CN107986607A - 玻璃产品的热成型方法及热成型设备 - Google Patents

玻璃产品的热成型方法及热成型设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及玻璃产品的热成型方法及热成型设备。该方法包括以下步骤：提供一热成型模具，所述热成型模具包括下模，位于所述下模上方且与之配用的上模，提供一开模组件；加压工序，将放置于所述成型模具内且已达到软化点温度以上的玻璃片热压成型以形成玻璃产品；以及冷却工序，将放置于所述热成型模具内的玻璃产品冷却，待所述玻璃产品的温度下降至玻璃点转化温度及以下时，通过所述开模组件开启所述上模，使得所述上模与所述下模分离；待所述热成型模具中的所述玻璃产品的温度降至室温时，将所述玻璃产品取出。该热成型方法改善了玻璃产品的成型质量，提高了玻璃产品的制造良率。

Description

玻璃产品的热成型方法及热成型设备
技术领域
本发明涉及玻璃产品成型技术领域，尤其涉及一种玻璃产品的热成型方法及热成型设备。
背景技术
玻璃产品通过热成型设备弯折成型，在玻璃热成型的过程中，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，玻璃片材经过多个加热工站被逐步加热，玻璃的温度从室温T0逐渐升温至软化点温度T3，在升温预热阶段，热成型模具不向玻璃片材施加压力。
当玻璃片材预热完成并达到软化点温度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，热成型模具的上模与下模合模，玻璃片材被压弯变形。加压工站可以设置为多个，玻璃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，热弯后的玻璃产品被运送至冷却工站，经过两个(或以上)的冷却工站后，玻璃产品的温度降低并接近室温T0，热成型模具运动至冷却工站外，成型后的玻璃产品在热弯机外开模取出，玻璃产品的热弯过程结束。
然而，由于热成型模具所用的材料通常为石墨、金属以及陶瓷等材料，上述材料的热膨胀系数与玻璃材料的热膨胀系数不同，在冷却工站中冷却时，不同材料的收缩率存在差异，这使得玻璃产品存在胀裂或压裂的风险，尤其在玻璃产品的弯折角度较大或者形状较复杂时，破裂的风险会显著增加，另外，由于热成型模具本身重力等因素的影响，玻璃产品的尺寸也会发生变化，从而降低玻璃产品制造的良率。
发明内容
本发明实施例提供了一种玻璃产品的热成型方法及热成型设备，能够改善产品质量，提高玻璃产品的制造良率。
本发明提供了一种玻璃产品的热成型方法，包括以下步骤：
提供一热成型模具，所述热成型模具包括下模，位于所述下模上方且与之配用的上模，
提供一开模组件；
加压工序，将放置于所述成型模具内且已达到软化点温度以上的玻璃片热压成型以形成玻璃产品；以及
冷却工序，将放置于所述热成型模具内的玻璃产品冷却，待所述玻璃产品的温度下降至玻璃点转化温度及以下时，通过所述开模组件开启所述上模，使得所述上模与所述下模分离；
待所述热成型模具中的所述玻璃产品的温度降至室温时，将所述玻璃产品取出。
可选地，在所述冷却工序中，
开启所述上模之后，将搭载所述玻璃产品的所述下模沿水平方向移动一预设距离；
将所述上模复位，以使得所述上模被错位地支撑于所述下模之上；
将所述下模复位。
可选地，还包括：
提供一顶出部件，
在所述冷却工序中，所述上模开启之后，通过所述顶出部件向所述玻璃产品施加作用力，以使所述玻璃产品与所述下模产生位移，且所述玻璃产品与所述下模并不完全脱离。
本发明还提供了一种玻璃产品的热成型设备，所述热成型设备采用上述任一项所述的热成型方法成型玻璃产品，包括：
加热工站；
加压工站；
冷却工站；
热成型模具；以及
开模组件，
其中，所述加热工站用于将玻璃片加热至软化点温度以上，
所述加压工站通过所述热成型模具向达到所述软化点温度以上的所述玻璃片施加压力以使其成型为玻璃产品，
所述冷却工站用于将所述玻璃产品的温度冷却至玻璃点转化温度及以下，并最终降低至室温，
所述热成型模具包括下模和位于所述下模上方且与之配用的上模，
所述开模组件具有运动行程，所述开模组件设置成，在所述玻璃产品的温度下降至所述玻璃点转化温度及以下时，所述开模组件在所述运动行程中开启所述上模。
可选地，所述开模组件包括驱动部和施力部，所述驱动部与所述施力部传动连接，
所述施力部与所述上模连接，和/或，所述施力部抵接于所述上模的下表面。
可选地，所述开模组件包括驱动部和磁性部，所述驱动部和所述磁性部传动连接，所述磁性部与所述上模吸合，
或
所述开模组件包括驱动部和吸附部，所述驱动部和所述吸附部传动连接，所述吸附部吸附于所述上模。
可选地，还包括辅助驱动部，所述下模与所述辅助驱动部传动连接，以使所述下模沿水平方向移动一预设距离。
可选地，还包括保持部，所述保持部设置于所述下模，且支撑在错位的所述上模与所述下模之间。
可选地，还包括顶出部件，所述顶出部件设置成向所述玻璃产品施加作用力，以使所述玻璃产品与所述下模产生位移。
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，在冷却工序中，当玻璃产品的温度下降至玻璃点转化温度及以下时，利用开模组件开启热成型模具的上模，使得上模与下模分离，分模后，玻璃产品从热成型模具中裸露出来，其收缩变形时不再与上模发生干涉，由此减小了玻璃产品在收缩变形过程中破裂的风险，从而改善了玻璃产品的质量，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示意图；
图2为本发明实施例提供热成型模具的示意图；
图3为本发明实施例提供的热成型模具中，上模和下模错位放置的示意图；
图4为本发明实施例提供的热成型设备中，部分结构的示意图；
图5为本发明实施例提供的开模组件中，施力部处于放入位置的示意图；
图6为本发明实施例提供的开模组件中，施力部处于工作位置的示意图；
图7为本发明实施例提供的开模组件的另一种实施例的示意图；
图8为本发明实施例提供的开模组件的又一种实施例的示意图；
图9为本发明实施例提供的开模组件包括磁性部的示意图；
图10为本发明实施例提供的开模组件包括吸附部的示意图；
图11为本发明实施例提供的热弯成型设备中，热成型模具在加压工序与冷却工序之间步进的示意图。
附图标记：
100-热成型设备；
2-热成型模具；
202-上模；
204-下模；
2042-立柱；
2044-通孔；
4-加热工站；
6-加压工站；
8-冷却工站；
10-开模组件；
102-施力部；
104-磁性部；
106-吸附部；
12-保持部。
此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需配备热成型模具2，热成型模具2包括下模204(例如，凸模)和与之配用的上模202(例如，凹模)，下模204和上模202相配合可以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过程中，热成型模具2搭载玻璃片依次在加热工序、加压工序和冷却工序中流转，玻璃片通常放置于下模204上。
具体的，在加热工序中，放置在热成型模具2的下模204上的玻璃片能够被加热，使得玻璃片的温度从初始温度(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及以上的玻璃片。
可选择的，加热工序还可以包括预热阶段和加热阶段，在预热阶段，玻璃片从室温达到预热温度，在加热阶段，玻璃片从预热温度达到软化点温度，该加热方式可以保证玻璃片被充分加热，使得玻璃片的各部分的温度相对均衡，以减小温差。
当玻璃片达到软化点温度后，被移送至加压工序，在加压工序中，位于下模204上方的上模202与下模204相配合，向玻璃片施加压力，以对玻璃片进行成型操作，玻璃片成型后即成为玻璃产品，可以作为产品配件使用，例如手机玻璃屏等。
加压成型后，玻璃产品进入冷却工序，在冷却工序中，玻璃产品被冷却，待玻璃片的温度下降至玻璃点转化温度及以下时，玻璃产品固化且能够保持稳定的形态，此时，可以提供一开模组件，通过开模组件开启上模202，使得上模202与下模204分离，两者分模后，玻璃产品从热成型模具2中裸露出来，玻璃产品在收缩变形时不会受到上模202的限制，因此，玻璃产品不再与上模202干涉，减小了玻璃产品在冷却工序中破裂的风险，从而改善了玻璃产品的质量，提高了玻璃产品制造的良率。
当玻璃产品继续冷却至室温时，热成型模具2搭载玻璃产品从成型室内输送至成型室外，此时，可以将玻璃产品从热成型模具2的下模204中取出。
开启上模202时，为了避免玻璃产品与上模202粘接造成上模202开启困难这一现象，热成型模具2还可以包括压块，由压块向玻璃产品施加向下的压力，压块压紧玻璃产品，使得玻璃产品不会与上模202粘合而顺利脱落至下模204上。
可选择的，冷却工序还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，即第一冷却阶段，可以先将玻璃产品缓慢冷却，以减小玻璃产品在冷却工序中的变形量，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，可以以大于第一冷却阶段的冷却速度对玻璃产品进行冷却。
其中，玻璃产品可以在第一冷却阶段冷却至玻璃点转化温度，或者玻璃产品在第二冷却阶段冷却至玻璃点转化温度。
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。
进一步，如图3所示，在冷却工序中，在开启上模202之后，还可以将搭载玻璃产品的下模204沿水平方向移动一预设距离δ，此时上模202与下模204错开，由于冷却过程所需时间较长，从安全角度考虑，可以将上模202复位，使得上模202错位地支撑于下模204之上，以免上模202坠落。
具体地，在图3所示的实施例中，下模204设置有立柱2042，上模202上设置与立柱2042的位置正对的通孔，当上模202与下模204合模时，立柱2042插置于通孔内，当上模202与下模204错位放置时，上模202被支撑于立柱2042上，此时，立柱2042作为支撑上模202的支撑柱，实现下模204对上模202的错位支撑。
容易理解的，由于上模202与下模204处于错位状态，因此，即使上模202复位，上模202也不会与玻璃产品接触。
本发明提供的热成型方法中，为了保证热成型过程的连续性，提高热成型效率，玻璃产品的热成型通常采用流水线作业，热成型模具2以步进的方式在各工序中流转，且各工序之间的步进距离通常设置为等距离。
在前述方案中，如果将下模204沿水平方向已经移动一预设距离，则会导致热成型模具2以预先设定的步进距离向下一工序流转时，会出现位置偏差，为此，当上模202支撑于下模204后，可以将下模204复位，使得错位放置的下模204和上模202反向移回至下模204移动之前所在的位置，这样，在向下一工序步进时，仍可按照预先设定的步进距离移动，并且能保证热成型模具2移动至准确的位置处，由此避免在热成型模具2的流转过程中产生位置上的偏差。
更进一步，在热成型过程中，还可以提供一顶出部件，在冷却工序中，上模202开启之后，可以通过顶出部件向玻璃产品施加作用力，以使玻璃产品与下模204产生相对位移，但是，需要说明的是，玻璃产品可以与下模204不完全脱离。
这里所说的“不完全脱离”是指玻璃产品与下模204仍有接触，但两者不会发生粘合的一种情况。
通过顶出部件向玻璃产品施加的顶出力，可以使得玻璃产品与下模204之间留有间隙，该间隙可以避免玻璃产品收缩时受到下模204的限制，避免玻璃产品与下模204干涉，从而进一步减小玻璃产品破裂的风险。
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设备100，该热成型设备100采用上述任一项实施例中的热成型方法成型玻璃产品。
如图4所示，该热成型设备100包括加热工站4、加压工站6、冷却工站8以及上述任一实施例中的热成型模具2，热成型模具2包括下模204和位于下模204上方且与之配用的上模202，该热成型模具2搭载玻璃片依次经过加热工站4、加压工站6以及冷却工站8，以实现玻璃片的加热、加压成型以及冷却。
具体而言，加热工站4用于将玻璃片加热至软化点温度以上，加压工站6通过热成型模具2向达到软化点温度以上的玻璃片施加压力以使其成型为玻璃产品，冷却工站8用于将玻璃产品的温度冷却至玻璃点转化温度及以下，并最终降低至室温。
特别的，如图5至图10所示，该热弯成型设备4还包括开模组件10，开模组件10具有运动行程，且开模组件10设置成，在此运动行程中，开模组件10能够开启上模202，开启上模202时，玻璃产品的温度应下降至玻璃点转化温度及以下。
开模组件10开启上模202后，玻璃产品从热成型模具2中裸露出来并继续冷却，在冷却过程中，玻璃产品不会再受到上模202的限制，则玻璃产品的破损率下降，玻璃产品的制造良率提高。
开模组件10有多种实施方式，一种实施例，请参考图5和图6，开模组件10包括驱动部(图中未示出)和施力部102，其中，驱动部和施力部102传动连接，驱动部作为使动部件，施力部102作用中间连接件，用于与上模202接触，驱动部经由施力部102向上模202施加作用力。
在一些实施例中，驱动部可以采用气缸、液压缸、电机等，在其它一些实施例中，驱动部还可以采用弹性机构，本发明对此不作限定。
请继续参考图5，上模202上开设有连接槽2022，施力部102为杆状结构，施力部102能够分别处于两个位置，一个位置为施力部102放入连接槽2022时的放入位置(可参见图5)，另一位置为施力部102向上模202施加作用力并将上模202与下模204分开的工作位置(可参见图6)，在施力部102的施力作用线所垂直的平面内，放入位置与工作位置呈一角度，在工作位置，施力部102可以向上模202施加作用力，在该作用力下，上模202与下模204分离。
由图6可知，施力部102的一端为T形端，当施力部102处于放入位置时，连接槽2022的开口大小允许T形端的水平段放入，此时，将T形端的水平段置于连接槽2022内；然后将施力部102旋转至一个预设的角度，例如30°、60°或90°，且旋转中心线为T形端的竖直段的轴线，此时，施力部102处于工作位置，在工作位置处，T形端的水平段的尺寸大于连接槽2022的开口处的尺寸，施力部102无法从开口处脱出，这时，当驱动部经由施力部102向上模202施加作用力时，上模202被开启。
另一种实施例，如图7所示，下模204上开设有通孔2044，施力部102经由通孔2044向上模204的下表面施加推力，以将上模202开启。
又一实施例中，如图8所示，施力部102设置于上模202与下模204之间的预留间隙内，且为板状结构，当驱动部产生驱动力，施力部102产生运动行程，施力部102与上模202的下表面接触，并带动上模202与下模204分开。
在图7和图8所示的实施例中，施力部102的数量为两个，以保证力的平衡。
上述各实施例中，开模组件10的结构相对简单，实现方便，且开模组件10与热成型模具2之间无需通过紧固件来连接，开模操作简单、方便。
如图9所示，在其它一些实施例中，开模组件10还可以包括驱动部和磁性机构104，磁性部104以磁吸的方式与上模202实现有效连接，磁性部104可以为永久磁铁或电磁铁。
如图10所示，开模组件10还可以包括驱动部和吸附机构106，其中，吸附机构106以真空吸附的方式与上模402实现有效连接。
在图9和图10所示的实施例中，磁性部104和吸附部106可以与上模202直接接触，通过磁力与吸附力与上模202保持连接，较其它实施方案，实现起来更加简单，且操作效率更高。
此外，本发明提供的热成型设备100还包括辅助驱动部(图中未示出)，辅助驱动部与下模204传动连接，以使下模204沿水平方向移动一预设距离，并与上模202错开。
进一步，热成型设备100还包括保持部12，一种实施例，例如，保持部12实施为图3中的立柱2042，其设置于下模204，并且，上模202设置有与立柱2042对应的通孔，当上模202与下模204合模时，立柱2042嵌入通孔内，当上模202和下模204相互错开时，立柱2042不再与通孔正对，立柱2042支撑于上模202的下表面，此时，立柱2042可以将上模202和下模204保持在开启状态。图3示出了错位后的上模202和下模204通过立柱2042保持在开启状态的示意图。
在其它一些实施例中，保持部12可以设置成一个单独的零件，例如垫块，垫块垫附在上模202与下模204之间，从而起到支撑上模202的作用。
如图11所示，假设加压工站6与冷却工站8之间的步进距离为L1，玻璃片随热成型模具2步进距离L1，以从加压工站6进入到冷却工站8，在冷却工站8内，当热成型模具2的温度下降到玻璃点转化温度后，利用开模组件10向上模202施加作用力使热成型模具2开模。
当热成型模具2开模后，通过辅助驱动部带动下模204继续向前步进一个距离L2，以实现上模202和下模204的错位放置。
当上模202与下模204实现错位放置后，此时，下模204被带动并朝步进方向的反方向移动L2距离，即下模204复位至移动前的位置处，这样，热成型模具2就可以继续按照工站间的步进距离L1移动至下一工站。
此外，本发明提供的热成型设备100还可以包括顶出部件(图中未示出)，顶出部件具有顶出行程，在冷却过程中，上模201开启之后，顶出部件可以向玻璃产品施加作用力，使得玻璃产品与下模204产生位移。
顶出部件使得玻璃产品与下模204产生间隙，减小了玻璃产品收缩时与下模204的干涉，从而使得玻璃产品的成型质量进一步提高，破损的风险进一步降低，顶出部件可以通过设置在下模204上的通孔与玻璃产品相接触。
玻璃产品可以与下模204不完全脱离，这里所说的“不完全脱离”是指玻璃产品与下模204仍有接触，但两者不会发生粘合的一种情况。
顶出部件可以通过弹簧、电机、气缸、液压缸以及螺母丝杠机构等驱动，此处不再赘述。
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，包括以下步骤：
提供一热成型模具，所述热成型模具包括下模，位于所述下模上方且与之配用的上模，
提供一开模组件；
加压工序，将放置于所述成型模具内且已达到软化点温度以上的玻璃片热压成型以形成玻璃产品；以及
冷却工序，将放置于所述热成型模具内的玻璃产品冷却，待所述玻璃产品的温度下降至玻璃点转化温度及以下时，通过所述开模组件开启所述上模，使得所述上模与所述下模分离；
待所述热成型模具中的所述玻璃产品的温度降至室温时，将所述玻璃产品取出。
2.根据权利要求1所述的热成型方法，其特征在于，在所述冷却工序中，
开启所述上模之后，将搭载所述玻璃产品的所述下模沿水平方向移动一预设距离；
将所述上模复位，以使得所述上模被错位地支撑于所述下模之上；
将所述下模复位。
3.根据权利要求1或2所述的热成型方法，其特征在于，还包括：
提供一顶出部件，
在所述冷却工序中，所述上模开启之后，通过所述顶出部件向所述玻璃产品施加作用力，以使所述玻璃产品与所述下模产生位移，且所述玻璃产品与所述下模并不完全脱离。
4.一种玻璃产品的热成型设备，所述热成型设备采用如权利要求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：
加热工站；
加压工站；
冷却工站；
热成型模具；以及
开模组件，
其中，所述加热工站用于将玻璃片加热至软化点温度以上，
所述加压工站通过所述热成型模具向达到所述软化点温度以上的所述玻璃片施加压力以使其成型为玻璃产品，
所述冷却工站用于将所述玻璃产品的温度冷却至玻璃点转化温度及以下，并最终降低至室温，
所述热成型模具包括下模和位于所述下模上方且与之配用的上模，
所述开模组件具有运动行程，所述开模组件设置成，在所述玻璃产品的温度下降至所述玻璃点转化温度及以下时，所述开模组件在所述运动行程中开启所述上模。
5.根据权利要求4所述的热成型设备，其特征在于，所述开模组件包括驱动部和施力部，所述驱动部与所述施力部传动连接，
所述施力部与所述上模连接，和/或，所述施力部抵接于所述上模的下表面。
6.根据权利要求4所述的热成型设备，其特征在于，所述开模组件包括驱动部和磁性部，所述驱动部和所述磁性部传动连接，所述磁性部与所述上模吸合，
或
所述开模组件包括驱动部和吸附部，所述驱动部和所述吸附部传动连接，所述吸附部吸附于所述上模。
7.根据权利要求4-6任一项所述的热成型设备，其特征在于，还包括辅助驱动部，所述下模与所述辅助驱动部传动连接，以使所述下模沿水平方向移动一预设距离。
8.根据权利要求7所述的热成型设备，其特征在于，还包括保持部，所述保持部设置于所述下模，且支撑在错位的所述上模与所述下模之间。
9.根据权利要求4-6任一项所述的热成型设备，其特征在于，还包括顶出部件，所述顶出部件设置成向所述玻璃产品施加作用力，以使所述玻璃产品与所述下模产生位移。
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