CN108117251A - 一种玻璃加工模具及玻璃加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及产品成型领域，公开了一种玻璃加工模具，包括：具有型腔的凹模以及与所述凹模配合的凸模，所述凹模包括围成所述型腔的内壁，所述凸模包括外表面，合模时，所述凸模伸入所述型腔并与所述型腔的内壁间隔设置，所述凸模朝向所述内壁的外表面与所述型腔的内壁共同围成用于成型三维玻璃结构的成型空间，所述凸模的热膨胀系数大于玻璃，所述凹模的热膨胀系数小于玻璃。本发明还公开了一种玻璃加工方法。本发明的实施方式提供的玻璃加工模具及玻璃加工方法，能够防止加工过程中的三维玻璃产品开裂，提高成品率。

Description

一种玻璃加工模具及玻璃加工方法
技术领域
本发明涉及产品成型领域，特别涉及一种玻璃加工模具及玻璃产品的加工方法。
背景技术
随着互联网时代的发展，电子设备的运用越来越多的进入人们的生活，比如手机、平板电脑、笔记本等。除了功能需求，人们对电子设备的外型要求也越来越高，电子设备的外壳越来越多的使用三维玻璃产品。现有技术中，一般采用玻璃加工模具通过热弯成型来生产三维玻璃产品，该种玻璃加工模具通常包括具有型腔的凹模以及与凹模配合的凸模，合模后，凹模与凸模之间会围成具有预设形状的间隙，从而利用该间隙来局限热熔状态的玻璃基材的形状使其成型，然后进行冷却以成型具有预设形状的三维玻璃产品。
然而，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：玻璃产品在冷却过程中，会与凸模或凹模发生干涉，导致玻璃产品开裂，成品率不高。因此，有必要提供一种新的玻璃加工模具来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玻璃加工模具及玻璃加工方法，其能防止加工过程中的三维玻璃产品开裂，提高成品率。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种玻璃加工模具，包含：具有型腔的凹模以及与所述凹模配合的凸模，所述凹模包括围成所述型腔的内壁，所述凸模包括外表面，合模时，所述凸模伸入所述型腔并与所述型腔的内壁间隔设置，所述凸模朝向所述内壁的外表面与所述型腔的内壁共同围成用于成型三维玻璃结构的成型空间，所述凸模的热膨胀系数大于玻璃，所述凹模的热膨胀系数小于玻璃。
本发明实施方式相对于现有技术而言，由于所述凸模的热膨胀系数大于玻璃，而所述凹模的热膨胀系数小于玻璃，在冷却过程中，位于玻璃产品内侧的凸模的收缩速度会大于玻璃，从而防止玻璃收缩过快而被所述凸模从内侧挤压，位于三维玻璃产品外侧的所述凹模的收缩速度会小于玻璃，从而防止凹模因收缩过快而从外侧挤压玻璃，所以三维玻璃产品不会与凸模和凹模任一者发生干涉，防止三维玻璃产品开裂，提高成品率。
另外，所述玻璃加工模具还包括底座，所述底座固定在所述凸模远离所述型腔的一侧、并与凸模相连。该底座可以用于凸模的支撑和固定，在所述玻璃加工模具合模时，可以通过锁模块将凸模固定在凹模上而保持二者相对固定。
另外，所述底座与所述凸模的材质相同，且二者为一体结构。
另外，所述底座与所述凸模的材质不同，且所述凸模可拆卸的固定在所述底座上。
另外，所述凹模的内壁包括位于所述型腔底部的底壁、以及自所述底壁弯折延伸的侧壁，所述凸模的外表面包括正对所述底壁的顶面、以及自所述顶面朝背离所述底壁方向延伸的侧面，所述底壁、所述侧壁、所述顶面以及所述侧面共同围成所述成型空间。
另外，所述底壁与所述侧壁的连接处、所述顶面与所述侧面的连接处均设置有倒角。
本发明的实施方式还提供了一种玻璃产品的加工方法，包括：提供玻璃板和如上所述的玻璃加工模具；将所述玻璃板夹持于所述玻璃加工模具的凹模和凸模之间，并将所述玻璃板及所述玻璃加工模具升温到玻璃软化温度；将所述凹模和所述凸模合模；将所述玻璃板及所述玻璃加工模具继续升高到预设温度；将所述玻璃板及所述玻璃加工模具进行冷却脱模。
另外，所述冷却过程包括将所述玻璃板与所述凹模和凸模冷却至玻璃板硬化，再将所述玻璃板与所述凹模和凸模冷却至室温。
另外，在软化过程后进一步对所述玻璃板与所述凹模和凸模升温至预设温度，所述预设温度为720℃至780℃。
附图说明
图1是本发明提供的玻璃加工模具的立体结构爆炸图；
图2是本发明提供的玻璃加工模具的立体结构组装图；
图3是沿图2中A-A的部视图；
图4是本发明提供的玻璃产品的加工方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种玻璃加工模具100，如图1-3所示，包括：具有型腔10的凹模1以及与凹模1配合的凸模2，所述凹模1包括围成所述型腔的内壁11，所述凸模2包括外表面21，合模时，凸模2仲入型腔10并与型腔10的内壁11间隔设置，凸模2朝向内壁11的外表面21与型腔10的内壁11共同围成用于成型三维玻璃结构的成型空间20，凸模2的热膨胀系数大于玻璃，凹模1的热膨胀系数小于玻璃。
本发明实施方式相对于现有技术而言，由于凸模2的材料的热膨胀系数大于玻璃，凹模1的材料的热膨胀系数小于玻璃，所以在三维玻璃产品冷却过程中，凸模2的收缩速度大于玻璃，凹模1的收缩速度小于玻璃，所以三维玻璃产品不会与凸模2或者凹模1发生干涉，提高了成品率。同时，在开模时，凸模2成型尺寸小于三维玻璃产品内部尺寸，型腔10尺寸大于三维玻璃产品外部尺寸，即成型空间20大于三维玻璃产品厚度，因此三维玻璃产品的侧边可与玻璃加工模具100自动脱模，从而简化加工步骤。
值得一提的是，玻璃加工模具100还包括底座3，底座3设置在凸模2远离型腔10的一侧、并与凸模2相连。该底座可以用于凸模的支撑和固定，在所述玻璃加工模具合模时，可以通过锁模块将凸模固定在凹模上而保持二者相对固定。底座3与凸模2的材质可以相同也可以不同。当底座3与凸模2的材质相同时，二者可以为一体结构，当所述玻璃加工模具合模固定时，底座3与凸模2的相对位置不会发生改变，可以确保凹模1与凸模2之间围成的间隙的形状和尺寸稳定不变，利于提高产品的成型良率。当底座3与凸模2的材质不同时，凸模2可以可拆卸的固定在底座3上，方便在凸模2发生损坏时随时更换，另外，当底座3与凸模2材质不同时，底座3的材质选取仅仅满足模具底座的使用特性要求、加工特性要求即可，而无需对膨胀系数做严格要求，从而底座3的材质选择自由度更大。
具体的说，内壁11包括位于型腔10底部的底壁111、以及自底壁111弯折延伸的侧壁112，外表面21包括正对底壁111的顶面211、以及自顶面211朝背离底壁111方向延伸的侧面212，底壁111、侧壁112、顶面211以及侧面212共同围成成型空间20。该成型空间20便可用于局限热熔状态的玻璃基材的形状使其成型，玻璃基材冷却后便可以成型具有预设形状的三维玻璃产品。
优选的，底壁111与侧壁112的连接处、顶面211与侧面212的连接处均设置有倒角4。该倒角的形状可根据所需要的玻璃成品的形状而定。
本发明的第二实施方式提供了一种玻璃产品的加工方法，如图4所示，包括：
S101：提供玻璃板和玻璃加工模具100，玻璃加工模具100为上述玻璃加工模具100。
如上所述，玻璃加工模具100包括：具有型腔10的凹模1以及与凹模1配合的凸模2，凸模2的热膨胀系数大于玻璃，凹模1的热膨胀系数小于玻璃。可以理解的是，模具通常还包括锁模块、限位夹等其他元件，鉴于其他元件并非本发明的主要侧重点，在此不做一一列举。此外，凹模1、凸模2的材料可在满足前述热膨胀系数要求的前提下，选择任意符合玻璃加工模具材质需求的金属或合金材质。
S102：软化：将玻璃板夹持于玻璃加工模具100的凹模1和凸模2之间，并将玻璃板及玻璃加工模具100升温到玻璃软化温度。
具体的说，在步骤S102中，软化温度通常为700℃以上，优选为700℃，此过程中玻璃加工模具100为开模状态，凸模2尚未伸入型腔10内，玻璃板为硬化状态，将玻璃板卡持于凸模2与凹模1之间，为后续的合模做准备。
S103：合模：将凹模1和凸模2合模。
此过程中玻璃板为软化状态，随着凸模2和凹模1的合模，玻璃板在合模压力之下被热弯，并最终被局限在凹模1和凸模2合模形成的成型空间20内。
S104：再升温：将玻璃板及玻璃加工模具100继续升高到预设温度，预设温度为720℃至780℃。
由于凸模2的热膨胀系数大于玻璃，凹模1的热膨胀系数小于玻璃，在继续升温过程中，凸模2的膨胀速度大于玻璃，凹模1的膨胀速度小于玻璃，使得玻璃加工模具100给予玻璃侧边一定的压力，从而使玻璃更容易被热弯成型。
S105：冷却：将所述玻璃板及所述玻璃加工模具进行冷却至室温；
具体的，冷却过程分为两个阶段，第一阶段中，玻璃由软化状态变为硬化状态，此时玻璃板紧贴凸模2和凹模1，玻璃的成型尺寸由凸模2和凹模1之间的间隙决定；第二阶段中，成型的三维玻璃产品将随着自身的热膨胀系数收缩，由于凸模2热膨胀系数大于玻璃，凸模2比玻璃收缩快，凸模2的尺寸会缩小至小于三维玻璃产品的内腔尺寸，从而凸模2将自动与三维玻璃产品脱离开，同时凹模1热膨胀小于玻璃，凹模1比玻璃收缩慢，凹模1型腔10尺寸大于三维玻璃产品外部尺寸，凹模1也将与三维玻璃产品自动脱开。因此在冷却过程中，三维玻璃产品不会受到玻璃加工模具100中任一部件的压迫，防止三维玻璃产品开裂；同时，三维玻璃产品在冷却过程中与凸模2和凹模1自动分离。
脱模：将所述玻璃板与所述凹模和凸模分离，完成脱模。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种玻璃加工模具，包括：具有型腔的凹模以及与所述凹模配合的凸模，所述凹模包括围成所述型腔的内壁，所述凸模包括外表面，其特征在于，合模时，所述凸模仲入所述型腔并与所述型腔的内壁间隔设置，所述凸模朝向所述内壁的外表面与所述型腔的内壁共同围成用于成型三维玻璃结构的成型空间，所述凸模的热膨胀系数大于玻璃，所述凹模的热膨胀系数小于玻璃。
2.根据权利要求1所述的玻璃加工模具，其特征在于，所述玻璃加工模具还包括底座，所述底座固定在所述凸模远离所述型腔的一侧、并与凸模相连。
3.根据权利要求2所述的玻璃加工模具，其特征在于，所述底座与所述凸模的材质相同，且二者为一体结构。
4.根据权利要求2所述的玻璃加工模具，其特征在于，所述底座与所述凸模的材质不同，且所述凸模可拆卸的固定在所述底座上。
5.根据权利要求1所述的玻璃加工模具，其特征在于，所述凹模的内壁包括位于所述型腔底部的底壁、以及自所述底壁弯折延伸的侧壁，所述凸模的外表面包括正对所述底壁的顶面、以及自所述顶面朝背离所述底壁方向延伸的侧面，所述底壁、所述侧壁、所述顶面以及所述侧面共同围成所述成型空间。
6.根据权利要求2所述的玻璃加工模具，其特征在于，所述底壁与所述侧壁的连接处、所述顶面与所述侧面的连接处均设置有倒角。
7.一种玻璃加工方法，其特征在于，包括：
提供玻璃板和玻璃加工模具，所述玻璃加工模具为权利要求1-6任一项所述的玻璃加工模具；
软化：将所述玻璃板夹持于所述玻璃加工模具的凹模和凸模之间，并将所述玻璃板及所述玻璃加工模具升温到玻璃软化温度；
合模：将所述凹模和所述凸模合模；
冷却：将所述玻璃板及所述玻璃加工模具进行冷却至室温；
脱模：将所述玻璃板与所述凹模和凸模分离，完成脱模。
8.根据权利要求7所述的玻璃加工方法，其特征在于，所述冷却过程包括将所述玻璃板与所述凹模和凸模冷却至玻璃板硬化，再将所述玻璃板与所述凹模和凸模冷却至室温。
9.根据权利要求7所述的玻璃加工方法，其特征在于，在合模过程后进一步对所述玻璃板与所述凹模和凸模升温至预设温度，所述预设温度为720℃至780℃。
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