CN107759062A - 玻璃产品的热成型方法、热成型模具及热成型设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热成型方法、热成型模具以及热成型设备。该方法包括：提供一待加工温度达到软化点温度以上的玻璃片；提供一热成型模具，热成型模具包括凸模，位于凸模上方与之配用的凹模，以及约束凹模偏离凸模的限位块，凹模包括中心主体模块和包围中心主体模块与之配用的凹模框架；第一加压工序，中心主体模块与凸模的配合压合玻璃片的中心面部分；以及第二加压工序，凹模框架与凸模的配合压合玻璃片的周侧部分，从而使得周侧部分相对于中心面部分弯折成型；其中，在第二加压工序中，中心主体模块始终压合于中心面部分。该方法改善了成型后的玻璃产品的质量，提高了玻璃产品制造的良率。

Description

玻璃产品的热成型方法、热成型模具及热成型设备
技术领域
本发明涉及玻璃热成型技术领域，尤其涉及一种玻璃产品的热成型方法、热成型模具及热成型设备。
背景技术
热成型设备可以玻璃产品进行热成型，在玻璃产品热成型时，首先将玻璃片材放入成型模具中，玻璃片材随成型模具运动至成型室。在热成型过程中，玻璃片材经过多个加热工站被逐步加热，玻璃片材的温度从室温T0逐渐升温至折弯温度T3，在升温预热阶段，成型模具不向玻璃施加压力。
当玻璃片材预热完成并达到折弯温度T3时，玻璃片材被运送至各加压工站，加压工站通过气缸或电动机等向上模施加一个压力，压力压住上模，使上模向下运动，成型模具的上模与下模合模，玻璃片材被成型。加压工站也可以设置为多个，玻璃片材依次经过各加压工站，并逐步加压成型。
玻璃片材热弯成型后还需进行冷却处理，此时，热弯后的玻璃被运送至冷却工站，经过两个(或以上)的冷却工站后，玻璃片材的温度降低并接近室温T0，成型模具运动至冷却工站外，成型后的玻璃产品在热弯机体外开模取出，玻璃片材的热弯过程结束。
上述的热弯成型工艺中，成型后的玻璃产品的平面度不理想，且玻璃产品尺寸存在偏移，造成玻璃产品质量无法保证，降低了玻璃产品制造的良率。
发明内容
本发明提供了一种玻璃产品的热成型方法、热成型模具及热成型设备，能够改善玻璃产品的加工质量，提高玻璃产品制造良率。
本发明提供了一种玻璃产品的热成型方法，包括：
提供一待加工温度达到软化点温度以上的玻璃片；
提供一热成型模具，所述热成型模具包括凸模，位于所述凸模上方与之配用的凹模，以及约束所述凹模偏离所述凸模的限位块，所述凹模包括中心主体模块和包围所述中心主体模块与之配用的凹模框架；
第一加压工序，所述中心主体模块与所述凸模的配合压合所述玻璃片的中心面部分；以及
第二加压工序，所述凹模框架与所述凸模的配合压合所述玻璃片的周侧部分，从而使得所述周侧部分相对于所述中心面部分弯折成型；
其中，在所述第二加压工序中，所述中心主体模块始终压合于所述中心面部分。
可选地，还包括：
加热工序，所述加热工序包括预热阶段和加热阶段，在所述预热阶段，所述玻璃片被加热至预热温度，在所述加热阶段所述玻璃片被加热至软化点温度及以上。
可选地，还包括：
冷却工序，所述冷却工序用于冷却成型后的玻璃产品，
所述冷却工序包括第一冷却阶段和第二冷却阶段，在所述第一冷却阶段，所述玻璃产品从所述软化点温度被冷却至一中间温度，在所述第二冷却阶段，所述玻璃产品从所述中间温度被冷却至室温，
且所述第一冷却阶段的冷却速度小于所述第二冷却阶段的冷却速度。
本发明还提供了一种玻璃产品的热成型模具，该热成型模具采用上述任一项所述的热成型方法成型玻璃产品，包括：
凸模；
凹模，所述凹模与所述凸模配用；以及
限位块，所述限位块与所述凹模限位配合，以限制所述凹模偏移，
其中，所述凹模包括中心主体模块和包围所述中心主体模块的凹模框架，所述中心主体模块与所述凹模框架分别具有与所述凸模合模与分模的相对运动行程，
所述中心主体模块与所述凸模的合模以压合所述玻璃片的中心面部分，所述凹模框架与所述凸模的合模以压合所述玻璃片的周侧部分。
可选地，所述中心主体模块为T形结构，其包括相连接的水平部分和竖直部分，所述凹模框架具有容纳所述中心主体模块的容纳腔，
所述容纳腔包括由上至下依次排布且相连通的大端和小端，所述水平部分与所述大端的内侧壁限位配合，所述竖直部分与所述小端的内侧壁限位配合。
可选地，在所述中心主体模块与所述凸模分模的相对运动行程中，所述水平部分不超出所述大端的上端面。
可选地，所述限位块具有沿合模方向贯穿的空腔，在所述凹模框架与所述凸模合模的相对运动行程中，所述小端与所述空腔的内侧壁限位配合。
可选地，所述中心主体模块包括第一压合面，所述第一压合面覆盖所述中心面部分的全部上表面。
本发明又提供了一种玻璃产品的热成型设备，包括：
加热工站；
加压工站；
冷却工站；以及
如上述任一项所述的热成型模具，
其中，所述热成型模具搭载所述玻璃片依次经过所述加热工站、所述加压工站以及所述冷却工站，
所述加压工站包括第一驱动部和第二驱动部，所述第一驱动部与所述中心主体模块传动连接，所述第二驱动部与所述凹模框架传动连接，
在所述第一驱动部的驱动力的作用下，所述中心主体模块产生与所述凸模配合的第一行程，在所述第二驱动部的驱动力的作用下，所述凹模框架产生与所述凸模配合的第二行程，所述第二行程的终点位置低于所述第一行程的终点位置。
本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本发明提供了一种玻璃产品的热成型方法，其中，该热成型方法采用了分步加压的热成型方法，即，首先将玻璃片的中心面部分成型，成型后继续保持中心主体模块与凸模的配合，此时再将凹模框架与凸模相配合，以压合玻璃片的周侧部分，此热成型方法中，由于中心面部分始终被中心主体模块压紧，因此，即使在后续的加压工艺中再对玻璃片的周侧部分进行成型，也不会导致中心面部分的翘曲和尺寸偏移，从而改善了成型后的玻璃产品的质量，提高了玻璃产品制造的良率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
图1为本发明实施例提供的热成型方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的热成型模具的示意图；
图3为本发明实施例提供的热成型设备的部分结构的示意图。
附图标记：
2-热成型模具；
202-凹模；
202a-中心主体模块；
202aa-水平部分；
202ab-竖直部分；
202ac-第一压合面；
202b-凹模框架；
202bb-容纳腔；
204-凸模；
206-限位块；
4-热成型设备；
402-加热工序；
404-加压工序；
406-冷却工站；
6-玻璃片。
处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1-2所示，本发明提供了一种玻璃产品的热成型方法，该玻璃产品的热成型工艺需配备热成型模具2，热成型模具2包括凸模204和与之配用的凹模202，其中，凹模202包括中心主体模块202a和包围中心主体模块202a与之配用的凹模框架202b，中心主体模块202a与凹模框架202b两者与凸模204共同形成成型玻璃产品的型腔。
热成型方法包括加热工序、加压工序和冷却工序，在玻璃产品的热成型工艺中，热成型模具2搭载玻璃片6依次在加热工序、加压工序和冷却工序中流转。
具体的，在加热工序中，放置在热成型模具2的凸模204上的玻璃片6能够被加热，使得玻璃片6的温度从初始温度(室温)逐渐上升至软化点温度，由此可以提供一待加工温度达到软化点温度以上的玻璃片6。
当玻璃片6达到软化点温度后，被移送至加压工序，在加压工序中，位于凸模204上方的凹模202与凸模204相配合，向玻璃片6施加压力，以对玻璃片6进行成型操作，玻璃片6成型后成为玻璃产品，可以作为产品构件使用，例如手机玻璃屏等。
加压工序包括第一加压工序和第二加压工序，在第一加压工序中，首先由中心主体模块202a与凸模204相配合，以压合玻璃片6的中心面部分，此时，玻璃片6的中心面部分被成型，继续保持中心主体模块202a与凸模204的配合状态，进入第二加压工序，在第二加压工序中，凹模框架202b与凸模204相配合，以压合玻璃片6的周侧部分，使得周侧部分相对于中心面部分弯折成型。
玻璃片6被成型为玻璃产品后进入下一工序，即冷却工序，在冷却工序中，玻璃产品的温度逐渐被降低至室温。
根据以上的描述，在玻璃产品的加压过程中，采用了分步加压成型的热成型方法，即，首先将玻璃片6的中心面部分成型，成型后继续保持中心主体模块202a与凸模204的配合，此时再将凹模框架202b与凸模204相配合，以压合玻璃片6的周侧部分，此热成型方法中，由于中心面部分始终被中心主体模块202a压紧，因此，即使在后续的加压工艺中再对玻璃片的周侧部分进行成型，也不会导致中心面部分的翘曲和尺寸偏移，从而改善了成型后的玻璃产品的质量，提高了玻璃产品制造的良率。
玻璃片6通过加热工序加热以达到软化点温度，可选择的，加热工序可以包括预热阶段和加热阶段，在预热阶段，玻璃片6从室温达到预热温度，在加热阶段，玻璃片6从预热温度达到软化点温度，该加热方式可以保证玻璃片6被充分加热，玻璃片6的各部分的温度相对均衡，以减小温差。
另一方面，冷却工序也可以包括第一冷却阶段和第二冷却阶段，在第一冷却阶段，玻璃产品从软化点温度被冷却至一中间温度，在第二冷却阶段，玻璃产品从中间温度被冷却至室温，为了减小玻璃产品在冷却时出现缺陷，可选择的一种方案是，在冷却工序的开始阶段，可以先将玻璃产品缓慢冷却，以减小玻璃产品的变形量，避免玻璃产品成型后的尺寸产生较大偏移，待玻璃产品的变形稳定之后，可以进入第二冷却阶段，此时，可以大于第一冷却阶段的冷却速度对玻璃产品进行冷却。
这里所述的“缓慢冷却”指的是以小于某一冷却速度的方式进行冷却，本领域技术人员能够根据玻璃产品的组分作出合理选择。
如图2所示，基于上述的玻璃产品的热成型方法，本发明还提供了一种玻璃产品的热成型模具2，该热成型模具2采用上述任一项实施例中的热成型方法成型玻璃产品。
具体地，该热成型模具2包括凹模202以及凸模204，凹202与凸模204相互配合使用即可以成型玻璃产品。
为了改善玻璃产品的成型质量，本发明提出，凹模202包括中心主体模块202a和包围中心主体模块202a的凹模框架202b，中心主体模块202a和凹模框架202b两者与凸模20能够共同形成成型玻璃产品的型腔。
中心主体模块202a与凹模框架202b独立设置，彼此能够相对活动，中心主体模块202a与凹模框架202b分别具有与凸模204合模与分模的相对运动行程，在合模过程中，中心主体模块202a与凹模框架202b可以按照先后顺序分别与凸模204相配合，即，首先由中心主体模块202a与凸模204配合以向玻璃片6的中心面部分施加压合力，该压合力将玻璃片6的中心面部分压合成型，继续保持中心主体模块202a与凸模204的合模状态，再由凹模框架202b与凸模204配合以向玻璃片6的周侧部分施加压合力，该压合力将玻璃片6的周侧部分压合成型。
根据以上的描述，在玻璃产品的热成型过程中，可以首先利用中心主体模块202a向玻璃片6的中心面部分施加压力，此时，玻璃片6的中心面部分首先被加压成型，此时，保持中心主体模块202a与凸模204的合模状态，然后由凹模框架202b向玻璃片6的周侧部分施加压力，此时，玻璃片6的周侧部分被加压成型，由于中心面部分始终被中心主体模块202a压紧，因此，即使凹模框架202b向玻璃片6的周侧部分施加压力，中心面部分也不会发生翘曲或尺寸上的偏移，从而改善了玻璃产品的热成型质量，提高了玻璃产品制造的良率。
这里所说的“相对运动行程”包括以下两种情况，一种情况是，凹模202和凸模204中的一者固定设置，另一者活动设置，在热成型过程中，凹模202和凸模204相对运动以产生该相对运动行程；另一种情况是，凹模202和凸模204均活动设置，在热成型过程中，凹模202和凸模204均朝向靠近彼此的一侧运动以产生该相对运动行程。
本实施例中，可选择的，将凹模202活动设置，凸模204固定设置，凹模202向靠近凸模204的一侧运动并实现与凸模204的合模，反之，凹模202向远离凸模204的一侧运动以实现与凸模204的分模，该方案相比凹模202和凸模204均活动设置的方案而言，简化了热成型模具2的结构，减小了热成型模具2的体积。
请继续参考图2，凹模框架202b开设有容纳腔202bb，中心主体模块202a设置于该容纳腔202bb内，以使得凹模框架202b包围中心主体模块202a。
具体的，中心主体模块202a为T形结构，其包括相连接的水平部分202aa和竖直部分202ab，容纳腔202bb包括由上至下依次排布且相连通的大端和小端，水平部分202aa与大端的内侧壁限位配合，竖直部分202ab与小端的内侧壁限位配合，通过中心主体模块202a与凹模框架202b的限位配合，可以提高中心主体模块202a在合模过程中的运动稳定性，提高成型质量。
进一步，可选择的，中心主体模块202a与凸模204分模的相对运动行程中，水平部分202aa不超出大端的上端面，也就是说，中心主体模块202a与凸模204分模时始终在容纳腔202bb内移动，这使得无论在合模行程中还是在分模行程中，中心主体模块202a始终与凹模框架202b保持限位配合，从而使得中心主体模块202a的合模行程更加精准，成型尺寸的偏差进一步减小。
在图2所示的实施例中，中心主体模块202a包括第一压合面202ac，第一压合面202ac覆盖中心面部分的全部上表面，也就是说，第一压合面202ac的面积与中心面部分的上表面的面积相等，中心面部分全部被中心主体模块202a压合，保证了中心面部分的平整度和成型尺寸，提高了成型质量。
热成型模具2还包括限位块206，限位块206可以与凸模204相对固定，在垂直于合模方向的方向(图2中的X方向)上，凹模框架202b可以与限位块206限位配合，限位块206提高了凹模框架202b压向玻璃片6的周侧部分时的平稳性，避免了凹模框架202b倾斜导致的成型缺陷。
本发明中，热成型模具2还包括驱动部(图中未示出)，中心主体模块202a与凹模框架202b分别与各驱动部一一对应连接，驱动部为施力部件，在驱动部的带动下，中心主体模块202a与凹模框架202b可以相对凸模204动作，例如合模与分模，驱动部的设置提高了热成型模具2的自动化程度，节省了人力，降低了人工操作的难度。
在一些实施例中，驱动部可以包括弹性装置、驱动气缸、液压缸、电机以及螺纹丝杠机构等，但不仅限于此。
如图3所示，基于上述的热成型模具2，本发明还提供了一种热成型设备4，该设备包括加热工站402、加压工站404、冷却工站406以及上述任一实施例中的热成型模具2，该热成型模具2搭载玻璃片6依次经过加热工站402、加压工站404以及冷却工站406，以实现玻璃片6的加热、加压成型以及冷却。
该热成型设备4利用热成型模具2实现了对玻璃片6的分步成型，使得前次成型的成型质量不会受到后次成型的影响，改善了玻璃产品的成型质量，提高了玻璃产品制造良率。
加压工站404包括第一驱动部和第二驱动部(附图中未示出)，第一驱动部与中心主体模块202a传动连接，第二驱动部与凹模框架202b传动连接，在第一驱动部的驱动力的作用下，中心主体模块202a产生与凸模204配合的第一行程，以将压合力作用于玻璃片6的中心面部分，在第二驱动部的驱动力的作用下，凹模框架202b产生与凸模204配合的第二行程，以将压合力作用于玻璃片6的周侧部分，且设置第二行程的终点位置低于第一行程的终点位置，以使得周侧部分相对中心面部分弯折成型。
容易理解的，一方面，第一驱动部可以带动中心主体模块202a与凸模204合模，另一方面，第一驱动部也可以带动中心主体模块202a与凸模204分模，也就是说，第一驱动部可以向中心主体模块202a提供两个反向的作用力，同理，第二驱动部也可以为凹模框架202b提供两个反向的作用力，以带动凹模框架202b与凸模204实现合模和分模。
第一驱动部与第二驱动部可以分别单独设置，以实现对中心主体模块202a与凹模框架202b的独立控制，控制参数包括压合力、作用时间以及行程等。
第一驱动部向中心主体模块202a施加的作用力以及第二驱动部向凹模框架202b施加的作用力可以重合，也可以不重合，第一驱动部与第二驱动部可以采用弹簧、气缸、液压缸以及电动机和螺母丝杠机构等，但不仅限于此。
热成型设备4还可以包括多个加热工站402和多个冷却工站406，各加热工站402依次排列，热成型模具2以及玻璃片6在各加热工站402中逐步加热，各冷却工站406依次排列，热成型模具2以及玻璃片6在各冷却工站406中逐步降温。
需要说明的是，冷却工站406的冷却方式可以采用缓慢的方式，以减少玻璃产品的成型缺陷，提高成型质量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种玻璃产品的热成型方法，其特征在于，包括：
提供一待加工温度达到软化点温度以上的玻璃片；
提供一热成型模具，所述热成型模具包括凸模，位于所述凸模上方与之配用的凹模，以及约束所述凹模偏离所述凸模的限位块，所述凹模包括中心主体模块和包围所述中心主体模块与之配用的凹模框架；
第一加压工序，所述中心主体模块与所述凸模的配合压合所述玻璃片的中心面部分；以及
第二加压工序，所述凹模框架与所述凸模的配合压合所述玻璃片的周侧部分，从而使得所述周侧部分相对于所述中心面部分弯折成型；
其中，在所述第二加压工序中，所述中心主体模块始终压合于所述中心面部分。
2.根据权利要求1所述的热成型方法，其特征在于，还包括：
加热工序，所述加热工序包括预热阶段和加热阶段，在所述预热阶段，所述玻璃片被加热至预热温度，在所述加热阶段所述玻璃片被加热至软化点温度及以上。
3.根据权利要求1所述的热成型方法，其特征在于，还包括：
冷却工序，所述冷却工序用于冷却成型后的玻璃产品，
所述冷却工序包括第一冷却阶段和第二冷却阶段，在所述第一冷却阶段，所述玻璃产品从所述软化点温度被冷却至一中间温度，在所述第二冷却阶段，所述玻璃产品从所述中间温度被冷却至室温，
且所述第一冷却阶段的冷却速度小于所述第二冷却阶段的冷却速度。
4.一种玻璃产品的热成型模具，该热成型模具采用如权利要求1-3任一项所述的热成型方法成型玻璃产品，其特征在于，包括：
凸模；
凹模，所述凹模与所述凸模配用；以及
限位块，所述限位块与所述凹模限位配合，以限制所述凹模偏移，
其中，所述凹模包括中心主体模块和包围所述中心主体模块的凹模框架，所述中心主体模块与所述凹模框架分别具有与所述凸模合模与分模的相对运动行程，
所述中心主体模块与所述凸模的合模以压合所述玻璃片的中心面部分，所述凹模框架与所述凸模的合模以压合所述玻璃片的周侧部分。
5.根据权利要求4所述的热成型模具，其特征在于，所述中心主体模块为T形结构，其包括相连接的水平部分和竖直部分，所述凹模框架具有容纳所述中心主体模块的容纳腔，
所述容纳腔包括由上至下依次排布且相连通的大端和小端，所述水平部分与所述大端的内侧壁限位配合，所述竖直部分与所述小端的内侧壁限位配合。
6.根据权利要求5所述的热成型模具，其特征在于，在所述中心主体模块与所述凸模分模的相对运动行程中，所述水平部分不超出所述大端的上端面。
7.根据权利要求6所述的热成型模具，其特征在于，所述限位块具有沿合模方向贯穿的空腔，在所述凹模框架与所述凸模合模的相对运动行程中，所述小端与所述空腔的内侧壁限位配合。
8.根据权利要求4-7所述的热成型模具，其特征在于，所述中心主体模块包括第一压合面，所述第一压合面覆盖所述中心面部分的全部上表面。
9.一种玻璃产品的热成型设备，其特征在于，包括：
加热工站；
加压工站；
冷却工站；以及
如权利要求4-7任一项所述的热成型模具，
其中，所述热成型模具搭载所述玻璃片依次经过所述加热工站、所述加压工站以及所述冷却工站，
所述加压工站包括第一驱动部和第二驱动部，所述第一驱动部与所述中心主体模块传动连接，所述第二驱动部与所述凹模框架传动连接，
在所述第一驱动部的驱动力的作用下，所述中心主体模块产生与所述凸模配合的第一行程，在所述第二驱动部的驱动力的作用下，所述凹模框架产生与所述凸模配合的第二行程，所述第二行程的终点位置低于所述第一行程的终点位置。
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