CN113402160A - 复杂形状的曲面玻璃的加工方法、曲面玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光切割应用领域的一种复杂形状的曲面玻璃的加工方法、曲面玻璃。步骤包括：将待切割的胚料玻璃，通过激光切割机在胚料玻璃上面切割出设定好的零件轮廓线；将被切割出有零件轮廓线的胚料玻璃进行热成型处理，所需零件形状和边框余料同步热成型；对经热成型处理的胚料玻璃进行裂片分离操作，将零件轮廓线区域内的所需零件形状玻璃和所述零件轮廓线区域外的边框余料玻璃在所述零件轮廓线处断裂分离处理。有益效果：实现复杂曲面（弧面）零件玻璃热成型的设计形状要求，取消传统边缘打磨工序，提高成品合格率，大大降低了复杂曲面的制造难度和成本，有效减少排污，解决了目前三轴及以上的飞秒激光切割技术尚未实现的技术难题。

Description

复杂形状的曲面玻璃的加工方法、曲面玻璃

技术领域

本发明属于激光切割应用领域，具体涉及一种复杂形状的曲面玻璃加工方法、曲面玻璃。

背景技术

曲面玻璃作为一种常见的产品，广泛应用于各行各业，如汽车反光镜、车载显示器用盖板类玻璃等。随着发展，复杂形状的曲面玻璃有很大的需求，如高端车、跑车的新造型的汽车外反光镜，如图1所示的新造型。

目前，对于曲面玻璃的加工，现有技术中的玻璃曲面成型方法大多采用传统的普通玻璃切割机来进行加工，具体的，如图2所示，是简单形状的玻璃切割示意图，如图3所示，为现有技术中采用普通玻璃切割机的玻璃曲面成型方法的流程示意图，具体包括以下步骤：步骤（a）：将待切割的玻璃胚料平片（原材料）先进行热成型处理；步骤（b）：将热成型处理好的玻璃采用普通玻璃切割机切割形状，切割时形状边缘必须留出二次切磨的余量；步骤（c）：将切割好的玻璃进行裂片操作，去掉周边废料；步骤（d）：将裂片好的玻璃进行精加工二次切割打磨，得到达到所需曲面形状精度和尺寸精度的曲面玻璃。

但是，以上的技术方案在实际使用时存在以下不足：

目前现有技术只能完成简单形状的曲面玻璃（如图2所示）热成型加工，而无法实现复杂形状的曲面玻璃热成型加工，因为3D磨边不能打磨复杂形状的曲面玻璃断面（如图1所示，汽车反光镜曲面玻璃的复杂形状），只有采用四轴以上的雕铣机（加工中心）才能再加工周边。但目前尚未出现四轴及五轴、六轴的磨边机、并且四轴以上的加工装备费用昂贵、效率低、磨削成本高、有污染。

发明内容

本发明的目的在于解决上述已有技术的不足，结合利用激光技术的特点，提供一种复杂形状的曲面玻璃的加工方法。

一种复杂形状的曲面玻璃的加工方法，包括以下步骤：

（Ⅰ）激光切割：将待切割的胚料玻璃通过激光切割机切割出设定好的零件轮廓，得到激光切割后的玻璃胚料（此时零件与母体胚料仍然连接一起）；

（Ⅱ）热成型处理：将所述激光切割后的玻璃胚料先进行预热软化，然后置于模具中并在大于600℃的条件下进行热成型处理至与所述模具相吻合，冷却，去除所述模具，得到半成品；其中，所述半成品包括边框余料以及位于所述边框余料内部的曲面玻璃，所述边框余料与曲面玻璃之间为零件轮廓线，所述边框余料与曲面玻璃之间通过所述零件轮廓线连接在一起；通过将预热软化后的玻璃胚料置于模具中并在大于600℃的条件下进行热成型处理，所需曲面玻璃的形状和边框余料同步热成型，使所需曲面玻璃的边缘形状，尤其有突变、尖角的部位随母体一起成型，使起皱、达不到要求的部分远离所述曲面玻璃的外侧；

（Ⅲ）裂片分离处理：将步骤（Ⅱ）中的所述半成品在所述零件轮廓线处进行裂片分离处理，以将所述曲面玻璃与边框余料断裂分离，得到所述曲面玻璃。

作为本发明进一步的方案：所述曲面玻璃是至少一面为曲面，例如，可以是只有一面为曲面，其他面为平面，也可以是只有两面为曲面，其他面为平面，还可以是所有面都为曲面，具体曲面数量根据需求进行选择，这里并不作限定。当然，所述复杂形状的曲面玻璃的加工方法也可以用于加工所有面为平面的立体形状的玻璃制品。

作为本发明再进一步的方案：所述待切割的玻璃胚料包括：平片玻璃、带有单一曲面的（简单曲面）玻璃等现有产品，具体的形状根据需求进行选择，这里并不作限定，例如，所述待切割的玻璃胚料的截面形状可以是矩形、圆形、三角形等。

作为本发明再进一步的方案：所述皮秒激光切割机可以是现有产品，目前生产皮秒激光切割机的厂家大多按照设备功率分为30W皮秒激光器、50W皮秒激光器、80W皮秒激光器等型号，具体型号根据需求进行选择，一般为功率30W以上的皮秒激光器，同时，必须采用皮秒激光器，而二氧化碳激光器、半导体激光器等激光器达不到工艺要求；在按照所需曲面玻璃的轮廓形状进行激光切割时，激光束作用在待切割的玻璃胚料上，激先束将产生的热能使待切割的玻璃胚料成点形破碎，但点与点之间仍然联接，这样在一束激光作用下把待切割的玻璃胚料穿透爆破成无数个破碎点，激光束移动，形成了一个直线、曲线或任意封闭图形，所需曲面玻璃的轮廓形状便是由破碎的点成束形成的图形，但激光切割前后的玻璃胚料都是仍然连接在一起的。

需要说明的是，所需曲面玻璃的轮廓形状是设定好的，具体根据所需曲面玻璃的实际形状来进行设定，这里并不作限定；所述激光切割在切割玻璃后切割断面不会裂开，这种状态在600℃以上高温中再成型后仍然不会裂开，且切割断面呈磨砂面；而且，激光切割的工艺条件参数具体根据不同产品的形状、厚度、玻璃材质等参照现有方法工艺进行设计，这里并不作赘述。

作为本发明再进一步的方案：所述热成型处理是将预热软化后的玻璃胚料放入热成型工作室中的流动生产线的模具上面，通过3-5次不同温度下（600℃以上）的加热软化，软化后可以依靠自重或施加压力使玻璃胚料形成所需的形状，然后冷却至常温。

作为本发明再进一步的方案：所述模具是由现有技术中的耐高温材料制成，例如陶瓷等，具体材料根据需求进行选择，这里并不作限定；所述模具的形状与所需曲面玻璃的轮廓形状相对应，模具与所述激光切割后的玻璃胚料接触的一面是具有一定曲率的凹面，具体曲率范围根据需求进行设计，所述模具上均匀分布有多个通气孔，通气孔的尺寸具体根据需要进行设计，这里并不作限定。

需要说明的是，所述热成型处理是加热达到600℃以上后玻璃胚料开始软化，根据玻璃胚料厚度选择合适的加热温度，越薄越易使软化的玻璃胚料产生变形，越厚越需进一步加热以使软化的玻璃胚料产生变形，一般使用的玻璃胚料为0.3-3mm厚，600℃以上即开始软化，软化后可以依靠自重或施加压力使玻璃胚料形成所需的形状，模具上均匀分布有多个通气孔，便于玻璃胚料与模具吻合时排出空气。

作为本发明再进一步的方案：所述热成型处理有三种成型方式，包括：压头施压成型、真空吸附成型与自然重力成型，可以选择其中任意一种。

作为本发明再进一步的方案：所述压头施压成型是在玻璃胚料置于模具中并在大于600℃的条件下进行加热开始软化后，通过压头施加压力的调节把玻璃胚料压到与模具形状一致；所述真空吸附成型是在玻璃胚料置于模具中并在大于600℃的条件下进行加热开始软化后，玻璃胚料落在模具里面并与模具产生一定的密封，这时采用真空方式吸玻璃胚料，将玻璃胚料下拉至与模具吻合，如同吸塑成型工艺；所述自然重力成型是靠玻璃胚料的自重，边软化边靠自重下沉达到与模具吻合。

需要说明的是，根据玻璃胚料的不同厚度、形状、轮廓大小等，所选择的热成型处理中的压力大小、真空度大小、自重下拉时间等工艺条件参数可以进行调整，不同的产品对应不同的参数，具体根据需求进行选择，这里并不作限定。

作为本发明再进一步的方案：所述热成型处理的温度为600℃-1000℃。

作为本发明再进一步的方案：所述曲面玻璃的图形大小小于所述待切割的玻璃胚料的图形大小，为曲面玻璃的加工留出了加工余量，也称为飞边或下脚料，加工余量取决于具体的加工工艺条件的选择，余量越小，越省原料，所以，在具体的加工工艺条件下，热成型后的玻璃胚料中，若所需曲面玻璃的形状公差达不到要求，只能再放大玻璃胚料至满足要求。

作为本发明再进一步的方案：所述裂片分离处理是采用冷热冲击、热冷冲击或施加外力的方法对切割出零件轮廓线的玻璃胚料在零件轮廓线处将所述曲面玻璃与所述边框余料断裂分离。

作为本发明再进一步的方案：所述冷热冲击是将所述半成品冷却后进行快速加热至100℃以上以实现断裂分离；所述热冷冲击是在将所述半成品加热到100℃以上后，对所述半成品进行快速冷激以实现断裂分离；所述施加外力是直接对所述半成品通过外力敲击等方式，将所述曲面玻璃与边框余料断裂分离。

作为本发明再进一步的方案：所述皮秒激光切割机的切割头焦深大于所述待切割的玻璃胚料的厚度，以达到所需的切割效果。例如，待切割的玻璃胚料的厚度2mm，焦深需大于2mm，可以取3mm-4mm。

作为本发明再进一步的方案：所述激光切割、热成型处理、裂片分离处理的步骤为曲面玻璃成型的主要步骤，其他如：检验步骤、清洗步骤、细节处理步骤（如倒角、丝印步骤）等可在上述三个主要步骤中穿插操作，且上述三个主要步骤先后顺序不允许变动，检验步骤、清洗步骤、细节处理步骤等皆是现有技术，这里并不作赘述。

本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法制备得到的曲面玻璃。

本发明实施例的另一目的在于提供一种玻璃制品，部分或全部包含上述的曲面玻璃。

进一步的，所述玻璃制品的具体形状根据需求进行设计，可以是现有的产品形状，这里并不作限定，例如，可以是车载显示器用盖板类玻璃、汽车反光镜等。

本发明的有益效果是：

1.本发明实现复杂形状的曲面或弧面零件玻璃实现设计的形状要求。解决原来传统技术无法实现的问题，本发明通过利用激光切割后的曲面玻璃与玻璃胚料仍然连体的情况，可以为曲面玻璃留出足够的边缘余量，仍然可以再高温热成型，来实现该整体胚料中间区域部位达到设计所需的复杂曲面形状要求的热成型零件。

2.激光切割使得玻璃边缘光滑，崩边小，取消了传统的镜片边缘打磨工序，大大提高了成品合格率，节省相关的人力、设备、材料及运用到的资源等，降低了成本、有效减少了排污。

3.平面或简单曲面的玻璃激光切割机采用的是皮秒技术或飞秒技术，因为焦深有一定的可调范围，使切割变得容易，设备价格低，效率高。

4.热成型后再进行冷热冲击或施外力，使激光切割断面断裂（裂片工艺），分离出所需的曲面形状玻璃零件，无需再进行打磨，从而大大降低了复杂曲面的制造难度和成本。

5.解决了目前3轴、4轴及5轴等以上的飞秒激光切割技术尚未实现的技术难题。

附图说明

图1是复杂形状的玻璃激光切割示意图。

图2是简单形状的玻璃切割示意图。

图3是目前的简单形状玻璃曲面热成型方法流程图。

图4是本发明的玻璃曲面成型加工方法流程图。

附图说明：1—边框余料， 2—零件轮廓线， 3—零件形状。

具体实施方式1：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示是复杂形状的玻璃激光切割示意图，如图4所示：一种复杂形状的曲面玻璃的加工方法，所述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法包括以下步骤：

（Ⅰ）激光切割：将待切割的玻璃胚料（选用平面玻璃）采用现有的皮秒激光切割机（功率是30W）按照设定好的所需曲面玻璃的轮廓形状进行激光切割，得到激光切割后的玻璃胚料（此时玻璃胚料整体仍然连接在一起，即在按照所需曲面玻璃的轮廓形状进行激光切割时，激光束作用在待切割的玻璃胚料上，激先束将产生的热能使待切割的玻璃胚料成点形破碎，但点与点之间仍然联接，这样在一束激光作用下把待切割的玻璃胚料穿透爆破成无数个破碎点，激光束移动，形成了一个直线、曲线或任意封闭图形，所需曲面玻璃的轮廓形状便是由破碎的点成束形成的图形，但激光切割前后的玻璃胚料都是仍然连接在一起的）；

（Ⅱ）热成型处理：将所述激光切割后的玻璃胚料先进行预热软化，然后置于模具中并在600℃的条件下进行热成型处理至与所述模具相吻合，冷却，去除所述模具，得到半成品；具体的，将预热软化后的玻璃胚料放入热成型工作室中的流动生产线的模具上面，在软化后可以依靠自重或施加压力使玻璃胚料形成所需的形状，然后冷却至常温；

其中，所述半成品包括边框余料1以及位于所述边框余料1内部的曲面玻璃3，所述边框余料1与曲面玻璃3之间为零件轮廓线2，所述边框余料1与曲面玻璃3之间通过所述零件轮廓线2连接在一起；通过将预热软化后的玻璃胚料置于模具中并在600℃的条件下进行热成型处理，所需曲面玻璃3的形状和边框余料1同步热成型，使所需曲面玻璃3的边缘形状，尤其有突变、尖角的部位随母体一起成型，使起皱、达不到要求的部分远离所述曲面玻璃3的外侧，使胚料中间主要部分达到要求的形状留给所述曲面玻璃3；

（Ⅲ）裂片分离处理：将步骤（Ⅱ）中的所述半成品在所述零件轮廓线2处进行裂片分离处理，以将所述曲面玻璃3与边框余料2断裂分离，得到所述曲面玻璃3。

进一步的，在本发明实施例中，所述模具是由现有技术中的耐高温材料制成，优选耐高温陶瓷材料；所述模具的形状与所需曲面玻璃的轮廓形状相对应，模具与所述激光切割后的玻璃胚料接触的一面是具有一定曲率的凹面，具体曲率范围根据需求进行设计，所述模具上均匀分布有多个通气孔，便于玻璃胚料与模具吻合时排出空气。

进一步的，在本发明实施例中，所述裂片分离处理是采用冷热冲击的方法对切割出零件轮廓线2的玻璃胚料在零件轮廓线2处将所述曲面玻璃3与所述边框余料1断裂分离。所述冷热冲击是将所述半成品冷却后进行快速加热至100℃以上以实现断裂分离。需要说明的是，冷热冲击是靠温差实现，常用的是水冷和加热。水可以循环使用。根据不同的玻璃厚度及大小轮廓实现裂片。例如，对于制备汽车反光镜，尺寸在200×150mm，厚度2mm，把玻璃胚料加热到200℃，然后用室温的水喷淋在玻璃胚料上，热的玻璃胚料受到水的冲击会在激光切割的部位开裂，这样就分离出来，不需要外力。

进一步的，在本发明实施例中，所述皮秒激光切割机的切割头焦深大于所述待切割的玻璃胚料的厚度，以达到所需的切割效果。

进一步的，在本发明实施例中，所述激光切割、热成型处理、裂片分离处理的步骤为曲面玻璃成型的主要步骤，其他如：检验步骤、清洗步骤、细节处理步骤（如倒角、丝印步骤）等可在上述三个主要步骤中穿插操作，且上述三个主要步骤先后顺序不允许变动，检验步骤、清洗步骤、细节处理步骤等皆是现有技术，这里并不作赘述。

进一步的，在本发明实施例中，所述曲面玻璃3是自然重力成型的汽车反光镜，玻璃外轮廓尺寸在200×150mm，厚2mm。

实施例2

一种复杂形状的曲面玻璃的加工方法，如图2与图3所示，所述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法包括以下步骤：

（Ⅰ）激光切割：将待切割的玻璃胚料（选用简单曲面玻璃）采用现有的皮秒激光切割机（功率是50W）按照设定好的所需曲面玻璃的轮廓形状进行激光切割，得到激光切割后的玻璃胚料（此时玻璃胚料整体仍然连接在一起）；

（Ⅱ）热成型处理：将所述激光切割后的玻璃胚料先进行预热软化，然后置于模具中并在850℃的条件下进行热成型处理至与所述模具相吻合，冷却，去除所述模具，得到半成品；具体的，将预热软化后的玻璃胚料放入热成型工作室中的流动生产线的模具上面，在软化后可以依靠自重或施加压力使玻璃胚料形成所需的形状，然后冷却至常温；

其中，所述半成品包括边框余料1以及位于所述边框余料1内部的曲面玻璃3，所述边框余料1与曲面玻璃3之间为零件轮廓线2，所述边框余料1与曲面玻璃3之间通过所述零件轮廓线2连接在一起；通过将预热软化后的玻璃胚料置于模具中并在600℃的条件下进行热成型处理，所需曲面玻璃3的形状和边框余料1同步热成型，使所需曲面玻璃3的边缘形状，尤其有突变、尖角的部位随母体一起成型，使起皱、达不到要求的部分远离所述曲面玻璃3的外侧，使胚料中间主要部分达到要求的形状留给所述曲面玻璃3；

（Ⅲ）裂片分离处理：将步骤（Ⅱ）中的所述半成品在所述零件轮廓线2处进行裂片分离处理，以将所述曲面玻璃3与边框余料2断裂分离，得到所述曲面玻璃3。

进一步的，在本发明实施例中，所述模具是由现有技术中的耐高温材料制成，优选耐高温陶瓷材料；所述模具的形状与所需曲面玻璃的轮廓形状相对应，模具与所述激光切割后的玻璃胚料接触的一面是具有一定曲率的凹面，具体曲率范围根据需求进行设计，所述模具上均匀分布有多个通气孔，便于玻璃胚料与模具吻合时排出空气。

进一步的，在本发明实施例中，所述裂片分离处理是采用施加外力的方法对切割出零件轮廓线2的玻璃胚料在零件轮廓线2处将所述曲面玻璃3与所述边框余料1断裂分离。

进一步的，在本发明实施例中，所述皮秒激光切割机的切割头焦深大于所述待切割的玻璃胚料的厚度，以达到所需的切割效果。

进一步的，在本发明实施例中，所述激光切割、热成型处理、裂片分离处理的步骤为曲面玻璃成型的主要步骤，其他如：检验步骤、清洗步骤、细节处理步骤（如倒角、丝印步骤）等可在上述三个主要步骤中穿插操作，且上述三个主要步骤先后顺序不允许变动，检验步骤、清洗步骤、细节处理步骤等皆是现有技术，这里并不作赘述。

进一步的，在本发明实施例中，所述曲面玻璃3是自然重力成型的汽车反光镜，玻璃外轮廓尺寸在200×150mm，厚2mm。

实施例3

一种复杂形状的曲面玻璃的加工方法，如图2与图3所示，所述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法包括以下步骤：

（Ⅰ）激光切割：将待切割的玻璃胚料（选用简单曲面玻璃）采用现有的皮秒激光切割机（功率是50W）按照设定好的所需曲面玻璃的轮廓形状进行激光切割，得到激光切割后的玻璃胚料（此时玻璃胚料整体仍然连接在一起，即在按照所需曲面玻璃的轮廓形状进行激光切割时，激光束作用在待切割的玻璃胚料上，激先束将产生的热能使待切割的玻璃胚料成点形破碎，但点与点之间仍然联接，这样在一束激光作用下把待切割的玻璃胚料穿透爆破成无数个破碎点，激光束移动，形成了一个直线、曲线或任意封闭图形，所需曲面玻璃的轮廓形状便是由破碎的点成束形成的图形，但激光切割前后的玻璃胚料都是仍然连接在一起的）；

（Ⅱ）热成型处理：将所述激光切割后的玻璃胚料先进行预热软化，然后置于模具中并在1000℃的条件下进行热成型处理至与所述模具相吻合，冷却，去除所述模具，得到半成品；具体的，将预热软化后的玻璃胚料放入热成型工作室中的流动生产线的模具上面，在软化后可以依靠自重或施加压力使玻璃胚料形成所需的形状，然后冷却至常温；

其中，所述半成品包括边框余料1以及位于所述边框余料1内部的曲面玻璃3，所述边框余料1与曲面玻璃3之间为零件轮廓线2，所述边框余料1与曲面玻璃3之间通过所述零件轮廓线2连接在一起；通过将预热软化后的玻璃胚料置于模具中并在600℃的条件下进行热成型处理，所需曲面玻璃3的形状和边框余料1同步热成型，使所需曲面玻璃3的边缘形状，尤其有突变、尖角的部位随母体一起成型，使起皱、达不到要求的部分远离所述曲面玻璃3的外侧，使胚料中间主要部分达到要求的形状留给所述曲面玻璃3；

（Ⅲ）裂片分离处理：将步骤（Ⅱ）中的所述半成品在所述零件轮廓线2处进行裂片分离处理，以将所述曲面玻璃3与边框余料2断裂分离，得到所述曲面玻璃3。

进一步的，在本发明实施例中，所述模具是由现有技术中的耐高温材料制成，优选耐高温陶瓷材料；所述模具的形状与所需曲面玻璃的轮廓形状相对应，模具与所述激光切割后的玻璃胚料接触的一面是具有一定曲率的凹面，具体曲率范围根据需求进行设计，所述模具上均匀分布有多个通气孔，便于玻璃胚料与模具吻合时排出空气。

进一步的，在本发明实施例中，所述裂片分离处理是采用热冷冲击的方法对切割出零件轮廓线2的玻璃胚料在零件轮廓线2处将所述曲面玻璃3与所述边框余料1断裂分离。所述热冷冲击是在将所述半成品加热到100℃以上后，对所述半成品进行快速冷激以实现断裂分离。在进行裂片分离处理前，激光束切割后的玻璃胚料中，所述曲面玻璃3与边框余料2仍然相连，在将玻璃胚料加热到100℃以上后，对玻璃胚料进行快速冷激，由于玻璃属脆性材料，冷激从热胀至冷缩，由于激光束已经在玻璃胚料内产生了无数的微破碎点，点与点之间相连，在冷激时该相连的部分脆裂，即将打通了点与点，所述曲面玻璃3与边框余料2彻底分离断裂开。

进一步的，在本发明实施例中，所述皮秒激光切割机的切割头焦深大于所述待切割的玻璃胚料的厚度，以达到所需的切割效果。

进一步的，在本发明实施例中，所述激光切割、热成型处理、裂片分离处理的步骤为曲面玻璃成型的主要步骤，其他如：检验步骤、清洗步骤、细节处理步骤（如倒角、丝印步骤）等可在上述三个主要步骤中穿插操作，且上述三个主要步骤先后顺序不允许变动，检验步骤、清洗步骤、细节处理步骤等皆是现有技术，这里并不作赘述。

进一步的，在本发明实施例中，所述曲面玻璃3是自然重力成型的汽车反光镜，玻璃外轮廓尺寸在200×150mm，厚2mm。

实施例4

与实施例1相比，在本发明实施例中，除了在热成型处理中采用压头施压成型外，其他与实施例1相同。

实施例5

与实施例1相比，在本发明实施例中，除了在热成型处理中采用真空吸附成型外，其他与实施例1相同。

实施例6

与实施例1相比，在本发明实施例中，除了所述曲面玻璃3是自然重力成型的汽车反光镜，玻璃外轮廓尺寸在200×150mm，厚2mm，在热成型处理中，是通过5次不同温度下进行加热软化，采用的是具有5个温区的直径7米的转盘型循环热成型炉，温区分别为500℃、600℃、700℃、740℃、730℃，内侧与外侧温度分别为740℃与750℃，循环节拍为8分钟，玻璃胚料软化靠自重与模具吻合，模具上分布直径3mm的便于玻璃胚料与模具吻合时将之间夹的空气排出的通气孔，间距50mm外，其他与实施例1相同。

对比例1

参照图1所示，按照现有技术中采用普通玻璃切割机的玻璃曲面成型方法进行制备曲面玻璃，具体包括以下步骤：步骤（a）：将待切割的玻璃胚料平片（原材料）先进行热成型处理；步骤（b）：将热成型处理好的玻璃采用普通玻璃切割机切割形状，切割时形状边缘必须留出二次切磨的余量，以保证二次切割打磨后达到所需的曲面形状精度和尺寸精度；步骤（c）：将切割好的玻璃进行裂片操作，去掉周边废料；步骤（d）：将裂片好的玻璃进行精加工二次切割打磨，得到达到所需尺寸的玻璃样品。

性能试验

将实施例1-3中的曲面玻璃与对比例1中制备的玻璃样品进行合格率检测对比，具体按照汽车行业标准规定的外后视镜的曲率半径为R1200mm的要求作为标准，采用针对汽车后视镜的特点以及新颁布的国家标准GB15084-2006《机动车辆后视镜的性能和安装要求》的要求而设计的曲率测试仪，技术参数为：千分表量程0-6.5mm/0-12.7 mm，分辨力0.001mm。具体的结果如表1所示。

表1 对比结果表

	曲率检测误差	成品合格率
			对比例1	30-70mm	62.9%
实施例1	25-35mm	85%
			实施例2	28-38mm	84.2%
实施例3	31-41mm	82.5%

其中，通过将实施例1-3中的曲面玻璃与对比例1中制备的玻璃样品进行对比发现：实施例1的曲率检测误差达到25-35mm，对比例1的检测误差为30-70mm，与对比例1相比，相对提高40%；且成品合格率达到85%，与对比例1相比，成品合格率了提高35%；而且，与对比例1相比，尺寸精度提高30%，排污量降低60%，效率提高50%。

同时，实施例2的曲率检测误差达到28-38mm，对比例1的检测误差为30-70mm，与对比例1相比，相对提高37%；且成品合格率达到84.2%，与对比例1相比，成品合格率了提高35%；而且，与对比例1相比，尺寸精度提高28%，排污量降低60%，效率提高50%。

而且，实施例3的曲率检测误差达到31-41mm，对比例1的检测误差为30-70mm，与对比例1相比，相对提高41%；且成品合格率达到82.5%，与对比例1相比，成品合格率了提高32%；而且，与对比例1相比，尺寸精度提高27%，排污量降低60%，效率提高50%。

结合以上结果可以看出，本发明有益效果如下：

1）本发明实施例提供的复杂形状的曲面玻璃的加工方法可以实现简单和复杂曲面（弧面）的曲面玻璃零件的制备，通过主要利用切割后的曲面玻璃与玻璃胚料仍然连体的情况，玻璃胚料能给曲面玻璃留出足够的边缘余量，仍然可以再高温成型，进而来实现该整体玻璃胚料中间区域部位达到设计所需的复杂形状曲面要求的热成型零件；相比于现有复杂形状的曲面玻璃的加工方法需要切割后进行二次切割打磨工序，本发明实施例提供的复杂形状的曲面玻璃的加工方法通过激光切割一体成型，毛边热处理后直接除去，无需打磨，精度高，解决了现有复杂形状的曲面玻璃的加工方法需要二次切割打磨工序，费时费力，同时存在加工精度不高的问题。

2）本发明实施例提供的复杂形状的曲面玻璃的加工方法采用激光切割使得玻璃边缘光滑，崩边小，取消了传统的镜片边缘打磨工序，大大提高了成品合格率，节省相关的人力、设备、材料及运用到的资源等，降低了成本、有效减少了排污。

3）本发明实施例提供的复杂形状的曲面玻璃的加工方法对平面或简单曲面的玻璃通过激光切割机采用皮秒技术或飞秒技术进行切割，因为焦深有一定的可调范围，使切割变得容易，设备的价格低，效率高。

4）本发明实施例提供的复杂形状的曲面玻璃的加工方法中，热成型后再进行冷热冲击或施外力，使激光切割断面断裂（裂片分离处理），分离出所需的曲面形状的曲面玻璃零件，无需再进行打磨，从而大大降低了复杂曲面的制造难度和成本。

5）而且，现有3D磨边技术并不能打磨复杂的曲面玻璃断面，只有采用四轴以上的雕铣机才能进行再加工打磨周边，但目前尚未出现四轴及五轴、六轴的磨边机、并且四轴以上的加工装备费用昂贵、效率低、磨削成本高、有污染，本发明实施例提供的复杂形状的曲面玻璃的加工方法实现曲面（弧面）玻璃零件热成型的设计形状要求，无需传统的边缘二次打磨工序，提高了成品合格率，大大降低了复杂曲面的制造难度和成本，有效减少了排污，解决了目前三轴、四轴、五轴等以上的飞秒激光切割技术尚未实现的技术难题，具有广阔的市场前景。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述的实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。任何熟悉本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示方法和技术内容对本发明技术方案作出可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，并不影响本发明的实质内容。如目前使用的是能切割玻璃的皮秒激光切割机，后续出现更先进的玻璃激光机。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种复杂形状的曲面玻璃的加工方法，其特征在于，所述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法包括以下步骤：

将待切割的玻璃胚料采用皮秒激光切割机按照所需曲面玻璃的轮廓形状进行激光切割，得到激光切割后的玻璃胚料；

将所述激光切割后的玻璃胚料先进行预热软化，然后置于模具中并在大于600℃的条件下进行热成型处理至与所述模具相吻合，冷却，去除模具，得到半成品；其中，所述半成品包括边框余料以及位于所述边框余料内部的曲面玻璃，所述边框余料与曲面玻璃之间为零件轮廓线；

将所述半成品在所述零件轮廓线处进行裂片分离处理，以将所述曲面玻璃与边框余料断裂分离，得到所述曲面玻璃。

2.根据权利要求1所述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法，其特征在于，所述待切割的玻璃胚料是平片玻璃或带有单一曲面的玻璃。

3.根据权利要求1所述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法，其特征在于，所述皮秒激光切割机的功率不小于30W。

4.根据权利要求1所述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法，其特征在于，所述热成型处理选自压头施压成型、真空吸附成型与自然重力成型中的任意一种。

5.根据权利要求4所述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法，其特征在于，所述压头施压成型是通过施加压力的调节把玻璃胚料压至与所述模具相吻合；所述真空吸附成型是采用真空方式吸住玻璃胚料并将玻璃胚料下拉至与所述模具相吻合；所述自然重力成型是依靠玻璃胚料的自重下沉达到与所述模具相吻合。

6.根据权利要求1所述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法，其特征在于，所述热成型处理的温度为600℃-1000℃。

7.根据权利要求1所述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法，其特征在于，所述裂片分离处理是采用冷热冲击、热冷冲击或施加外力的方法将所述曲面玻璃与所述边框余料断裂分离。

8.根据权利要求1所述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法，其特征在于，所述皮秒激光切割机的切割头焦深大小大于所述待切割的玻璃胚料的厚度大小。

9.一种采用如权利要求1-8任一所述的复杂形状的曲面玻璃的加工方法制备得到的曲面玻璃。

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