CN110627349B - 非接触成型装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种非接触成型装置及方法，包括一顶面设有一固定部及具有输出吹、吸气体的第一治具、可移动与温控的光热源加工装置及可移动且输出下吹气体的第二治具，第一治具顶面的固定部，供吹、吸气体输出，以对至少一平面玻璃板材进行吸住固定或向上顶起的动作，借光热源加工装置移动至第一治具上方对于平面玻璃板材的上、下、左及右四个周边预定加热部位进行非接触及温控加热软化而沿固定部边缘弯曲下垂，由第一治具吹气向上顶起弯曲的玻璃板材，由第二治具移动罩覆于弯曲的玻璃板材上方，由第二治具向下吹出气体，而一同与第一治具所向上吹起的气体，共同环绕于弯曲的玻璃板材上、下表面，以非接触方式让弯曲的玻璃板材降温定型形成一3D曲面玻璃成品。
Description
技术领域
本发明是关于一种非接触成型装置，特别是用于平面玻璃板材弯曲成形，并以至少一非接触式热源、吹及吸气的第一治具，以及吹气的第二治具对一平面玻璃板材弯曲成型3D曲面玻璃的装置及方法。
背景技术
3D立体曲面玻璃面板广泛应用于如新一代的智能型手机、平板计算机、电仪表面板、显示器玻璃面板及汽车仪表面板产品中，以提供智能型手机、平板计算机、电仪表面板、显示器玻璃面板及汽车仪表面板产品中的上、下、左及右四个方向的边缘曲面显示或触控操作功能，然而，现有制作加工此立体曲面玻璃面板的方式，无论是先以模具热压弯曲玻璃板材成型再以CNC机具切割或先以CNC机具于2D平面切割玻璃板材再以模具热压弯曲玻璃板材成型，或以雷射于2D平面切割玻璃板材再以模具热压弯曲玻璃板材成型等制程方式，皆必需以如图1所示的石墨材料制成的一上模具A及一下模具B对该玻璃板材C热压成型，亦即必需是通过接触式加工器具及模具的加工的方式进行。
然而，以上述现有立体曲面玻璃面板以接触式加工器具及模具的加工技术及方式，在于进行平面的玻璃板材C的切割或导角加工过程中，如以CNC机具进行切割或导角磨抛的接触式加工，均会造成该玻璃板材C工件的边缘产生不规则形状崩边及微裂隙缝或不整齐的毛边，除了让该玻璃板材C工件加工时间增长、产能低(约2～5分钟/每片)及质量参差不齐外，该玻璃板材C仍必需再以抛磨机具加以修边抛磨，然而，即使通过机械抛磨方式让该玻璃板材C边缘及毛边顺利修整，也因各刀具磨耗程度不同，致使每一片经接触式抛磨修边平面的玻璃板材C的尺寸大小参差不齐，有着大小不一的尺寸误差，严重影响其后续加工的精密度及质量。
再者，以上述现有图1所示的立体曲面玻璃面板以上模具A及下模具B加热弯曲成型的接触式加工制程，必需对整个玻璃板材C作高温加热操作，也就是作整体加热及压模的方式处理，而必需以石墨制的上模具A及下模具B在高温加热及操作的过程中，除了会受到上述平面的玻璃板材C切割后的抛磨加工所产生的尺寸误差影响，而使该玻璃板材C热弯加工后成品亦呈现尺寸大小误差，因此模具A及B制作的间隙难以订定,例如:模具A及B间隙太小，会使该玻璃板材C受热膨胀，无处可容纳，而会导致破裂，又该模具A及B间隙太大，易导致玻璃板材C位置偏移，导致后续在每一片玻璃板材C上打孔或钻孔加工位置产生偏差，并会在该玻璃板材C表面残留石墨材质的模具A及B的氧化脱落的碳粉及其他杂质，又因石墨模具A及B的碳粉脱落后将形成坑洞，更使玻璃板材C表面被压印出更多的粗糙坑洞表面，在该玻璃板材C弯曲成型脱模后，后续必需再经过表面抛光除渣的清洁研磨抛光修整的大量额外修复步骤，上述各项问题，除了使该玻璃板材C弯曲成型加工后的成品良率大幅降低变差(良率最高约仅50％左右)，并且，使该玻璃板材C弯曲成型的制程成本偏高而不符产业利用的经济效益。
此外，上述现有玻璃板材C以石墨制上模具A及下模具B加热弯曲成型的制程，除了成品良率偏低及后续表面抛磨处理的成本高等问题与缺点外，更进一步地，该石墨制上模具A及下模具B模具组也有使用寿命限制，每一组上模具A及下模具B模具组约在使用1000～3000片的玻璃板材C加热操作后，就必需停机更换新的一组上模具A及下模具B模具组，方能继续操作该玻璃板材C的加热弯曲制程，不但使整个玻璃板材C的弯曲加工制作成本更加提高，并且，该现有玻璃板材C的加热弯曲制程的流程与机构设备冗长复杂，使该玻璃板材C的每一片完成出料平均间隔时间也因此拉长，即每一片玻璃板材C完成弯曲加工的间隔时间约为50～60秒，以平均每一小时可完成的片数约为60片/小时，凸显其整体的产能效率不彰，无法达到产业利用的要求，并且，在另一方面由于该石墨制上模具A及下模具B模具内部对该玻璃板材C全面遮盖，无从量测该玻璃板材C被加热后的温度分布，仅能就石墨模具A及B外侧单点温度量测推测，无从确认玻璃板材C上实际各点的加热温度分布，当然也就无从精确监控该玻璃板材C上实际各点的加热温度，因此在该玻璃板材C实际热弯制程中，易导致局部加热温度过高或太低的情况，使该玻璃板材C产生表面烧蚀斑点、破裂，或存在过大内应力而造成该玻璃板材C机械强度降低而易脆、易碎等问题及缺点。
另外，在先前的相关专利技术文献方面，如中国台湾专利公报第I460139号「玻璃制品的制作方法与制作系统及电子装置」发明专利案，则揭示典型现有上、下模具组合加热使玻璃板材弯曲加工的制程技术与装置，同样地，存在有如上述图1所示现有以石墨材料模具的接触式加热玻璃板材制程与技术的良率差、需后续对玻璃板材表面抛磨修整加工、玻璃板材尺寸产生误差、模具使用寿命短需经常更换、制程的流程与机构设备冗长复杂使玻璃板材成品出料间隔时间长及整体制程成本偏高、不符产业利用经济效益等问题与缺点。
此外，再如美国发明专利第8783066号「GLASS MOLDING SYSTEM AND RELATEDAPPARATUS AND METHOD(玻璃模造系统及相关设备与方法)」案及日本特许公报公告号第JP5934801号「成形装置」发明专利案，更进一步揭示如上述图1所示现有大规模及复杂冗长制程石墨材料模具的接触式加热弯曲玻璃板材制程与技术，同样地，存在有上述图1所示现有以石墨材料模具的加热弯曲玻璃板材制程与技术的良率差、需后续对玻璃板材表面抛磨修整加工、玻璃板材尺寸产生误差、模具使用寿命短需经常更换、制程的流程与机构设备冗长复杂使玻璃板材成品出料间隔时间长及整体制程成本偏高、不符产业利用经济效益等问题与缺点。
除此之外，又如PCT专利公开号第WO2013055861A1号「THERMO-MECHANICALREFORMING METHOD AND SYSTEM AND MECHANICAL REFORMING TOOL(热机械再成型方法及系统以及机械再成型工具)」案，则揭示利用推杆接触玻璃片材加热弯曲部位，以使该玻璃片材弯曲的系统及技术，但此种以推杆直接接触玻璃片材加热弯曲部位的技术，该玻璃片材表面必需再进行后续抛磨修整的加工制程，必需耗费较多的加工成本，并且，该推杆的施加于该玻璃片材加热弯曲部位的力量过大，亦可能造成该玻璃片材的脆化破裂问题，或该推杆施加于该玻璃片材加热弯曲部位的力量太小，又使该玻璃片材弯曲质量不佳，而导致玻璃片材有弯曲加工的质量参差不齐无法被精准控制的问题与缺点。
除此之外，申请人之前向中国台湾申请核准在案的申请案号第106135494号「非接触成型装置及方法」发明专利申请案，则初步揭示该玻璃板材非接触加热弯曲及加工系统的技术及方法。
上述现有或各专利前案中的接触式玻璃板材弯曲加工制程及技术，均存在有良率差、需后续对玻璃板材表面抛磨修整加工、玻璃板材尺寸产生误差、模具使用寿命短需经常更换、制程的流程与机构设备冗长复杂工时、加工过程，使玻璃板材成品出料间隔时间长及整体制程成本偏高、不符产业利用经济效益等问题与缺点。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种非接触成型装置及方法，其是是用于平面玻璃板材弯曲成形，并以至少一非接触式热源、吹及吸气的第一治具，以及吹气的第二治具对一平面玻璃板材弯曲成型3D曲面玻璃的装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种非接触成型装置，其特征在于，包括：
至少一具有输出吹、吸气体的第一治具，于顶面设有一固定部，该第一治具顶面的固定部，可供该吹、吸气体输出，以对至少一平面玻璃板材进行吸住固定或向上顶起的动作；
至少一可移动与温控的光热源加工装置，借由该光热源加工装置移动至该第一治具上方对于该第一治具的固定部上的平面玻璃板材的上、下、左及右四个周边预定加热部位进行非接触及温控加热，使该平面玻璃板材的上、下、左及右四个周边预定加热部位软化而沿该固定部边缘弯曲下垂，再由该第一治具的固定部吹气向上顶起该弯曲的玻璃板材；以及
至少一可移动且输出下吹气体的第二治具，该第二治具移动罩覆于该被第一治具向上吹气顶起的弯曲玻璃板材上方，并由该第二治具底面向下吹出气体，而一同与该第一治具所向上吹起的吹出气体，共同环绕于该弯曲玻璃板材顶、底表面，以非接触方式使该弯曲的玻璃板材降温定型形成一3D曲面玻璃成品。
进一步地，上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具内部设有至少一气体吹、吸通道，以及，该第一治具的固定部设有至少一输出气孔，该输出气孔与该气体吹、吸通道一端相连通。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的气体吹、吸通道的一端链接至少一第一气源。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的气体吹、吸通道一端链接的第一气源具有输出具温度控制的吹或吸气体的功能。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具为耐高温的金属材料。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具为耐高温的非金属材料。
上述本发明的非接触成型装置，其中，该第一治具的固定部上、下、左及右四个周边边缘分别形成一定型弧面。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的固定部与该加热及向上吹气顶起弯曲的玻璃板材底面之间形成一第一气隙，以让该固定部的吹出气体气流经该第一气隙流通于该弯曲的玻璃板材底面表面。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的固定部与该加热及向上吹气顶起弯曲的玻璃板材内面之间所形成的第一气隙高度为5微米(μm)～50微米。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的固定部上的平面玻璃板材，通过至少一移动式取料装置抓取与放置于该固定部上。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的固定部上的平面玻璃板材表面，预先均匀加热到比该平面玻璃板材的玻璃转移温度(Glass TransitionTemperature，简称Tg)低30℃～80℃的温度。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述光热源加工装置为一红外线加热器。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述光热源加工装置为一雷射加热器。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第二治具底面设有至少一输出气孔，以及，该第二治具的内部设有至少一气体吹出通道，该输出气孔与该气体吹出通道一端相连通。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第二治具的气体吹出通道一端链接至少一第二气源。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第二治具的气体吹出通道一端所链接的第二气源为具有输出具温度控制的吹出气体的功能。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第二治具的底面形成一成型凹口，该成型凹口于该第二治具移动罩覆于该被第一治具向上吹气顶起的弯曲玻璃板材上方，与该加热弯曲的玻璃板材顶面之间形成一第二气隙，以让该第二治具底面吹出的气体气流经该第二气隙而流通于该弯曲的玻璃板材顶面表面。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第二治具的成型凹口与该加热弯曲的玻璃板材顶面之间形成的第二气隙高度为5微米～50微米。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第二治具为耐高温的金属材料。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第二治具为耐高温的非金属材料。
上述本发明的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的固定部输出的吹出气体温度高于该第二治具底面向下吹出气体的温度。
一种非接触成型方法，其特征在于，其步骤包括：
(a)抓取平面玻璃板材至一第一治具放置固定，将一平面玻璃板材，借由一移动式取料装置抓取及移动放置在至少一顶面设有一固定部及具有输出吹、吸气体的第一治具顶面的固定部，并经由该第一治具的固定部输出吸入气体而使该平面玻璃板材被吸住而固定于该固定部上；
(b)对该平面玻璃板材进行四个周边的预定加热部位加热，即由至少一可移动及温度控制功能的光热源加工装置，移动至步骤(a)的第一治具的固定部上方，并对该置放于第一治具的固定部的平面玻璃板材的上、下、左及右四个周边预定加热部位以非接触的光热源进行加热，该平面玻璃板材需先逐步加热到低于软化点温度(Glass Softening PointTemperature)30～80℃，再将需弯折部分的预定加热部位加热到软化点温度500～800℃(可因该平面玻璃板材的材料不同而异)，使该平面玻璃板材的四个周边部位软化而沿该固定部边缘弯曲下垂；
(c)弯曲的玻璃板材向上顶起，由该步骤(a)的第一治具的固定部输出吹出气体，以将该原先固定于第一固治具的固定部上经步骤(b)的光源加热装置加热弯曲的玻璃板材向上顶起脱离该固定部，该加热弯曲的玻璃板材与该第一治具的固定部之间形成一第一气隙，以供该第一治具的固定部输出的吹出气体经该第一气隙流通于该经加热弯曲的玻璃板材底面的表面；
(d)一第二治具移动罩覆及向下吹气，以至少一可移动且输出下吹气体的第二治具移动罩覆于步骤(c)中经由该第一治具的固定部向上输出该吹出气体顶起的弯曲的玻璃板材的上方，使该第二治具底面与该弯曲的玻璃板材顶面间形成一第二气隙，并经由该第二治具底面向下吹出的吹出气体经该第二气隙流通于该弯曲的玻璃板材顶面的表面；
(e)玻璃板材弯曲非接触降温定型，借由该步骤(c)的第一治具的固定部向上吹起的吹出气体经步骤(c)的该经加热弯曲的玻璃板材与该第一治具的固定部之间所形成的第一气隙流通于该弯曲的玻璃板材底面，以及该步骤(d)的第二治具向下吹出的吹出气体经该第二治具底面与该弯曲的玻璃板材顶面间形成的第二气隙流通于该弯曲的玻璃板材顶面，使该弯曲的玻璃板材固定在该第一气隙及第二气隙之间，并经由第一治具向上吹出的吹出气体与第二治具向下吹出的吹出气体共同以不接触第一治具及第二治具方式降温定型为一3D曲面玻璃成品；以及
(f)取料输出，先由该步骤(e)的第一治具的固定部反向输出吸入气体，以先吸住该经步骤(e)以非接触方式降温成型的3D曲面玻璃成品底面，再由该步骤(e)的第二治具底面停止向下吹出该吹出气体，并且，由该第二治具移开脱离该步骤(e)降温定型的3D曲面玻璃成品顶面，再由该第一治具的固定部停止输出该吸入气体，并由该步骤(a)的取料装置移动至该第一治具上方，并向下抓取该置放于该第一治具顶面的固定部上的3D曲面玻璃成品输出。
进一步，上述本发明的非接触成型方法，其特征在于，所述步骤(a)的第一治具内部设有至少一气体吹、吸通道，该第一治具的固定部设有至少一输出气孔，该输出气孔与该气体吹、吸通道相连通，以及，该气体吹、吸通道一端链接至少一第一气源。
上述本发明的非接触成型方法，其特征在于，所述步骤(a)的平面玻璃板材预先加热至低于该平面玻璃板材软化点温度30℃～80℃的温度。
上述本发明的非接触成型方法，其特征在于，所述步骤(b)的光热源加工装置为一红外线加热器。
上述本发明的非接触成型方法，其特征在于，所述步骤(b)的光热源加工装置为一雷射加热器。
上述本发明的非接触成型方法，其特征在于，所述步骤(d)的第二治具底面设有至少一输出气孔，以及，该第二治具的内部设有至少一气体吹出通道，该输出气孔与该气体吹出通道一端相连通，且该气体吹出通道一端链接至少一第二气源。
上述本发明的非接触成型方法，其特征在于，所述步骤(e)的第一治具的固定部向上吹起的吹出气体与第二治具向下吹出的吹出气体的气压值相同。
本发明的非接触成型装置及方法功效，是在于借由该可吹、吸气体的第一治具及吹出气体的第二治具，先利用该第一治具供该平面玻璃板材固定，再以非接触方式的光热源加工装置，借由光热源加热与温度，对该平面玻璃板材的上、下、左及右四个周边预定加热部位进行可调控温度分布的加热，使该平面玻璃板材的四个周边部位均匀软化而沿该固定部边缘弯曲下垂时，借经由该第一治具向上吹出该吹出气体顶起该经加热弯曲的玻璃板材，再借由该第二治具向下罩覆于该加热弯曲玻璃板材上方，并借由该第二治具向下吹出的吹出气体，一同与该第一治具向上吹出的吹出气体分别流通于该弯曲的玻璃板材的顶面及底面，并保持相同平衡的气压值，特别是在同时该第一治具顶面的固定部与该弯曲的玻璃板材底面间所形成的第一气隙，以及，该第二治具底面的成型凹口与该弯曲的玻璃板材的顶面间所形成的第二气隙，让该加热弯曲的玻璃板材顶、底表面可平衡处于该第一气隙与第二气隙之间，而在未与任何模具及设备接触的状态下，可以得到降温成型为该3D曲面玻璃成品，以完全消弭上述现有技术或各专利前案技术所产生的现有玻璃板材于加热弯曲过程中与模具表面接触或推杆接触，而导致该玻璃板材弯曲成型后产生表面烧蚀斑点、破裂，或存在过大内应力而造成该玻璃板材机械强度降低而易脆、易碎，以及，玻璃板材表面需二次抛磨修整加工、玻璃板材尺寸产生误差、产品良率低、模具使用寿命短需经常更换玻璃板材弯曲成型的良率低等问题及缺点，并且，不需停止生产线更换任何模具，产能可以提高到上述现有传统石墨模具热弯工法数十倍以上，可大幅提升本发明的产业利用价值及经济效益，除此之外，本发明的玻璃板材加热弯曲成型，不需如专利前案所示的加工器具或推杆接触施力压合，可以避免该玻璃板材表面在弯曲加工过程中磨损或破裂，更可进一步提高本发明于3D曲面玻璃加工的可靠度及产品良率。
本发明的有益效果是，其是是用于平面玻璃板材弯曲成形，并以至少一非接触式热源、吹及吸气的第一治具，以及吹气的第二治具对一平面玻璃板材弯曲成型3D曲面玻璃的装置及方法。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为现有玻璃板材以石墨模具加热、加压弯曲操作示意图；
图2为本发明的非接触成型装置的平板玻璃板材被第一治具吸住固定于该固定部的示意图；
图3为图2中标示X部份的局部放大视图；
图4为一侧视图，显示本发明的非接触成型装置的光热源加工装置移动至固定治具顶端固定部的平面玻璃板材局部加热弯曲操作的状态；
图5为一侧视图，显示本发明的非接触成型装置的第二治具移动至该加热弯曲的玻璃板材上方的状态；
图6为图5中标示Y部份的局部放大视图；
图7为一侧视图，显示本发明的非接触成型装置的第二治具完全罩覆于该加热弯曲的玻璃板材上方降温成型为3D曲面玻璃的状态；
图8为图7中标示Z部份的局部放大视图；
图9为一侧视图，显示本发明的非接触成型装置借由取料装置自该第一治具的固定部取出已降温成型的3D曲面玻璃成品的状态；
图10为本发明的非接触成型装置的最终加工完成的3D曲面玻璃成品的立体外观结构图；
图11为本发明的非接触成型方法的流程图。
图中标号说明：
具体实施方式
首先请参阅图2及图3所示，本发明的非接触成型装置100，包括至少一第一治具10，该第一治具10顶面设有一固定部11，该固定部11上设有至少一输出气孔111，且该第一治具10的固定部11上、下、左及右四个周边边缘分别形成一定型弧面112，并且，该第一治具10的内部设有至少一气体吹、吸通道12，该气体吹、吸通道12一端与该输出气孔111相连通，该气体吹、吸通道12另一端链接至少一第一气源121，该第一气源121具有输出具温度控制的吹或吸气体的功能，且该第一气源121并不以如图2所示连结在该第一治具10的外部，亦可内建于该第一治具10内部，而在图2及图3所示，该第一气源121为输出一吸入气体121A的状态，以使一平面玻璃板材200被吸住固定于该第一治具10的固定部11上，该平面玻璃板材200放置于该第一治具10顶面的固定部11的方式不限，在本发明中是通过至少一移动式取料装置10A抓取与放置于该固定部11为例，该移动式取料装置10A的型式不限，在本发明中是以一移动式吸盘构成为例。
上述的第一治具10的材料不限，可以是耐高温的金属材料或耐高温的非金属材料，例如：硅藻土或碳化钨、碳化硅、氮化硅、氮化硼及陶瓷等系列材料。
请再配合图4所示，至少一可移动与温控的光热源加工装置20，其型式不限，可以是一红外线加热器或一雷射加热器，借由该光热源加工装置20移动至该第一治具10上方对于该第一治具10的固定部11上的平面玻璃板材200的上、下、左及右四个周边预定加热部位210进行非接触及温控加热，使该平面玻璃板材200的上、下、左及右四个周边预定加热部位210软化而沿该固定部边缘弯曲下垂(如图5所示)，其加热温度约为加热到软化点温度500～800℃(可因该平面玻璃板材200的材料不同而异)，该光热源加工装置20对该平面玻璃板材200的预定加热部位210加热前，也可以对该平面玻璃板材200表面预先均匀加热到比该平面玻璃板材200的玻璃转移温度略低30℃～80℃左右的温度，以使该光热源加工装置20后续对该平面玻璃板材200的预定加热部位210加热弯曲会更加均匀。
请再参阅图5及图6所示，当上述图4所示的光热源加工装置20后续对该平面玻璃板材200的预定加热部位210加热弯曲时，则再由该第一治具10的第一气源121经由该气体吹、吸通道12向固定部11的输出气孔111向上输出一吹出气体121B，借由该吹出气体121B向上顶起该弯曲的玻璃板材200’(如图5及图6所示)，以及至少一可移动的第二治具30，该第二治具30底面形成一成型凹口31，于该成型凹口31周边设有至少一输出气孔311，并且，该第二治具30的内部设有至少一气体吹出通道32，该输出气孔311与该气体吹出通道32一端相连通，该气体吹出通道32另一端链接至少一第二气源321，该第二气源321为具有输出具温度控制的吹出气体321A的功能，该第二治具30则于该光热源加工装置20后续对该平面玻璃板材200的预定加热部位210加热弯曲时，则移动向下罩覆于该被第一治具10向上吹气顶起的弯曲的玻璃板材200’上方，并由该第二治具30的第二气源321经该气体吹出通道32至该输出气孔311向下输出该吹出气体321A。
上述的第二治具30的材料不限，可以是耐高温的金属材料或耐高温的非金属材料，例如：硅藻土或碳化钨、碳化硅、氮化硅、氮化硼及陶瓷等系列材料。
请再配合图7及图8所示，显示该第二治具30完全罩覆于该加热后的弯曲的玻璃板材200’顶面时，该第一治具10的固定部11的输出气孔111向上输出一吹出气体121B顶起该加热后的弯曲的玻璃板材200’,使该第一治具10顶面的固定部11及该固定部11上、下、左及右四个周边边缘所形成的定型弧面112与该弯曲的玻璃板材200’底面间形成一第一气隙13，使该吹出气体121B经该第一气隙13而环绕于该弯曲的玻璃板材200’底面表面，同样地，该第二治具30底面的成型凹口31与该弯曲的玻璃板材200’底面间也形成一第二气隙33，该第二治具30底面的成型凹口31周缘的各输出气孔311所向下吹出的吹出气体321A，同样也经过该第二气隙33而环绕于该弯曲的玻璃板材200’顶面表面，使该弯曲的玻璃板材200’可稳定平衡处于该第一气隙13及第二气隙33之间，并分别由该第一治具10所向上输出的吹出气体121B及第二治具30向下输出的吹出气体321A提供该弯曲的玻璃板材200’底、顶表面及该加热弯曲的预定加热部位210，而以不接触第一治具10及第二治具30方式使该弯曲的玻璃板材200’降温定型形成一3D曲面玻璃成品300(如图10所示)。
上述的第一气隙13及第二气隙33的高度为5微米～50微米，且该第一治具10向上输出至第一气隙13的吹出气体121B及第二治具30向下输出至第二气隙33的吹出气体321A的气压值大小相同，而该吹出气体121B的温度高于吹出气体321A的温度，可以让该弯曲的玻璃板材200’的加热弯曲的预定加热部位210内缘温度高而外缘温度较低，以利该预定加热部位210可顺畅向下弯曲。
请再参阅图9及图10所示，当上述图7及图8所示的弯曲的玻璃板材200’以非接触方式，在于该第一气隙13及第二气隙33之间，分别受该第一治具10向上输出至第一气隙13的吹出气体121B及第二治具30向下输出至第二气隙33的吹出气体321A共同降温定型完成该3D曲面玻璃成品300时，则由该第一治具10的第一气源121停止该吹出气体121B，并输出该吸入气体121A，使该完成非接触降温定型的3D曲面玻璃成品300底面先被吸附固定在该固定部11，再由该第二治具30的第二气源321停止向下吹出该吹出气体321A，并且，由该第二治具30移开脱离该降温定型的3D曲面玻璃成品300顶面(如图9中的箭头方向所示)，再由该第一治具10的第一气源12停止输出该吹入气体121A，并由该移动式取料装置10A移动至该第一治具10上方，并向下抓取该置放于该第一治具10顶面的固定部11上的3D曲面玻璃成品300。
上述图九所示的本发明中的3D曲面玻璃成品300取出方式并不以此叙述为限，也可以是直接将该第二治具30向上拉起移开，而让该第一治具10仍然保持输出吹出气体121B让该3D曲面玻璃成品300仍然处于向上顶起状态，而再由该移动式取料装置10A向下直接抓取该3D曲面玻璃成品300。
请再配合图11所示，为本发明的非接触成型方法的流程图，其步骤系包括步骤400～450，其中：
(400)抓取平面玻璃板材至一第一治具放置固定，将一平面玻璃板材200，借由该移动式取料装置10A抓取及移动放置在该第一治具10顶面的固定部11，并经由该第一治具10的固定部11输出吸入气体121A而使该平面玻璃板材200被吸住而固定于该固定部11上；
(410)对该平面玻璃板材进行四个周边的预定加热部位加热，即由该可移动及温度控制功能的光热源加工装置20，移动至步骤(400)的第一治具10的固定部11上方，并对该置放于第一治具10的固定部11的平面玻璃板材200的上、下、左及右四个周边预定加热部位210以非接触的光热源进行加热，该平面玻璃板材200需先逐步加热到低于软化点温度约30～80℃左右，再将需弯折部分的预定加热部位210加热到软化点温度500～800℃，使该平面玻璃板材的四个周边部位软化而沿该固定部边缘弯曲下垂；
(420)弯曲的玻璃板材向上顶起，由该步骤(400)的第一治具10的固定部11输出吹出气体121B，以将该原先固定于第一固治具10的固定部11上经步骤(410)的光源加热装置20加热弯曲的玻璃板材200’向上顶起脱离该固定部11，该加热弯曲的玻璃板材200’与该第一治具10的固定部11之间形成一第一气隙13，以供该第一治具10的固定部11输出的吹出气体121B经该第一气隙13流通于该经加热弯曲的玻璃板材200’底面的表面；
(430)一第二治具移动罩覆及向下吹气，以该可移动且输出下吹气体的第二治具30移动罩覆于步骤(420)中经由该第一治具10的固定部11向上输出咳吹出气体121B顶起的弯曲的玻璃板材200’的上方，使该第二治具20底面与该弯曲的玻璃板材200’顶面间形成一第二气隙33，并经由该第二治具30底面向下吹出的吹出气体321A经该第二气隙33流通于该弯曲的玻璃板材200’顶面的表面；
(440)玻璃板材弯曲非接触降温定型，借由该步骤(420)的第一治具10的固定部11向上吹起的吹出气体121B经步骤(410)的该经加热弯曲的玻璃板材200’与该第一治具10的固定部11之间所形成的第一气隙流13通于该弯曲的玻璃板材200’底面，以及该步骤(430)的第二治具30向下吹出的吹出气体321A经该第二治具30底面与该弯曲的玻璃板材200’顶面间形成的第二气隙33流通于该弯曲的玻璃板材200’顶面，使该弯曲的玻璃板材200’固定在该第一气隙13及第二气隙33之间，并经由第一治具10向上吹出的吹出气体121B与第二治具30向下吹出的吹出气体321A共同以不接触该第一治具10及第二治具30方式降温定型为一3D曲面玻璃成品300；以及
(450)取料输出，先由该步骤(440)的第一治具10的固定部11反向输出吸入气体121A，以先吸住该经步骤(440)以非接触方式降温成型的3D曲面玻璃成品300底面，再由该步骤(440)的第二治具30底面停止向下吹出该吹出气体321A，并且，由该第二治具30移开脱离该步骤(440)降温定型的3D曲面玻璃成品300顶面，再由该第一治具10的固定部11停止输出该吸入气体121A，并由该步骤(400)的移动式取料装置10A移动至该第一治具10上方，并向下抓取该置放于该第一治具10顶面的固定部11上的3D曲面玻璃成品300输出。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (24)
1.一种非接触成型装置，其特征在于，包括：
至少一具有输出吹、吸气体的第一治具，于顶面设有一固定部，该第一治具顶面的固定部，可供该吹、吸气体输出，以对至少一平面玻璃板材进行吸住固定或向上顶起的动作；
至少一可移动与温控的光热源加工装置，借由该光热源加工装置移动至该第一治具上方对于该第一治具的固定部上的平面玻璃板材的上、下、左及右四个周边预定加热部位进行非接触及温控加热，使该平面玻璃板材的上、下、左及右四个周边预定加热部位软化而沿该固定部边缘弯曲下垂，再由该第一治具的固定部吹气向上顶起该弯曲的玻璃板材；以及
至少一可移动且输出下吹气体的第二治具，该第二治具移动罩覆于该被第一治具向上吹气顶起的弯曲玻璃板材上方，并由该第二治具底面向下吹出气体，而一同与该第一治具所向上吹起的吹出气体，共同环绕于该弯曲玻璃板材顶、底表面，以非接触方式使该弯曲的玻璃板材降温定型形成一3D曲面玻璃成品。
2.根据权利要求1所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具内部设有至少一气体吹、吸通道，以及，该第一治具的固定部设有至少一输出气孔，该输出气孔与该气体吹、吸通道一端相连通。
3.根据权利要求2所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的气体吹、吸通道的一端链接至少一第一气源。
4.根据权利要求3所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的气体吹、吸通道一端链接的第一气源具有输出具温度控制的吹或吸气体的功能。
5.根据权利要求1或权利要求1所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具及第二治具均为耐高温的金属材料。
6.根据权利要求1所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具及第二治具均为耐高温的非金属材料。
7.根据权利要求1所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的固定部上、下、左及右四个周边边缘分别形成一定型弧面。
8.根据权利要求1所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的固定部与该加热及向上吹气顶起弯曲的玻璃板材底面之间形成一第一气隙，以让该固定部的吹出气体气流经该第一气隙流通于该弯曲的玻璃板材底面表面。
9.根据权利要求1的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的固定部与该加热及向上吹气顶起弯曲的玻璃板材内面之间所形成的第一气隙高度为5微米(μm)～50微米。
10.根据权利要求1所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的固定部上的平面玻璃板材，通过至少一移动式取料装置抓取与放置于该固定部上。
11.根据权利要求1所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的固定部上的平面玻璃板材表面，预先均匀加热到比该平面玻璃板材的玻璃转移温度(GlassTransition Temperature，Tg)低30℃～80℃的温度。
12.根据权利要求1所述的非接触成型装置，其特征在于，所述光热源加工装置为一红外线加热器。
13.根据权利要求1所述的非接触成型装置，其特征在于，所述光热源加工装置为一雷射加热器。
14.根据权利要求1所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第二治具底面设有至少一输出气孔，以及，该第二治具的内部设有至少一气体吹出通道，该输出气孔与该气体吹出通道一端相连通。
15.根据权利要求14所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第二治具的气体吹出通道一端链接至少一第二气源。
16.根据权利要求15所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第二治具的气体吹出通道一端所链接的第二气源为具有输出具温度控制的吹出气体的功能。
17.根据权利要求1所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第二治具的底面形成一成型凹口，该成型凹口于该第二治具移动罩覆于该被第一治具向上吹气顶起的弯曲玻璃板材上方，与该加热弯曲的玻璃板材顶面之间形成一第二气隙，以让该第二治具底面吹出的气体气流经该第二气隙而流通于该弯曲的玻璃板材顶面表面。
18.根据权利要求17所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第二治具的成型凹口与该加热弯曲的玻璃板材顶面之间形成的第二气隙高度为5微米～50微米。
19.根据权利要求1所述的非接触成型装置，其特征在于，所述第一治具的固定部输出的吹出气体温度高于该第二治具底面向下吹出气体的温度。
20.一种非接触成型方法，其特征在于，其步骤包括：
(a)抓取平面玻璃板材至一第一治具放置固定，将一平面玻璃板材，借由一移动式取料装置抓取及移动放置在至少一顶面设有一固定部及具有输出吹、吸气体的第一治具顶面的固定部，并经由该第一治具的固定部输出吸入气体而使该平面玻璃板材被吸住而固定于该固定部上；
(b)对该平面玻璃板材进行四个周边的预定加热部位加热，即由至少一可移动及温度控制功能的光热源加工装置，移动至步骤(a)的第一治具的固定部上方，并对该置放于第一治具的固定部的平面玻璃板材的上、下、左及右四个周边预定加热部位以非接触的光热源进行加热，该平面玻璃板材需先逐步加热到低于软化点温度(Glass Softening PointTemperature)30～80℃，再将需弯折部分的预定加热部位加热到软化点温度500～800℃，使该平面玻璃板材的四个周边部位软化而沿该固定部边缘弯曲下垂；
(c)弯曲的玻璃板材向上顶起，由该步骤(a)的第一治具的固定部输出吹出气体，以将该原先固定于第一固治具的固定部上经步骤(b)的光源加热装置加热弯曲的玻璃板材向上顶起脱离该固定部，该加热弯曲的玻璃板材与该第一治具的固定部之间形成一第一气隙，以供该第一治具的固定部输出的吹出气体经该第一气隙流通于该经加热弯曲的玻璃板材底面的表面；
(d)一第二治具移动罩覆及向下吹气，以至少一可移动且输出下吹气体的第二治具移动罩覆于步骤(c)中经由该第一治具的固定部向上输出该吹出气体顶起的弯曲的玻璃板材的上方，使该第二治具底面与该弯曲的玻璃板材顶面间形成一第二气隙，并经由该第二治具底面向下吹出的吹出气体经该第二气隙流通于该弯曲的玻璃板材顶面的表面；
(e)玻璃板材弯曲非接触降温定型，借由该步骤(c)的第一治具的固定部向上吹起的吹出气体经步骤(c)的该经加热弯曲的玻璃板材与该第一治具的固定部之间所形成的第一气隙流通于该弯曲的玻璃板材底面，以及该步骤(d)的第二治具向下吹出的吹出气体经该第二治具底面与该弯曲的玻璃板材顶面间形成的第二气隙流通于该弯曲的玻璃板材顶面，使该弯曲的玻璃板材固定在该第一气隙及第二气隙之间，并经由第一治具向上吹出的吹出气体与第二治具向下吹出的吹出气体共同以不接触第一治具及第二治具方式降温定型为一3D曲面玻璃成品；以及
(f)取料输出，先由该步骤(e)的第一治具的固定部反向输出吸入气体，以先吸住该经步骤(e)以非接触方式降温成型的3D曲面玻璃成品底面，再由该步骤(e)的第二治具底面停止向下吹出该吹出气体，并且，由该第二治具移开脱离该步骤(e)降温定型的3D曲面玻璃成品顶面，再由该第一治具的固定部停止输出该吸入气体，并由该步骤(a)的取料装置移动至该第一治具上方，并向下抓取该置放于该第一治具顶面的固定部上的3D曲面玻璃成品输出。
21.根据权利要求20所述的非接触成型方法，其特征在于，所述步骤(a)的第一治具内部设有至少一气体吹、吸通道，该第一治具的固定部设有至少一输出气孔，该输出气孔与该气体吹、吸通道相连通，以及，该气体吹、吸通道一端链接至少一第一气源。
22.根据权利要求20所述的非接触成型方法，其特征在于，所述步骤(a)的平面玻璃板材预先加热至低于该平面玻璃板材软化点温度30℃～80℃的温度。
23.根据权利要求20所述的非接触成型方法，其特征在于，所述步骤(d)的第二治具底面设有至少一输出气孔，以及，该第二治具的内部设有至少一气体吹出通道，该输出气孔与该气体吹出通道一端相连通，且该气体吹出通道一端链接至少一第二气源。
24.根据权利要求20所述的非接触成型方法，其特征在于，所述步骤(e)的第一治具的固定部向上吹起的吹出气体与第二治具向下吹出的吹出气体的气压值相同。
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