CN110563318A - 一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3d模压成型方法与装置 - Google Patents
一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3d模压成型方法与装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110563318A CN110563318A CN201910178341.0A CN201910178341A CN110563318A CN 110563318 A CN110563318 A CN 110563318A CN 201910178341 A CN201910178341 A CN 201910178341A CN 110563318 A CN110563318 A CN 110563318A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass
- roller
- cover plate
- feeding
- mobile phone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 160
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 57
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 41
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 claims description 24
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 16
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 16
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 4
- 238000007723 die pressing method Methods 0.000 claims description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 abstract description 6
- 239000005358 alkali aluminosilicate glass Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013003 hot bending Methods 0.000 description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 2
- 239000006059 cover glass Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000006066 glass batch Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 2
- 229910052851 sillimanite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017107 AlOx Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010019233 Headaches Diseases 0.000 description 1
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000003426 chemical strengthening reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000008395 clarifying agent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000007524 flame polishing Methods 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 231100000869 headache Toxicity 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/02—Re-forming glass sheets
- C03B23/023—Re-forming glass sheets by bending
- C03B23/03—Re-forming glass sheets by bending by press-bending between shaping moulds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B33/00—Severing cooled glass
- C03B33/02—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
- C03B33/023—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor the sheet or ribbon being in a horizontal position
- C03B33/0235—Ribbons
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
- C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
- C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
- C03B35/18—Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3D模压成型方法与装置属于玻璃材料制备加工领域。装置依次包括熔化系统、供料系统、加热系统、模压系统、保护气系统；装置还包括牵引装置；熔化系统包括玻璃熔窑；供料系统包括供料道、狭缝供料器、硅碳棒、导向辊、牵引辊；加热系统包括加热炉和加热元件；加热炉中包括剪切机构和模压系统；整个过程中保护气系统使加热炉内达到还原气氛或中性气氛。本发明可以直接将碱铝硅酸盐玻璃熔体一次压制成型为厚度介于0.6‑1.5mm的手机盖板保护玻璃，既维持手机盖板保护玻璃精确造型，又保证玻璃表面精度，最大限度地减少模压成型玻璃表面的磨抛工作量。
Description
技术领域
本发明涉及智能手机或大型触摸屏一次高精度3D模压成型方法和装置，属于玻璃材料制备加工领域。
背景技术
21世纪初随着科技发展，人类开启了智能手机时代，其中以2007年发售的iPhone手机为代表，智能手机除了满足无线通信功能，还支持互联网、移动办公、娱乐、拍照等功能。智能手机具有轻薄化、大屏化、智能化特点，其摒弃了手机键盘，其通过触控屏来实现相关输入输出操作和信息浏览。
智能手机屏幕尺寸占到手机平面90％以上，并且手机屏幕尺寸普遍大于5时，智能手机在使用过程中屏幕极易产生表面划伤和冲击破损，因此屏幕保护材料成为智能手机必不可少的关键部件，因此屏幕保护材料具有透明性(前盖板有此要求)、轻薄化、耐冲击、抗划伤等特性，另外随着5G通信时代来临，在高达2.6-4.9GHz(各国及相关公司通讯频率不同)信号发射与接收条件，须具有良好透波能力和介电损耗小特性，因此一种可化学强化的超薄碱铝硅酸盐玻璃就成为优于亚克力、聚乙烯、蓝宝石、陶瓷、金属的首选材料。
手机盖板玻璃对屏幕起到重要保护作用，因其位于手机外表亦称为手机盖板玻璃(Cover glass，CG)，位于屏幕侧称为前盖板，位于手机背部称为后盖板。
手机盖板玻璃中大量引入“Al2O3”化学组成，Al2O3质量含量高达13-24％，Al2O3可以改善玻璃表面硬度，提高抗划伤能力，因[AlOx](X＝4，6)的网络结构单元相对[SiO4]结构单元大，使玻璃结构空隙变大，易促进手机盖板玻璃化学强化的离子交换，在玻璃表面形成较大的压应力，对玻璃抗冲击强度提高起到关键性作用。
2013年10月，韩国三星公司发布一款3D曲面屏幕手机，其区别于传统手机屏幕平面特征，而是带有一定的弧度，如图1所示；首先前盖板保护玻璃采用3D造型，进而后盖板保护玻璃也采用3D造型，通称3D盖板保护玻璃，3D造型手机不仅握感好，而且视觉体验更好。
3D盖板保护玻璃一般是利用厚度0.7mm-0.9mm平板玻璃原片经过热弯成型获得的，3D盖板保护玻璃热弯加工工艺流程如图2所示，其属于玻璃二次热加工工艺，利用玻璃原片(平板玻璃)为母材，对平板玻璃进行冷热加工。热弯加工工序包括玻璃原片裁切下料、CNC加工(计算机控制精密雕刻加工)、热弯成型、表面研磨抛光、化学强化、丝网印刷/镀膜等工序。其中热弯成型工艺是十分重要的工艺环节，它是实现手机盖板玻璃3D外形的关键所在。热弯成型工艺原理是将平板玻璃原片加热至玻璃软化温度范围(Ts和Td之间温度)，借助于模具，对其施加一定压力和时间，使软化的平板玻璃原片造型成3D形态，3D盖板保护玻璃热弯成型工艺原理和温度制度如图3所示。
尽管热弯成型工艺推动了3D盖板保护玻璃的发展，但是3D盖板保护玻璃的热弯成型工艺依然存在如下问题：
1、3D盖板保护玻璃热弯成型后的成品会呈现出边侧变薄，仅为玻璃原片厚度0.6-0.7倍，如图1和图3所示，组装后的手机产品，其抗摔性相对较差，经常出现手机侧部(即3D手机盖板边部)破裂；
2、3D盖板保护玻璃热弯成型工艺属于二次热加工成型工艺，会大幅增加生产能耗；
3、热弯成型温度需要达到玻璃膨胀软化点温度Td以上，而现有盖板保护玻璃为可化学强化的碱铝硅酸盐玻璃，Al2O3含量范围为13-24wt％，其膨胀软化点温度大于750℃，比钠钙玻璃高120℃以上，为了减少玻璃熔体与模具黏连和模具散热影响，现在仅有石墨材质模具可以胜任，但需要对石墨模具进行惰性气体保护和加热炉密封，即使这样石墨模具表面氧化和表面塌陷使用次数仅能达到3500次，已成为制约3D盖板保护玻璃表面质量的关键；
4、对于加热炉温度场均匀性和阳模压力也很难达到精确控制；
5、3D盖板保护玻璃热弯成型制造成本较高，受模具损耗、生产效率低、能源消耗等影响，因此3D手机盖板保护玻璃价格大70-120元/片；
6、3D盖板保护玻璃热弯成型制造工艺难度较大，良品率仅有40～60％，甚至更低；
7、3D盖板保护玻璃热弯成型效率普遍不高，例如18工位玻璃热弯成型机的最大产能仅为1200-1400片/24h。
目前，传统玻璃压制成型工艺主要由供料系统(玻璃熔体供料工艺的流程如图4所示)、分配系统、成型系统(玻璃熔体冲压成型工艺的流程如图5所示)。供料系统多为冲压和剪刀构成，剪刀将玻璃熔体剪成重量一致的料滴；分配系统主要用于料滴分配，使其送入到相应的模具内；成型系统主要由模具(阴模)2和压头(阳模)3构成，当玻璃熔体1进入模具2后，压头3快速下压，使玻璃熔体1填充在压头3和模具2之间的缝隙，形成玻璃制品4，底模5顶出，取出玻璃制品4。
传统压制成型只能生产厚度2mm以上的玻璃制品，且要求玻璃熔体质量大于100g，而5-6时手机盖板保护玻璃质量仅有16-19克，且厚度要求小于1mm，当玻璃熔体质量偏小时，会导致玻璃熔体所带来热量不足，无法使模具内表面维持相对较高的稳定温度，玻璃熔体进入模具后，玻璃熔体热量被迅速吸收，致使与模具接触玻璃出现快速冷却，黏度迅速增大，即使在压头(阳模)压力作用下，玻璃熔体也不能快速延展，并且与模具接触的玻璃表面会出现明显的玻璃冷纹，如图6所示，类似于海浪涌向沙滩时所呈现的形态，严重影响玻璃表面外观和平整度，采用火焰抛光也不能使其消失殆尽，研磨抛光需要消耗大量人力物力。另外，玻璃熔体在剪刀作用剪断形成料滴时，剪刀处于冷却状态，料滴的剪断处也会形成很粗大椭圆型剪刀痕，进入模具压制时并不能将其展平消失，而是被挤压到玻璃熔体内部，如图7所示。
汽车等交通工具已经成为人类第三空间，随着物联网发展，交通工具内部有很多显示屏幕，尤其以轿车的中控台的触摸屏发展最快，大量使用异形大尺寸的屏幕，如何高效生产适用汽车3D保护玻璃也成为业界关心的问题。
针对上述在屏幕保护玻璃3D成型方面的技术瓶颈，如何突破超薄(0.6-1.0mm)3D盖板保护玻璃传统一次模压成型工艺的限制，并且所获得的玻璃表面没有冷纹和剪刀印痕，具有相对光滑的表面质量，成为玻璃技术领域十分棘手和头痛难题。
因此，急需发明一种手机盖板保护玻璃，甚至大尺寸汽车屏幕保护玻璃的3D模压成型方法及装置，可以直接将碱铝硅酸盐玻璃熔体一次压制成型为厚度介于0.6-1.5mm手机盖板保护玻璃，其中尤以0.7-1.1mm厚度为主，既要维持手机盖板保护玻璃精确造型，又要保证玻璃表面精度，最大限度地减少模压成型玻璃表面的磨抛工作量。
发明内容
本发明提供一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3D模压成型方法和装置，其特征在于包括熔化系统、供料系统、加热系统、模压系统、保护气系统，见图8所示。
一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3D模压成型方法，其特征在于装置包括熔化系统、供料系统、加热系统、模压系统、保护气系统。还包括牵引系统；
熔化系统包括玻璃熔窑2。
供料系统包括供料道3、狭缝供料器4、硅碳棒5、导向辊7、牵引辊8。
供料道用于玻璃熔体黏度调节，将玻璃熔体黏度从103-3.5dPa.s调整到103.5- 3.8dPa.s；狭缝供料器楔形，进入狭缝供料器的玻璃黏度为103.8-4.0dPa.s，夹角为60-120°，楔形下端为狭缝，此刻玻璃黏度值为104.0-4.6dPa.s，狭缝供料器4下方玻璃带两侧的硅碳棒5用于玻璃表面抛光和黏度渐变，狭缝供料器的狭缝尺寸由待压玻璃带厚度决定，缝隙尺寸∶待压玻璃带厚度＝(6-15)∶1，导向辊是辅助和引导玻璃带从垂直方向转向水平方向，导向辊为被动轮，牵引辊为玻璃带拉薄提供纵向牵引力，牵引辊由下部的托辊和上方的压辊构成；
加热系统包括加热炉9和加热元件10。玻璃带6进入加热炉9的玻璃黏度值107- 8dPa.s；模压系统包括剪切机构11、待压玻璃带12；冲压阳模13、冲压阴模14。
剪切机构11用于完成玻璃带6剪断功能，剪切机构位置的玻璃带黏度处于108- 9dPa.s，剪断后玻璃黏度109-9.5dPa.s；
待压玻璃带12传动至模压区的冲压阴模14上方，玻璃黏度为109.5-12dPa.s，该区域传动辊暂停，冲压阳模13下压，将待压玻璃带12压制成3D造型的手机盖板保护玻璃，冲压阳模13抬起，传动系统恢复运转，冲压阴模14的顶出机构将其移出，此刻玻璃黏度为1012- 13dPa.s，横向转接至退火炉，模压多余的边角废料随传动系统运至加热炉尾部废料收集中心，加热炉末端内部温度为玻璃黏度1013-14.5dPa.s。
整个过程中保护气系统16使加热炉9内达到还原气氛或中性气氛。
进一步，牵引辊特征在于由托辊和压辊组成，在托辊和压辊两端固定齿高1-3mm齿轮，齿间距3-6mm。如图9所示，所述齿轮包括托辊齿轮和压辊齿轮；托辊齿轮和托辊同轴设置，并且在一根托辊上设置有两个托辊齿轮，两个托辊齿轮在两侧对称布置；压辊齿轮和压辊同轴设置，并且在一根压辊上设置有两个压辊齿轮，两个压辊齿轮在两侧对称布置；
进一步，两个压辊齿轮的齿轮之间的间距能够调节，其间距由玻璃带宽度决定，两个托辊齿轮的齿轮间距能够调节用以确保托辊齿轮和压辊齿轮均压制在玻璃带两侧的厚边上。
进一步，两侧厚边的厚度是玻璃带内部厚度2-4倍，托辊齿轮和压辊齿轮压入玻璃带边部深度均为0.6-1.0mm。
进一步，剪切机构其由两片具有刃口耐热金属组成，两片剪刀进行相向和相反运动，由气缸相关机构驱动。
进一步，剪切机构动作频率取决于整套系统的模压成型速度，剪断周期为3-10S。
一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3D模压成型装置，其特征在于装置依次包括熔化系统、供料系统、加热系统、模压系统、保护气系统；装置还包括牵引系统；熔化系统包括玻璃熔窑；
供料系统包括供料道、狭缝供料器、硅碳棒、导向辊、牵引辊；
加热系统包括加热炉和加热元件；加热炉中包括剪切机构和模压系统；
整个过程中保护气系统使加热炉内达到还原气氛或中性气氛。
附图说明
图1是2D，2.5D，3D曲面屏幕示意图
图2是3D盖板保护玻璃热弯加工工艺流程图
图3是3D盖板保护玻璃热弯成型工艺原理和温度制度
图4是玻璃熔体供料工艺流程图
图5是玻璃熔体冲压成型工艺的流程
图6是与模具接触的玻璃表面会出现明显的玻璃冷纹
图7是玻璃熔体在剪刀作用剪断形成料滴形成的椭圆型剪刀痕
图8是本发明装置示意图
1.玻璃原料；2.玻璃熔窑；3.供料道；4.狭缝供料器；5.硅碳棒；6.玻璃带；7.导向辊；8.牵引辊；9.加热炉；10.加热元件；11.剪切机构；12.待压玻璃带；13.冲压阳模；14.冲压阴模；15.边角废料；16.保护气系统
图9是本发明局部示意图
8-1.传动链条；8-2.托辊链轮；8-3.托辊齿轮；8-4.压辊齿轮；8-5.玻璃带；8-6压辊高度调节机构；8-7安装架
具体实施方式
本发明公开一种可满足厚度为0.6-1.5mm的3D手机盖板保护玻璃，可覆盖尺寸规格达5-7时规格，同时也可以根据需要向下延伸至0.5时规格，向上延伸生产18时，甚至更大汽车、舰船、航空、航天、媒体机等曲面3D屏幕使用。
熔化系统用于实现盖板保护玻璃配合料熔化、澄清与均化，为成型提供合格玻璃熔体，是玻璃配合料从固态转化为液态熔体，玻璃黏度达到102-2.5dPa.s。熔化系统包括玻璃原料1、玻璃熔窑2。玻璃原料1是构成手机盖板保护玻璃化学组成的各种矿物原料、化工原料、澄清剂及助剂，例如石英砂、氧化铝、纯碱、氧化镁、碳酸钾等。玻璃熔窑2包括但不限于全电熔窑、全氧熔窑、气电混合窑炉，主要能够满足智能手机会或其它大规格屏幕保护功能的盖板玻璃熔化质量均可。
供料系统包括供料道3、狭缝供料器4、硅碳棒5、玻璃带6、导向辊7、牵引辊8。供料道3是用于完成玻璃熔化黏度调节功能，将玻璃熔体黏度从103-3.5dPa.s调整到103.5- 3.8dPa.s；为供料做好准备，主要由耐火材料构成，包括但不限于锆刚玉、氧化铝、硅线石、高锆砖等；狭缝供料器是玻璃成型的关键，进入狭缝供料器的玻璃黏度为103.8-4.0dPa.s，，狭缝供料器是一种楔形形状，夹角为60-120°，楔形下端为狭缝，此刻玻璃黏度值为104- 4.6dPa.s，狭缝宽度大小由所需要玻璃带厚度决定，优选狭缝宽度∶玻璃带厚度＝(6-15)∶1，受悬挂高度、玻璃黏度、牵引辊速度共同决定，玻璃表面平整度除了受狭缝表面光滑程度和硅碳棒5加热温度及均匀性影响；狭缝供料器包括但不限于耐火材料和金属材料，例如锆刚玉、氧化铝、硅线石、高锆砖、耐热钢、铂金以及耐火材料内衬铂金。导向辊7是辅助和引导玻璃带6从垂直转向水平的必要装置，导向辊7为被动轮，其材质包括但不限于金属轮和无机非金属材质，其中优选石墨和耐热钢。牵引辊8为玻璃带6拉薄提供纵向牵引力，牵引辊8由下部的托辊和上方的压辊构成，并且托辊和压辊两端固定具有1-3mm突起的齿的齿轮，齿间距3-8mm，齿轮间距可以调节，其间距由玻璃带宽度决定，确保齿轮压制在玻璃带两侧厚边上，厚边是由于玻璃表面张力收缩所致，是玻璃带内部厚度2-4倍，齿轮压入玻璃带边部深度0.6-1.0mm。
加热系统包括加热炉9和加热元件10。玻璃带6进入加热炉9的玻璃黏度值107- 8dPa.s加热炉9为耐热钢金属密封外壳，内部为耐火纤维一次浇铸成型，确保加热炉的保温节能和密封要求；加热元件7需满足不高于1000℃的加热和温度调节，加热元件10材质包括但不限于螺旋电阻加热丝、石英辐射加热管。
模压系统包括剪切机构11、待压玻璃带12；冲压阳模13、冲压阴模14、边角废料15。剪切机构11是用于玻璃带6剪断，剪切机构位置的玻璃带黏度处于108-9dPa.s，其由两片具有刃口耐热金属组成，类似剪刀工作原理，两片剪刀进行相向和相反运动，由气缸相关机构驱动，其动作频率取决于整套系统的模压成型速度，优选剪断周期为3-10S，24小时剪断动作次数为8640-28800次，可剪断形成8640-28800片待压玻璃带12，此刻玻璃黏度109- 11dPa.s为宜，比较适用薄型玻璃带模压成型。待压玻璃带12快速传动至模压区的冲压阴模14上方，传动系统暂停，冲压阳模13快速下压，将待压玻璃带12压制成3D造型的手机盖板保护玻璃，冲压阳模13抬起，传动系统恢复运转，冲压阴模14的顶出机构将其移出，此刻玻璃黏度为1012-13dPa.s，横向转接至退火炉(该部分不是本专利必要部分，再次不赘述)，模压多余的边角废料15随传动系统运至加热炉尾部废料收集中心，加热炉末端内部温度为玻璃黏度1013-14.5dPa.s对应温度。
保护气系统16是抑制模具、加热元件、其它金属件氧化的作用，其位于加热出口的上部、下部或侧边。保护气包括但不限于氮气、氩气及氢气中的一种或几种混合气，保护气可排除、挤压或消耗炉内氧气，使加热炉9内达到还原气氛或中性气氛。
提供一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3D模压成型方法和装置，按工序前后关系依次为熔化系统、供料系统、加热系统、模压系统；而传动系统和保护气系统是辅助系统，传动系统的速度与剪切机构、模压成型速率相匹配。
本发明获得的显著效果包括：1)相对二次热弯成型效率提高10倍以上，单线单日生产数量达10000多件以上，而二次热弯成型仅有1200-1400件；2)相对传统一次模压成型，既突破超薄产品一次模压成型工艺，创新开发本专利的方法和装置，另外大幅提升手机盖板保护玻璃的3D模压成型表面质量，消除了表面3D手机盖板保护玻璃表面冷纹和剪刀纹现象。3)经过一次模压成型的手机盖板保护玻璃的表面粗糙度小于0.2微米，大幅减少表面磨抛家光工作量；4)采用加热炉内的模压阴模、阳模的精确对位，确保一次模压的3D手机保护盖板毛坯外形尺寸偏差小于±0.06mm，较好解决尺寸规格一致性问题。
Claims (7)
1.一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3D模压成型方法，其特征在于装置包括熔化系统、供料系统、加热系统、模压系统、保护气系统；还包括牵引系统；
熔化系统包括玻璃熔窑；
供料系统包括供料道、狭缝供料器、硅碳棒、导向辊、牵引辊；
供料道用于玻璃熔体黏度调节，将玻璃熔体黏度从103-3.5dPa.s调整到103.5-3.8dPa.s；狭缝供料器楔形，进入狭缝供料器的玻璃黏度为103.8-4.0dPa.s，夹角为60-120°，楔形下端为狭缝，此刻玻璃黏度值为104.0-4.6dPa.s，狭缝的缝隙尺寸由所需玻璃带厚度决定，且狭缝的缝隙尺寸∶所需玻璃带厚度＝(6-15)∶1，导向辊是辅助和引导玻璃带从垂直方向转向水平方向，导向辊为被动轮，牵引辊为玻璃带拉薄提供纵向牵引力，牵引辊由下部的托辊和上方的压辊构成；
加热系统包括加热炉和加热元件；玻璃带进入加热炉的玻璃黏度值107-8dPa.s；模压系统包括剪切机构、待压玻璃带；冲压阳模、冲压阴模；
剪切机构用于玻璃带剪断，剪切机构位置的玻璃带黏度处于108-9dPa.s，剪断后玻璃黏度109-9.5dPa.s；
待压玻璃带传动至模压区的冲压阴模上方，该区域传动辊暂停，此时玻璃黏度为109.5 -12dPa.s，冲压阳模下压，将待压玻璃带压制成3D造型的手机盖板保护玻璃，冲压阳模抬起，传动系统恢复运转，冲压阴模的顶出机构将3D造型的手机盖板保护玻璃移出，此刻玻璃黏度为1012-13dPa.s，横向转接至退火炉，模压多余的边角废料随传动系统运至加热炉尾部废料收集中心，加热炉末端内部温度为玻璃黏度1013-14.5dPa.s；
整个过程中保护气系统使加热炉内达到还原气氛或中性气氛。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，并且托辊和压辊两端固定具有1-3mm突起的齿的齿轮，所述齿轮包括托辊齿轮和压辊齿轮；托辊齿轮和托辊同轴设置，并且在一根托辊上设置有两个托辊齿轮，两个托辊齿轮在两侧对称布置；压辊齿轮和压辊同轴设置，并且在一根压辊上设置有两个压辊齿轮，两个压辊齿轮在两侧对称布置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，两个压辊齿轮的齿轮间距能够调节，两个托辊齿轮的齿轮间距能够调节，用以确保托辊齿轮和压辊齿轮均压制在玻璃带两侧的厚边上。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，玻璃带两侧厚边是玻璃带内部厚度2-4倍，托辊齿轮和压辊齿轮压入玻璃带边部深度0.6-1.0mm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，剪切机构其由两片具有刃口耐热金属组成，两片剪刀进行相向和相反运动，由气缸相关机构驱动。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，剪切机构动作频率取决于整套系统的模压成型速度，剪断周期为3-10S。
7.一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3D模压成型装置，其特征在于装置依次包括熔化系统、供料系统、加热系统、模压系统、保护气系统；装置还包括牵引系统；
熔化系统包括玻璃熔窑；
供料系统包括供料道、狭缝供料器、硅碳棒、导向辊、牵引辊；
加热系统包括加热炉和加热元件；加热炉中包括剪切机构和模压系统；
整个过程中保护气系统使加热炉内达到还原气氛或中性气氛。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910178341.0A CN110563318A (zh) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | 一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3d模压成型方法与装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910178341.0A CN110563318A (zh) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | 一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3d模压成型方法与装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110563318A true CN110563318A (zh) | 2019-12-13 |
Family
ID=68772831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910178341.0A Pending CN110563318A (zh) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | 一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3d模压成型方法与装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110563318A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112759236A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-07 | 四川虹科创新科技有限公司 | 不等厚曲面玻璃及其成型方法和应用 |
| CN114409231A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-04-29 | 北京工业大学 | 一种适用玻璃熔体的楔形均温供料装置 |
| JP2022171513A (ja) * | 2021-04-29 | 2022-11-11 | 曹祖銘 | 電子製品ケースの製造方法 |
| CN117682510A (zh) * | 2024-02-01 | 2024-03-12 | 常州六边形纳米科技有限公司 | 一种单壁碳纳米管材料收集装置 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030038571A1 (en) * | 2001-08-22 | 2003-02-27 | Obrock Thomas W. | Refrigeration shelf and method of making the same |
| US20120159989A1 (en) * | 2009-07-09 | 2012-06-28 | Asahi Glass Company, Limited | Plate glass manufacturing device and plate glass manufacturing method |
| CN102892721A (zh) * | 2010-05-12 | 2013-01-23 | 肖特公开股份有限公司 | 模制玻璃制品的制造方法及按所述方法制造的玻璃制品的应用 |
| CN102933513A (zh) * | 2010-10-19 | 2013-02-13 | 日本电气硝子株式会社 | 带状玻璃膜制造方法及带状玻璃膜制造装置 |
| CN103113019A (zh) * | 2013-02-23 | 2013-05-22 | 北京工业大学 | 一种适用于泡沫玻璃加热炉的链板传输机构 |
| CN104608395A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-05-13 | 振石集团华美新材料有限公司 | 一种热塑性支架的成型方法 |
| CN204779331U (zh) * | 2013-12-27 | 2015-11-18 | 安瀚视特控股株式会社 | 平板玻璃的刻划装置以及玻璃板的制造装置 |
| CN107176787A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-09-19 | 东旭科技集团有限公司 | 浮法玻璃退火工序的辊、浮法玻璃的传送装置及传送方法 |
| CN107207312A (zh) * | 2015-01-21 | 2017-09-26 | 旭硝子株式会社 | 平板玻璃的制造方法、平板玻璃、夹层玻璃的制造方法 |
| CN107922239A (zh) * | 2015-08-28 | 2018-04-17 | 康宁股份有限公司 | 包含刻划装置的刻划设备和刻划玻璃带的方法 |
| CN108473353A (zh) * | 2016-01-11 | 2018-08-31 | 康宁股份有限公司 | 用于支承玻璃成形设备的成形主体的方法和设备 |
| CN109369021A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-02-22 | 基智精密科技(深圳)有限公司 | 玻璃生产设备及玻璃制备方法 |
-
2019
- 2019-03-11 CN CN201910178341.0A patent/CN110563318A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030038571A1 (en) * | 2001-08-22 | 2003-02-27 | Obrock Thomas W. | Refrigeration shelf and method of making the same |
| US20120159989A1 (en) * | 2009-07-09 | 2012-06-28 | Asahi Glass Company, Limited | Plate glass manufacturing device and plate glass manufacturing method |
| CN102892721A (zh) * | 2010-05-12 | 2013-01-23 | 肖特公开股份有限公司 | 模制玻璃制品的制造方法及按所述方法制造的玻璃制品的应用 |
| CN102933513A (zh) * | 2010-10-19 | 2013-02-13 | 日本电气硝子株式会社 | 带状玻璃膜制造方法及带状玻璃膜制造装置 |
| CN103113019A (zh) * | 2013-02-23 | 2013-05-22 | 北京工业大学 | 一种适用于泡沫玻璃加热炉的链板传输机构 |
| CN204779331U (zh) * | 2013-12-27 | 2015-11-18 | 安瀚视特控股株式会社 | 平板玻璃的刻划装置以及玻璃板的制造装置 |
| CN104608395A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-05-13 | 振石集团华美新材料有限公司 | 一种热塑性支架的成型方法 |
| CN107207312A (zh) * | 2015-01-21 | 2017-09-26 | 旭硝子株式会社 | 平板玻璃的制造方法、平板玻璃、夹层玻璃的制造方法 |
| CN107922239A (zh) * | 2015-08-28 | 2018-04-17 | 康宁股份有限公司 | 包含刻划装置的刻划设备和刻划玻璃带的方法 |
| CN108473353A (zh) * | 2016-01-11 | 2018-08-31 | 康宁股份有限公司 | 用于支承玻璃成形设备的成形主体的方法和设备 |
| CN107176787A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-09-19 | 东旭科技集团有限公司 | 浮法玻璃退火工序的辊、浮法玻璃的传送装置及传送方法 |
| CN109369021A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-02-22 | 基智精密科技(深圳)有限公司 | 玻璃生产设备及玻璃制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 姜洪舟主编: "《无机非金属材料热工热备》", 31 December 2013, 武汉理工大学出版社 * |
| 王辰亚编著: "《简明玻璃手册》", 31 August 1984, 北京玻璃容器委员会 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112759236A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-07 | 四川虹科创新科技有限公司 | 不等厚曲面玻璃及其成型方法和应用 |
| JP2022171513A (ja) * | 2021-04-29 | 2022-11-11 | 曹祖銘 | 電子製品ケースの製造方法 |
| JP7210869B2 (ja) | 2021-04-29 | 2023-01-24 | 曹祖銘 | 電子製品ケースの製造方法 |
| CN114409231A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-04-29 | 北京工业大学 | 一种适用玻璃熔体的楔形均温供料装置 |
| CN114409231B (zh) * | 2022-02-25 | 2024-02-02 | 北京工业大学 | 一种适用玻璃熔体的楔形均温供料装置 |
| CN117682510A (zh) * | 2024-02-01 | 2024-03-12 | 常州六边形纳米科技有限公司 | 一种单壁碳纳米管材料收集装置 |
| CN117682510B (zh) * | 2024-02-01 | 2024-04-23 | 常州六边形纳米科技有限公司 | 一种单壁碳纳米管材料收集装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110563318A (zh) | 一种带状玻璃供料及手机盖板玻璃在线3d模压成型方法与装置 | |
| US11180405B2 (en) | Plate glass production method, plate glass, and laminated glass production method | |
| CN101195199B (zh) | 异型截面铜带加工工艺及采用该工艺生产的异型截面铜带 | |
| CN109626816B (zh) | 满足5g通信和3d模压成型的手机盖板玻璃及工艺方法 | |
| CN104556643B (zh) | 玻璃板的弯曲成型装置和方法 | |
| JPH03131539A (ja) | 曲げ成型用プレス型とガラス板の曲げ成型方法及びその装置 | |
| CN104259238A (zh) | 一种无氧铜型材的加工方法 | |
| CN113135649B (zh) | 一种utg玻璃原片生产成型方法及成型装置 | |
| CN108439774A (zh) | 一种盖板玻璃的弯曲成型装置和弯曲成型方法 | |
| CN102941240A (zh) | 一种铜卷排或铜带生产工艺 | |
| CN113292232A (zh) | 电子装置壳体的制造方法、电子装置壳体及电子装置 | |
| CN204779331U (zh) | 平板玻璃的刻划装置以及玻璃板的制造装置 | |
| CN109626799A (zh) | 一种手机盖板保护玻璃的3d模压成型装置及方法 | |
| CN205170648U (zh) | 模造立体玻璃连续成型装置 | |
| CN107500514B (zh) | 光学玻璃小条料成型装置 | |
| CN108996903A (zh) | 一种柔性玻璃及其制造工艺 | |
| CN101112717A (zh) | 三层铝或铝合金复合材料制造方法及其铸坯装置 | |
| CN101842324A (zh) | 浮法玻璃的制造方法 | |
| CN103553301B (zh) | 一种高斑马角的两毫米汽车浮法玻璃生产方法 | |
| JP4856027B2 (ja) | ガラス板の製造方法、プレス成形用ガラス素材の製造方法、および光学部品の製造方法 | |
| JP4172258B2 (ja) | フェライト系ステンレス鋼管の熱間押出し製管方法 | |
| JP4467201B2 (ja) | ガラス板の製造方法、プレス成形用素材の製造方法、および光学部品の製造方法 | |
| CN201729775U (zh) | 一种玻璃压延机用耐火唇砖 | |
| CN201476578U (zh) | 一种炉内辊 | |
| CN201965327U (zh) | 一种眼镜架型材毛坯及其成型设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220714 Address after: 437099 No.1, henger Road, high tech Zone, Xianning City, Hubei Province Applicant after: XIANNING CSG PHOTOVOLTAIC GLASS CO.,LTD. Address before: Room 201, 213 building, Wangjing Garden East, Chaoyang District, Beijing 100102 Applicant before: Tian Yingliang |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191213 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |