CN116655221A - 一种3d光学盖板制作方法及光学盖板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D光学盖板制作方法及光学盖板，包括以下步骤：毛坯的制作：将生产盖板的边角料、残次品和其他方式产生的损耗的物料熔化后，通过模具浇筑成型，浇筑形成的毛坯件留有加工余量；毛坯的加工：将步骤1中得到的毛坯件进行加工，将毛坯件放到CNC机床中进行加工，利用刀具将毛坯件多余的余料去除；加工分为上表面加工和下表面加工，上表面加工完成之后翻转毛坯件，再进行下表面加工；加工完成后形成盖板；超声波清洗1：CNC加工后使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗，清洗需要采用清洗溶液和清洗剂混合物；化学抛光：采用高浓度碱液对毛坯的下表面进行化学抛光；本技术手段可以实现废料回水利用，其次是提高良品率。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D光学盖板制作方法及光学盖板。
背景技术
目前现有技术的3D盖板的生产工艺多为将玻璃板安装设计要求采用CNC加工出相应的外型，再用热弯工艺加工出边沿的曲面，从而完成了3D盖板的加工，这种方式存在的问题（1）玻璃在热弯模具受热不均匀容易产出破裂；（2）采用的石墨模具材质颗粒度过大或者加工质量差易造成玻璃产品出现麻点；（3）热弯温度偏高，引起玻璃表面软化过度而失去强度，容易产生一部分抛光工序不能清理的微小麻点。
为此，我们设计了一种可以实现废料回水利用，其次是提高良品率的3D光学盖板制作方法及光学盖板。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以实现废料回水利用，其次是提高良品率的3D光学盖板制作方法及光学盖板。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种3D光学盖板制作方法，包括以下步骤：
步骤1，毛坯的制作：将生产盖板的边角料、残次品和其他方式产生的损耗的物料熔化后，通过模具浇筑成型，浇筑形成的毛坯件留有加工余量；
步骤2，毛坯的加工：将步骤1中得到的毛坯件进行加工，将毛坯件放到CNC机床中进行加工，利用刀具将毛坯件多余的余料去除；加工分为上表面加工和下表面加工，上表面加工完成之后翻转毛坯件，再进行下表面加工；加工完成后形成盖板；
步骤3，超声波清洗1：CNC加工后使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗，清洗需要采用清洗溶液和清洗剂混合物；
超声波清洗工作原理：利用超声波的空化效应并结合清洗剂的除污作用使工件表面达到洁净要求，利用频率高于20KHZ的超声波信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传入清洗介质中，超声波在清洗介质中疏密相间的向前辐射，使液体流动产生数以万计的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成并生长，而在正压区迅速闭合，这种现象称为空化现象。在空化现象中这些气泡的闭合形成瞬间高压，连续不断地瞬间高压就像一连串小的爆炸，连续不断的轰击钢化玻璃表面，使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落。
步骤4，化学抛光：采用高浓度碱液对毛坯的下表面进行化学抛光；
外购片碱（NaOH），配置成高浓度碱液（65%），抛光用碱液重复使用。
步骤5，退保护油：使用90℃高温水对盖板清洗，去除表面保护油；热水由电加热产生；
步骤6，研磨抛光：使用研磨机对盖板的上表面进行研磨抛光处理，使其表面光亮；
抛光过程为湿式抛光，主要为研磨粉和水混合使用。
研磨粉主要材质为氧化铈，氧化铈是一种无机物，淡黄或黄褐色助粉末。不溶于水和碱，研磨机配备水槽和过滤系统，过滤系统收集的研磨物料主要为研磨粉和玻璃粉的混合物，可重复使用不影响产品的研磨效果；
步骤7，超声波清洗2：研磨抛光后使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗，清洗需要采用清洗溶液和清洗剂混合物；
步骤8，QC质检：通过人工对盖板进行检验，确定其是否符合标准；
步骤9，一次钢化：盖板先在钢化炉预热段进行预热至200℃，然后进入加热至300+℃的液态硝酸钾槽进行浸泡3~4h，取出来放置冷却段自然冷却；玻璃为了达到高强度抗摔能力，需进入钢化炉钢化处理，钢化炉采用电加热，钢化炉里面是熔化的液态硝酸钾低于分解温度（熔点334℃，分解温度为400℃），不挥发，也无保护气，无废气产生；
钢化原理：化学钢化，根据离子扩散的机理来改变玻璃的表面组成在一定温度下把玻璃浸入到高温熔盐中，玻璃中的碱金属离子与熔盐中的碱金属离子因， 扩散而发生相互交换，玻璃态的物质由无序三维空间网格所构成。此网格由含氧的离子多面体构成，其中心被Si4+、Al3+或P5+占据。网络中填充的碱金属离子，如Na+、K+离子较活泼，容易被析出，外部硝酸钾中的K+与玻璃中Na+发生相互交换，产生“挤塞”现象，使玻璃表面产生压缩应力，从而提高玻璃的强度。
步骤10，去盐浸泡：盖板出炉后经不锈钢洗槽浸泡在水中，去掉表面的残留物；
步骤11，超声波清洗3：浸泡后再使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗；
步骤12，白片QC：通过人工对盖板进行检验，确定其是否符合标准；
步骤13，二次钢化：盖板先在钢化炉预热段进行预热至200℃，然后进入加热至300+℃的液态硝酸钾槽进行浸泡3~4h，取出来放置冷却段自然冷却；
步骤14，超声波清洗4：二次钢化后使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗；
步骤15，磨砂：采用喷砂机对盖板表面喷射金刚砂，使得盖板表面形成哑光无反射表面；本项目不使用化学刻蚀，采用物理喷砂方式。采用喷砂机对玻璃表面喷射金刚砂，以形成毛面玻璃的过程，属于表面的机械冷加工，磨砂过程为全密闭过程无粉尘产生；烘烤采用隧道炉。丝印的主要目的是使油墨在玻璃表面呈现不同颜色、不同形状、图案的工艺效果，烘干温度约120~150℃。
步骤16，丝网印刷+烘烤：通过网板对盖板下表面进行油墨印刷，印刷后的盖板经过电加热的烘道对其进行烘烤，以固化油墨，使油墨附着在盖板下表面从而实现成品要求的外观效果；
步骤17，超声波清洗5：经丝网印刷+烘烤完成的半成品，转入多槽超声波清洗机对盖板进行清洗；
步骤18，镀膜：用真空镀膜机对盖板表面镀膜；
镀膜原理：蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来。并且沉降在基片表面，通过成膜过程（散点－岛状结构-迷走结构-层状生长）形成薄膜。需要镀膜的被称为基片，镀的材料被称为靶材。 基片与靶材同在真空腔中。本项目基片为玻璃，靶材为Sn等金属。
步骤19，超声波清洗6：镀膜完成的半成品，转入多槽超声波清洗机对盖板进行清洗；
步骤20，产品检验：通过人工对盖板进行外观检验，确定其是否符合标准，产品外观不合格品导入退墨清洗工序，合格品经贴合覆膜后入库待售；
步骤21，退墨清洗：若产品外观不合格，则需使用退墨剂擦掉印刷的标示，经不锈钢洗槽浸泡在水中，去掉表面的残留物后重新进行丝印和烘烤工序至检查合格；
步骤22，贴合覆膜：检验合格的产品，经过覆膜后即为产品包装入库，覆膜为人工采用低粘保护膜，自带粘性，易贴易撕，可以有效保护产品不被划伤，胶粘性呈惰性，不会与被粘材料表面发生化学反应；盖板通过检验合格后即可成为成品外售，部分通过贴合机对带有贴合胶的功能片进行贴合、脱泡，形成最终产品。
优选地，在步骤2中，需要进行下表面加工之前前需对毛坯件上表面喷上保护油，喷涂完成后再翻转毛坯件进行下表面的加工。保护油的目的是在加工过程中，避免已经加工完成的上表面在翻转后被划伤。
喷涂时通过喷涂机均匀铺在毛坯上表面及孔槽中，少量未附着在毛坯上的保护油进入下方收集槽；涂完保护油的毛坯放置到CNC机床中进行加工，将上一工序的毛坯工件反转后，固定到相应的模具上，采用CNC机床去除下表面上多余的余量，将上述加工的毛坯进行精磨，精磨是对下表面凹槽整体加工，使表面和边缘精细化，为后续抛光做准备，使其成为相应的3D盖板的形状
优选地，保护油由树脂和助剂混合而成。
优选地，步骤2中，在对毛坯件进行上、下表面加工时需要通过切削液进行润滑及冷却。
优选地，切削液为丙三醇、三乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺、异辛酸和水的混合物。使用过程中加水成稀释浓度约5%，切削液系统配备水槽及过滤系统，切削液循环使用，精雕完成玻璃盖片会带走部分切削液，产生一定损耗，因此需定期补充水及切削液
优选地，步骤3和7中的清洗溶液为纯水或普通水，清洗剂为碱性清洗剂。
优选地，步骤8中对盖板的检验包括透光性检验和表面检验。
优选地，步骤12的检验为硬度检验和细纹检验。
一种光学盖板，采用3D光学盖板生成方法制作而成。
本发明的有益效果是：
优点一，本装置采用模具进行毛坯件的成型，减少了车削去除的余量，提高加工效率。
优点二，采用模具浇筑成型，省去了热弯步骤，避免了热弯步骤的报废率，且后续还需要通过CNC加工，相较于热弯成型而言，加工精度更高。
优点三，采用模具进行毛坯件的成型，后续再进行上、下表面的加工，避免由于模具问题而造成的后续麻点问题，即使由于模具存在的麻点，也在上、下表面加工的过程中被去除掉。
优点四，加工所产生的边角料可以重复利用，增加材料利用率，降低生产成本。
优点五，采用两次钢化工艺，提高了产品的质量，很好的满足了使用需要。
具体实施方式
实施例
一种3D光学盖板制作方法，包括以下步骤：
步骤1，毛坯的制作：将生产盖板的边角料、残次品和其他方式产生的损耗的物料熔化后，通过模具浇筑成型，浇筑形成的毛坯件留有加工余量；
步骤2，毛坯的加工：将步骤1中得到的毛坯件进行加工，将毛坯件放到CNC机床中进行加工，利用刀具将毛坯件多余的余料去除；加工分为上表面加工和下表面加工，上表面加工完成之后翻转毛坯件，再进行下表面加工；加工完成后形成盖板；
步骤3，超声波清洗1：CNC加工后使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗，清洗需要采用清洗溶液和清洗剂混合物；
超声波清洗工作原理：利用超声波的空化效应并结合清洗剂的除污作用使工件表面达到洁净要求，利用频率高于20KHZ的超声波信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传入清洗介质中，超声波在清洗介质中疏密相间的向前辐射，使液体流动产生数以万计的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成并生长，而在正压区迅速闭合，这种现象称为空化现象。在空化现象中这些气泡的闭合形成瞬间高压，连续不断地瞬间高压就像一连串小的爆炸，连续不断的轰击钢化玻璃表面，使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落。
步骤4，化学抛光：采用高浓度碱液对毛坯的下表面进行化学抛光；
外购片碱（NaOH），配置成高浓度碱液（65%），抛光用碱液重复使用。
步骤5，退保护油：使用90℃高温水对盖板清洗，去除表面保护油；热水由电加热产生；
步骤6，研磨抛光：使用研磨机对盖板的上表面进行研磨抛光处理，使其表面光亮；
抛光过程为湿式抛光，主要为研磨粉和水混合使用。
研磨粉主要材质为氧化铈，氧化铈是一种无机物，淡黄或黄褐色助粉末。不溶于水和碱，研磨机配备水槽和过滤系统，过滤系统收集的研磨物料主要为研磨粉和玻璃粉的混合物，可重复使用不影响产品的研磨效果；
步骤7，超声波清洗2：研磨抛光后使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗，清洗需要采用清洗溶液和清洗剂混合物；
步骤8，QC质检：通过人工对盖板进行检验，确定其是否符合标准；
步骤9，一次钢化：盖板先在钢化炉预热段进行预热至200℃，然后进入加热至300+℃的液态硝酸钾槽进行浸泡3~4h，取出来放置冷却段自然冷却；玻璃为了达到高强度抗摔能力，需进入钢化炉钢化处理，钢化炉采用电加热，钢化炉里面是熔化的液态硝酸钾低于分解温度（熔点334℃，分解温度为400℃），不挥发，也无保护气，无废气产生；
钢化原理：化学钢化，根据离子扩散的机理来改变玻璃的表面组成在一定温度下把玻璃浸入到高温熔盐中，玻璃中的碱金属离子与熔盐中的碱金属离子因， 扩散而发生相互交换，玻璃态的物质由无序三维空间网格所构成。此网格由含氧的离子多面体构成，其中心被Si4+、Al3+或P5+占据。网络中填充的碱金属离子，如Na+、K+离子较活泼，容易被析出，外部硝酸钾中的K+与玻璃中Na+发生相互交换，产生“挤塞”现象，使玻璃表面产生压缩应力，从而提高玻璃的强度。
步骤10，去盐浸泡：盖板出炉后经不锈钢洗槽浸泡在水中，去掉表面的残留物；
步骤11，超声波清洗3：浸泡后再使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗；
步骤12，白片QC：通过人工对盖板进行检验，确定其是否符合标准；
步骤13，二次钢化：盖板先在钢化炉预热段进行预热至200℃，然后进入加热至300+℃的液态硝酸钾槽进行浸泡3~4h，取出来放置冷却段自然冷却；
步骤14，超声波清洗4：二次钢化后使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗；
步骤15，磨砂：采用喷砂机对盖板表面喷射金刚砂，使得盖板表面形成哑光无反射表面；本项目不使用化学刻蚀，采用物理喷砂方式。采用喷砂机对玻璃表面喷射金刚砂，以形成毛面玻璃的过程，属于表面的机械冷加工，磨砂过程为全密闭过程无粉尘产生；烘烤采用隧道炉。丝印的主要目的是使油墨在玻璃表面呈现不同颜色、不同形状、图案的工艺效果，烘干温度约120~150℃。
步骤16，丝网印刷+烘烤：通过网板对盖板下表面进行油墨印刷，印刷后的盖板经过电加热的烘道对其进行烘烤，以固化油墨，使油墨附着在盖板下表面从而实现成品要求的外观效果；
步骤17，超声波清洗5：经丝网印刷+烘烤完成的半成品，转入多槽超声波清洗机对盖板进行清洗；
步骤18，镀膜：用真空镀膜机对盖板表面镀膜；
镀膜原理：蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来。并且沉降在基片表面，通过成膜过程（散点－岛状结构-迷走结构-层状生长）形成薄膜。需要镀膜的被称为基片，镀的材料被称为靶材。 基片与靶材同在真空腔中。本项目基片为玻璃，靶材为Sn等金属。
步骤19，超声波清洗6：镀膜完成的半成品，转入多槽超声波清洗机对盖板进行清洗；
步骤20，产品检验：通过人工对盖板进行外观检验，确定其是否符合标准，产品外观不合格品导入退墨清洗工序，合格品经贴合覆膜后入库待售；
步骤21，退墨清洗：若产品外观不合格，则需使用退墨剂擦掉印刷的标示，经不锈钢洗槽浸泡在水中，去掉表面的残留物后重新进行丝印和烘烤工序至检查合格；
步骤22，贴合覆膜：检验合格的产品，经过覆膜后即为产品包装入库，覆膜为人工采用低粘保护膜，自带粘性，易贴易撕，可以有效保护产品不被划伤，胶粘性呈惰性，不会与被粘材料表面发生化学反应；盖板通过检验合格后即可成为成品外售，部分通过贴合机对带有贴合胶的功能片进行贴合、脱泡，形成最终产品。
本发明中一个较佳的实施例，在步骤2中，需要进行下表面加工之前前需对毛坯件上表面喷上保护油，喷涂完成后再翻转毛坯件进行下表面的加工。保护油的目的是在加工过程中，避免已经加工完成的上表面在翻转后被划伤。
喷涂时通过喷涂机均匀铺在毛坯上表面及孔槽中，少量未附着在毛坯上的保护油进入下方收集槽；涂完保护油的毛坯放置到CNC机床中进行加工，将上一工序的毛坯工件反转后，固定到相应的模具上，采用CNC机床去除下表面上多余的余量，将上述加工的毛坯进行精磨，精磨是对下表面凹槽整体加工，使表面和边缘精细化，为后续抛光做准备，使其成为相应的3D盖板的形状
本发明中一个较佳的实施例，保护油由树脂和助剂混合而成。
本发明中一个较佳的实施例，步骤2中，在对毛坯件进行上、下表面加工时需要通过切削液进行润滑及冷却，切削液为丙三醇、三乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺、异辛酸和水的混合物。使用过程中加水成稀释浓度约5%，切削液系统配备水槽及过滤系统，切削液循环使用，精雕完成玻璃盖片会带走部分切削液，产生一定损耗，因此需定期补充水及切削液
本发明中一个较佳的实施例，步骤3和7中的清洗溶液为纯水或普通水，清洗剂为碱性清洗剂。
本发明中一个较佳的实施例，步骤8中对盖板的检验包括透光性检验和表面检验。
本发明中一个较佳的实施例，步骤12的检验为硬度检验和细纹检验。
一种光学盖板，采用3D光学盖板生成方法制作而成。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (9)
1.一种3D光学盖板制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，毛坯的制作：将生产盖板的边角料、残次品和其他方式产生的损耗的物料熔化后，通过模具浇筑成型，浇筑形成的毛坯件留有加工余量；
步骤2，毛坯的加工：将步骤1中得到的毛坯件进行加工，将毛坯件放到CNC机床中进行加工，利用刀具将毛坯件多余的余料去除；加工分为上表面加工和下表面加工，上表面加工完成之后翻转毛坯件，再进行下表面加工；加工完成后形成盖板；
步骤3，超声波清洗1：CNC加工后使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗，清洗需要采用清洗溶液和清洗剂混合物；
步骤4，化学抛光：采用高浓度碱液对毛坯的下表面进行化学抛光；
步骤5，退保护油：使用90℃高温水对盖板清洗，去除表面保护油；
步骤6，研磨抛光：使用研磨机对盖板的上表面进行研磨抛光处理，使其表面光亮；
步骤7，超声波清洗2：研磨抛光后使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗，清洗需要采用清洗溶液和清洗剂混合物；
步骤8，QC质检：通过人工对盖板进行检验，确定其是否符合标准；
步骤9，一次钢化：盖板先在钢化炉预热段进行预热至200℃，然后进入加热至300+℃的液态硝酸钾槽进行浸泡3~4h，取出来放置冷却段自然冷却；
步骤10，去盐浸泡：盖板出炉后经不锈钢洗槽浸泡在水中，去掉表面的残留物；
步骤11，超声波清洗3：浸泡后再使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗；
步骤12，白片QC：通过人工对盖板进行检验，确定其是否符合标准；
步骤13，二次钢化：盖板先在钢化炉预热段进行预热至200℃，然后进入加热至300+℃的液态硝酸钾槽进行浸泡3~4h，取出来放置冷却段自然冷却；
步骤14，超声波清洗4：二次钢化后使用多槽超声波清洗机对盖板进行清洗；
步骤15，磨砂：采用喷砂机对盖板表面喷射金刚砂，使得盖板表面形成哑光无反射表面；
步骤16，丝网印刷+烘烤：通过网板对盖板下表面进行油墨印刷，印刷后的盖板经过电加热的烘道对其进行烘烤，以固化油墨，使油墨附着在盖板下表面从而实现成品要求的外观效果；
步骤17，超声波清洗5：经丝网印刷+烘烤完成的半成品，转入多槽超声波清洗机对盖板进行清洗；
步骤18，镀膜：用真空镀膜机对盖板表面镀膜；
步骤19，超声波清洗6：镀膜完成的半成品，转入多槽超声波清洗机对盖板进行清洗；
步骤20，产品检验：通过人工对盖板进行外观检验，确定其是否符合标准，产品外观不合格品导入退墨清洗工序，合格品经贴合覆膜后入库待售；
步骤21，退墨清洗：若产品外观不合格，则需使用退墨剂擦掉印刷的标示，经不锈钢洗槽浸泡在水中，去掉表面的残留物后重新进行丝印和烘烤工序至检查合格；
步骤22，贴合覆膜：检验合格的产品，经过覆膜后即为产品包装入库，覆膜为人工采用低粘保护膜，自带粘性，易贴易撕，可以有效保护产品不被划伤，胶粘性呈惰性，不会与被粘材料表面发生化学反应；盖板通过检验合格后即可成为成品外售，部分通过贴合机对带有贴合胶的功能片进行贴合、脱泡，形成最终产品。
2.根据权利要求1所述的3D光学盖板制作方法，其特征在于：在步骤2中，需要进行下表面加工之前前需对毛坯件上表面喷上保护油，喷涂完成后再翻转毛坯件进行下表面的加工。
3.根据权利要求2所述的3D光学盖板制作方法，其特征在于：保护油由树脂和助剂混合而成。
4.根据权利要求1所述的3D光学盖板制作方法，其特征在于：步骤2中，在对毛坯件进行上、下表面加工时需要通过切削液进行润滑及冷却。
5.根据权利要求4所述的3D光学盖板制作方法，其特征在于：切削液为丙三醇、三乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺、异辛酸和水的混合物。
6.根据权利要求1所述的3D光学盖板制作方法，其特征在于：步骤3和7中的清洗溶液为纯水或普通水，清洗剂为碱性清洗剂。
7.根据权利要求1所述的3D光学盖板制作方法，其特征在于：步骤8中对盖板的检验包括透光性检验和表面检验。
8.根据权利要求1所述的3D光学盖板制作方法，其特征在于：步骤12的检验为硬度检验和细纹检验。
9.一种光学盖板，其特征在于：采用权利要求1至9 所述的3D光学盖板制作方法制作而成。
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