CN117102978A - 一种3d玻璃的抛光方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D玻璃的抛光方法，包括步骤：将待抛光3D玻璃安装至所述五轴数控抛磨机床的第一可旋转机械结构组合上；将弧边形貌与所述待抛光3D玻璃一致的仿形磨头安装至所述五轴数控抛磨机床的第二可旋转机械结构组合上；控制所述第一可旋转机械结构组合和所述第二可旋转机械结构组合移动使所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃相接触，在所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃的接触面加入抛光液，使所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃发生相对位移，实现所述3D玻璃的抛光。本发明通过采用与3D玻璃弧边形貌一致的仿形磨头配合抛光液对3D玻璃进行打磨，可以一次性实现弧边、弧面连接处及背板底部的一体化抛光，达到无刀纹、无连接线、超镜面的抛光效果。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃抛光技术领域，尤其涉及一种3D玻璃的抛光方法。
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接线纹影响外观的问题，3D玻璃抛光的抛光难度大，导致了产品良率低，生产成本高，严重阻碍了3D玻璃的广泛应用。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种3D玻璃的抛光方法，旨在解决现有的抛光方法对3D玻璃进行抛光时存在R角难以打磨以及底部容易存在接线纹路的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种3D玻璃的抛光方法，其中，采用五轴数控抛磨机床进行抛光，包括步骤：
将待抛光3D玻璃安装至所述五轴数控抛磨机床的第一可旋转机械结构组合上；
将弧边形貌与所述待抛光3D玻璃一致的仿形磨头安装至所述五轴数控抛磨机床的第二可旋转机械结构组合上；
控制所述第一可旋转机械结构组合和所述第二可旋转机械结构组合移动使所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃相接触，在所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃的接触面加入抛光液，使所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃发生相对位移，实现所述3D玻璃的抛光。
所述的3D玻璃的抛光方法，其中，所述仿形磨头的材质选自黄色聚氨酯磨皮、白色聚氨酯磨皮、红色聚氨酯磨皮、无纺布织物、白色抛光布、黑色抛光布中的一种。
所述的3D玻璃的抛光方法，其中，所述仿形磨头的制备方法，包括步骤：
获取待抛光3D玻璃的ID；
根据所述ID制备模具，使用所述模具模塑成型得到所述仿形磨头。
所述的3D玻璃的抛光方法，其中，所述仿形磨头的制备方法，包括步骤：
将初始磨头切成方块状，并在中间打孔插入金属棒，并用胶水固化；
通过所述金属棒将方块状磨头固定于所述五轴数控抛磨机床上，将砂纸贴附于所述待抛光3D玻璃的弧边处，控制所述五轴数控抛磨机床带动所述圆柱与所述砂纸按预设角度进行打磨，得到所述仿形磨头。
所述的3D玻璃的抛光方法，其中，所述仿形磨头的制备方法，包括步骤：
将初始磨头切成方块状，并在中间打孔插入金属棒，并用胶水固化；
通过所述金属棒将方块状磨头固定于所述五轴数控抛磨机床上，控制所述五轴数控抛磨机床带动所述方块状磨头按预设角度，通过预打磨得到所述仿形磨头。
所述的3D玻璃的抛光方法，其中，所述抛光时磨头C-轴摆动的角度为0～15°。
所述的3D玻璃的抛光方法，其中，
所述弧边为直立边，所述抛光的角度为0°～3°；
所述弧边的角度大于120°，所述抛光的角度为13°～15°；
所述弧边的角度为90°～120°，所述抛光的角度为3°～13°。
所述的3D玻璃的抛光方法，其中，所述仿形磨头的转速为1000～3000rpm。
所述的3D玻璃的抛光方法，其中，抛光时，所述仿形磨头在长短边的进给速度为300～1000mm/min，所述仿形磨头在R角处的进给速度为所述仿形磨头在长短边的进给速度的1～4倍。
所述的3D玻璃的抛光方法，其中，所述仿形磨头的抛光轨迹为围绕待抛光3D玻璃轮廓360°的循环抛光。
有益效果：本发明公开了一种3D玻璃的抛光方法，通过采用与3D玻璃弧边形貌一致的仿形磨头配合抛光液对3D玻璃进行打磨，可以一次性实现弧边、弧面连接处及背板底部的一体化抛光，连接线纹路较浅，不会影响整体外观，达到无刀纹、无连接线、超镜面的抛光效果。
附图说明
图1为本发明提供的一种3D玻璃的抛光方法较佳实施例的流程图。
图2为本发明提供的仿形磨头结构示意图。
图3为本发明利用仿形磨头对3D玻璃进行抛光示意图。
图4为本发明利用仿形磨头对“火山口”进行抛光的示意图
图5为本发明实施例1与对比例1的抛光效果对比图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整的描述，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。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
目前3D玻璃的抛光主要采用扫光的方式来减小表面粗糙度和提高亮度，然而扫光的方法只适用于曲率不大的2.5D玻璃组件，对于大曲率的3D玻璃组件存在以下两个技术问题：1、传统磨头无法接触到R-角处，导致R角处存在死角，无法一次性完成弧边抛光；2、弧边与底部存在连接线纹路，影响玻璃背板的整体平整度。
基于此，本发明提供了一种3D玻璃的抛光方法，采用五轴数控抛磨机床进行抛光，参见图1和图3，其包括步骤：
S10、将待抛光3D玻璃安装至所述五轴数控抛磨机床的第一可旋转机械结构组合上；
S20、将弧边形貌与所述待抛光3D玻璃一致的仿形磨头安装至所述五轴数控抛磨机床的第二可旋转机械结构组合上；
S30、控制所述第一可旋转机械结构组合和所述第二可旋转机械结构组合移动使所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃相接触，在所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃的接触面加入抛光液，使所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃发生相对位移，实现所述3D玻璃的抛光。
具体地，本发明通过采用与3D玻璃弧边形貌一致的仿形磨头配合抛光液对3D玻璃进行打磨，可以一次性实现弧边、弧面连接处及背板底部的一体化抛光，连接线纹路较浅，不会影响整体外观，达到无刀纹、无连接线、超镜面的抛光效果。
可选地，所述3D玻璃特指具有3D形貌的玻璃结构，包括了一种中间是曲面、边缘也是曲面的大曲率玻璃结构，和摄像头火山口玻璃结构。
在一些实施方式中，所述五轴数控抛磨机床是指包含可上下、左右、前后移动的机械结构组合的机床，并且上述机械结构组合中至少有两个可旋转，具体可选用如CN105729246B，CN212600936U，CN102528620A等专利所公开的机床；具体地，所述第一可旋转机械结构组合包括工作台转轴；所述第二可旋转机械结构组合包括抛光头转轴。
在一些实施方式中，所述仿形磨头的材质选自黄色聚氨酯磨皮(俗称“黄皮”)、白色聚氨酯磨皮(俗称“白皮”)、红色聚氨酯磨皮(俗称“红皮”)、无纺布织物、白色抛光布、黑色抛光布(俗称“黑皮”)中的一种。
在一些实施方式中，在所述步骤S10前，还包括步骤：采用砂纸将待抛光3D玻璃打磨至无CNC刀痕。在抛光前通过对3D玻璃进行打磨可以避免CNC刀痕影响后续抛光的质量，也可以降低CNC刀痕对仿形磨头的寿命损耗。
在一些实施方式中，所述仿形磨头的制备方法(模具仿形)，包括步骤：
获取待抛光3D玻璃的ID；
根据所述ID制备模具，使用所述模具模塑成型得到所述仿形磨头。
在一些实施方式中，所述仿形磨头的制备方法(预仿形)，包括步骤：
将初始磨头切成方块状，并在中间打孔插入金属棒，并用胶水固化；
通过所述金属棒将方块状磨头固定于所述五轴数控抛磨机床上，将砂纸贴附于所述待抛光3D玻璃的弧边处，控制所述五轴数控抛磨机床带动所述圆柱与所述砂纸按预设角度进行打磨，得到所述仿形磨头。
在一些实施方式中，所述仿形磨头的制备方法(同步仿形)，包括步骤：
将初始磨头切成方块状，并在中间打孔插入金属棒，并用胶水固化；
通过所述金属棒将方块状磨头固定于所述五轴数控抛磨机床上，控制所述五轴数控抛磨机床带动所述方块状磨头按预设角度，通过预打磨得到所述仿形磨头。
具体地，所述仿形磨头可以通过模具仿形、预仿形和同步仿形中的一种进行加工制备，其中模具仿形为通过模具进行模塑成型得到，预仿形和同步仿形均可通过磨头与3D玻璃的弧边或砂纸之间的摩擦产生损耗从而形成与所述3D玻璃弧边一样形状的仿形磨头，具体形状如图2所示，实际生产中可根据情况选择仿形磨头的加工方式。
在一些实施方式中，所述抛光时磨头C-轴的角度为0～15°。
可选地，当所述弧边为直立边时，所述抛光的角度为0°～3°；当所述弧边的角度大于120°时，所述抛光的角度为13°～15°；当所述弧边的角度为90°～120°时，所述抛光的角度为3°～13°，通过对不同的弧边设定不同的抛光角度可以保障仿形磨头可以与弧边完全贴合，从而进一步保障抛光的质量和一致性。
在一些实施方式中，在所述步骤S30后，还包括步骤：采用五轴抛光机加抛光液以扫光的方式，对所述3D玻璃底面未抛光部分进行抛光。
具体地，设置所述仿形磨头与所述3D玻璃高边贴合的一端高度h大于所述3D玻璃的边高H，可以一次性将所述3D玻璃的高边抛光完成，提高抛光效率，并且也可以避免金属棒与所述3D玻璃碰撞导致3D玻璃破碎；设置所述仿形磨头与所述3D玻璃底面贴合的一端长度l大于所述3D玻璃底面长L的20％，可以使仿形磨头对3D玻璃进行抛光时可以一次性对R-角以及弧边与底部的连接线的抛光，并且可以尽可能使抛光线接近3D玻璃的底面的中部，从而实现一次抛光可对3D玻璃的大部分面积进行抛光，也可以减少后续扫光的工作量，进而提高了抛光效率。
在一些实施方式中，所述仿形磨头的转速为500～3000rpm，转速过慢会导致抛光的效率较低，而转速较快则会导致设备不稳定，容易将待抛光的3D玻璃碰碎，因此转速设置为500～3000rpm时效果最佳。
在一些实施方式中，抛光时，所述仿形磨头在长短边的进给速度为300～1000mm/min，所述仿形磨头在R角处的进给速度为所述仿形磨头在长短边的进给速度的1～4倍，以保证R-角不过抛，这是因为R-角接触面积小，压力一致的情况下，压强大，抛光力大，如果同样的进给速度，R-角会过抛。
在一些实施方式中，抛光时的抛光压力的确定方法为：预先在玻璃弧边上画上Mark笔痕迹，调整抛光压力至磨头可完全清洁掉笔迹为初始压力，而后根据抛光效率来确定是否增加压力。
在一些实施方式中，所述仿形磨头的抛光轨迹为围绕待抛光3D玻璃的轮廓360的循环抛光，以保障R-角和长短边过渡的稳定，优选地，沿所述3D玻璃的边框顺时针和逆时针分别打磨一次。
在本实施例中，所述抛光液选用的是氧化铈抛光液，抛光时间可设置为3～15min，避免抛光时间过短导致抛光效果较差或抛光时间过长导致3D玻璃的加工效率较低。
本发明的抛光方法既适用于类似手机背板样式的3D玻璃的一体抛光，也可以适用于类似摄像头火山口样式的3D玻璃的一体化抛光，均可实现弧边、弧面连接处以及底面的一体化抛光，达到无刀纹、无连接线、超镜面的抛光效果，采用仿形磨头对“火山口”进行抛光的示意图如图4。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅在于说明本发明而决不限制本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
实施例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；选用的抛光机台为金太阳GOLDSUN 3D POLISHER MSD 600T型号五轴数控抛磨机(无力控)。
将待抛光样品先经过270号砂纸磨头打磨至无CNC刀痕；将打磨好的待抛光3D玻璃安装至所述五轴数控抛磨机床的工作台转轴上；将黄色聚氨酯仿形磨头安装至所述五轴数控抛磨机床的抛光头转轴上；控制所述工作台转轴和抛光台转轴移动使所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃相接触，在所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃的接触面加入氧化铈抛光液，设置抛光压力为使磨头产生20μm形变的压力，转速为2000rpm，抛光时间为8分钟，使所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃发生相对位移，实现所述3D玻璃的抛光。
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。
对比例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。
对待抛光样品的侧壁部和弯曲部外侧抛光，将待抛光样品放置在垫块上，垫块是邵氏硬度为65的电木；采用毛刷进行抛光，毛刷选用尼龙刷，设置毛刷的转速为400rpm；上下抛动速度为5mm/min；工件速度为10rpm；对待抛光样品的侧壁部和弯曲部内侧抛光，将待抛光样品放置在仿形夹具中，可使用CNC加工运行方式抛光，抛光磨头与弯曲部的弯曲角度相匹配，其材质由聚氨酯海绵和阻尼布组成；对待抛光样品的视窗部内侧和外侧抛光，采用毛刷进行单面扫光工艺，抛光视窗部内侧使用的毛刷是聚氨酯海绵，抛光视窗部外侧使用的毛刷可以是聚氨酯海绵。
抛光结果：弧边与底部的连接线纹路明显，R-角处需要多次抛光方可完成。
图5中(a)为未抛光前3D玻璃的图片，可以看出，其边框为雾面，图5中(b)和(c)分别为本发明实施例1与对比例1的抛光效果对比图，可以看出，采用本发明方法进行抛光后的3D玻璃无接线纹，整体抛光效果较好，而采用对比例1的方法进行抛光后，玻璃表面的接线纹比较明显，抛光效果较差。
综上所述，本发明公开了一种3D玻璃的抛光方法，采用五轴数控抛磨机床进行抛光，其包括步骤：将待抛光3D玻璃安装至所述五轴数控抛磨机床的第一可旋转机械结构组合上；将弧边形貌与所述待抛光3D玻璃一致的仿形磨头安装至所述五轴数控抛磨机床的第二可旋转机械结构组合上；控制所述第一可旋转机械结构组合和所述第二可旋转机械结构组合移动使所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃相接触，在所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃的接触面加入抛光液，使所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃发生相对位移，实现所述3D玻璃的抛光。本发明通过采用与3D玻璃弧边形貌一致的仿形磨头配合抛光液对3D玻璃进行打磨，可以一次性实现弧边、弧面连接处及背板底部的一体化抛光，连接线纹路较浅，不会影响整体外观，达到无刀纹、无连接线、超镜面的抛光效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种3D玻璃的抛光方法，其特征在于，采用五轴数控抛磨机床进行抛光，包括步骤：
将待抛光3D玻璃安装至所述五轴数控抛磨机床的第一可旋转机械结构组合上；
将弧边形貌与所述待抛光3D玻璃一致的仿形磨头安装至所述五轴数控抛磨机床的第二可旋转机械结构组合上；
控制所述第一可旋转机械结构组合和所述第二可旋转机械结构组合移动使所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃相接触，在所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃的接触面加入抛光液，使所述仿形磨头与所述待抛光3D玻璃发生相对位移，实现所述3D玻璃的抛光。
2.根据权利要求1所述的3D玻璃的抛光方法，其特征在于，所述仿形磨头的材质选自黄色聚氨酯磨皮、白色聚氨酯磨皮、红色聚氨酯磨皮、无纺布织物、白色抛光布、黑色抛光布中的一种。
3.根据权利要求1所述的3D玻璃的抛光方法，其特征在于，所述仿形磨头的制备方法，包括步骤：
获取待抛光3D玻璃的ID；
根据所述ID制备模具，使用所述模具模塑成型得到所述仿形磨头。
4.根据权利要求1所述的3D玻璃的抛光方法，其特征在于，所述仿形磨头的制备方法，包括步骤：
将初始磨头切成方块状，并在中间打孔插入金属棒，并用胶水固化；
通过所述金属棒将方块状磨头固定于所述五轴数控抛磨机床上，将砂纸贴附于所述待抛光3D玻璃的弧边处，控制所述五轴数控抛磨机床带动所述圆柱与所述砂纸按预设角度进行打磨，得到所述仿形磨头。
5.根据权利要求1所述的3D玻璃的抛光方法，其特征在于，所述仿形磨头的制备方法，包括步骤：
将初始磨头切成方块状，并在中间打孔插入金属棒，并用胶水固化；
通过所述金属棒将方块状磨头固定于所述五轴数控抛磨机床上，控制所述五轴数控抛磨机床带动所述方块状磨头按预设角度，通过预打磨得到所述仿形磨头。
6.根据权利要求1所述的3D玻璃的抛光方法，其特征在于，所述抛光时磨头C-轴摆动的角度为0～15°。
7.根据权利要求6所述的3D玻璃的抛光方法，其特征在于，
所述弧边为直立边，所述抛光的角度为0°～3°；
所述弧边的角度大于120°，所述抛光的角度为13°～15°；
所述弧边的角度为90°～120°，所述抛光的角度为3°～13°。
8.根据权利要求1所述的3D玻璃的抛光方法，其特征在于，所述仿形磨头的转速为500～3000rpm。
9.根据权利要求1所述的3D玻璃的抛光方法，其特征在于，抛光时，所述仿形磨头在长短边的进给速度为300～1000mm/min，所述仿形磨头在R角处的进给速度为所述仿形磨头在长短边的进给速度的1～4倍。
10.根据权利要求1所述的3D玻璃的抛光方法，其特征在于，所述仿形磨头的抛光轨迹为围绕待抛光3D玻璃轮廓360°的循环抛光。
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