KR102270530B1 - Method for bending of glass and tempered glass using laser - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 유리 및 강화 유리 밴딩 방법 및 장치에 관한 것으로서, 종래에는 레이저를 이용하는 방법은, 챔버 내의 온도로부터 가공대상물을 가공온도까지 온도를 올려야 하므로 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.
본 발명은 챔버와 지그에 의해 예열하고, 가열 램프를 이용해 국부가열을 함과 아울러 레이저를 이용해 국부가열을 급속가열시켜 빠른 시간내에 밴딩하고자 하는 부분을 가공온도까지 상승시켜 성형시간을 단축할 수 있도록 하고, 레이저를 레이저 3D 스캐너를 이용해 스캐닝 방식으로 투사하여 정확한 가열영역에 레이저를 투사할 수 있고 빠르게 가열할 수 있으며, 기구적 이동이 아닌 스캐닝 방식을 사용하고 챔버 외부에 설치하여 수명연장 및 정확성을 높여 제품 품질을 향상하도록 하며, 양산 설비에 적용할 수 있도록 한 유리 및 강화 유리 밴딩 방법 및 장치이다.
The present invention relates to a method and apparatus for bending glass and tempered glass using a laser. Conventionally, the method using a laser has a disadvantage in that it takes a lot of time because it is necessary to raise the temperature of the object to be processed from the temperature in the chamber to the processing temperature.
The present invention preheats by means of a chamber and a jig, performs local heating using a heating lamp, and rapidly heats the local heating using a laser to increase the part to be bent to the processing temperature in a short time to shorten the molding time. And by projecting the laser in a scanning method using a laser 3D scanner, the laser can be projected on the accurate heating area and heated quickly. It uses a scanning method rather than a mechanical movement and installs it outside the chamber to prolong life and increase accuracy. It is a glass and tempered glass bending method and apparatus that improves product quality and can be applied to mass production facilities.

Description

레이저를 이용한 유리 및 강화유리 밴딩 방법{Method for bending of glass and tempered glass using laser}Glass and tempered glass bending method using a laser {Method for bending of glass and tempered glass using laser}

본 발명은 레이저를 이용한 유리 및 강화유리 밴딩장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스마트폰의 커버 유리의 밴딩 가공을 위한 열원으로 챔버와 지그의 가열수단으로 예열하고, 램프와 레이저를 이용하여 국부가열하여 빠르게 가공 온도까지 가열하여 밴딩하면서 어닐링시키도록 한 레이저를 이용한 유리 및 강화유리 밴딩 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for bending glass and tempered glass using a laser, and more particularly, as a heat source for bending processing of a cover glass of a smartphone, preheating with a heating means of a chamber and a jig, and using a lamp and a laser It relates to a glass and tempered glass bending method using a laser, which is heated to a processing temperature by local heating and annealed while bending.

스마트 폰의 커버 유리는 내충격성이 강하고 광 투과율이 높은 강화 유리를 사용하고 있는데, 현재 스마트 폰의 커버 유리(coverglass)는, 디자인 트렌드 상 가장자리 부분(엣지 부분)을 밴딩 가공을 적용하고 있다.The cover glass of smart phone uses tempered glass with strong impact resistance and high light transmittance. Currently, for cover glass of smart phone, banding is applied to the edge part (edge part) according to the design trend.

강화 유리의 곡면 형성을 위하여 열성형기를 이용하여 커버 유리의 가장자리(엣지부분)를 곡면 가공하고 있다.To form a curved surface of the tempered glass, the edge (edge part) of the cover glass is curved using a thermoforming machine.

종래의 열성형기를 이용하는 방법은 유리전체를 고온의 로(furnace) 안에서 가열한 다음 상하 몰드(mold)로 찍어서 밴딩 형상을 만들고 있다.The conventional method of using a thermoforming machine is to heat the entire glass in a high-temperature furnace, and then use an upper and lower mold to form a bending shape.

그런데 종래의 열성형 방식은, 유리전체를 녹인후 몰드(금형)로 찍어내는 과정에서 몰드가 접촉된 상,하면에서 유리가 뿌여지는(hazy) 현상이 생기고, 이를 복원하기 위하여 추후 공정으로 폴리싱(polishing)을 진행하여 제품을 생산하고 있다. However, in the conventional thermoforming method, a phenomenon occurs in which the glass is hazy on the upper and lower surfaces of the mold in contact with the mold (mold) after melting the entire glass, and polishing is performed in a later process to restore it. (polishing) is in progress to produce the product.

그러므로 제조 원가가 상승되는 문제가 있고, 양산 수율이 30% 정도로 떨어지는 문제가 있다. 또한 유리 전체를 고온에서 녹이는 방식으로 유리의 치수 변화가 커서 성형후 리사이징(resizing)이 필요하며, 유리 표면의 리플(ripple) 현상이 생기는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem in that the manufacturing cost is increased, and there is a problem in that the mass production yield is reduced to about 30%. In addition, since the entire glass is melted at a high temperature, the dimensional change of the glass is large, so resizing is required after molding, and there is a problem that a ripple phenomenon occurs on the surface of the glass.

한편, 선행기술로서 한국공개특허 10-2014-0045006호에는, 터치 스크린 패널용 강화 유리의 곡면 성형장치 및 그의 성형방법이 개시되어 있다. 상기 선행기술은, 챔버 내에 강화 유리 지지부를 설치하고, 레이저 공급부와, 누름부 및 누름부 작동을 제어하는 센서부를 포함하는 구성이다.On the other hand, as a prior art, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2014-0045006 discloses an apparatus for forming a curved surface of tempered glass for a touch screen panel and a method for forming the same. The prior art is configured to install a tempered glass support in the chamber, and to include a laser supply unit, and a sensor unit for controlling the pressing unit and the pressing unit operation.

이와 같은 선행기술은, 챔버에서 200 ~ 300℃로 기본 가열을 하고, 레이저 공급부에서 강화 유리의 엣지 부분을 국부가열을 한 후, 누름부로 눌러서 성형하는 것이다. 그런데, 유리 및 강화유리의 엣지 부분을 눌러서 밴딩시키기 위해서는 750℃ 정도로 가열해야 하는데, 레이저만으로 200 ~ 300℃온도에서 750℃ 이상으로 온도를 올리는 가열 시간이 많이 걸려 생산성이 떨어진다.Such a prior art is to perform basic heating at 200 ~ 300 ℃ in the chamber, and after local heating of the edge portion of the tempered glass in the laser supply unit, press with a press to form. However, in order to press and bend the edge portion of the glass and tempered glass, it is necessary to heat it to about 750°C, but it takes a lot of heating time to raise the temperature from 200 to 300°C to 750°C or more with the laser alone, resulting in poor productivity.

또한, 누름부로 눌러서 밴딩시키는 방식을 채용하고 있기 때문에 강화 유리상면과 누름부에 의해 눌리는 부분이 뿌여지는(hazy) 현상이 발생되므로 이를 복원하는 폴리싱 공정이 추가되어야 하는 문제점이 있다. In addition, since a method of bending by pressing with a pressing part is adopted, a phenomenon in which the upper surface of the tempered glass and the part pressed by the pressing part are hazy occurs, so there is a problem that a polishing process to restore it must be added.

또한, 선행기술의 레이저 공급부는, 레이저 헤드를 강화 유리의 길이 방향을 따라 왕복 이동하면서 가열영역을 가열시키도록 이루어져 있는데, 레이저 출력을 높인다고 하더라도 한두번의 왕복만으로 원하는 온도로 가열하기 어렵고, 수십회 왕복 이동하면서 가열해야만 원하는 온도까지 가열할 수 있다.In addition, the laser supply unit of the prior art is configured to heat the heating region while reciprocating the laser head in the longitudinal direction of the tempered glass. Even if the laser output is increased, it is difficult to heat to a desired temperature with only one or two reciprocations. It can be heated to the desired temperature only by heating while moving.

그러므로 가열시간이 많이 걸리고, 레이저 헤드를 왕복 이동시키는 장치가 필요하고, 레이저 헤드 왕복 수단을 이용하기 때문에 고속이동에 한계가 있어서, 어느 한 점을 가열한 후 왕복하여 되돌아와 다시 가열하기까지의 시간간격이 길어져 레이저 가열 효율이 떨어지므로 가열시간이 많이 걸린다는 단점이 있다.Therefore, it takes a lot of heating time, requires a device for reciprocating the laser head, and there is a limit to high-speed movement because the laser head reciprocating means is used. The longer the interval, the lower the laser heating efficiency, so it takes a lot of heating time.

한국공개특허 10-2014-0045006호(2014.04.16)Korean Patent Publication No. 10-2014-0045006 (2014.04.16)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하여 챔버와 지그에 의해 예열 공정을 거친후 성형하고자 하는 부분을 램프와 레이저로 급속 가열하여 유리 및 강화유리의 밴딩 가공 시간 단축시켜 생산성을 향상시키도록 하는 레이저를 이용한 유리 및 강화유리 밴딩장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is a laser that improves productivity by reducing the bending processing time of glass and tempered glass by rapidly heating the part to be molded with a lamp and a laser after undergoing a preheating process by a chamber and a jig by improving the above problems. To provide a glass and tempered glass bending apparatus and method used.

또한 본 발명은 밴딩 가공수단으로 성형틀을 사용하지 않고 롤러를 이용하여 성형하도록 함으로써 강화 유리 상면과 밴딩 부분 사이의 열화 현상을 줄여 수율을 향상시키도록 하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to improve the yield by reducing the deterioration phenomenon between the upper surface of the tempered glass and the bending portion by forming using a roller without using a molding die as a bending processing means.

또한 본 발명은 레이저 수단으로 레이저 3D 스캐너를 사용하여 레이저 스캐닝 방식으로 급속 가열하여 가열시간을 단축시키도록 하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to reduce the heating time by rapidly heating in a laser scanning method using a laser 3D scanner as a laser means.

본 발명에 의한 레이저를 이용한 유리 및 강화유리 밴딩 방법은,Glass and tempered glass bending method using a laser according to the present invention,

챔버의 가열수단과, 챔버 내에 설치된 성형 지그의 가열수단 구동에 의해 예열된 상태에서 가공 대상물을 상기 성형 지그의 성형 위치로 로딩하여 가공대상물을 예열하는 예열공정과;A preheating step of preheating the object to be processed by loading the processing object into the molding position of the molding jig in a preheated state by the heating means of the chamber and driving the heating means of the molding jig installed in the chamber;

상기 가공대상물이 로딩되면, 밴딩하고자하는 부분의 가열영역을 램프장치에 의해 가열함과 아울러 상기 가열영역을 레이저를 이용하여 밴딩하고자 하는 부분의 가열영역을 가열하는 가열공정과;a heating process of heating the heating region of the portion to be bent by using a laser while heating the heating region of the portion to be bent when the object to be processed is loaded;

상기 가열영역의 온도를 체크하여 미리 설정된 온도에 도달되면, 롤러 포밍장치를 이용하여 가공 대상물의 가장자리를 포밍하는 포밍공정과;a forming process of forming an edge of the object to be processed using a roller forming device when the temperature of the heating area is checked and a preset temperature is reached;

상기 포밍된 가공대상물을 미리 설정된 어닐링 온도로 소정시간 동안 어닐링 시킨 후, 가공 대상물을 외부로 언로딩시키는 어닐링 공정을 포함하되, After annealing the formed object to be processed at a preset annealing temperature for a predetermined time, an annealing process of unloading the object to be processed to the outside;

상기 가열공정에서,In the heating process,

상기 램프장치를 이용한 가열공정의 가열영역 폭이, 상기 레이저를 이용한 가열공정의 가열영역 폭보다 더 넓고, The width of the heating region of the heating process using the lamp device is wider than the width of the heating region of the heating process using the laser,

상기 가열공정에 이용되는 레이저는,The laser used in the heating process is,

라인 빔 광학계이고, line beam optics,

상기 예열공정에서는, 400 ~ 600℃로 대상물 전체를 예열하고, 상기 가열공정 중 램프장치를 이용한 가열공정에서는, 밴딩하고자하는 부분의 가열영역을 600 ~ 700℃로 가열하며, 상기 레이저를 이용한 가열공정에서는, 밴딩하고자하는 부분의 가열영역을 750 ~1000℃로 가열하고, 상기 어닐링 공정에서는, 350 ~ 400℃로 어닐링하는 것을 특징으로 한다.In the preheating process, the entire object is preheated to 400 ~ 600℃, and in the heating process using a lamp device during the heating process, the heating area of the part to be bent is heated to 600 ~ 700℃, and the heating process using the laser In, the heating region of the portion to be bent is heated to 750 ~ 1000 ℃, in the annealing process, characterized in that the annealing at 350 ~ 400 ℃.

상기 레이저를 이용한 가열 공정은,The heating process using the laser,

챔버의 외부에서 챔버 내부로 레이저를 투사하여 밴딩하고자하는 부분의 가열영역을 가열하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the heating area of the part to be bent is heated by projecting a laser into the chamber from the outside of the chamber.

상기 레이저를 이용한 가열 공정은,The heating process using the laser,

X, Y, Z 축 스캐닝이 가능한 레이저 3D 스캐너를 이용해 밴딩하고자하는 부분의 가열영역을 길이방향으로 왕복 스캐닝하여 가열하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the heating area of the part to be bent is reciprocally scanned in the longitudinal direction using a laser 3D scanner capable of scanning X, Y, and Z axes.

상기 레이저를 이용한 가열공정은,The heating process using the laser,

레이저 3D 스캐너의 빔 프로파일과, 빔 길이 변화를 제어하여 가열영역의 범위를 제어하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the range of the heating area is controlled by controlling the beam profile of the laser 3D scanner and the change in the beam length.

챔버와 성형지그의 가열수단에 의해 로딩된 가공대상물 전체를 예열하고, 램프 가열 및 레이저 가열에 의해 밴딩하고자하는 부분을 국부가열하여 급속가열로 가공온도까지 빠르게 상승시켜 성형시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.The effect of shortening the molding time by preheating the entire processing object loaded by the heating means of the chamber and the molding jig, heating the part to be bent by lamp heating and laser heating, and quickly raising the processing temperature through rapid heating there is

또한 본 발명은 램프 및 레이저를 이용해 국부가열을 함으로써 일정한 제품 품질을 확보할 수 있고, 성형시 챔버 내의 전체 온도를 가공온도보다 훨씬 낮게 유지시켜 제품의 열변형에 의한 표면 굴곡 문제를 차단할 수 있다.In addition, the present invention can secure a certain product quality by performing local heating using a lamp and a laser, and maintain the overall temperature in the chamber much lower than the processing temperature during molding to block the problem of surface curvature due to thermal deformation of the product.

또한 본 발명은 포밍 롤러를 이용해 유리 및 강화유리 제품의 표면 손상없이 곡 형상을 부드럽게 성형할 수 있고, 강한 충격 없이 성형하기 때문에 몰드 즉, 성형직의 수명개선효과가 있으며, 어닐링으로 인한 스트레스를 감소시켜 유리 제품의 파손을 방지할 수 있다.In addition, the present invention can form a curved shape smoothly without damaging the surface of glass and tempered glass products using a forming roller, and because it is formed without a strong impact, there is an effect of improving the life of the mold, that is, the forming fabric, and reducing stress due to annealing. This can help prevent breakage of glassware.

본 발명은 종래 기술의 문제점인 후처리(폴리싱, 리사이징, 강화 등등.) 공정을 최소화할 수 있고, 정확한 밴딩 마진 제어가 가능하고 연속 성형이 가능한 양산 시스템에 적용되는 성형방법을 제공할 수 있다.The present invention can minimize the post-processing (polishing, resizing, strengthening, etc.) process, which is a problem in the prior art, and can provide a molding method applied to a mass production system that can control a bending margin accurately and can continuously mold.

도 1은 본 발명에 의한 레이저를 이용한 유리 및 강화유리 밴딩 장치 개념 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 레이저를 이용한 유리 및 강화유리 밴딩장치 제어 블록도.
도 3은 본 발명에 의한 레이저를 이용한 유리 및 강화유리 밴딩 방법 공정도.
도 4는 본 발명에 의한 레이저 3D 스캐너를 이용한 가열공정 설명도.
도 5는 본 발명에 의한 라인 빔 광학계를 이용한 가열 설명도.
1 is a conceptual configuration diagram of a glass and tempered glass bending device using a laser according to the present invention.
2 is a control block diagram of a glass and tempered glass bending device using a laser according to the present invention.
3 is a process diagram of a glass and tempered glass bending method using a laser according to the present invention.
4 is an explanatory diagram of a heating process using a laser 3D scanner according to the present invention.
5 is an explanatory view of heating using a line beam optical system according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 레이저를 이용한 유리 및 강화유리 밴딩 장치 개념 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 레이저를 이용한 유리 및 강화유리 밴딩장치 제어 블록도이며, 도 3은 본 발명에 의한 레이저를 이용한 유리 및 강화유리 밴딩 방법 공정도이다.1 is a conceptual block diagram of a glass and tempered glass bending apparatus using a laser according to the present invention, FIG. 2 is a control block diagram of a glass and tempered glass bending apparatus using a laser according to the present invention, and FIG. 3 is a laser according to the present invention It is a process diagram of a glass and tempered glass bending method using

본 발명에 의한 레이저를 이용한 유리 및 강화유리 밴딩 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이,Glass and tempered glass bending method using a laser according to the present invention, as shown in Figure 3,

챔버의 가열수단과, 챔버 내에 설치된 성형 지그의 가열수단 구동에 의해 예열된 상태에서 가공 대상물을 상기 성형 지그의 성형 위치로 로딩하여 가공대상물을 예열하는 예열공정(S10)과;A preheating process (S10) of preheating the processing object by loading the processing object into the molding position of the molding jig in a state of being preheated by the heating means of the chamber and the heating means of the molding jig installed in the chamber;

상기 가공대상물이 로딩되면, 밴딩하고자하는 부분의 가열영역을 램프장치에 의해 가열함과 아울러 상기 가열영역을 레이저를 이용하여 밴딩하고자 하는 부분의 가열영역을 가열하는 가열공정(S20)과;a heating process (S20) of heating the heating region of the portion to be bent by using a laser while heating the heating region of the portion to be bent when the object to be processed is loaded by a lamp device;

상기 가열영역의 온도를 체크하여 미리 설정된 온도에 도달되면, 롤러 포밍장치를 이용하여 가공 대상물의 가장자리를 포밍하는 포밍 공정(S30)과;When the temperature of the heating zone is checked and a preset temperature is reached, a forming process (S30) of forming the edge of the object to be processed using a roller forming device;

상기 포밍된 가공대상물을 에넬링 챔버로 이동시켜 미리 설정된 어닐링 온도로 소정시간 동안 어닐링시킨 후, 외부로 언로딩 시키는 어닐링 공정(S40)을 포함하는 것을 특징으로 한다.and an annealing process (S40) of moving the formed object to an annealing chamber, annealing it at a preset annealing temperature for a predetermined time, and then unloading it to the outside.

상기와 같은 본 발명에 의한 강화 유리 밴딩 방법은, 예열 공정(S10)에 의해 일정 온도로 가공대상물 전체를 예열하고, 밴딩하고자 하는 부분 즉, 가장자리부분을 래프장치로 가열함과 아울러 레이저 장치로 가열하여 해당 밴딩영역 즉, 가열영역만 부분적으로 급속 가열한 후, 포밍롤러로 포밍하여 어닐링 챔버로 이동시켜 어닐링후 언로딩하는 방법이다.In the tempered glass bending method according to the present invention as described above, the whole object is preheated to a predetermined temperature by the preheating process (S10), and the portion to be bent, that is, the edge portion is heated with a lapping device and heated with a laser device. This is a method in which only the bending area, that is, the heating area, is partially rapidly heated, then formed with a forming roller, moved to an annealing chamber, and unloaded after annealing.

본 발명은, 상기 예열공정은, 400 ~ 600℃로 대상물 전체를 예열하고, 상기 램프를 이용한 제1가열공정은, 밴딩하고자하는 부분의 가열영역을 600 ~ 700℃로 가열하며, 상기 제2가열공정은, 밴딩하고자하는 부분의 가열영역을 750 ~1000℃로 가열하고, 상기 어닐링공정의 어닐링 온도는, 350 ~ 400℃로 어닐링하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the preheating process preheats the entire object to 400 ~ 600℃, the first heating process using the lamp heats the heating area of the part to be bent to 600 ~ 700℃, the second heating The process is characterized in that the heating region of the part to be bent is heated to 750 ~ 1000 °C, and the annealing temperature of the annealing process is annealed to 350 ~ 400 °C.

본 발명은, 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버(10) 내에 성형 지그(20)가 설치되는데, 챔버(10)와 성형지그(20)에는 각각 가열수단(11)(21)이 설치되어 콘트롤러(100)의 제어를 받아 예열온도까지 예열하게 된다. 즉, 통상적으로 챔버(10)와 지그(20)의 가열수단(11)(21)들을 구동시켜 적정 예열온도로 예열된 상태에서 로딩 언로딩 장치(70)를 통해 성형지그(20)의 상면의 성형 위치로 가공 대상물(1)를 로딩한다.In the present invention, as shown in FIG. 1 , a forming jig 20 is installed in the chamber 10 , and heating means 11 and 21 are installed in the chamber 10 and the forming jig 20 respectively, and the controller It is preheated to the preheating temperature under the control of (100). That is, the upper surface of the forming jig 20 is normally preheated to an appropriate preheating temperature by driving the chamber 10 and the heating means 11 and 21 of the jig 20 through the loading and unloading device 70 . The workpiece 1 is loaded into the forming position.

가공 대상물(1)이 성형지그(20)의 상부에 로딩 될 때, 성형지그(20)의 상면과 연통된 복수의 흡기홀(22)을 통해 가공 대상물(1)을 흡착시켜 로딩위치에 고정한다. 이는 진공흡착기를 사용하여 흡기홀(22)을 통해 흡기력이 발생되어 가공 대상물(1)이 성형 위치에 고정된다.When the processing object 1 is loaded on the upper part of the molding jig 20, the processing object 1 is adsorbed through the plurality of intake holes 22 communicating with the upper surface of the molding jig 20 and fixed at the loading position. . In this case, an intake force is generated through the intake hole 22 using a vacuum adsorber, and the object 1 to be processed is fixed at the molding position.

가공 대상물(1)이 성형위치에 고정되어 로딩되면, 챔버(10)의 가열수단(11)과, 지그(20)의 가열수단(21)을 구동시켜 예열온도가 되게 가열함과 아울러, 램프장치(30)를 구동시켜 가공 대상물(1)의 밴딩하고자하는 부분, 즉, 가장자리부분을 램프장치(30)를 이용하여 부분 가열한다.When the object 1 is fixed and loaded at the forming position, the heating means 11 of the chamber 10 and the heating means 21 of the jig 20 are driven to heat to a preheating temperature, and a lamp device By driving (30), a portion to be bent, that is, an edge portion of the object (1) to be processed is partially heated using the lamp device (30).

본 발명은, 챔버(10) 내의 온도만으로는 가공 대상물(1)을 예열하기에 부족하기 때문에 성형지그(20) 내에 가열수단을 내장하여 성형 플래이트(성형지그의 상면)을 가열하여 가공 대상물(1)을 예열하도록 한다.In the present invention, since the temperature in the chamber 10 alone is insufficient to preheat the processing object 1, a heating means is built in the molding jig 20 to heat the molding plate (upper surface of the molding jig) to heat the processing object 1 to preheat.

이후, 램프장치(30)를 구동시켜 밴딩하고자하는 부분 즉, 가공 대상물(1)의 가장자리부분의 가열영역을 600 ~ 700℃로 가열한다. 이와 동시에 레이저 3D 스캐너(40)를 구동시켜 상기 가열영역을 가공온도 즉, 750 ~ 1000℃로 급속 가열한다.Then, by driving the lamp device 30, the portion to be bent, that is, the heating region of the edge portion of the processing object 1 is heated to 600 ~ 700 ℃. At the same time, the laser 3D scanner 40 is driven to rapidly heat the heating area to a processing temperature, that is, 750 to 1000°C.

이는, 예열 상태에서 레이저만으로 가공온도(750 ~ 1000℃)까지 해당 가열영역을 가열하기 위해서는 많은 시간이 걸리게 된다. 따라서 본 발명에서는 레이저 가열 전에 또는 레이저 가열과 함께 가열램프를 이용하여 해당 가열영역을 급속가열하게 된다.This takes a lot of time to heat the heating area to the processing temperature (750 ~ 1000 ℃) only with the laser in the preheating state. Therefore, in the present invention, the heating area is rapidly heated by using a heating lamp before or together with laser heating.

램프장치(30)에 의해 가열하는 가열영역은, 가공 대상물(1) 전체를 가열하는 것이 아니라 밴딩하고자 하는 부분 즉, 가공 대상물(1)의 가장자리부분을 부분가열하는 것이다. 램프장치(30)는 가열램프를 가공 대상물(1)의 길이에 맞추어 길이방향으로 양측에 설치되어 가열영역을 가열한다.The heating region heated by the lamp device 30 does not heat the entire object 1 but partially heats a portion to be bent, that is, an edge portion of the object 1 . The lamp device 30 is installed on both sides in the longitudinal direction in accordance with the length of the object to be processed by heating lamps to heat the heating region.

한편, 본 발명에서는 3D 레이저 스캐너(40)를 챔버(10)의 외부에 설치하고, 챔버(10)에 레이저 투시창(12)을 설치한다.Meanwhile, in the present invention, a 3D laser scanner 40 is installed outside the chamber 10 , and a laser see-through window 12 is installed in the chamber 10 .

챔버 내부 온도가 고온상태이기 때문에 챔버 내부에 레이저 장치를 설치하여 운영하는 경우, 레이저 장치의 방열문제를 해결하기 어렵고, 스캐닝 등의 동작 구동장치에 고온 영향을 주기 때문에 고장원인이 되는 등의 문제가 있다. 따라서 본 발명은 챔버(10)의 외부에서 챔버의 투시창(12)을 통해서 챔버(10) 내부로 레이저를 투사하여 밴딩하고자하는 부분의 가열영역을 가열하는 것을 특징으로 한다.Since the temperature inside the chamber is high, when the laser device is installed and operated inside the chamber, it is difficult to solve the heat dissipation problem of the laser device, and the high temperature affects the operation driving device such as scanning, so there are problems such as a cause of failure. have. Accordingly, the present invention is characterized in that the heating region of the portion to be bent is heated by projecting a laser from the outside of the chamber 10 into the chamber 10 through the see-through window 12 of the chamber.

여기서 본 발명에서 사용가능한 레이저는, CO2 레이저, IR 레이저, 다이오드 레이저를 포함하고, CO2 레이저는 유리 표면에 100% 흡수가 되어 표면히팅(surface heating) 방식이며, 다이오드(파장 800~940nm) 레이저 및 IR(1~2um)레이저는 유리 표면 흡수율이 10% 대로 남은 에너지가 하부로 전달되어 볼륨히팅(Volume heating) 이 가능하여 유리 내부 품질을 균일하게 만드는 장점이 있다.Here, the laser usable in the present invention includes a CO2 laser, an IR laser, and a diode laser, and the CO2 laser is 100% absorbed by the glass surface and is a surface heating method, a diode (wavelength 800~940nm) laser and The IR (1~2um) laser has the advantage of making the internal quality of the glass uniform as the remaining energy is transferred to the lower part as the glass surface absorption rate is around 10% and volume heating is possible.

본 발명은 상기 레이저를 이용한 가열 공정은, 도 4에 도시된 바와 같이,The present invention is a heating process using the laser, as shown in Figure 4,

X, Y, Z 축 스캐닝이 가능한 레이저 3D 스캐너(40)를 이용해 밴딩하고자하는 부분의 가열영역을 길이방향으로 왕복 스캐닝하여 가열하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the heating area of the part to be bent is reciprocally scanned in the longitudinal direction by using a laser 3D scanner 40 capable of scanning the X, Y, and Z axes.

이는 가공 대상물(1)의 양측 가장자리 소정폭의 가열영역을 레이저로 가열하기 위해서는 레이저빔을 수회 왕복시켜 레이저를 투사해야만 한다. 따라서 본 발명에서는 레이저 3D 스캐너(40)를 설치하여 가열영역에 대해 고속으로 왕복 스캐닝하여 레이저를 투사한다.This requires that the laser beam be projected by reciprocating the laser beam several times in order to heat the heating area having a predetermined width on both sides of the object 1 with the laser. Therefore, in the present invention, the laser is projected by reciprocally scanning the heating area at high speed by installing the laser 3D scanner 40 .

본 발명의 레이저 3D 스캐너(40)는 양측 가장자리를 동시에 가열할 수 있고, CO2 레이저, IR 레이저, 다이오드 레이저(파장 700nm ~ 11000nm)를 이용하며, X,Y,Z 축 방향 스캐닝이 가능하고, 균일한 빔 프로파일을 얻을 수 있으며, 빔 길이 변화를 조절할 수 있도록 이루어진다.The laser 3D scanner 40 of the present invention can simultaneously heat both edges, and uses a CO 2 laser, an IR laser, and a diode laser (wavelength 700 nm to 11000 nm), and X, Y, and Z axis direction scanning is possible, A uniform beam profile can be obtained, and a change in beam length can be adjusted.

상기 램프장치(30)를 이용한 가열공정의 가열영역 폭이, 상기 레이저를 이용한 가열공정의 가열영역 폭 보다 더 넓은 폭인 것을 특징으로 한다. 물론 동일한 가열영역으로 가열할 수 있지만 램프 가열은 정확한 폭 조절이 어렵기 때문에 좀더 넓은 범위의 가열영역으로 가열하고, 레이저가열은 정확한 가열영역의 범위를 조절할 수 있으므로 밴딩되는 재료특성을 고려하여 가열영역을 설정해 가열하도록 한다.It is characterized in that the width of the heating region of the heating process using the lamp device 30 is wider than the width of the heating region of the heating process using the laser. Of course, it can be heated in the same heating zone, but since it is difficult to control the exact width of lamp heating, it heats in a wider heating zone, and laser heating can control the precise heating zone, so consider the properties of the bending material. set to heat up.

한편, 본 발명은, 도 5에 도시된 바와 같이, On the other hand, the present invention, as shown in Figure 5,

레이저 3D 스캐너(40)에 설치되는 레이저는, 라인 빔 광학계인 것을 특징으로 한다. 이는 도 5에 도시된 바와 같이 라인빔을 사용하게 되면, 라인빔의 촛점위치의 길이를 가공대상물의 길이와 같게 조절하여 길이방향으로 동시에 라인빔이 투사될 수 있다. 결국, 길이방향(Y방향) 스캐닝 없이 좌우방향(X 방향) 및 상하방향(Z방향)의 스캐닝만으로 원하는 가열영역을 빠르게 가열할 수 있게 된다.The laser installed in the laser 3D scanner 40 is characterized in that it is a line beam optical system. As shown in FIG. 5, when a line beam is used, the length of the focal point of the line beam is adjusted to be the same as the length of the object to be processed, so that the line beam can be projected simultaneously in the longitudinal direction. As a result, it is possible to quickly heat a desired heating region only by scanning in the left-right (X-direction) and vertical (Z-direction) directions without scanning in the longitudinal direction (Y direction).

상기와 같이 램프장치(30)를 이용한 국부가열과 더불러 레이저 3D 스캐너(40)를 이용한 레이저 국부가열을 수행하여 적정한 가공온도에 도달되면, 롤러 포밍장치(50)를 구동시켜 가공 대상물(1)을 포밍한다.When the appropriate processing temperature is reached by performing laser local heating using the laser 3D scanner 40 as well as local heating using the lamp device 30 as described above, the roller forming device 50 is driven to drive the processing object (1) to form

포밍 공정은 롤러를 이용하기 때문에 가공 대상물(1)에 충격을 가하지 않고 부드럽게 곡형상으로 포밍이 가능해진다. 또한 국부가열이 이루어진 상태이므로 해당 국부가열부분이 쉽게 밴딩될 수 있고, 가공대상물의 밴딩부분 이외의 다른 부분에 가해지는 스트레스나 열화를 방지할 수 있게 된다.Since the forming process uses a roller, it is possible to smoothly form a curved shape without applying an impact to the object 1 to be processed. In addition, since the local heating is made, the local heating part can be easily bent, and stress or deterioration applied to other parts than the bending part of the object to be processed can be prevented.

이후, 콘트롤러(100)는, 포밍된 가공대상물을 어닐링 챔버로 이동시켜 미리 어닐링 챔버내에서 소정의 어닐링온도로 소정시간동안 어닐링 시킨 후, 챔버 외부로 언로딩시키고 하나의 가공대상물에 대한 가공을 종료한다. 상기 어닐링 챔버는, 지그가 설치되어 가공 대상물을 포밍하는 챔버영역(가공 챔버)에 이웃하게 설치되어 온도를 어닐링 온도로 설정하여 유지되는 챔버영역이 어닐링 챔버를 의미한다.Thereafter, the controller 100 moves the formed object to the annealing chamber and annealed it for a predetermined time at a predetermined annealing temperature in the annealing chamber in advance, then unloads it to the outside of the chamber and ends the processing of one processing object do. The annealing chamber is an annealing chamber that is installed adjacent to a chamber region (processing chamber) in which a jig is installed to form an object to be maintained by setting the temperature to the annealing temperature.

이와 같이 본 발명은, 챔버와 성형지그의 가열수단에 의해 로딩된 가공대상물 전체를 예열하고, 램프 가열 및 레이저 가열에 의해 밴딩하고자하는 부분을 국부가열하여 급속가열로 가공온도까지 빠르게 상승시켜 성형시간을 단축할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 램프 및 레이저를 이용해 국부가열을 함으로써 일정한 제품 품질을 확보할 수 있고, 성형시 챔버 내의 전체 온도를 가공온도보다 훨씬 낮게 유지시켜 제품의 열변형에 의한 표면 굴곡 문제를 차단할 수 있다. 또한 본 발명은 포밍 롤러를 이용해 유리 및 강화유리 제품의 표면 손상없이 곡 형상을 부드럽게 성형할 수 있고, 강한 충격 없이 성형하기 때문에 몰드 즉, 성형지그의 수명개선효과가 있으며, 어닐링으로 인한 스트레스를 감소시켜 유리 제품의 파손을 방지할 수 있다. 이처럼 본 발명은 종래 기술의 문제점인 후처리(폴리싱, 리사이징, 강화 등등.) 공정을 최소화할 수 있고, 정확한 밴딩 마진 제어가 가능하고 연속 성형이 가능한 양산 시스템에 적용되는 성형방법을 제공할 수 있다.As described above, the present invention preheats the entire processing object loaded by the heating means of the chamber and the molding jig, and locally heats the portion to be bent by lamp heating and laser heating to rapidly increase the processing temperature to the processing temperature for molding time has the effect of shortening the In addition, the present invention can secure a certain product quality by performing local heating using a lamp and a laser, and keep the overall temperature in the chamber much lower than the processing temperature during molding to block the problem of surface curvature due to thermal deformation of the product. In addition, the present invention can form a curved shape smoothly without damaging the surface of glass and tempered glass products using a forming roller, and because it is formed without a strong impact, there is an effect of improving the life of the mold, that is, the forming jig, and reducing stress due to annealing. This will prevent breakage of glassware As such, the present invention can minimize the post-processing (polishing, resizing, strengthening, etc.) process, which is a problem of the prior art, and can provide a molding method applied to a mass production system that can control the bending margin accurately and can continuously mold. .

1 : 가공 대상물 10 : 챔버
11 : 챔버 가열수단 12 : 레이저 투시창
20 : 성형지그 21 : 지그 가열수단
22 : 흡기홀 30 : 램프장치
40 : 레이저 3D 스캐너 50 : 롤러 포밍장치
60 : 로딩/언로딩 장치 100: 콘트롤러
110 : 온도 검출장치
1: object to be processed 10: chamber
11: chamber heating means 12: laser viewing window
20: molding jig 21: jig heating means
22: intake hole 30: lamp device
40: laser 3D scanner 50: roller forming device
60: loading/unloading device 100: controller
110: temperature detection device

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 챔버(10);
상기 챔버(10) 내부에 존재하고, 가공 대상물(1)이 놓이는 성형지그(20);
상기 가공 대상물(1)을 흡착시켜 로딩위치로 고정하기 위해 상기 성형지그(20)의 상면과 연통된 복수의 흡기홀(22);
상기 가공 대상물(1)을 가열하기 위해 성형지그(20) 내에 내장된 지그 가열수단(21);
상기 가공 대상물(1)의 가열영역만을 가열하기 위해 가공 대상물의 길이 방향으로 설치된 램프장치(30);
상기 가공 대상물(1)의 길이 방향을 왕복 스캐닝하는 레이저 3D 스캐너(40);
상기 성형 지그(20)와 상기 램프장치(30) 사이에 위치하고, 가열영역이 가공 온도까지 가열된 가공 대상물(1)을 롤러를 이용하여 포밍하기 위한 롤러 포밍장치(50);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 벤딩 장치.
chamber 10;
a forming jig 20 present in the chamber 10 and on which the object 1 is placed;
a plurality of intake holes 22 communicating with the upper surface of the molding jig 20 to adsorb the processing object 1 and fix it in a loading position;
Jig heating means (21) built in the forming jig (20) to heat the object (1) to be processed;
a lamp device 30 installed in the longitudinal direction of the object to be processed to heat only the heating region of the object to be processed (1);
Laser 3D scanner 40 for reciprocally scanning the longitudinal direction of the object to be processed (1);
a roller forming device 50 positioned between the forming jig 20 and the ramp device 30, and forming the object 1 having a heating area heated to a processing temperature using a roller;
Bending device comprising a.
제 5 항에 있어서,
상기 챔버(10)는 상기 레이저 3D 스캐너(40)로부터 발진된 레이저 빔의 투과를 위해 레이저 투시창(12)을 포함하는 것;
을 특징으로 하는 벤딩 장치.
6. The method of claim 5,
The chamber 10 includes a laser viewing window 12 for transmission of the laser beam oscillated from the laser 3D scanner 40;
Bending device, characterized in that.
제 5 항에 있어서,
상기 레이저 3D 스캐너(40)는 x, y, z축 방향으로 스캐닝이 가능한 것;
을 특징으로 하는 벤딩 장치.
6. The method of claim 5,
The laser 3D scanner 40 is capable of scanning in x, y, and z-axis directions;
Bending device, characterized in that.
제 5 항에 있어서,
상기 레이저 3D 스캐너(40)는 상기 가공 대상물(1)의 길이 방향(y축 방향)으로 스캐닝이 없는 것;
을 특징으로 하는 벤딩 장치.
6. The method of claim 5,
The laser 3D scanner 40 has no scanning in the longitudinal direction (y-axis direction) of the object 1;
Bending device, characterized in that.
제 5 항에 있어서,
상기 램프 장치(20)의 가열영역의 폭은 상기 레이저 3D 스캐너(40)의 가열영역의 폭보다 넓은 것;
을 특징으로 하는 벤딩 장치.
6. The method of claim 5,
The width of the heating region of the lamp device 20 is wider than the width of the heating region of the laser 3D scanner 40;
Bending device, characterized in that.
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