CN108483878B - 3d盖板玻璃热弯机及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了3D盖板玻璃热弯机及其加工方法，热弯机的进口部和成型室之间设置有第一过渡室，第一过渡室与进口部连接的一端设置第一隔离门，其和成型室连接的一端设置第二隔离门，热弯机的成型室和出口部之间设置有第二过渡室，第二过渡室和成型室连接的一端设置第三隔离门，其和出口部连接的一端设置有第四隔离门，成型室和第一过渡室和第二过渡室中设置有抽真空装置。本方案通过在热弯机的进出口与成型室之间增加过渡室及通过隔离门来控制通断，在成型模具进出成型室时，能够有效保证成型室中的真空度，避免高温环境下成型模具的氧化问题，同时，由于采用真空环取代传统的通氮气的方式，因此有利于节约能源，简化了设备的通气和排气的结构。

Description

3D盖板玻璃热弯机及其加工方法

技术领域

本发明涉及热弯热备，尤其是3D盖板玻璃热弯机及其加工方法。

背景技术

随着5G信号时代的到来，传统的金属外壳屏蔽信号的缺点趋于明显，玻璃作为手机外壳具有新颖的外观、舒适的手感、良好的可塑性等众多优点，逐渐取代传统的塑料外壳和金属外壳。

最新的创新之一是通过弯曲玻璃的边缘或中心来获得三维结构形状，即通过在加热的同时并向玻璃盖板的四周施加压力，来使现有二维平面状态下的盖板玻璃弯曲成三维形状。

通常的做法是，设计与手机盖板玻璃形状相对应的石墨模具，通过加热模块并用气缸对模具施加压力，使玻璃受热弯曲成需要的三维结构。

但是在热弯过程中，由于成型模具处于高温环境下，易发生氧化，因此需要使用大量氮气来保护石墨模具，一来需要持续保持氮气的通入以维持氮气环境，二来需要相应的通气结构和流量控制等，这就造成了一定的资源的浪费和结构的复杂化。

同时常规的热弯机中，加热模块，如附图1所示，包括上、下两个加热部分，下加热部分设置在支架的底平面上，而上加热部分通过气缸架设在一块与底平面平行的顶平板上，由于每个上加热部分的重量在50kg左右，而整套设备中有9-15个工位，由此，顶平板上的负重在500kg左右，同时，由于顶平板和底平面仅仅是通过它们边缘处的侧板连接，因此顶平板在较大的负重下易出现弯曲的情况，即呈现出两端高中间低的状态，从而导致整个顶平板的支撑精度变差，另外，成型室中长期的高温温度，也进一步增加了顶平板变形的条件。

并且，顶平板变形后，也会导致活塞杆与顶平板的通孔的位置偏移，在活塞杆的伸缩过程中，其会与顶平板上的孔的内壁产生摩擦和抵靠，进一步影响了上加热部分在轴向移动的精度和使用寿命。

另外，由于上加热模块与活塞杆连接，过高的温度易使活塞杆过热变形，这就导致气缸活塞杆移动精度的降低，容易造成加热成型的精度降低，对应的，现有技术是在上加热模块中设置冷却装置以避免这一问题，但是这样的结构造成必须通过外部水管贯穿支架上的顶平板后连接到上加热模块中的冷却装置，同时，整个上加热模块是运动的，所以水管与支架的顶平板处很难做到密封。

另外，现有的隔热装置以金属材质为主，自重大，且造成加热块的热量损失大。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种通过使成型室维持真空以及通过真空室两端的真空环境及隔离门的开闭来避免成型室中真空环境遭到破坏的方式来替换现有技术都通过通入氮气进行保护的方式，从而提高了一种能源节约型的3D盖板玻璃热弯机及其加工方法，改变了管用技术手段。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

3D盖板玻璃热弯机，包括进口部、成型室及出口部，所述进口部和成型室之间设置有第一过渡室，所述第一过渡室与所述进口部连接的一端设置第一隔离门，其和成型室连接的一端设置第二隔离门，所述成型室和出口部之间设置有第二过渡室，所述第二过渡室和所述成型室连接的一端设置第三隔离门，其和出口部连接的一端设置有第四隔离门，所述成型室和第一过渡室和第二过渡室中设置有抽真空装置。

优选的，所述的3D盖板玻璃热弯机中，所述成型室的进口部和出口部均设置有抽真空装置。

优选的，所述的3D盖板玻璃热弯机中，所述成型室中包括一组连续的加热工位，每个加热工位中包括轻量化加热装置，所述轻量化加热装置至少包括设置于支架上且可相对支架沿纵向移动的上加热模块，所述上加热模块连接驱动其升降的驱动气缸，所述驱动气缸的活塞杆上开设有冷却介质通道。

优选的，所述的3D盖板玻璃热弯机中，所述上加热模块包括依次连接的隔热装置、内置有一组加热管的加热块及均热装置，所述隔热装置与所述驱动气缸的活塞杆连接。

优选的，所述的3D盖板玻璃热弯机中，所述隔热装置是多晶氧化铝莫来石层或与所述加热块线接触或点接触的隔热体。

优选的，所述的3D盖板玻璃热弯机中，所述驱动气缸悬设于所述支架中的纵向设置的安装板上。

优选的，所述的3D盖板玻璃热弯机中，所述驱动气缸的活塞杆通过骨架油封与所述支架的顶平板连接。

优选的，所述的3D盖板玻璃热弯机中，所述驱动气缸的活塞杆上还设置有一端位于所述支架的顶平板和驱动气缸主体之间，另一端位于所述顶平板下方的过线孔。

优选的，所述的3D盖板玻璃热弯机中，所述支架的底平板上还设置有位于所述上加热模块下方且保持间隙的下加热模块。

3D盖板玻璃热弯方法，包括如下步骤：

S1，成型室抽真空，所述第一隔离门打开，其他隔离门关闭；

S2，装有平片盖板玻璃的成型模具从进口部及第一隔离门进入到第一过渡室，所述第一隔离门关闭；

S3，所述第一过渡室抽真空至与所述成型室的真空度相同；

S4，第二隔离门打开，所述成型模具进入到成型室后所述第二隔离门关闭；

S5，所述第二过渡室抽真空至与所述成型室的真空度相同；

S6，第三隔离门打开，第四隔离门关闭，所述成型模具由成型室进入到所述第二过渡室后所述第三隔离门关闭；

S7，所述第四隔离门打开，所述成型模具由第四隔离门及出口部移出热弯机。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本方案设计精巧，结构简单，通过在热弯机的进出口与成型室之间增加过渡室，并通过隔离门结构来控制它们之间的通断，从而在成型模具进出成型室时，能够有效保证成型室中的真空度，从而避免高温环境下成型模具的氧化问题，同时，由于采用真空环取代传统的通氮气的方式，因此有利于节约能源，简化了设备的通气和排气的结构。

本方案的轻量化加热装置，直接将冷却结构开设在驱动气缸的活塞杆上，不仅改善了活塞杆的冷却效果，减轻了活塞杆的重量，同时，可以省去传统的上加热模块中的冷却装置，简化了上加热模块的结构，减小了上加热模块的重量；另外，冷却结构在气缸的活塞杆上也避免了传统结构中，冷却管道需要穿过支架的上顶板导致无法有效密封出现热量散失的问题。

驱动气缸的活塞杆上进一步增加走线的通孔，避免了常规的加热块的线路需要贯穿支架从而造成无法有效密封的问题，有利于间隙加热环境的热量损失。

采用特殊的隔热材料和结构，有效的减少了加热块的热量散失，并且实现了隔热块的轻量化。

骨架油封的设置保证了驱动气缸和上面板之间的密封性，从而避免了上加热模块的热量散失。

轻量化加热装置的重量远远小于常规的加热模块的重量，因此当多个轻量化加热装置设置在同一顶平板上时，它们产生的重力相对减小，顶平板变形的可能性降低，有了保证支撑强度和气缸的移动精度。

通过将上加热模组设置于纵向设置的安装板上，纵向设置的安装板受加热模组的重力影响小，不易变形，能够有效避免现有技术中将上加热模组设置于水平安装板上，导致安装板易受重力作用变形进而影响上加热模组纵向移动精度的问题，保证了支撑强度和安装精度，加强了设备整体的刚性，有利于提高设备的运行精度和稳定性。

由于驱动气缸有稳定的支撑，因此其活塞杆不会与上平板上的通孔的内壁接触，避免了相互的磨损及干扰，保证了移动的精度和效率。

纵向安装板受热弯机内高温的影响小，不易因高温影响变形，有利于进一步保证安装板的支撑强度。

附图说明

图 1 是本背景技术中描述的现有的加热模块的结构示意图；

图 2 是本发明的热弯机的示意图；

图 3是本发明的轻量化加热装置的结构示意图;

图4是本发明的上加热模块的一种实施例的结构示意图；

图5是本发明的上加热模块的另一种实施例的结构示意图；

图6是本发明的均热装置的示意图；

图7是本发明的均热装置中的中间层的俯视图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本发明揭示3D盖板玻璃热弯机，如附图2所示，包括进口部10、成型室50及出口部90，所述进口部10和成型室50之间设置有第一过渡室30，所述第一过渡室30与所述进口部10连接的一端设置第一隔离门20，其和成型室50连接的一端设置第二隔离门40，所述成型室50和出口部90之间设置有第二过渡室70，所述第二过渡室70和所述成型室50连接的一端设置第三隔离门60，其和出口部90连接的一端设置有第四隔离门80，所述成型室50和第一过渡室30和第二过渡室70中设置有抽真空装置（图中未示出）。

工作时，所述成型室50中通过抽真空装置保持真空，当成型模具需要进入到成型室50时，先使其进入到第一过渡室30中，然后关闭第一隔离门20将第一过渡室30抽真空，由于第一过渡室30中也是真空状态，因此，当第二隔离门40打开时，成型室50中仍能保持真空状态，有效的避免了空气进入成型室；成型模具在成型室50中加工完成后，先使第二隔离室处于真空状态，然后再打开第三隔离门使加工好的产品进入到第二隔离室70中，接着关闭第三隔离门，此时成型室中仍能有效的保持真空环境，最后第四隔离门打开，所述成型模具从出口部90移出。

进一步，为了更好的保证真空效果，减少进入到第一过渡室30和第二过渡室70的空气量，提高后续抽真空的效率，优选所述成型室的进口部10和出口部90均设置有抽真空装置，在进出成型模具之前，先使进口部10和出口部90处形成真空。

同时，如附图1所示，在所述成型室50中包括一组连续的加热工位，它们可用于预热、热弯及冷却工艺，每个工艺一般又包括3-5个所述加热工位，并且，为了实现设备的轻量化及保证每个加热工位的加工效率，每个加热工位中包括轻量化加热装置100，如附图3所示，所述轻量化加热装置100至少包括设置于支架4上且可相对支架4沿纵向移动的上加热模块1，所述上加热模块1连接驱动其升降的驱动气缸2，所述驱动气缸2的活塞杆21上开设有冷却介质通道211，优选的冷却介质优选为水，所述冷却介质通道211连接总供水管路200，并且所述冷却介质通道211与所述总供水管路200连接的连接口的位置满足所述活塞杆21伸缩过程中总供水管路200不会与驱动气缸2的主体部件及支架4产生干扰。

由于活塞杆21自身具有冷却的结构，对应的，所述上加热模块1上就不需要相应的冷却结构，具体来看，如附图4所示，所述上加热模块1包括依次连接的隔热装置11、内置有一组加热管121的加热块12及均热装置13，所述隔热装置11与所述驱动气缸2的活塞杆21连接，它们可以通过螺栓进行连接，也可以采用其他可行的方式连接，如焊接或胶接或铆接等，不在赘述。

所述隔热装置11用于隔绝加热块12和活塞杆21之间的热传递，减少加热块12的热量损失，其可以是与加热块12面接触或线接触或多点接触的不锈钢体或者超级合金体或者其他具有较佳隔热性能的材质，例如其可以是环状结构、管状结构或者多根独立且与加热块的平面垂直的支杆结构等，从而能够减小与加热块12的接触面积，减少加热块12因热量传导导致的热量损失，如附图4、附图5所示，所述隔热装置11是多晶氧化铝莫来石层或与所述加热块12线接触或点接触的等高的隔热体111，除了能够减少热量的损失，这种材质或结构能够大大的减小隔热装置11的重量，实现轻量化。

所述加热块12通过其中的加热管121进行加热，但是加热管加热时，需要供电，对应的就必须进行走线，为了便于走线，同时避免常规导线需要贯穿支架4的顶平板或其他侧壁的结构导致密封不佳的问题，如附图2所示，在所述驱动气缸2的活塞杆21上还设置有一端位于所述支架的顶平板42和驱动气缸2主体之间，另一端位于所述顶平板42下方的过线孔212，从而加热管的供电线300可以从所述过线孔212中经过，而不再需要单独穿过支架。

所述均热装置13用于使加热块12产生的热量均匀的分布在加热模组的表面，减小其表面温度差，以保证加热的均匀性，在一可选的实施例中，如附图6所示，所述均热装置13包括和加热块12传热连接的外壳132，所述外壳132具有内腔1321，内腔1321中具有能够产生自然对流的导热气体，所述内腔1321中设置有将其划分成至少两个自然对流区域134的中间层133，所述中间层133是具有导热性能的金属层或陶瓷层，优选所述中间层133是铜或钨或钼或氮化硅或氮化铝或碳化硅中的一种。

进一步，所述中间层133为1-3层，更优选为3层，对应的，如附图6所示，它们将所述内腔1321分成由下至上的4个自然对流区域134，每个自然对流区域134内的导热气体在自然对流作用下形成水平方向上的均匀温度分布， 并且，相邻中间层133中距离所述加热块12较远的中间层133的高温区域和低温区域的温度差值小于距离所述加热块12较近的中间层的高温区域和低温区域的温度差值。

同时，相邻的两个自然对流区域134相互连通，具体的，如附图7所示，所述中间层133上分布有一组毛细通孔1331，从而被其划分成的两个自然对流区域134通过毛细通孔1331实现导热气体的流通。

并且，所述毛细通孔1331可以为各种形状，优选为圆形、椭圆形或正多边形，另外，为了使得每个自然对流区域134内的导热气体具有最佳的对流效果，所述毛细通孔1331呈矩阵分布，所述毛细通孔1331中靠近所述中间层133长度方向两侧的毛细通孔1331的尺寸大于其他区域的毛细通孔1331的尺寸，其中，大尺寸毛细通孔用于产生同层间对流，而小尺寸毛细通孔用于产生层间扩散。

具体的，靠近所述中间层133长度方向一侧的毛细通孔为一列，靠近中间层133长度方向另一侧的毛细通孔为三列，并且，相邻中间层133上大尺寸毛细通孔一一对应，小尺寸毛细通孔相互错位。

由于两侧大尺寸毛细通孔的数量差异较大导致通入的气流量具有较大差异，因而两侧具有气压差从而产生层间对流，同时，相互错位的小尺寸毛细通孔使得一层中的热气流能够充分对流均热后再从小尺寸毛细通孔中扩散到上一层中参与对流。

使用本实施例的均热装置13时，以附图6为例，加热块12产生的热量加热所述外壳132，由于外壳132的不同区域与加热棒121的间距有远有近，因此在外壳上交替形成高温区和低温区，对应的，位于外壳132内的导热气体产生交替的温度差区域，从而产生导热气体的自然对流，使得最底层自然对流区域内的温度逐步均匀化，并且高温导热气体和低温导热气体同时使该自然对流区域上部的中间层133形成高温区和低温区，同时，该中间层133的高温区和低温区的温差小于外壳132与加热块12的接触面的高温区和低温区的温差，最底层自然对流区域内的均温导热气体通过其上方中间层133中的毛细通孔1331进入到上一层的自然对流区域并再次进行对流均温，依次至外壳132的最顶部时，使得外壳132最顶部区域的最高温度和最低温度相近，从而实现水平方向上的均匀温度分布。

如附图2所示，所述驱动气缸2悬设于所述支架4上的纵向设置的安装板3的壁面上，并且，为了保证所述安装板3的安装强度，避免安装板3受力变形，所述安装板3上设置有若干加强件（图中未示出），所述加强件可以是所述安装板3背离所述驱动气缸2的一面上所述安装的从所述安装板3的顶部延伸到底部的加强筋，也可以是三角件等。

另外，如附图2所示，所述驱动气缸2通过连接块5连接所述安装板3，从而便于所述驱动气缸2的安装，具体来看，所述安装板3上设置有至少一排连续的连接孔（图中未示出），所述连接块5上设置有螺孔或通孔（图中未示出），从而可以通过螺栓实现它们的连接，并且，通过调整连接块5上的螺孔或通孔对应的安装板3上的连接孔的位置，从而可以调整上加热模组1在安装板3上的位置，另一方面，也便于根据加工需要，进行上加热模组1的添加。

进一步，如附图2所示，所述支座4的下平板41上还设置有位于所述上加热模组1下方且保持间隙的下加热模组6，所述下加热模组6与所述上加热模组1的结构相同或不同，所述下加热模组6可以包括独立的冷却装置，并且冷却装置与所述下平板41连接。

如附图2所示，所述支座4还包括位于所述下平板41上方的且与其平行的上平板42，所述上平板42上开设有供驱动气缸2的活塞杆21贯穿的通孔，因此在加热过程中，能够通过上平板42有效的避免热量的散失，同时将安装板3与高温环境隔断，减小高温对安装板3的影响，但是如果它们之间不能有效的密封，那么轻量化加热装置产生的热量还是会一定程度从它们的间隙之间损耗，从而降低了加热效率，由此，优选的方案中，通过骨架油封8与所述支架4的顶平板42连接。

采用上述的3D盖板玻璃热弯机进行加工时，其包括如下步骤：

S1，通过抽真空装置将成型室50抽真空并保持，同时，通过抽真空装置将所述进口部10处抽真空并保持，接着使所述第一隔离门20打开，其他隔离门关闭.

S2，装有平片盖板玻璃的成型模具7从进口部10及第一隔离门20进入到第一过渡室203，所述第一隔离门20关闭。

S3，通过抽真空装置将所述第一过渡室30抽真空至与所述成型室50的真空度相同并保持。

S4，将所述第二隔离门40打开，并使第一隔离门20保持关闭，此时成型模具7可以进入到所述成型室50中，并且在所述成型模具7进入到成型室50后所述第二隔离门40关闭。

所述成型模具7依次经过成型室50的各加热工位经预热、热弯及冷却后可以从所述成型室50中移出，在成型模具7移出之前，执行S5步骤。

S5，通过抽真空装置将所述第二过渡室70抽真空至与所述成型室50的真空度相同并保持，此时打开第三隔离门60时，所述第二过渡室70的环境不会对成型室50中的真空环境产生影响。

S6，所述第三隔离门60打开，第四隔离门80关闭，所述成型模具7由所述成型室50进入到所述第二过渡室70中，接着所述第三隔离门60关闭。

S7，最后，所述第四隔离门80打开，此时由于第二过渡室70与成型室50由第三隔离门60隔断，不会对成型室50的真空环境产生影响，接着，所述成型模具7由第四隔离门80及出口部90移出热弯机，完成一个3D盖板玻璃的成型。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.3D盖板玻璃热弯机，其特征在于：包括进口部(10)、成型室(50)及出口部(90)，所述进口部(10)和成型室(50)之间设置有第一过渡室(30)，所述第一过渡室(30)与所述进口部(10)连接的一端设置第一隔离门(20)，其和成型室(50)连接的一端设置第二隔离门(40)，所述成型室(50)和出口部(90)之间设置有第二过渡室(70)，所述第二过渡室(70)和所述成型室(50)连接的一端设置第三隔离门(60)，其和出口部(90)连接的一端设置有第四隔离门(80)，所述成型室(50)和第一过渡室(30)和第二过渡室(70)中设置有抽真空装置，所述成型室(50)中包括一组连续的加热工位，每个加热工位中包括轻量化加热装置(100)，所述轻量化加热装置(100)至少包括设置于支架(4)上且可相对支架(4)沿纵向移动的上加热模块(1)，所述上加热模块(1)连接驱动其升降的驱动气缸(2)，所述驱动气缸(2)的活塞杆(21)上开设有冷却介质通道(211)，所述上加热模块(1)上不设置冷却结构。

2.根据权利要求1所述的3D盖板玻璃热弯机，其特征在于：所述成型室的进口部(10)和出口部(90)均设置有抽真空装置。

3.根据权利要求1所述的3D盖板玻璃热弯机，其特征在于：所述上加热模块(1)包括依次连接的隔热装置(11)、内置有一组加热管(121)的加热块(12)及均热装置(13)，所述隔热装置(11)与所述驱动气缸(2)的活塞杆(21)连接。

4.根据权利要求3所述的3D盖板玻璃热弯机，其特征在于：所述隔热装置(11)是所述加热块(12)线接触或点接触的隔热体。

5.根据权利要求1所述的3D盖板玻璃热弯机，其特征在于：所述驱动气缸(2)悬设于所述支架(4)上的纵向设置的安装板(3)上。

6.根据权利要求1所述的3D盖板玻璃热弯机，其特征在于：所述驱动气缸(2)的活塞杆(21)通过骨架油封(8)与所述支架(4)的顶平板(42)连接。

7.根据权利要求6所述的3D盖板玻璃热弯机，其特征在于：所述驱动气缸的活塞杆(21)上还设置有一端位于所述支架的顶平板(42)和驱动气缸(2)主体之间，另一端位于所述顶平板(42)下方的过线孔(212)。

8.根据权利要求1所述的3D盖板玻璃热弯机，其特征在于：所述支架(4)还设置有位于所述上加热模块(1)下方且保持间隙的下加热模块(6)。

9.根据权利要求1-8任一所述的3D盖板玻璃热弯机的操作方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1，成型室(50)抽真空，第一隔离门(20)打开，其他隔离门关闭；

S2，装有平片盖板玻璃的成型模具从进口部(10)及第一隔离门(20)进入到第一过渡室(30)，所述第一隔离门(20)关闭；

S3，所述第一过渡室(30)抽真空至与所述成型室(50)的真空度相同；

S4，第二隔离门(40)打开，所述成型模具进入到成型室(50)后所述第二隔离门(40)关闭；

S5，将第二过渡室(70)抽真空至与所述成型室(50)的真空度相同；

S6，第三隔离门(60)打开，第四隔离门(80)关闭，所述成型模具由成型室(50)进入到所述第二过渡室(70)后所述第三隔离门(60)关闭；

S7，所述第四隔离门(80)打开，所述成型模具由第四隔离门(80)及出口部移出热弯机。

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