CN116021343B - 一种抛光3d曲面玻璃的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抛光3D曲面玻璃的加工方法。该方法是采用在五轴数控抛磨机床上安装聚氨酯磨头、并在添加抛光液的情况下抛光玻璃大曲率部位，且上述抛光液是氧化铈磨料、氧化铝磨料和水混合而成；其中，氧化铝颗粒D50在17～30微米；氧化铈：氧化铝重量比在2：3到3：2之间。本发明解决了3D曲面玻璃抛光中、大曲率部位抛光无效或效率不高的技术难题。
Description
技术领域
本发明属于曲面玻璃抛光技术领域，特别涉及一种抛光3D曲面玻璃的加工方法。
背景技术
曲面玻璃已经越来越多地应用于智能终端产品。曲面玻璃的抛光通常用尼龙刷加抛光液以扫光的方式来减小表面粗糙度和提高亮度，如CN110272187A，CN110128950A，CN205008990U，CN205290712U，CN110328598A等现有技术所揭示。但扫光的方法只适用于曲率不大的所谓2.5D玻璃组件，对于大曲率的3D玻璃组件常存在大曲率的边角处扫不到或者去除速率低下的问题。同时，常规的玻璃抛光液，如现有技术《3D玻璃抛光液的制备及其性能研究》(《化工设计通讯》第46卷第4期，159-160页)，运用在大曲率的3D玻璃组件时去除速率显著不足。
如中国专利CN110272187A公开了一种3D玻璃及其制作方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，将预留余量的平板玻璃放置在模具中；步骤2，采用热吸工艺使平板玻璃贴合成型在模具的凹模上表面，得到3D玻璃坯料；步骤3，对3D玻璃坯料进行切割，得到3D玻璃半成品；步骤4，对3D玻璃半成品进行CNC精雕打磨倒角，得到3D玻璃毛料；步骤5，对3D玻璃毛料的表面进行扫光处理，得到具有侧壁部、弯曲部和视窗部的3D玻璃。
中国专利CN110128950A公开了一种玻璃抛光剂及其制备方法、抛光毛刷，制备方法包括以下步骤：将分散剂加入温水中并保持恒温搅拌；加入碳酸铈粉体并持续搅拌，充分分散后过滤并干燥得到第一粉体；将第一粉体进行高温焙烧，冷却后得到第二粉体；将第二粉体进行球磨，得到不同粒径分布的玻璃抛光剂。玻璃抛光剂采用上述玻璃抛光剂的制备方法制得，玻璃抛光剂的颗粒粒径分布在0.5～7.5μm之间。抛光毛刷包括刷盘和刷毛，刷盘由中心刷盘和外围刷盘组成，中心刷盘上的刷毛均匀分布，外围刷盘上的刷毛沿着径向呈束状分并。
中国专利CN110328598A公开了一种玻璃抛光用抛光毛刷，所述抛光毛刷包括安装板和子毛刷；所述安装板上设置有安装槽；所述子毛刷为包括下部的插入部和上部的毛刷部的整体板状件，子毛刷通过所述插入部固定在安装板的安装槽中，所述毛刷部包括若干个间隔设置的毛刷体，其中，所述子毛刷由聚氨基甲酸乙酯泡沫制成。
上述现有技术所揭示的3D玻璃的抛光方法或加工工艺，仍需要进一步改进其工艺的必要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种抛光3D曲面玻璃的加工方法，采用五轴数控抛磨机床抛光高曲面玻璃组件，解决了曲面玻璃抛光中大曲率部位抛光无效/效率不高的技术难题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明公开的一种抛光3D曲面玻璃的加工方法，包括以下工艺步骤：
1)在五轴数控抛磨机床的一个可旋转的机械结构组合上安装抛光磨头；所述五轴数控抛磨机床是指包含具有上下，左右，前后移动的机械结构组合的机床，且上述机械结构组合中至少有两个可以旋转；其中所述抛光磨头是聚氨酯材料制成的磨头；
2)在上述五轴数控抛磨机床的另一个可旋转的机械结构组合上安装待加工3D曲面玻璃组件；
3)使抛光磨头与待加工3D曲面玻璃组件相接触，并在接触面引入抛光液的情况下、让抛光磨头和待加工组件发生相对位移，进行抛光加工；其中所述抛光液是由氧化铈磨料、氧化铝磨料和水的混合。
上述抛光3D曲面玻璃组件的加工方法，步骤1)中，抛光机台为金太阳GOLDSUN3DPOLISHER MSD 600T型号五轴数控抛磨机；样品先经过270号砂纸磨头打磨至无CNC刀痕；抛光磨头为白色聚氨酯半球形磨头，其半径为7mm。
上述抛光3D曲面玻璃组件的加工方法，步骤1)中，所述抛光磨头为25mm直径x1mm厚聚氨酯白磨皮衬5mm厚海绵。
上述抛光3D曲面玻璃组件的加工方法，步骤3)中，所述抛光液的磨料氧化铈：氧化铝重量比在2：3到3：2之间。
所述氧化铝颗粒的中值粒径D50在17～30微米；所述抛光液是20-30wt％氧化铈磨料、20-30wt％氧化铝磨料和水的混合。
更优地，上述抛光3D曲面玻璃组件的加工方法，所述抛光液为20wt％的氧化铈(D50～1.5um)、30wt％的氧化铝(D50～23um)与50wt％的纯净水混合而成。
更优地，所述抛光液为30wt％的氧化铈(D50～1.5um)、20wt％的氧化铝(D50～23um)与50wt％的纯净水混合而成。
更优地，所述抛光液为25wt％氧化铈(D50～1.5um)、25wt％氧化铝(D50～23um)及50wt％纯净水混合而成。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益技术效果：
1)该方法是采用在五轴数控抛磨机床上安装聚氨酯磨头在添加抛光液的情况下抛光玻璃大曲率部位，其解决了3D曲面玻璃抛光中大曲率部位抛光无效或效率不高的技术难题；
2)本发明采用的抛光液为氧化铈、氧化铝与纯净水混合而成；使得微晶玻璃产品的抛光结果是所抛的弧边和转角透亮晶莹，前道加工痕完全去除，无划伤，满足微晶玻璃表面加工的要求。
附图说明
图1是本发明抛光3D曲面玻璃的加工方法工艺流程图。
具体实施方式
以下通过具体较佳实施例结合效果试验例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
本发明公开了一种抛光3D曲面玻璃的加工方法。该方法是采用在五轴数控抛磨机床上安装聚氨酯磨头在添加抛光液的情况下抛光玻璃大曲率部位，且上述抛光液是氧化铈磨料，氧化铝磨料和水的混合。其中，氧化铝颗粒D50在17～30微米；氧化铈：氧化铝重量比在2：3到3：2之间。
本发明解决了3D曲面玻璃抛光中大曲率部位抛光无效或效率不高的难题。
如图1所示，本发明公开的一种抛光3D曲面玻璃的加工方法，具体包括以下工艺步骤：
1)在五轴数控抛磨机床的一个可旋转的机械结构组合上安装聚氨酯抛光磨头；所述五轴数控抛磨机床是指包含具有上下，左右，前后移动的机械结构组合的机床，且上述机械结构组合中至少有两个可以旋转；
本发明实施例中所用的五轴数控抛磨机床是采用金太阳GOLDSUN 3D POLISHERMSD600T型号五轴数控抛磨机；
2)在上述五轴数控抛磨机床的另一个可旋转的机械结构组合上安装待加工3D曲面玻璃组件；
待加工3D曲面玻璃组件一块CNC加工的模拟手机背板的长方体带弧角的3D微晶玻璃，各边和底的夹角为120度，边和底相交的曲率半径为9mm，短边和长边的夹角为90度，短边和长边相交的曲率半径为9mm；
3)使抛光磨头与待加工3D曲面玻璃组件相接触，并在接触面引入抛光液的情况下让抛光磨头和待加工组件发生相对位移，进行抛光加工；
所述抛光液为氧化铈、氧化铝及纯净水混合而成，其中，氧化铈粉体中值粒径D50约为1.5um，氧化铝粉体中值粒径D50约在17um～30um范围之间，氧化铈：氧化铝重量比在2：3到3：2之间。
实施例1
一种抛光3D曲面玻璃的加工方法，包括以下工艺步骤：
1)待抛光样品为一块CNC加工的模拟手机背板的长方体带弧角的3D微晶玻璃，其边高为7mm，短边长为75mm，长边长为155mm，各边和底的夹角为120度，边和底相交的曲率半径为9mm，短边和长边的夹角为90度，短边和长边相交的曲率半径为9mm；
2)抛光机台为金太阳GOLDSUN 3D POLISHER MSD 600T型号五轴数控抛磨机(无力控)；
3)样品先经过270号砂纸磨头打磨至无CNC刀痕再进行抛光；
抛光磨头为白色聚氨酯半球形磨头，其半径为7mm；
抛光压力为使磨头产生20um形变的压力，转速为2000rpm，抛光时间为8分钟；
所述抛光液为25wt％的氧化铈(D50～1.5um)、25wt％的氧化铝(D50～23um)与50wt％的纯净水混合而成；
4)抛光结果：所抛的弧边和转角透亮晶莹，前道加工痕完全去除，无划伤，满足微晶玻璃表面加工的要求。
对比例1
抛光磨头为10mm半径的尼龙刷，抛光压力为不同程度的尼龙刷形变，余同实施例1。
抛光结果：无论如何调抛光参数，前道加工痕皆不能去除。
对比例2
抛光磨头为7mm半径的羊毛轮，抛光压力为磨头不同程度的形变，余同实施例1。
抛光结果：无论如何调抛光参数，前道加工痕皆不能去除。
对比例3
所述抛光液为50wt％的氧化铈(D50～1.5um)与50wt％的纯净水混合而成，余同实施例1。
抛光结果：无论如何调抛光参数，前道加工痕皆不能去除。
实施例2
一种抛光3D曲面玻璃的加工方法，包括以下工艺步骤：
1)待抛光样品为一块150mm x 70mm x 1mm平面长方型超白玻璃片；抛光机台为金太阳GOLDSUN 3D POLISHER MSD 600T型号五轴数控抛磨机(无力控)；
2)样品先经过270号砂纸磨头打磨待抛光面至均匀磨砂状；抛光磨头为25mm直径x 1mm厚聚氨酯白磨皮衬5mm厚海绵；
3)抛光压力为使磨头产生35um形变的压力，转速为2000rpm，一次整面抛光程序为87秒，抛3次共计261秒；
4)抛光液为25w.t％氧化铈(D50～1.5um)、25w.t.％氧化铝(D50～23um)与50w.t.％纯净水混合而成；抛光去除率由精度为1mg的电子天平量测。
抛光结果见表1。
实施例3
所用抛光液为25wt％的氧化铈(D50～1.5um)、25wt％的氧化铝(D50～30um)与50wt％的纯净水混合而成，余同实施例2。
抛光结果见表1。
实施例4
所用抛光液为25wt％的氧化铈(D50～1.5um)、25wt％的氧化铝(D50～17um)与50wt％的纯净水混合而成，余同实施例2。
抛光结果见表1。
对比例4
所述抛光液为25wt％的氧化铈(D50～1.5um)、25wt％的氧化铝(D50～5um)与50wt％的纯净水混合而成，余同实施例2。
抛光结果见表1。
对比例5
所述抛光液为37.5wt％的氧化铈(D50～1.5um)、12.5wt％的氧化铝(D50～23um)与50wt％的纯净水混合而成，余同实施例2。
抛光结果见表1。
对比例6
所述抛光液为12.5wt％的氧化铈(D50～1.5um)、37.5wt％的氧化铝(D50～23um)与50wt％的纯净水混合而成，余同实施例2。
抛光结果见表1。
实施例5
所述抛光液为20wt％的氧化铈(D50～1.5um)、30wt％的氧化铝(D50～23um)与50wt％的纯净水混合而成，余同实施例2。
抛光结果见表1。
实施例6
所述抛光液为30wt％的氧化铈(D50～1.5um)、20wt％的氧化铝(D50～23um)与50wt％的纯净水混合而成，余同实施例2。抛光结果见表1。
对比例7
所述抛光液为50wt％的氧化铈(D50～1.5um)与50wt％的纯净水混合而成，余同实施例2。
抛光结果见表1。
对比例8
所述抛光液为25wt％的氧化铈(D50～1.5um)与75wt％的纯净水混合而成，余同实施例2。
抛光结果见表1。
对比例9
所述抛光液为50wt％的氧化铝(D50～23um)与50wt％的纯净水混合而成，余同实施例2。
抛光结果见表1。
表1五轴数控抛磨机抛光结果
对比例10
抛光机台为常规平面抛光机，大盘直径380mm；抛光垫为XY开槽的白色聚氨酯抛光垫；
待抛光样品为5片50mm直径x 1.5mm厚的超白玻璃圆片，5片样品同时安装在抛光头上抛；压力10kg，大盘转速120rpm，抛光时间10分钟；
抛光液为25wt％氧化铈(D50～1.5um)、25wt％氧化铝(D50～23um)及50wt％纯净水的混合；
抛光去除率由精度为1mg的电子天平量测。
抛光结果见表2。
对比例11
抛光液为50w.t.％氧化铈(D50～1.5um)+50w.t.％纯净水，余同对比例9。抛光结果见表2。
对比例12
抛光液为25w.t.％氧化铈(D50～1.5um)+75w.t.％纯净水，余同对比例9。抛光结果见表2。
表2平抛机抛光结果
结合实施例1，对比例3，实施例2，对比例7，对比例8和对比例9可知，用五轴数控抛磨机加聚氨酯抛光磨头抛光时，混合氧化铈与氧化铝磨料对抛光效率比单一氧化铈或氧化铝磨料有显著提升。
结合实施例1，对比例1和对比例2可知，用五轴数控抛磨机加混合氧化铈与氧化铝磨料抛光液抛光时，聚氨酯抛光磨头的抛光效率比尼龙刷或羊毛轮有显著提升。
结合实施例2，实施例3，实施例4和对比例4可知，用五轴数控抛磨机加聚氨酯抛光磨头和混合氧化铈与氧化铝磨料抛光液抛光时，氧化铝的粒径以D50在17～30um为最佳。
结合实施例2，实施例5，实施例6，对比例5和对比例6可知，用五轴数控抛磨机加聚氨酯抛光磨头和混合氧化铈与氧化铝磨料抛光液抛光时，氧化铈与氧化铝的重量比以2：3到3：2之间为最佳。
结合实施例2，对比例7，对比例8，对比例10，对比例11和对比例12可知，只有用五轴数控抛磨机抛光时，混合氧化铈与氧化铝磨料的抛光液才显现出意想不到的显著抛光效率提升。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。
Claims (6)
1.一种抛光大曲率的3D曲面微晶玻璃组件的加工方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：
1)在五轴数控抛磨机床的一个可旋转的机械结构组合上安装抛光磨头；所述五轴数控抛磨机床是指包含具有上下，左右，前后移动的机械结构组合的机床，且上述机械结构组合中至少有两个可以旋转；其中所述抛光磨头是聚氨酯材料制成的磨头；样品先经过砂纸磨头打磨至无CNC刀痕；
2)在上述五轴数控抛磨机床的另一个可旋转的机械结构组合上安装待加工3D曲面玻璃组件；
3)使抛光磨头与待加工3D曲面玻璃组件相接触，并在接触面引入抛光液的情况下，让抛光磨头和待加工组件发生相对位移，进行抛光加工；其中所述抛光液是由氧化铈磨料、氧化铝磨料和水的混合；
所述抛光液的磨料氧化铈：氧化铝重量比在2：3到3：2之间；所述抛光液是20-30wt％氧化铈磨料、20-30wt％氧化铝磨料和50wt％水的混合；
所述氧化铝颗粒的中值粒径D50在17～30微米。
2.如权利要求1所述的抛光大曲率的3D曲面微晶玻璃组件的加工方法，其特征在于：步骤1)中，抛光磨头为白色聚氨酯半球形磨头，其半径为7mm。
3.如权利要求2所述的抛光大曲率的3D曲面微晶玻璃组件的加工方法，其特征在于：步骤1)中，所述抛光磨头为25mm直径x 1mm厚聚氨酯白磨皮衬5mm厚海绵。
4.如权利要求1所述的抛光大曲率的3D曲面微晶玻璃组件的加工方法，其特征在于：所述抛光液为25wt％氧化铈、25wt％氧化铝及50wt％纯净水混合而成；所述氧化铈的中值粒径D50为1.5um；所述氧化铝的中值粒径D50为23um。
5.如权利要求1所述的抛光大曲率的3D曲面微晶玻璃组件的加工方法，其特征在于：所述抛光液为20wt％的氧化铈、30wt％的氧化铝与50wt％的纯净水混合而成；所述氧化铈的中值粒径D50为1.5um；所述氧化铝的中值粒径D50为23um。
6.如权利要求1所述的抛光大曲率的3D曲面微晶玻璃组件的加工方法，其特征在于：所述抛光液为30wt％的氧化铈、20wt％的氧化铝与50wt％的纯净水混合而成；所述氧化铈的中值粒径D50为1.5um；所述氧化铝的中值粒径D50为23um。
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