CN111099813A - 热压成型方法 - Google Patents

Abstract

一种热压成型方法，包括：将待加工的工件置于模具的下模上，工件包括工件平面部和工件待折弯部，工件平面部与下模的表面直接接触；将模具和工件加热至预热温度；抽气使工件平面部被下模吸附；将模具及工件维持在低于预热温度的成型温度并施压，使模具内工件受压成型为预设形状。本发明提供的方法能够实现先热吸后热压，工件平面部被下模吸附，保证大面积的工件不发生变形，上模只需施以较小压力即可实现工件待弯折部位主要受力发生弯折的效果，可大大减少传统加工工艺容易出现的压合模印、暗纹、麻点、X形纹等各种问题。同时本发明中对加热方式及成型工艺改进，可大大提高加工效率的同时有效降低设备能耗。

Description

热压成型方法

技术领域

本发明涉及曲面玻璃加工技术领域，具体涉及一种热压成型方法。

背景技术

随着移动终端的快速发展，对高性能且美观的玻璃产品的需求更大，如曲面屏手机中的2.5D、3D手机屏等。现有的曲面玻璃一般都采用冷加工的加工方式，即对平面玻璃的边缘进行研磨和抛光，以获得所需的弧面边缘。但是采用冷加工的方式获得的曲面玻璃形状也受到一定限制，如弧面的高度。

现有技术中虽然也存在有使用热压或热吸方式进行曲面玻璃加工的技术，但是其往往是将待加工的工件(如玻璃)放置于下方的凹模内，使用上方的凸模对玻璃进行热压，或者直接对凹模内的玻璃进行热吸，使玻璃贴合凹模底部形状而得到设计的曲面弧度。上述技术通常都是采用先高温形变，再整合压平的加工方式，但是这种加工方式因玻璃最初是悬空放置，随后被加热变形，容易导致玻璃局部形变不平，如会产生X形纹、四角凹陷或大面暗纹等各种问题，且X形纹、四角凹陷问题难以通过抛光去除，导致生产的产品品质较差。与此同时，现有的热压成型工艺还存在能耗高、加工时间长等问题。

发明内容

基于上述问题，有必要提供一种全新的热压成型方法，通过对热压过程中的工艺调节，实现高品质曲面玻璃生产，有效解决现有加工工艺容易产生的压合模印、暗纹、麻点、X形纹等问题。

本发明提供的具体技术方案如下：

一种热压成型方法，包括如下步骤：

将待加工的工件置于模具的下模上，所述工件包括工件平面部和工件待折弯部，所述工件平面部与下模的表面直接接触；

将模具和工件加热至预热温度；

抽气使所述工件平面部被下模吸附；

将模具及工件维持在低于预热温度的成型温度并施压，使模具内工件受压成型为预设形状。

本发明提供了先热吸后热压的成型工艺，将待加工的工件放置于下模上，工件底部与下模的表面直接接触，和现有技术中工件悬空放置于下模上的方案明显不同。通过上述方案，本发明能够实现抽气时下模牢牢吸附住工件平面部，随后再进行待折弯部局部热压的操作，上述操作能够保证热压过程中工件平面部被模具的下模支撑，仅有待弯折部主要受力被折弯，因此能够有效减少现有技术中大面积工件被热压容易产生的X形纹、四角凹陷等各种问题。同时本发明中首先对模具和工件进行预热，热压时维持模具和工件的温度略低于预热温度，能够有效防止成型温度过高导致工件上产生压合模印的问题。

根据实际需要，预热温度通常设定为工件的变形温度(软化温度)或略高于工件变形温度(软化温度)。

在本发明的另一实施例中，所述将模具和工件加热至预热温度与所述将模具及工件维持在低于预热温度的成型温度采用不同的供热方式。

在本发明的另一实施例中，所述将模具和工件加热至预热温度采用红外加热和电加热方式供热；

所述将模具维持在成型温度采用电加热方式供热，将工件维持在成型温度采用红外加热方式供热。

在本发明的另一实施例中，所述将模具和工件加热至预热温度采用阶梯式加热，所述将模具及工件维持在低于预热温度的成型温度采用分区加热。

在本发明的另一实施例中，所述分区加热包括：

使用第一热源对上模进行上部供热，

使用第二热源对下模进行下部供热；

使用第三热源对工件待折弯部对应模具位置的上模和下模的接合处进行供热。

在本发明的另一实施例中，所述分区加热包括：

使用一电加热源加热方式对上模进行上部供热，

使用另一电加热源加热方式对下模进行下部供热，

使用红外热源加热方式对工件待折弯部对应模具位置的上模和下模的接合处进行供热。

在本发明的另一实施例中，所述分区加热包括：

将上模温度维持在第一预设温度T1，将下模温度维持在第二预设温度T2；所述上模温度指上模平面部的温度，所述下模温度指下模平面部的温度；

所述第一预设温度T1低于预热温度，第一预设温度T1高于第二预设温度T2。

在本发明的另一实施例中，所述分区加热包括：

将工件待折弯部温度维持在第三预设温度T3；

所述第三预设温度T3不高于所述预热温度，第三预设温度T3高于第一预设温度T1。

在本发明的另一实施例中，所述将模具和工件加热至预热温度包括：

使用第一供热方式进行加热，接近预热温度时改用第二供热方式进行加热。

在本发明的另一实施例中，所述第一供热方式为红外热源辐射加热，第二供热方式为电加热源接触加热。

在本发明的另一实施例中，所述将模具和工件加热至预热温度包括：

使用上下两侧红外热源辐射加热方式对模具和放置于模具内的工件进行加热至接近预热温度；

使用上下两侧电加热源接触加热方式对模具和放置于模具内的工件进行加热至预热温度。

在本发明的另一实施例中，所述接近预热温度指达到预热温度的85-95％。

在本发明的另一实施例中，所述将模具和工件加热至预热温度包括：

使用上下两侧红外热源加热方式对模具及放置于模具内的工件进行初步预热；

使用下侧红外热源加热和侧面环形红外热源加热方式对模具及放置于模具内的工件进行加热至接近预热温度；

使用上下两侧电加热源加热方式对模具及放置于模具内的工件进行加热。

在本发明的另一实施例中，所述初步预热指加热至达到预热温度的60-75％；

所述接近预热温度是指达到预热温度的85-95％。

在本发明的另一实施例中，所述工件为平面工件时，工件待折弯部包括工件边缘的全部区域或工件边缘的部分区域。

进一步地，当工件为平面四边形结构时，工件待折弯部可包括工件的单边、双边、三边或四边边缘。当待折弯部为工件边缘的全部区域或者为工件的四边边缘时，可使用环形热源加热方式对模具的上模和下模的接合处外周进行供热。

在本发明的另一实施例中，所述施压采用浮动施压，包括：

当施压设备放置不平整时(或施压设备中压板放置不平整时)，调整施压角度和施压力度，以实现对模具均匀施压，防止工件受力不均。

在本发明的另一实施例中，所述下模内设有用于承载工件平面部的凸台，与下模配合的上模内开设有与凸台对应的型腔，工件放置于凸台上送去加热工序和成型工序。

相较于现有技术，本发明提供的上述热压成型方法能够实现先热吸后热压的方案，工件平面部被下模吸附，且通过环形加热提高工件待折弯部的温度，从而保证大面积的工件不发生变形，而上模只需施以较小压力即可实现工件待弯折部位主要受力发生弯折的效果，因此可大大减少传统加工工艺容易出现的压合模印、暗纹、麻点、X形纹等各种问题。同时本发明中通过加工温度的调整，能够有效实现预热和成型过程中的温度调节更加科学，由于加热方式及成型工艺改进，可大大提高加工效率的同时有效降低设备能耗。

附图说明

图1是本发明提供的一个实施例中热压成型方法总体流程图。

图2是本发明提供的一个实施例提供的热压成型装置的立体结构示意图。

图3是图2所示热压成型装置的立体分解示意图。

图4是图3中所示模具的分解示意图。

图5是图3中所示模具的另一角度分解示意图。

图6是图3中所示模具在工件未热压成型时的剖视图。

图7是图3中所示模具在工件热压成型时的剖视图。

主要元件符号说明

热压成型装置 100

机台 10

支撑机构 20

加热台 21

基座 211

第二安装板 212

第二均压板 213

固定板 214

通气孔 215

通气管 216

第二冷却板 217

第二加热件 22

热压机构 30

活动压头 31

驱动件 32

热压台 33

基板 331

第一安装板 332

隔热板 333

第一冷却板 334

环形板 335

连接板 336

环形加热件 337

第一均压板 338

第一加热件 34

工件 200

模具 300

下模 310

容置槽 311

凸台 312

第一弧面 3121

导向槽 313

通气孔道 314

通气槽 3141

石墨间隙 3142

安装槽 315

上模 320

本体 321

抵压部 322

定位卡槽 3221

型腔 323

第二弧面 3231

挡止部 324

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，他可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，他可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明旨在提供一种热压成型方法，通过先热吸后热压的工艺，保证待加工工件的工件平面部首先被吸附在下模上，随后再通过热压成型使工件被压合为预先设计的形状。由于首先进行热吸操作，可以保证不需要发生形变的工件平面部被牢牢吸附在下模上，且工件平面部被下模直接支撑，和传统工件悬空放置在凹模内的方案相比，能够有效减少热压过程中工件平面部发生的形变，从而减少X形纹、四角凹陷等各种问题。

此外，本发明中进一步对加热方式做了改进，通过对预热阶段的加热方式改进，能够有效保证预热过程更加平稳，预热过程不会对工件造成损坏。成型过程中通过对模具和工件分区进行温度控制，能够实现对工件待弯折处的加热，可以实现工件待折弯处温度与工件平面部温度的差异化处理，从而进一步保证工件平面部不容易发生形变，提高产品品质。同时本发明中还对预热和成型阶段的温度进行控制，保证成型阶段温度略低于预热阶段温度，有利于减少因成型温度过高导致工件上产生压合模印、麻点等问题。

下文通过实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

参见图1所示，本实施例提供一种热压成型方法，包括：

S110：将待加工的工件放置于模具内。

工件包括工件平面部和工件待折弯部，工件放入模具时，工件平面部与模具的表面直接接触。当工件为平面工件时，工件待折弯部即为模具压合时会折弯的部位，通常包括工件边缘的全部区域或工件边缘的部分区域。

S120：将模具和工件加热至预热温度。

其中，将模具和工件加热至预热温度采用红外加热和电加热方式供热。预热阶段模具和工件通常会一起加热，因为需要尽量保证模具和工件都升温至预设温度。

其中，将模具和工件加热至预热温度采用阶梯式加热。即预热阶段的升温并非连续进行，而优先采用阶梯式的加热方式，使模具和工件升温到某一温度后再继续下一加热过程，该加热方式的好处是便于控制温度，且加热过程更加平稳。

例如，在预热阶段可先使用第一供热方式进行加热，接近预热温度时改用第二供热方式进行加热。该方案为阶梯式加热的一个简单实现，即选用两个阶梯的方式进行加热，为保证预热阶段温度符合要求，通常情况下第二供热方式的加热效率应略低于第一供热方式。例如可选择：第一供热方式为供热效率更高的红外热源辐射加热，第二供热方式为电加热源接触加热。

实际使用时，阶梯式加热并不仅仅局限于两个阶段的供热，因使用第二供热方式进行供热的时间较短，可使用一个或两个供热阶梯。但使用第一供热方式加热时时间较长，通常可使用多个供热阶梯进行加热，并可搭配进行供热位置的调整。

例如，其中一种实现方式为：可以对模具的上下位置分别使用红外热源进行加热，接近设定的预热温度时改用升温速率更慢的电加热方式进行加热。

另一种实现方式为：为保证模具内工件的升温效率，除对模具的上下两侧进行加热外，也可同时对模具的侧边进行加热。

S130：抽气使工件平面部被下模吸附。

本实施例中，下模具需负责承载工件并能够配合外界动力源进行抽气以吸附工件。因此本实施例中工件最初也需要贴合下模的表面放置，工件平面部直接被下模支撑，并方便通过下模的抽气孔道实现抽气吸附。

S140：将模具及工件维持在低于预热温度的成型温度并施压，使模具内工件受压成型为预设形状。

本实施例中，将模具及工件维持在低于预热温度的成型温度，能够有效避免因温度过高导致工件产生麻点，或模具上的图案印在工件上。

本实施例中，将模具和工件加热至预热温度与将模具及工件维持在低于预热温度的成型温度采用不同的供热方式。因预热阶段与成型阶段加热的目的不同，故预热阶段建议使用加热效率更高的热源，而热压阶段供热其目的仅仅是维持模具和工件处于可进行热压操作的温度，因此可采用供热效率稍低、供热更易控制的加热方式。

本实施例中，将模具和工件维持在低于预热温度的成型温度时，也可考虑采用加热效率不同的热源进行供热，以满足模具和工件在成型阶段不同的温度需求。

与预热阶段的阶梯式加热不同，热压成型阶段建议采用分区加热方式对模具和工件分别进行加热，便于维持热压成型阶段模具及工件不同位置的不同温度。

本实施例中，控制热压成型阶段工件待折弯部温度高于工件平面部温度，进一步地，要求工件待折弯部温度高于模具的平面部温度。通过控制模具的平面部温度与工件待折弯部温度不同，进而保证待折弯部温度更低一些，以保证热压成型过程中工件平面部不发生形变，提高产品品质。

工件待折弯部通常为工件平面边缘的整个区域或部分区域，因此对工件待折弯部的加热可以采用局部加热的方式，如仅针对待折弯部区域所对应模具的上模和下模接合处进行加热。这种加热方式能够进一步保障工件待折弯处温度达到软化温度时工件平面部温度还偏低，保证工件平面部不发生形变。

本实施例中，还控制热压成型阶段模具的上模温度略高于下模温度(通常控制温差为10-20℃)，有利于后续抛光等程序，能够使工件平面度更好。

为实现上述温度控制，本实施例使用第一热源对上模进行上部供热，使用第二热源对下模进行下部供热；使用第三热源对工件待折弯部对应模具位置的上模和下模的接合处进行供热。其中第一热源、第二热源和第三热源分布于不同位置，分别对上模、下模以及工件待折弯处进行加热。

上述实施例中提供了先热吸后热压的成型工艺，将待加工的工件放置于下模上，工件底部与下模的表面直接接触，和现有技术中工件悬空放置于下模上的方案明显不同。通过上述方案，本实施例能够实现抽气时下模牢牢吸附住工件平面部，随后再进行局部热压的操作，上述操作能够保证热压过程中工件平面部被模具的下模支撑，仅有待弯折部主要受力被折弯，因此能够有效减少现有技术中大面积工件被热压容易产生的X形纹、四角凹陷等各种问题。同时本发明中首先对模具和工件进行预热，热压时维持模具和工件的温度略低于预热温度，能够有效防止成型温度过高导致工件上产生压合模印的问题。

实施例2

在本发明的另一个实施例中，提供一种热压成型方法，包括如下步骤：

S210：将待加工的工件放置于模具内。

本实施例所用模具包括上模和下模，下模内设有用于承载工件平面部的凸台，与下模配合的上模内开设有与凸台对应的型腔。待加工的工件置于模具内下模的凸台上，工件包括工件平面部和工件待折弯部，工件平面部与下模内凸台的上表面直接接触。下模内开设有容置槽，凸台位于容置槽内，凸台与容置槽侧边形成的凹槽构成工件折弯的导向槽。

本实施例中，所用工件为厚度1mm的玻璃，预期加工形状是得到四曲面玻璃。

S220：将模具和工件加热至预热温度。

将模具和工件加热至预热温度采用红外加热和电加热方式进行阶梯式加热，具体为：

S221：使用上下两侧红外热源加热方式对模具及放置于模具内的工件进行初步预热至达到预热温度的60-75％；

S222：使用下侧红外辐射热源(红外灯管)加热和侧面环形红外热源加热方式对模具及放置于模具内的工件进行加热至达到预热温度的85-95％；

S223：使用上下两侧电加热源(电加热棒)接触加热方式对模具及放置于模具内的工件进行加热。

本实施例中，预热阶段包括3个步骤，实际可使用多个预热设备进行阶梯式加热，例如步骤S221的初步预热可使用多个预热设备(或通过多个预热阶段)逐步使温度达到预热温度的60-75％，但通常情况下，模具和工件是从室温开始预热，因此应尽量保证第一个预热设备的设定温度不会过高，如加工大致厚度为1.0mm的玻璃时，第一个预热设备的温度设定应不高于300摄氏度，否则易产生细纹等各种质量问题。或根据实际工件种类(材料、厚度等)的需要，第一个预热设备温度应不高于最后预热阶段结束所设定预热温度的35％-40％。

本实施例中，步骤S222中将上部红外加热改为侧面环形红外加热方式目的是在预热阶段实现工件待折弯部(本实施例中指工件四周)相较工件平面部的温度提升。此种预热方式会使得工件待折弯部温度与模具平面部温度可能不一致，但应当不会有太大差别。在判断预热阶段终点时，为避免过高温度对模具或工件造成损坏，检测到模具外周或模具平面部的最高温度达到设定的预热温度即可，因成型工序中还会继续对模具和工件加热，此处温度略低也不会有太大影响。

此外，实际操作中多在设定好多个预热设备的温度后，通过控制模具及工件在各个预热设备工段的停留时间来控制模具及工件的预热温度。

可以理解，预热阶段的环形加热步骤可以使用也可以省略。在其它的实施例中，也可以仅使用步骤S221和步骤S223两个预热步骤，步骤S221的加热方式预热至达到预热温度的85-95％后直接进行步骤S223即可。因在成型工序中同样会对工件周边进行环形加热，因此预热步骤的环形加热可以选择性使用。

可以理解，在其它实施例中，当工件待折弯部并非整个工件的外周，而仅仅是对工件进行单边或部分折弯时，预热阶段的仍可使用环形加热步骤而无需改为仅针对工件单边对应的上下模具接合处进行加热。因为预热阶段除预热工件外也需要对模具进行加热，所以对工件待折弯部位的预热仍可以采用环形加热方式进行，因环形加热方式加热面积相对较大，可同时满足对模具的预热需求。

本实施例中，使用步骤S222的加热方式加热至接近所设定预热温度的85-95％时，由红外辐射热源加热方式改为电加热棒接触加热。由于红外灯管加热比电热管接触加热的加热效率可以提高20％，前期使用红外热源加热可快速实现预热升温，而接近预热温度时，为保证升温精度控制，将红外热源改为电加热源加热，可有效控制加热精度。可以理解，实际使用时也可以采用其它加热方式进行加热，但为保证预热阶段温度精度控制，同样可采用两种不同的加热源进行预热，首先使用加热速率较快的热源，接近预设温度时可改为使用加热较为平缓的热源。

S230：抽气使工件平面部被下模吸附。

为保证工件平面部在成型过程中位置尽量固定，且本实施例中工件紧贴下模的凸台放置，本实施例中可通过抽气方式保证凸台吸附住待加工的工件。模具使用高密度多孔性材料制成，如石墨，石墨自身带有空隙，另外可在下模底部开设孔洞，孔洞与石墨颗粒间自带的间隙可共同形成气体通道，与外界动力源连通可以实现抽气和对工件平面部的吸附。

S240：将模具及工件维持在低于预热温度的成型温度并施压，使模具内工件受压成型为预设形状。

本实施例中步骤S240所采用的加热方式和预热阶段将模具和工件加热至预热温度所用加热方式不同。具体地，将模具维持在成型温度采用电加热方式供热，将工件维持在成型温度采用红外加热方式供热。具体地，将模具及工件维持在低于预热温度的成型温度采用分区加热方式。具体包括：

使用电加热源加热方式对上模进行上部供热，使用电加热源加热方式对下模进行下部供热，使用环形红外热源加热方式对模具的上模和下模的接合处外周进行供热。

通过上述分区加热方法，能够实现对上模、下模以及工件待弯折处的分别加热，进而控制其处于不同温度条件下。

具体地，将模具维持在低于预热温度的成型温度包括：

将上模温度维持在第一预设温度T1，将下模温度维持在第二预设温度T2，将工件待折弯部温度维持在第三预设温度T3。其中，上模温度指上模平面部的温度，下模温度指下模平面部的温度。本实施例中，可设定：第一预设温度T1低于预热温度，第一预设温度T1高于第二预设温度T2。第三预设温度T3不高于预热温度，第三预设温度T3高于第一预设温度T1。

因为预热温度通常设定为工件变形温度或稍高于工件的变形温度，工件从预热工位移动至成型工位时，会有部分热量损失，因此成型阶段仍然需要加热设备以维持模具和工件的温度。但保证成型阶段三个温度T1、T2、T3设定为略低于预热温度，可保证成型效果更好，防止模具上的花纹等在高温下印制在工件上形成压合模印，从而影响产品质量。第三预设温度T3实际操作时可低于或接近等于预热温度，以工件能够成型为准。

同时，设定第三预设温度T3高于第一预设温度T1和第二预设温度T2，可保证工件待弯折处温度更高，从而防止工件平面部在成型过程中参与形变，防止工件平面受压合力，从而防止产生暗纹、麻点等缺陷。

在本发明的另一实施例中，施压方式可采用浮动施压，具体包括：当施压设备放置不平整时，调整施压角度和施压力度，以实现对模具均匀施压。为实现本实施例中的浮动施压方案，其中一个实施例是施压设备下方使用浮动压头，通过浮动压头实现对模具的压合，防止因施压设备下方压板放置不平整导致模具受压不均。

本发明所提供的热压成型方法可以通过任一能够实现的设备辅助实现。附图2-7展示了实现本发明的热压成型方法所可以使用的一种热压成型装置及热压成型系统的结构。应当理解，本发明提供的热压成型方法，其实现并不必须依赖于附图2-7所展示的设备进行，而可以选用任何能够实现本发明所提供热压成型方法的设备。

请同时参阅图2至图5，本发明的一实施例提出了一种热压成型装置100，用于对模具300及放置于模具300内的工件200进行热压，将工件200压型为预设形状，该工件200放置于模具300中。该装置可应用于手机、手表、平板计算机、AR眼镜等消费电子产品显示面板、外壳、保护贴等，其具有触感出色、视角广等优势。该预设形状包括但不限于是单曲面、双曲面或四曲面。该热压成型装置100包括机台10、支撑机构20及热压机构30。

具体地，支撑机构20及热压机构30均设于机台10上。支撑机构20与热压机构30相对设置。支撑机构20用于放置模具300及置于模具300中的工件200。热压机构30设置于支撑机构20上方，用于对模具300施压。热压机构30包括热压台33、驱动件32、第一加热件34和活动压头31。第一加热件32嵌设于热压台33内，活动压头31大致为柱状，活动压头31一端与驱动件32的动力输出端连接，另一端与热压台33活动连接，以使热压台33与加热台21保持相平行的状态。驱动件32用于驱动热压台33朝向支撑机构20运动以实现对模具300的热压，以使模具300内的工件200受压成型为预设形状。

在本实施例中，驱动件32为一气缸。

在本实施例中，第一加热件34为一电加热管，且第一加热件34的数量为多个，多个第一加热件34间隔且相互平行地嵌设于热压台33内，通过接触热传导的方式对放置于热压台33上的模具300及置于模具300内的工件200进行加热。

模具300底部开设有通气孔道314；支撑机构20上开设有通气孔215，通气孔215一端与通气孔道314连通，另一端与动力源连通。

支撑机构20包括加热台21和第二加热件22，第二热压台22用于承载模具300，第二加热件22嵌设于加热台21内，以将放置于加热台21上的模具300及置于模具300中的工件200加热至成型温度。在本实施例中，第二加热件22为一电加热棒。第一加热件22的数量为多个，多个第二加热件22间隔且相互平行地嵌设于加热台21内，通过接触热传导的方式对放置于加热台21上的模具300及置于模具300内的工件200进行加热。

热压台33包括环形加热件337、环形板335，环形板335可套设于模具300的外周，环形加热件337设置于环形板335内，用于对模具300的外周进行加热。环形板335大致为可配合模具300外形的环形框状结构，环形板335设于热压台33远离驱动件32的一端。环形加热件337装设于环形板335的内周壁上。具体地，环形加热件337为一环形的红外线加热管，通过辐射的放射红外线加热上模与下模的结合处，优先使工件200的待弯折处加热，使工件200成型区温度较非成型区域温度保持30度～50度温差。环形加热件337可针对性进行局部加热(如需要进行单曲面加工时，环形加热件可设计为可控地仅针对待折弯部位进行加热即可。如加工单曲面玻璃屏幕，可控制环形加热件中仅一边的红外灯管打开)，确保非成型区域相对低温，获得更优外观质量，利于后制程抛光。

本实施例中，环形加热件为红外灯管。

热压台33还包括基板331、第一安装板332、连接板336。基板331一侧与活动压头31连接，另一侧与第一安装板332连接，第一加热件34嵌设于第一安装板332内，用于对模具300的上模进行加热。环形板335设置于第一安装板332下方，连接板336一端与基板连接，另一端与环形板335连接。

热压机构30还包括隔热板333和第一冷却板334，隔热板333设置于基板331与第一安装板332之间，以避免第一加热件34产生的热量向基板331传导。第一冷却板334设置于隔热板333与基板331之间，以进一步减缓隔热板333未隔离的热量向基板331传导。具体地，第一冷却板334上设有冷凝管，第一冷却板334采用水冷的方式减缓热量向活动压头31及驱动件32传导。

当热压机构30朝支撑机构20移动至预设距离时，环形加热件337能套设于模具300及置于模具300中的工件200的外周侧，以对模具300中的工件200外周进行加热。

在本实施例中，热压机构30还包括第一均压板338，第一均压板338设于环形板335和第一安装板332之间。且第二均压板213与第一均压板338平行设置，以避免模具300及工件200在热压时受力不均匀。

请继续参阅图2和图3。

加热台21还包括由上至下依次设置的第二均压板213、第二冷却板217、基座211及固定板214。基座211设于机台10上。第二均压板213用于承载模具300及放置于模具300内的工件200；第二均压板213上开设有通气孔215，第二均压板213的一侧还开设有通气管216。通气管216的一端贯穿固定板214并与通气孔215相连通，通气管216的另一端与动力源相连通。具体地，通气管216焊接在第一均压板213的一侧，第二均压板213内部加工真空气道。具体地，动力源为油封式真空泵，且管道真空能达到极限真空100Pa时间小于30秒。

第二均压板213为形状规则的板状结构。模具300及置于模具300内的工件200放置于第二均压板213上。固定板214的数量为两个，两个固定板214装设于第二安装板212及第一均压板213的相对两侧，以将第二安装板212及第二均压板213固定在一起。

在本实施例中，通气孔215的数量为两个，两个通气孔215间隔开设于第二均压板213上。

本发明还提供一种热压成型系统，包括前述热压成型装置100和与前述热压成型装置100配合的模具300，模具300由高密度多孔性材料制成，例如石墨、陶瓷或某些金属，建议选择孔隙率大致为35％左右，孔洞尺寸小于2μm的材料制作模具。

请一并参阅图4至图7，模具300包括配合设置的上模320和下模310，下模310包括一容置槽311，容置槽311内设有用于承载工件200的凸台312，凸台312与容置槽311之间存在的间隙形成一导向槽313；上模320包括本体321和抵压部322，抵压部322呈环形设置，抵压部322与本体321之间形成与凸台312配合的型腔323。抵压部322能够抵压于工件200的边缘沿导向槽313滑动。当工件200加热至预设温度时，动力源通过通气孔道314抽气，使得工件200的平面部吸附在凸台312上，同时使导向槽313内形成负压，使得抵压部322沿导向槽313滑动，并使工件200的边缘弯曲变形直至贴合于凸台312的外周面上。在本实施例中，当抵压部322沿导向槽313滑动时，抵压部322远离型腔323的一侧与导向槽313的槽壁相贴合。

在本实施例中，该模具300的材质是石墨。该模具300配合热压成型装置100使用，适合四边折弯高度均大于3mm，折弯角度为0度-90度的工件200的热弯成型。工件200为玻璃材质，但不限于此。可以理解，在其他的实施方式中，工件200也可以为其他能够加热变形的塑料、金属等材质。

下模310还包括一与动力源(图未示)相连通的通气孔道314，通气孔道314与导向槽313相连通。通气孔道314包括在下模310背离凸台312的一侧开设的若干个不贯通的呈蜂窝状分布的通气槽3141。

具体地，下模310可以是由石墨制成，石墨颗粒之间存在可容许气体通过的间隙。

通气孔道314包括通气槽3141，通气槽3141一端通过与石墨间隙3142配合形成气路即通气孔道314，通气孔道314连通至凸台顶部(待加工工件200的底部)，且连通至导向槽313，通气槽3141的另一端与动力源相连通。具体地，动力源为气源，气源中的气体可通过通气槽3141及石墨间隙3142进入通气槽3141内。同样地，通气槽3141内的气体也可通过石墨间隙3142及通气槽3141进入气源内。

具体地，每个通气槽3141的直径为5-10mm，相邻两个通气槽3141之间间距为1-3mm，能极大限度提升真空吸的均匀性及有效性。

可以理解，在其他实施例中，通气孔道314也可为直接连通下模310背离凸台312一侧及导向槽313的气路。

可以理解，在其他的实施例中，上模320背离凸台312的一侧开设有呈蜂窝分布的导气槽(图未示)，该导气槽与下模310上的通气槽3141的结构相同。导气槽的一端导通型腔323，导气槽的另一端与动力源相连通。具体地，动力源为气源，气源中的气体可通过导气槽进入型腔323内，同样地，型腔323内的气体也可通过导气槽进入气源内。

具体地，每个导气槽的直径为5-10mm，相邻两个导气槽之间间距为1-3mm，能极大限度提升真空吸的均匀性及有效性。

凸台312自容置槽311的底端朝容置槽311的开口端凸伸形成。凸台312位于容置槽311的中部且与容置槽311的每个侧壁均存在间隙。具体地，凸台312侧面包括与工件200待弯折形状匹配的第一弧面3121，抵压部322内侧包括与第一弧面3121配合的第二弧面3231，第一弧面3121与第二弧面3231分别用于夹持工件200的相对两侧以将工件200弯曲预设的弧度。可以理解，预设的弧度可根据实际情况具体设置。

上模320大致呈板状，抵压部322大致呈可与工件成型后的外形匹配的环状。抵压部322内侧还包括一竖直部，竖直部位于第二弧面3231下侧，竖直部与第二弧面接合处靠近型腔的一侧形成工件开始弯折处的定位卡槽3221，以卡持定位工件200的端部。本体321的周侧还设有一挡止部324，挡止部324为块状，挡止部324可挡止于下模310的端部，以限制抵压部322在导向槽313内的滑动距离。

在一实施例中，下模310靠近上模320一端的相对两侧还设有安装槽315，以方便安装下模310。具体地，每侧安装槽315的数量为两个，且两个安装槽315间隔设置。

在一实施例中，下模310外侧的三个边角为斜倒角，其中一个边角为圆角，用以辨识下模310的安装位置。

在一实施例中，凸台312的外表面、以及容置槽311与型腔323的内表面均为光滑面。

本发明所提供的一种采用上述热压成型装置100和热压成型系统热压工件200的热压成型步骤，包括以下具体内容：

S310：将预热后的模具300及置于模具300中的工件200放置于成型工位的热压台21上，抽气使工件平面部被下模310吸附。

抽气使工件平面部被下模310吸附的步骤包括：通过动力源抽气，通过通气管216、通气孔215经由模具底部的通气孔道314，抽气使工件200被凸台312吸附。可以理解，因导向槽同样与通气孔道314连通，抽气时导向槽内也会形成负压。

S320：通过热压成型装置100将模具300及工件200维持在低于预热温度的成型温度并施压，使模具300内工件200受压成型为预设形状。

在一实施例中可将上模320维持在第一预设温度T1，将下模310维持在第二预设温度T2，将工件待折弯部维持在第三预设温度T3。

具体地，由驱动件32驱动热压台33朝加热台21运动直至环形加热件337套设于模具300中的工件200的外周侧以对工件待折弯部进行加热，将其温度维持在第三预设温度T3，以弥补从预热工位运送至成型工位所产生的热量损失。同时，第一加热件34对模具300的上模320进行加热，将上模320温度维持在第一预设温度T1。第二加热件22对模具300的下模310进行加热，将下模310温度维持在第二预设温度T2。

其中工件待折弯部的第三预设温度T3通常设定为使工件能够满足成型条件的温度。可以理解，本实施例中，预热阶段的最终预热温度以及成型阶段的第一预设温度T1、第二预设温度T2可以根据实际需要进行设定，只需满足他们的温度大小关系即可，具体数值可根据工件材质、厚度、待折弯形状等各种具体条件设定。

由于本实施例中所用模具是石墨材质，石墨处于高温环境时易被氧化，寿命较短。因此，将上模与下模加热至小于工件待折弯处的预设温度T3，并采用环形加热方式来满足这个条件，能极大的延长模具的使用寿命。

可以理解，在其他的实施方式中，亦可仅采用第一加热件34或第二加热件22维持模具及工件温度。

在驱动件32的作用下，在本实施例中，置于模具300中工件200先受到凸台312的吸附，工件平面部被牢牢吸附在下模310上，同时受到导向槽313内的负压吸引，然后热压机构30抵压支撑机构20上放置的模具300，从而使得工件200在负压吸引及热压的双重作用下弯曲变形并贴合于凸台312的外周面上。

可以理解，在其他变化的实施方式中，置于模具300中工件200也可先受到上模的抵压，然后受到导向槽313内的负压吸引，使得工件200在负压吸引及热压的双重作用下弯曲变形并贴合于凸台312的外周面上。

可以理解，在其他变化的实施方式中，也可仅采用负压吸引及热压机构30抵压支撑机构20上放置的模具300中的一种，使工件200成型为预设形状。

本发明提供的上述热压成型装置100及方法藉由热压机构30热压放置于支撑机构20上的加热至预设温度的模具300，以使加热至预设温度的模具300内的工件200受压成型为预设形状。本发明获得的成型后的工件200因首先被凸台承载并吸附，克服了局部位置形变不平的缺陷，成型后的工件200质量较高。本发明提供的先吸再压的成型方法以及凹模在上，凸模在下的结构，并辅以环形加热方式，保证工件200的大面成型过程不参与形变，大面避空结构保证大面不受压合力，且大面积部分温度未达到形变温度不容易被压合变形，从而达到工件200大面无麻点、无X形、无凹陷。并且成型时受力均匀，一致性好，可确保成型工件轮廓精度±0.06mm。同时本发明中对加热方式的改进，使得整个成型过程中不参与形变的工件平面部温度不用太高，因此可有效降低能耗，提高成型效率。传统热压方式成型效率为CT：90-120s，产能(UPH)为30，使用本实施例提供的成型方法进行厚度1mm左右玻璃的热压时，成型效率可达到CT：50-90s，产能(UPH)为40。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施方式的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其它单元或步骤，单数不排除复数。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种热压成型方法，包括如下步骤：

将待加工的工件置于模具的下模上，所述工件包括工件平面部和工件待折弯部，所述工件平面部与下模的表面直接接触；

将模具和工件加热至预热温度；

抽气使所述工件平面部被下模吸附；

将模具及工件维持在低于预热温度的成型温度并施压，使模具内工件受压成型为预设形状。

2.如权利要求1所述的热压成型方法，所述将模具和工件加热至预热温度与所述将模具及工件维持在低于预热温度的成型温度采用不同的供热方式。

3.如权利要求2所述的热压成型方法，所述将模具和工件加热至预热温度采用红外加热和电加热方式供热；

所述将模具维持在成型温度采用电加热方式供热，将工件维持在成型温度采用红外加热方式供热。

4.如权利要求2所述的热压成型方法，所述将模具和工件加热至预热温度采用阶梯式加热，所述将模具及工件维持在低于预热温度的成型温度采用分区加热。

5.如权利要求4所述的热压成型方法，所述分区加热包括：

使用第一热源对上模进行上部供热，

使用第二热源对下模进行下部供热；

使用第三热源对工件待折弯部对应模具位置的上模和下模的接合处进行供热。

6.如权利要求4所述的热压成型方法，所述分区加热包括：

将上模温度维持在第一预设温度T1，将下模温度维持在第二预设温度T2；所述上模温度指上模平面部的温度，所述下模温度指下模平面部的温度；

所述第一预设温度T1低于预热温度，第一预设温度T1高于第二预设温度T2。

7.如权利要求6所述的热压成型方法，所述分区加热包括：

将工件待折弯部温度维持在第三预设温度T3；

所述第三预设温度T3不高于所述预热温度，第三预设温度T3高于第一预设温度T1。

8.如权利要求1所述的热压成型方法，所述将模具和工件加热至预热温度包括：

使用第一供热方式进行加热，接近预热温度时改用第二供热方式进行加热。

9.如权利要求8所述的热压成型方法，所述第一供热方式为红外热源辐射加热，第二供热方式为电加热源接触加热。

10.如权利要求9所述的热压成型方法，所述将模具和工件加热至预热温度包括：

使用上下两侧红外热源辐射加热方式对模具和放置于模具内的工件进行加热至接近预热温度；

使用上下两侧电加热源接触加热方式对模具和放置于模具内的工件进行加热至预热温度。

11.如权利要求10所述的热压成型方法，所述接近预热温度指达到预热温度的85-95％。

12.如权利要求10所述的热压成型方法，所述将模具和工件加热至预热温度包括：

使用上下两侧红外热源加热方式对模具及放置于模具内的工件进行初步预热；

使用下侧红外热源加热和侧面环形红外热源加热方式对模具及放置于模具内的工件进行加热至接近预热温度；

使用上下两侧电加热源加热方式对模具及放置于模具内的工件进行加热。

13.如权利要求12所述的热压成型方法，所述初步预热指加热至达到预热温度的60-75％；

所述接近预热温度是指达到预热温度的85-95％。

14.如权利要求1所述的热压成型方法，所述工件为平面工件时，工件待折弯部包括工件边缘的全部区域或工件边缘的部分区域。

15.如权利要求1所述的热压成型方法，所述施压采用浮动施压，包括：

当施压设备放置不平整时，调整施压角度和施压力度，以实现对模具均匀施压。

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