CN111025460B - 一种球面显示光纤面板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球面显示光纤面板的制造方法，该方法包括步骤：用纤芯玻璃棒及纤皮玻璃管制备成符合要求的复合光纤丝组合体；将固定的复合光纤丝组合体放入熔压模具内腔中；熔压模具包括底座、推块、中部压环及上压板，推块及中部压环均位于底座内，推块与中部压环可相对移动，上压板覆盖在所述中部压环上；将熔压模具放入真空熔压炉中升温到预设温度后并保温预设时长；向上压板施加向下的推力以推动中部压环向下移动至于底座接触；熔压模具降温后，取出毛坯光纤面板并加工得到球面显示光纤面板。该制造方法可以生产一种内部光纤输出端与凸球面的斜切角度可控以改善边缘区域传像质量的凸球面光纤面板。本发明可广泛应用于光纤制造领域。
Description
技术领域
本发明涉及光纤制造领域，尤其涉及一种球面显示光纤面板的制造方法。
背景技术
一种将平面图像转变为球面图像的凸球面光纤面板，利用光纤面板“零距离”传像的特性，将平面图像转变为更具有层次感、动态感和立体感的球面图像。凸球面光纤面板主要应用于显示领域，包括教学、展览及立体体验等方面。
目前使用玻璃光纤制作的凸球面面板，其内部所有光纤都是互相平行分布的，且光纤方向与图像输入面垂直，内部光纤的输出端与凸球面存在不同程度的斜切现象，随着斜切角度的增大，光纤可视角会逐渐减小，球面边缘范围的图像变模糊，甚至消失，从而导致凸球面光纤面板整体传像一致性变差，传像质量下降。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种球面显示光纤面板的制造方法。该制造方法可以生产一种内部光纤输出端与凸球面的斜切角度可控以改善边缘区域传像质量的凸球面光纤面板。
本发明实施例提供了一种球面显示光纤面板的制造方法，包括以下步骤：
用纤芯玻璃棒及纤皮玻璃管制备成预设长度及排列组合的复合光纤丝组合体；
将所述固定的复合光纤丝组合体放入熔压模具内腔中；所述熔压模具包括底座、推块、中部压环及上压板，所述推块及所述中部压环均位于所述底座内，所述推块与所述中部压环可相对移动，所述上压板覆盖在所述中部压环上；
将所述熔压模具放入真空熔压炉中升温到预设温度后并保温预设时长；
向所述上压板施加向下的推力以推动所述中部压环向下移动至于所述底座接触；
所述熔压模具降温后，取出由所述复合光纤丝组合体制备的毛坯光纤面板并对所述毛坯光纤面板进行加工得到球面显示光纤面板。
在一种可选的实施例中，所述用纤芯玻璃棒及纤皮玻璃管制备成预设长度及排列组合的复合光纤丝组合体，包括步骤：
将纤芯玻璃棒与纤皮玻璃管进行套装组合后拉制得到单光纤丝；
将所述单光纤丝进行若干次组合拉制后得到复合光纤丝；
将所述复合光纤丝进行定长切割后进行有序排列组合得到复合光纤丝组合体。
在一种可选的实施例中，所述毛坯光纤面板进行加工得到球面显示光纤面板，包括步骤：
将所述毛坯光纤面板输出端的凸球面表面修磨平整；
将所述毛坯光纤面板输入端进行磨削以控制总长度；
将所述毛坯光纤面板的输入端和输出端表面进行精磨和抛光得到球面显示光纤面板。
在一种可选的实施例中，所述真空熔压炉的真空度范围为-0.08～0.1。
在一种可选的实施例中，所述预设温度为600℃～800℃。
在一种可选的实施例中，所述底座边缘设置有挡板以防止中部压环被挤压出底座。
在一种可选的实施例中，所述推块与所述中部压环的接触面为相互平行的斜面。
在一种可选的实施例中，所述中部压环到所述底座的距离可调节。
在一种可选的实施例中，所述推块在所述底座垂直方向上的高度比所述中部压环低。
在一种可选的实施例中，通过液压设备向所述上压板施加向下的推力。
实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例通过上压板对中部压环施加压力，从而推动推块向中间聚合靠拢，以对复合光纤丝组合体进行挤压使内部光纤呈弯曲分散状，从而控制内部光纤输出端与凸球面的斜切角度以改善边缘区域传像质量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种球面显示光纤面板的制造方法的步骤流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种熔压模具的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种熔压模具受压后各部件的运动方向示意图；
图4是本发明实施例提供的一种熔压模具受压后复合光纤丝组合体内光纤复丝的运动方向示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种熔压模具受压后复合光纤丝组合体内光纤复丝的运动方向示意图；
图6是本发明实施例提供的一种毛坯光纤面板的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种球面显示光纤面板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
如图1所示，本发明实施例提供了一种球面显示光纤面板的制造方法，包括以下步骤：
S1、用纤芯玻璃棒及纤皮玻璃管制备成预设长度及排列组合的复合光纤丝组合体；
S2、将所述固定的复合光纤丝组合体放入熔压模具内腔中；所述熔压模具包括底座、推块、中部压环及上压板，所述推块及所述中部压环均位于所述底座内，所述推块与所述中部压环可相对移动，所述上压板覆盖在所述中部压环上；
S3、将所述熔压模具放入真空熔压炉中升温到预设温度后并保温预设时长；
S4、向所述上压板施加向下的推力以推动所述中部压环向下移动至于所述底座接触；
S5、所述熔压模具降温后，取出由所述复合光纤丝组合体制备的毛坯光纤面板并对所述毛坯光纤面板进行加工得到球面显示光纤面板。
具体地，熔压模具的切面结构示意图如图2所示，包括底座1、推块2、中部压环3及上压板4，复合光纤丝组合体5放置在熔压模具内腔中，底座1的边缘设置有挡板以防止中部压环3被挤压出底座1，推块2与中部压环3的接触面为相互平行的斜面，推块2与中部压环3在实际应用中可选择横截面积为锲形块结构，压板4覆盖在中部压环3上。
熔压模具的工作原理如下：通过液压设备向上压板施加向下的推力，熔压模具各部件的运动方向如图3所示，上压板推动中部压环往下移动，中部压环则依靠斜面推动推块往中间聚合靠拢，推块挤压复合光纤丝组合体，当中部压环与模具底座接触时，压制过程结束，毛坯光纤面板聚合成型。
需要说明的是，如图4所示，推块受到向中间的推力后，挤压光纤复丝向上延长，在压缩过程中，由于推块与复合光纤丝组合体之间的摩擦力要远大于光纤复丝内部相互之间的摩擦力，因此光纤复丝的伸长阻力由外至内逐渐减小，其伸长速度由外至内逐渐增大。如图5所示，由于光纤复丝在伸长过程中，内外两侧受到的挤压情况不同，即内侧受到更长光纤的完全挤压，外侧收到更短光纤的局部挤压，因此光纤复丝一边伸长一边往外侧发生弯曲形变。最终复合光纤丝组合体整体伸长呈“发散状”，如图6所示，所有光纤复丝输出端平面组合形成类似凸球面的组合面。
在一种可选的实施例中，球面显示光纤面板的制造方法具体包括以下步骤：
S11、将纤芯玻璃棒与纤皮玻璃管进行套装组合后，在拉丝设备上高温拉制得到单光纤丝。
S12、将所述单光纤丝进行若干次组合拉制后得到符合要求的复合光纤丝。
S13、将所述复合光纤丝进行定长切割后，然后在辅助设备中进行有序排列组合得到复合光纤丝组合体。
S2、将光纤复丝组合体捆扎固定，然后转移至上述熔压模具内腔中。
S3、将整套熔压模具转移至真空熔压炉中，升温至600℃～800℃，并且保温一定时间使模具整体温度均匀。在600℃～800℃的高温环境下，对熔压炉进行抽气，维持内炉胆真空度在-0.08～-0.1范围内。
S4、使用液压设备对模具中的上压板施加数吨的向下推力，上压板推动中部压环往下移动，中部压环则依靠斜面推动推块往中间聚合靠拢，推块挤压复合光纤丝组合体，当中部压环与模具底座接触时，压制过程结束，毛坯光纤面板聚合成型。
S51、待熔压模具降温后，打开熔压模具，取出由所述复合光纤丝组合体制备的毛坯光纤面板。
S52、将所述毛坯光纤面板输出端的凸球面表面修磨平整，如图6所示，由所有光纤复丝输出端面组成的凸球面并非完全光滑圆整，因此必须进行适当磨削修整。其中，虚线可以作为磨削修整的参考位置。
S53、将所述毛坯光纤面板输入端进行磨削以控制总长度，如图6所示的虚线可以作为磨削修整的参考位置。
S54、将所述毛坯光纤面板的输入端和输出端表面进行精磨和抛光得到如图7所示的球面显示光纤面板。
在上述实施例中，需要说明的是，所述中部压环到所述底座的距离可调节，所述推块在所述底座垂直方向上的高度比所述中部压环低。熔压模具可以通过调节中部压环与模具底座之间的距离及光纤复丝组合体的尺寸来调节毛坯光纤面板上端组合凸球面的形状，中部压环与模具底座之间的距离可理解为总压缩量；总压缩量越大，组合凸球面曲率半径越小；光纤复丝组合体径向尺寸越大，组合凸球面曲率半径越大。
另外：由于毛坯光纤面板上端的凸球面是由所有光纤复丝输出端平面组合而成，而光纤复丝输出端平面与其轴线相垂直，因此本工艺方案可以实现所有光纤复丝输出端与凸球面接近垂直的效果，从而改善光纤面板边缘区域传像质量下降问题。
实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例通过上压板对中部压环施加压力，从而推动推块向中间聚合靠拢，以对复合光纤丝组合体进行挤压使内部光纤呈弯曲分散状，从而控制内部光纤输出端与凸球面的斜切角度以改善边缘区域传像质量。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种球面显示光纤面板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
用纤芯玻璃棒及纤皮玻璃管制备成预设长度及排列组合的复合光纤丝组合体；
将所述固定的复合光纤丝组合体放入熔压模具内腔中；所述熔压模具包括底座、推块、中部压环及上压板，所述推块及所述中部压环均位于所述底座内，所述推块与所述中部压环可相对移动，所述上压板覆盖在所述中部压环上；
将所述熔压模具放入真空熔压炉中升温到预设温度后并保温预设时长；
向所述上压板施加向下的推力以推动所述中部压环向下移动至于所述底座接触；
所述熔压模具降温后，取出由所述复合光纤丝组合体制备的毛坯光纤面板并对所述毛坯光纤面板进行加工得到球面显示光纤面板。
2.根据权利要求1所述的球面显示光纤面板的制造方法，其特征在于，所述用纤芯玻璃棒及纤皮玻璃管制备成预设长度及排列组合的复合光纤丝组合体，包括步骤：
将纤芯玻璃棒与纤皮玻璃管进行套装组合后拉制得到单光纤丝；
将所述单光纤丝进行若干次组合拉制后得到复合光纤丝；
将所述复合光纤丝进行定长切割后进行有序排列组合得到复合光纤丝组合体。
3.根据权利要求2所述的球面显示光纤面板的制造方法，其特征在于，所述毛坯光纤面板进行加工得到球面显示光纤面板，包括步骤：
将所述毛坯光纤面板输出端的凸球面表面修磨平整；
将所述毛坯光纤面板输入端进行磨削以控制总长度；
将所述毛坯光纤面板的输入端和输出端表面进行精磨和抛光得到球面显示光纤面板。
4.根据权利要求1所述的球面显示光纤面板的制造方法，其特征在于，所述真空熔压炉的真空度范围为-0.08～0.1。
5.根据权利要求4所述的球面显示光纤面板的制造方法，其特征在于，所述预设温度为600℃～800℃。
6.根据权利要求1所述的球面显示光纤面板的制造方法，其特征在于，所述底座边缘设置有挡板以防止中部压环被挤压出底座。
7.根据权利要求6所述的球面显示光纤面板的制造方法，其特征在于，所述推块与所述中部压环的接触面为相互平行的斜面。
8.根据权利要求7所述的球面显示光纤面板的制造方法，其特征在于，所述中部压环到所述底座的距离可调节。
9.根据权利要求8所述的球面显示光纤面板的制造方法，其特征在于，所述推块在所述底座垂直方向上的高度比所述中部压环低。
10.根据权利要求9所述的球面显示光纤面板的制造方法，其特征在于，通过液压设备向所述上压板施加向下的推力。
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