CN109896730B - 一种玻璃热弯成型方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种玻璃热弯成型方法，对玻璃进行一次加热，使玻璃一次软化，将一次加热后的玻璃进行一次冷却，使玻璃固化；再将凸模放置于凹模上，将一次冷却后的玻璃进行二次加热，二次软化的玻璃压模成型；并进行二次冷却。本发明采用两次加热与冷却的过程，一次加热后只依靠玻璃自身的重力形成大体形状，二次加热后通过凸模与凹模之间的相互配合压制成最终形状；本发明将一次大幅度的变形加工分解为两次小幅度的变形，一次加热后的玻璃变形作小幅度变形，二次加热后在凹陷的大体形状的基础上进行精细加工，两次加工的幅度都较小，能够避免因大幅度变形造成的碎裂情况。本发明还提供一种用于玻璃热弯成型的装置，可实现相同的技术效果。

Description

一种玻璃热弯成型方法及装置

技术领域

本发明涉及玻璃产品的加工技术领域，更进一步涉及一种玻璃热弯成型方法。此外，本发明还涉及一种玻璃热弯成型的装置。

背景技术

目前3D曲面产品热弯工艺在手机屏幕上得到充分的应用，在汽车制造领域，对于大尺寸玻璃材质的3D产品并没有得到广泛的运用。大尺寸玻璃凹凸形状的产品，如汽车灯罩、汽车B柱、汽车中控操作平台、汽车尾灯等，加工时需要先将玻璃加热，将玻璃放入两块模具之间压制成型，对于大尺寸的玻璃制品来说，较大幅度的弯曲变形容易产生碎裂，降低良品率。

对于本领域的技术人员来说，设计一种能够加工大尺寸玻璃制品的生产方法，能够有效地加工出大曲率的产品，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种玻璃热弯成型方法，能够加工大尺寸的玻璃，得到弯曲幅度较大的产品，加工质量稳定不易破碎，具体方案如下：

一种玻璃热弯成型方法，包括：

将待加工的玻璃放置于凹模上，并对玻璃进行一次加热，使玻璃一次软化，软化的玻璃在重力作用下凹陷变形；

将所述一次加热后的玻璃进行一次冷却，使玻璃固化；

将凸模与凹模配合组装；

经过所述一次冷却后的玻璃进行二次加热，使玻璃二次软化，通过所述凸模和所述凹模将所述二次软化的玻璃压模成型；

将所述压模成型的玻璃进行二次冷却，使玻璃固化，得到玻璃制品。

可选地，所述一次加热的最高温度介于800～900℃；所述一次加热达到最高温度的时间为40～60min；所述一次加热保持最高温度的时间为5～10min；所述一次冷却的时间为15～20min。

可选地，所述一次冷却使玻璃冷却达到100℃以下。

可选地，所述一次冷却从最高温度冷却到500℃的过程为自然冷却，当玻璃温度低于500℃时进行快速冷却。

可选地，所述二次加热的最高温度介于800～900℃；所述二次加热达到最高温度的时间为40～60min；所述二次加热保持最高温度的时间为5～10min；所述二次冷却的时间为15～20min。

可选地，所述二次冷却从最高温度冷却到500℃的过程为自然冷却，当玻璃温度低于500℃时进行快速冷却。

可选地，所述一次加热与所述二次加热的升温过程中，玻璃上方的温度比下方的温度高60～120℃。

此外，本发明还提供一种用于玻璃热弯成型的装置，包括：

机架；

输送辊道，包括多根转动设置于所述机架上的动力辊，其上用于放置模具；每个所述动力辊的端部设置用于传动的斜齿轮；

驱动器，设置于所述机架上，能够带动驱动齿轮旋转；

传动齿轴，转动设置于所述机架上；其上固定设置所述驱动齿轮和传动齿轮，所述传动齿轮为斜齿轮，每个所述传动齿轮与一个动力辊端部的斜齿轮啮合传动，使所述输送辊道运转以使模具运动；

加温箱，设置于所述机架上，并沿所述输送辊道的长度方向分布；所述加温箱中间部分的温度可使玻璃软化，两端距离中间的距离越远温度越低。

可选地，还包括设置于所述加温箱顶部中间位置的压模装置，所述压模装置能够作竖直升降，用于向下按压凸模。

本发明提供了一种玻璃热弯成型方法，将待加工的玻璃放置于凹模上，并对玻璃进行一次加热，使玻璃一次软化，软化后的玻璃在重力作用下凹陷变形，玻璃受凹模支撑的部分位置保持不变，悬空的部分经软化后在重力的作用下向下凹陷，形成与凹模凹陷趋势大体相同的形状；将一次加热后的玻璃取出加热炉进行一次冷却，使玻璃固化，得到的固态玻璃的大体凹凸趋势与凹模的相同；将凸模与凹模配合组装；将一次冷却后的玻璃重新送入加热炉进行二次加热，使玻璃二次软化，将二次软化的玻璃在凸模的重力作用下压模成型，在玻璃大体呈现凹凸的基础上，通过凸模与凹模上相互配合的形状，在玻璃上压合出具体的形状，得到最终的形状；将压模成型的玻璃进行二次冷却，使玻璃固化，得到玻璃制品。

本发明采用两次加热与冷却的过程，一次加热后只依靠玻璃自身的重力形成大体形状，二次加热后通过凸模与凹模之间的相互配合压制成最终形状；本发明将一次大幅度的变形加工分解为两次小幅度的变形，一次加热后的玻璃变形作小幅度变形，二次加热后在凹陷的大体形状的基础上进行精细加工，两次加工的幅度都较小，能够避免因大幅度变形造成的碎裂情况。

本发明还提供一种用于玻璃热弯成型的装置，包括机架输送辊道、驱动器、传动齿轴、加温箱等结构，输送辊道包括多根动力辊，动力辊转动设置于机架上，其上用于放置模具；每个动力辊的端部设置用于传动的斜齿轮；驱动器设置于机架上，能够带动驱动齿轮旋转；传动齿轴转动设置于机架上，传动齿轴上固定设置驱动齿轮和传动齿轮，传动齿轮为斜齿轮，每个传动齿轮与一个输送辊端部的斜齿轮啮合传动，使输送辊道运转以使模具运动；加温箱设置于机架上，并沿输送辊道的长度方向分布；加温箱中间部分的温度可使玻璃软化，两端距离中间的距离越远温度越低。当玻璃放置于模具上之后，由输送辊道带动运动，模具由加温箱的一端运动到另一端时，经历加热到冷却的过程，加工时使模具两次经过输送辊道运输，通过此装置可实现与上述方法相同的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的玻璃热弯成型方法的流程图；

图2为玻璃放置于凹模上的结构图；

图3为凹模与凸模相互装配的结构图；

图4为玻璃热弯成型装置的结构图。

图中包括：

机架1、输送辊道2、驱动器3、驱动齿轮31、传动齿轴4、传动齿轮41、加温箱5、压模装置6。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种玻璃热弯成型方法，能够加工大尺寸的玻璃，得到弯曲幅度较大的产品，加工质量稳定不易破碎。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的玻璃热弯成型方法及装置进行详细的介绍说明。

如图1所示，为本发明提供的玻璃热弯成型方法的流程图，包括以下步骤：

S1、将待加工的玻璃放置于凹模上，并对玻璃进行一次加热，使玻璃一次软化，软化的玻璃在重力作用下凹陷变形；将玻璃送入加热炉中进行加热，玻璃软化并保温一段时间后，玻璃具有一定的流动性，被凹模支撑的部分位置保持不变，没有被支撑的悬空部分软化后因重力作用下垂，下垂的部分形成凹陷，与凹模凹陷的大体幅度保持一致，形成与凹模一致的轮廓形状。

S2、将一次加热后的玻璃进行一次冷却，使玻璃固化；玻璃从加热炉中取出后冷却固化，固化后的玻璃形状固定，消除了软化变形过程中积聚的应力。

S3、将凸模与凹模配合组装；此时玻璃呈固态，凸模通过玻璃提供支撑力。

S4、将一次冷却后的玻璃进行二次加热，使合模后的玻璃二次软化；合模后的玻璃重新被送入加热炉内加热软化，软化后的玻璃具有流动性可变形，不足以支撑凸模，凸模在重力的作用下逐渐移动与凹模贴合，最终压合成型。经过一次冷却后固化的玻璃内部的应力分布均匀，基本不存在应力集中现象，且形状接近于最终加工成型的结构，当受到凸模与凹模配合的挤压后，可使玻璃发生较小幅度的变形，在大体轮廓的基础上加工出精细的凹凸结构，完成整个产品的形状加工。S5、将压模成型的玻璃进行二次冷却，使玻璃固化，得到玻璃制品；凸模在重力作用下向下运动，直到凸模与凹模完全贴合后从加热炉中取出进行二次冷却，得到成品。

如图2所示，为玻璃放置于凹模上的结构图；图3为凹模与凸模相互装配的结构图，其中A为凹模，B为凸模，C为待加工的玻璃。本发明采用两次加热与冷却的加工过程，一次加热后只依靠玻璃自身的重力形成大体形状，二次加热后通过凸模与凹模之间的相互配合压制成最终形状；本发明将一次大幅度的变形加工分解为两次小幅度的变形，消除了一次性实现大幅度变形因应力分布不均匀的问题，一次加热后的玻璃变形作小幅度变形，二次加热后在凹陷的大体形状的基础上进行精细加工，两次加工的幅度都较小，能够避免因大幅度变形造成的碎裂情况。

在上述方案的基础上，本发明中一次加热的最高温度介于800～900℃，在此温度范围内，玻璃具有较好的流动性，且没有达到液态，使玻璃的流动速率更高；一次加热达到最高温度的时间为40～60min，也即从待加工的玻璃原件从室温加热到最高温度的时间介于40～60min，使玻璃以适当的速率升温，若温度上升过快则可能使各部分的温度不一致，变形不均匀；一次加热保持最高温度的时间为5～10min，使软化的玻璃有充足的时间发生变形；一次冷却的时间为15～20min；本文所列的数值范围均包含两端的端点值。

具体地，一次冷却使玻璃冷却达到100℃以下，也就是说不必使玻璃达到室温，只需要下降到100℃或以下即可进行二次加热。

更进一步，一次冷却从最高温度冷却到500℃的过程为自然冷却，自然冷却以较低的冷却速率，使玻璃缓慢降温，过快的冷却速率因各处温度下降速率不一致容易发生应力集中，使玻璃产生缺陷；当玻璃温度低于500℃时进行快速冷却，以加速加工过程。

二次加热与冷却过程采用相似的条件，二次加热的最高温度介于800～900℃；二次加热达到最高温度的时间为40～60min；二次加热保持最高温度的时间为5～10min；二次冷却的时间为15～20min。

相应地，二次冷却从最高温度冷却到500℃的过程为自然冷却，当玻璃温度低于500℃时进行快速冷却。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，一次加热与二次加热的升温过程中，玻璃上方的温度比下方的温度高60～120℃，因高温气体上升，底部的热量上升可起到充分的加热效果，因此相对温度可设置较低，玻璃上方的温度相对较高。当达到最高加热温度时，上方的温度与下方的温度保持一致。

本发明还提供一种用于玻璃热弯成型的装置，如图4所示，为玻璃热弯成型装置的结构图；包括机架1、输送辊道2、驱动器3、传动齿轴4、加温箱5等结构，其中机架1为支撑结构，其上安装其他部件；输送辊道2包括多根动力辊，每根动力辊均转动设置于机架1上，动力辊与机架1的宽度方向平行，成排设置的多根动力辊构成了输送辊道2，其上用于放置模具；每个动力辊的端部设置用于传动的斜齿轮，通过斜齿轮进行传动。

驱动器3设置于机架1上，为动力部件，其输出轴上设置齿轮，用于与驱动齿轮31传动配合，能够带动驱动齿轮31旋转。传动齿轴4转动设置于机架1上，传动齿轴4的轴向与驱动机架1的长度方向平行；在传动齿轴4上固定设置驱动齿轮31和传动齿轮41，驱动齿轮31受驱动器3的带动转动，进而使整个传动齿轴4旋转；传动齿轴4的轴向与动力辊的轴向相互垂直，传动齿轮41为斜齿轮，每个传动齿轮41与一个动力辊端部的斜齿轮啮合传动，通过传动齿轴4的传动作用带动输送辊道2运转以使模具运动。

加温箱5设置于机架1上，并沿输送辊道2的长度方向分布，输送辊道2经过加温箱5的内部，可将其上运输的模具进行加热；加温箱5中间部分的温度最高，可使玻璃软化，加温箱5从中间向两端的温度逐渐降低，两端距离中间的距离越远温度越低。

将待加工的玻璃原件放在凹模上，凹模由输送辊道2带动移动，因加温箱5内部各处的温度保持恒定，通过控制输送辊道2的运动速率控制升温及降温的速率，凹模从一端进入并从另一端移出的过程包含了一次加热与一次冷却两个过程；再将凸模与凹模配合组装，将模具整体再经过一次加温箱5，完成二次加热与二次冷却，最终可得到大幅度弯曲的玻璃产品，玻璃由凸模和凹模压合出预设的形状。

更进一步，在加温箱5顶部中间位置的压模装置6，压模装置6能够作竖直升降，用于向下按压凸模，进行二次加热时，为了保证凸模与凹模完成压合到位，可通过压模装置6对凸模施加压力，保证压模过程可靠。压模装置6可采用液压缸或丝杠等形式，只要能够实现上述功能都是可以的。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种玻璃热弯成型方法，其特征在于，包括：

将待加工的玻璃放置于凹模上，并对玻璃进行一次加热，使玻璃一次软化，软化的玻璃在重力作用下凹陷变形；所述一次加热的最高温度介于800～900℃；

将所述一次加热后的玻璃进行一次冷却，使玻璃固化；所述一次冷却使玻璃冷却达到100℃以下；

将凸模与凹模配合组装；

经过所述一次冷却后的玻璃进行二次加热，使玻璃二次软化，通过所述凸模和所述凹模将所述二次软化的玻璃压模成型；所述二次加热的最高温度介于800～900℃；

将所述压模成型的玻璃进行二次冷却，使玻璃固化，得到玻璃制品。

2.根据权利要求1所述的玻璃热弯成型方法，其特征在于，所述一次加热达到最高温度的时间为40～60min；所述一次加热保持最高温度的时间为5～10min；所述一次冷却的时间为15～20min。

3.根据权利要求2所述的玻璃热弯成型方法，其特征在于，所述一次冷却从最高温度冷却到500℃的过程为自然冷却，当玻璃温度低于500℃时进行快速冷却。

4.根据权利要求2所述的玻璃热弯成型方法，其特征在于，所述二次加热达到最高温度的时间为40～60min；所述二次加热保持最高温度的时间为5～10min；所述二次冷却的时间为15～20min。

5.根据权利要求4所述的玻璃热弯成型方法，其特征在于，所述二次冷却从最高温度冷却到500℃的过程为自然冷却，当玻璃温度低于500℃时进行快速冷却。

6.根据权利要求1至5任一项所述的玻璃热弯成型方法，其特征在于，所述一次加热与所述二次加热的升温过程中，玻璃上方的温度比下方的温度高60～120℃。

7.一种用于玻璃热弯成型的装置，应用于权利要求1至6任一项所述的玻璃热弯成型方法，其特征在于，包括：

机架(1)；

输送辊道(2)，包括多根转动设置于所述机架(1)上的动力辊，其上用于放置模具；每个所述动力辊的端部设置用于传动的斜齿轮；

驱动器(3)，设置于所述机架(1)上，能够带动驱动齿轮(31)旋转；

传动齿轴(4)，转动设置于所述机架(1)上；其上固定设置所述驱动齿轮(31)和传动齿轮(41)，所述传动齿轮(41)为斜齿轮，每个所述传动齿轮(41)与一个动力辊端部的斜齿轮啮合传动，使所述输送辊道(2)运转以使模具运动；

加温箱(5)，设置于所述机架(1)上，并沿所述输送辊道(2)的长度方向分布；所述加温箱(5)中间部分的温度可使玻璃软化，两端距离中间的距离越远温度越低。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括设置于所述加温箱(5)顶部中间位置的压模装置(6)，所述压模装置(6)能够作竖直升降，用于向下按压凸模。

Images