CN108911491A - 一种非等厚3d曲面玻璃成型加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非等厚3D曲面玻璃成型加工方法，该方法基于玻璃雕刻机、模具加工装置和3D玻璃热弯机实现，所述方法包括有如下步骤：步骤S1，利用玻璃雕刻机加工预设厚度的平面均厚玻璃基板，要求玻璃基板的一面或多个面加工成所需的曲面，得到3D曲面玻璃工件；步骤S2，利用模具加工装置制作模具，要求模具的压型面与3D曲面玻璃工件的表面形状相吻合；步骤S3，将模具装载于3D玻璃热弯机，利用3D玻璃热弯机驱使模具对加热后的3D曲面玻璃工件进行热压，热压成型后，待3D曲面玻璃工件冷却而得到3D曲面玻璃产品。本发明可提高加工精度、可提高产品质量、加工流程简单而且成品率高。

Description

一种非等厚3D曲面玻璃成型加工方法

技术领域

本发明涉及玻璃产品加工方法，尤其涉及一种非等厚3D曲面玻璃成型加工方法。

背景技术

随着科学技术的进步，非等厚的3D曲面玻璃具有很大的需求量，这些3D曲面玻璃的具体要求为：产品精度高、玻璃平整性好、玻璃强度高、可以通过行业测试标准测试、光学性能良好、玻璃结构厚薄不同，例如，玻璃的某处需要加厚，而某处需要设计为较薄结构。

如果用传统的3D玻璃热弯技术，无法生产出这种非等厚的3D曲面玻璃。原因如下：传统技术，3D玻璃热弯机成型后的3D玻璃产品的厚度都是均厚的，无论多厚的玻璃平面材料，只要厚度是均厚的，热弯成型后的玻璃产品的厚度都不会发生太大的改变，除了在弯曲地方会有些许变化外，玻璃产品整体保持原有的厚度，无法对某一个产品结构控制压型出不同的厚度。

行业中另一种传统玻璃压铸方式，采用不同的工艺，具体为：将玻璃原材料熔化成可以流动的玻璃流体，玻璃需要加到非常高的温度才能变成流体，因不同的材料此温度不同，但均比此种玻璃的软化温度高出60～200度左右。将固定体积的流体转移进入模具中，模具上下合模压型，后续冷却取出产品，以此由模具形状决定产品的形状，由此可生产厚薄不均匀的异形玻璃。传统方式主要针对精度不高，产品较厚的玻璃，无法针对手机类的高要求电子产品玻璃，主要原因如下：

1、因挤压成型温度过高，改变了玻璃材质内部组织结构，导致玻璃产品的刚性差和韧性差，易裂，无法应用于手机消费类的电子产品。

2、因挤压成型温度过高，压力过大，导致玻璃产品表面粗糙，甚至出现许多小凹坑，后续扫光也无法去除，良率几乎为零，无法实现大量生产。

3、因玻璃和模具的温度相差较大，以及玻璃温度较高，生产产品精度低，且需要做二次CNC加工，加工余量大，增加生产成本，不利于大量生产成本的控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种可提高加工精度、可提高产品质量、加工流程简单、成品率高的非等厚3D曲面玻璃成型加工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种非等厚3D曲面玻璃成型加工方法，该方法基于玻璃雕刻机、模具加工装置和3D玻璃热弯机实现，所述方法包括有如下步骤：步骤S1，利用玻璃雕刻机加工预设厚度的平面均厚玻璃基板，要求玻璃基板的一面或多个面加工成所需的曲面，得到3D曲面玻璃工件；步骤S2，利用模具加工装置制作模具，要求模具的压型面与3D曲面玻璃工件的表面形状相吻合；步骤S3，将模具装载于3D玻璃热弯机，利用3D玻璃热弯机驱使模具对加热后的3D曲面玻璃工件进行热压，热压成型后，待3D曲面玻璃工件冷却而得到3D曲面玻璃产品。

优选地，所述步骤S1中，所述玻璃雕刻机为CNC玻璃雕刻机。

优选地，所述3D玻璃热弯机包括有多个预热工作站、移模机构、成型工作站、缓冷工作站和外部冷却工作站，所述成型工作站包括有上压型机构和下支撑机构，所述步骤S3中，将步骤S1中加工得到的3D曲面玻璃工件装入所述模具，利用预热工作站对模具和3D曲面玻璃工件进行加热，当3D曲面玻璃工件软化且达到成型条件时，利用移模机构将模具和3D曲面玻璃工件移送至成型工作站，成型工作站驱使上压型机构对模具和3D曲面玻璃工件施加压力，使得3D曲面玻璃工件随着模具的压型面形状热弯成型，3D曲面玻璃工件成型后，利用移模机构将模具和3D曲面玻璃工件移送至缓冷工作站，经过缓冷后再移送至外部冷却站，直至3D曲面玻璃工件逐渐冷却至接近室温，得到3D曲面玻璃产品。

优选地，还包括有抛光步骤：利用3D曲面玻璃扫光机对3D曲面玻璃工件进行抛光。

优选地，所述抛光步骤在步骤S1以及步骤S3之后执行，或者仅在步骤S3之后执行。

本发明公开的非等厚3D曲面玻璃成型加工方法中，先利用玻璃雕刻机将玻璃基板雕刻成所需的曲面，再利用3D玻璃热弯机和模具将3D曲面玻璃工件热压成型，相比现有技术中直接热压、压铸等方式而言，本发明加工的产品尺寸更加精准，玻璃产品表面光滑圆润，同时玻璃产品的刚性和韧性更好，玻璃表面无水波纹，基于上述特性使得本发明不仅加工流程简单，而且成品率高，较好地满足了市场需求。

附图说明

图1为平面均厚玻璃基板的结构图。

图2为经过激光雕刻机加工后的3D曲面玻璃工件结构图。

图3为模具和3D曲面玻璃产品的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。

本发明公开了一种非等厚3D曲面玻璃成型加工方法，结合图1至图3所示，该方法基于玻璃雕刻机、模具加工装置和3D玻璃热弯机实现，所述方法包括有如下步骤：

步骤S1，利用玻璃雕刻机加工预设厚度的平面均厚玻璃基板1，要求玻璃基板的一面或多个面加工成所需的曲面，得到3D曲面玻璃工件2；

步骤S2，利用模具加工装置制作模具3，要求模具的压型面与3D曲面玻璃工件的表面形状相吻合；

步骤S3，将模具装载于3D玻璃热弯机，利用3D玻璃热弯机驱使模具对加热后的3D曲面玻璃工件进行热压，热压成型后，待3D曲面玻璃工件冷却而得到3D曲面玻璃产品4。

上述非等厚3D曲面玻璃成型加工方法中，先利用玻璃雕刻机将玻璃基板雕刻成所需的曲面，再利用3D玻璃热弯机和模具将3D曲面玻璃工件热压成型，相比现有技术中直接热压、压铸等方式而言，本发明加工的产品尺寸更加精准，玻璃产品表面光滑圆润，同时玻璃产品的刚性和韧性更好，玻璃表面无水波纹，基于上述特性使得本发明不仅加工流程简单，而且成品率高，较好地满足了市场需求。

作为一种优选方式，所述步骤S1中，所述玻璃雕刻机为CNC玻璃雕刻机。在所述步骤S1中，利用CNC玻璃雕刻机将较厚的平面均厚玻璃基板，将玻璃的外形加工成加工成所需要数据，同时将玻璃的其中一面或多个面加工成所需的曲面，使其成为非等厚的的3D曲面玻璃工件，此玻璃工件相当于将成型后的玻璃产品展开后的形状和尺寸，同时如果玻璃的结构需要调整，则相对应的玻璃平面展开数据也做相应调整，并重新加工玻璃。

在步骤S1和步骤S2之后，可增加抛光步骤，具体是指：对加工后的玻璃产品进行表面抛光，以达到玻璃表面裂纹减少或者裂纹深度降低的目的。原因是：因玻璃产品的大面用CNC磨头加工后形成表面有非常细小的不光滑表面，会对后续产品加工时产生碎裂的可能，同时不光滑的表面在成型后3D玻璃也会增加抛光的难度。

关于步骤S3的具体执行过程，本实施例中，所述3D玻璃热弯机包括有多个预热工作站、移模机构、成型工作站、缓冷工作站和外部冷却工作站，所述成型工作站包括有上压型机构和下支撑机构，所述步骤S3中，将步骤S1中加工得到的3D曲面玻璃工件装入所述模具，利用预热工作站对模具和3D曲面玻璃工件进行加热，当3D曲面玻璃工件软化且达到成型条件时，利用移模机构将模具和3D曲面玻璃工件移送至成型工作站，成型工作站驱使上压型机构对模具和3D曲面玻璃工件施加压力，使得3D曲面玻璃工件随着模具的压型面形状热弯成型，3D曲面玻璃工件成型后，利用移模机构将模具和3D曲面玻璃工件移送至缓冷工作站，经过缓冷后再移送至外部冷却站，直至3D曲面玻璃工件逐渐冷却至接近室温，得到3D曲面玻璃产品。

上述热压成型过程中，先将已制作的玻璃工件置入所述模具，利用传统3D玻璃热弯机以及相应的工艺，在预热站对模具和玻璃工件进行加热，当玻璃工件软化，达到成型条件时，模具和玻璃工件被移模机构移到成型工作站，成型工作站的上压型机构对模具和玻璃工件施加压力进行热弯成型，使模具内的玻璃工件随着模具内型腔形状热弯成型，其成型温度相对较低，不足以影响玻璃工件内部组织结构，玻璃工件的刚性和韧性不会受到影响。玻璃工件成型后，模具和玻璃工件被移模机构移至缓冷工作站，经缓冷后，再次被移模机构移至外部冷却站，逐渐冷却至接近室温，模具和玻璃工件被输出至机台外部。

实际应用中，经过压型后的产品为一产品本身厚薄不均匀，且本身为一曲面的玻璃，但因压型后，玻璃表面有模具压痕以及存在高温对玻璃表面的影响，需将玻璃置于特殊的3D曲面玻璃扫光机，进行玻璃抛光。对此，本实施例还包括有抛光步骤：利用3D曲面玻璃扫光机对3D曲面玻璃工件进行抛光。

作为一种优选方式，所述抛光步骤在步骤S1以及步骤S3之后执行，或者仅在步骤S3之后执行。

本发明公开的非等厚3D曲面玻璃成型加工方法，其相比现有技术而言的有益效果在于，首先，本发明表面光滑、平顺、产品尺寸精准；同时，本发明所用技术为传统3D玻璃热弯成型，加工好的本身已为曲面玻璃的产品，在后续热弯压型时，曲面玻璃工件在较低的玻璃软化点的时候受压力成型，表面不受到高压力的挤压，其厚度不发生改变，表面光滑、平顺。其次，本发明加工得到的玻璃产品刚性强、韧性好；本发明所用技术为传统3D玻璃热弯成型，加工好的本身已为曲面玻璃的产品，在后续热弯压型时，曲面玻璃工件在较低的玻璃软化点的时候受压力成型，临界点温度范围内，其玻璃工件内部结构发生变化很小，热弯成型后，产品较大保持原有的刚性和韧性。此外，本发明加工步骤简单，可减少后续加工的工序，降低生产成本，进而提高生产效率。

以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种非等厚3D曲面玻璃成型加工方法，其特征在于，该方法基于玻璃雕刻机、模具加工装置和3D玻璃热弯机实现，所述方法包括有如下步骤：

步骤S1，利用玻璃雕刻机加工预设厚度的平面均厚玻璃基板(1)，要求玻璃基板的一面或多个面加工成所需的曲面，得到3D曲面玻璃工件(2)；

步骤S2，利用模具加工装置制作模具(3)，要求模具的压型面与3D曲面玻璃工件的表面形状相吻合；

步骤S3，将模具装载于3D玻璃热弯机，利用3D玻璃热弯机驱使模具对加热后的3D曲面玻璃工件进行热压，热压成型后，待3D曲面玻璃工件冷却而得到3D曲面玻璃产品(4)。

2.如权利要求1所述的非等厚3D曲面玻璃成型加工方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述玻璃雕刻机为CNC玻璃雕刻机。

3.如权利要求1所述的非等厚3D曲面玻璃成型加工方法，其特征在于，所述3D玻璃热弯机包括有多个预热工作站、移模机构、成型工作站、缓冷工作站和外部冷却工作站，所述成型工作站包括有上压型机构和下支撑机构，所述步骤S3中，将步骤S1中加工得到的3D曲面玻璃工件装入所述模具，利用预热工作站对模具和3D曲面玻璃工件进行加热，当3D曲面玻璃工件软化且达到成型条件时，利用移模机构将模具和3D曲面玻璃工件移送至成型工作站，成型工作站驱使上压型机构对模具和3D曲面玻璃工件施加压力，使得3D曲面玻璃工件随着模具的压型面形状热弯成型，3D曲面玻璃工件成型后，利用移模机构将模具和3D曲面玻璃工件移送至缓冷工作站，经过缓冷后再移送至外部冷却站，直至3D曲面玻璃工件逐渐冷却至接近室温，得到3D曲面玻璃产品。

4.如权利要求1所述的非等厚3D曲面玻璃成型加工方法，其特征在于，还包括有抛光步骤：利用3D曲面玻璃扫光机对3D曲面玻璃工件进行抛光。

5.如权利要求3所述的非等厚3D曲面玻璃成型加工方法，其特征在于，所述抛光步骤在步骤S1以及步骤S3之后执行，或者仅在步骤S3之后执行。