第一和第二组加热元件位于选自加热模块、弯曲模块、冷却模块以及它们的组合中的模块中。

27.如权利要求14所述的方法，其特征在于，多个模块中的一些模块还包含位于模块上部的第一多个加热元件和位于模块下部的第二多个加热元件，能够根据第一温度曲线通过元件或元件组对第一和第二多个加热元件中的每一个进行独立控制。