TW201404729A - 成型模具、使用該玻璃成型模具的玻璃成型裝置及方法 - Google Patents

Abstract

一種用於對玻璃原料進行成型的成型模具。所述玻璃成型模具由多孔性耐熱材料製成，所述成型模具的其中一表面上形成有至少一個成型結構，所述玻璃原料放置在所述成型結構上，成型時對所述成型模具抽氣以在成型結構的整個成型面上產生吸附力把加熱軟化後的玻璃原料吸附在成型結構的整個成型面上成型出與成型結構形狀對應的玻璃外殼。

Description

成型模具、使用該玻璃成型模具的玻璃成型裝置及方法

本發明涉及一種成型模具、使用該成型模具的玻璃成型裝置及方法。

先前的玻璃成型裝置通常包括用於承載玻璃原料的下模具及設置在下模具上方的上模具。所述下模具上設置有用於成型的模腔。在成型過程中所述上模具需要向下將加熱軟化的玻璃原料沖進下模具的模腔內。所述模腔的內底面還通常會開設有複數抽氣管道以在成型過程中產生負壓將彎入模腔內的玻璃原料吸住。惟，此種玻璃成型裝置需要設置相互配合的上、下模具，結構複雜，設計成本高。而且，因所述抽氣管道通常無法遍佈整個模腔，容易引起吸力不均勻而導致成型不完全，更有甚者會因為抽氣管道口直接與玻璃外殼的外表面接觸從而在玻璃外殼上形成抽氣管道口的痕跡，影響玻璃外殼的外觀。

有鑒於此，有必要提供一種結構簡單、成型效果好的成型模具、使用該成型模具的玻璃成型裝置及製作方法。

一種用於對玻璃原料進行成型的成型模具，其由多孔性耐熱材料製成。所述成型模具的其中一表面上形成有至少一個成型結構。所述成型結構包括至少一個成型面。所述玻璃原料放置在所述成型結構上。成型時對所述成型模具抽氣以所述整個成型面上產生吸附力把加熱軟化後的玻璃原料吸附在成型結構的整個成型面上成型出與成型結構形狀對應的玻璃外殼。

一種玻璃成型裝置包括傳動機構、至少一成型模具、至少二成型腔室及抽氣設備。所述成型腔室沿一預定軌跡依次排布。所述成型模具在傳動機構帶動下在所述成型腔室內沿所述預定軌跡運動。所述成型模具由多孔性耐熱材料製成。所述成型模具上形成有至少一個成型結構。所述成型結構包括至少一個成型面。所述抽氣設備對成型模具進行抽氣以在所述整個成型面上產生吸附力把加熱軟化後的玻璃原料吸附在成型結構的整個成型面上成型出與成型結構形狀對應的玻璃外殼。

一種玻璃成型方法，該製造方法包括如下步驟：

提供一由多孔性耐熱材料所製成的成型模具，所述成型模具上形成有至少一個成型結構，所述成型結構包括至少一個成型面，將一玻璃原料放置在所述成型結構上;

將裝載有玻璃原料的成型模具加熱至軟化狀態；

對所述成型模具的表面進行抽氣以在所述成型結構的整個成型面上產生吸附力把加熱軟化後的玻璃原料吸附在成型結構的整個成型面上成型出與成型結構形狀對應的玻璃外殼;

冷卻成型後的玻璃外殼及該成型模具。

相對於先前技術，本發明所提供的玻璃成型裝置採用多孔性耐熱材料製作成型模具，僅需要在成型模具上設置單側的成型結構就可以藉由抽氣的方式在成型結構的成型面上形成的吸附力以彎曲成型玻璃外殼。而且，成型模具內部緻密分佈的透氣通孔可以在成型結構的成型面上形成均勻度很高的吸附力使得所成型出的玻璃外殼表面除了設置圖案或字體的部分外的其他部分都非常平整，不會因受力不均勻而產生凹痕。因此，本發明所提供的玻璃成型裝置具有結構簡單、成型效果好的有益效果。

請一併參閱圖1及圖2，本發明實施方式所提供的玻璃成型裝置1（參見圖3）用於成型電子產品的玻璃外殼2。所述玻璃外殼2包括與電子產品的主操作面或背面對應的底面20、由所述底面20的周緣延伸而出的側面22及連接所述底面20及側面22的連接部23。所述側面22與底面20分別位於不同的平面上。所述連接部23為圓弧形倒角，其曲率半徑大於或等於0.02mm，小於或等於5mm。所述側面22與底面20之間的夾角大於或等於90度，小於或等於110度。所述底面20上形成有精細的微結構24。所述微結構24的寬度尺寸大於或等於0.18mm，小於或等於2mm。所述微結構24可以為用於裝飾外觀的圖案或用於標明電子產品名稱的字體。

請一併參閱圖3及圖4，所述玻璃成型裝置1包括傳動機構10、至少一個成型模具12、氣壓控制設備13及至少二成型腔室14。玻璃原料3放置於成型模具12內。本實施方式中採用複數成型腔室14，該等成型腔室14沿一預定軌跡依次排布。所述成型模具12在傳動機構10帶動下在所述成型腔室14內沿所述預定軌跡運動。所述成型模具12於成型過程的不同階段分別進入對應的成型腔室14以執行相應的制程。所述氣壓控制設備13分別與特定的成型腔室14連接以控制成型腔室14內的工作環境，比如：成型腔室14內的氣壓及氣體成分等。

所述傳動機構10包括基座100、轉動台102、支撐臂103及載物台104。所述轉動台102可轉動地連接在基座100上。所述支撐臂103由轉動台102的周緣沿徑向呈輻射狀延伸而出。在本實施方式中，所述支撐臂103圍繞轉動台102的中心軸沿圓周方向按均等間隔分佈。所述載物台104設置在支撐臂103的末端。

如圖5所示，所述載物台104包括與支撐臂103相連的下表面1040及與所述下表面1040平行相對的頂面1041。所述載物台104內部設置有氣流管道1043。所述氣流管道1043包括分別開設在所述頂面1041上的第一出口1044及開設在下表面1040上的第二出口1045。

所述成型模具12包括第一表面120及與第一表面120相對的第二表面122。所述第一表面120上形成有複數成型結構123。所述成型結構123的形狀與所要成形的玻璃外殼2相同。所述成型結構123包括第一成型面1230及與所述第一成型面1230垂直的第二成型面1232。在本實施方式中，所述成型結構123為長方體凹槽，所述第一成型面1230為凹槽的內底面，所述第二成型面1232為凹槽的內側面。可以理解的是，在可替換實施方式中，所述成型結構123為由所述第一表面120上向外凸出的長方體凸塊，所述第一成型面1230為所述凸塊的頂面，所述第二成型面1232為所述凸塊的外側面。所述第二表面122上開設有通氣槽125。當所述成型模具12放置在所述載物台104上時，所述成型模具12的第二表面122與載物台104的頂面1041相接觸。所述通氣槽125與所述第一出口1044對準。所述第一表面120上還設置有複數定位結構1200以對放置在第一表面120上的玻璃原料3進行定位。

所述成型模具12由多孔性耐熱材料製成。所述多孔性耐熱材料選自六方晶系氮化硼(HBN)、氧化矽(SiO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、六方晶系層碳(C)的其中一種或幾種的組合。所述多孔性耐熱材料的密度D範圍為。所述多孔性耐熱材料在小於或等於1600℃的條件下可保持形狀不變。所述多孔性耐熱材料的內部形成有大量均勻分佈且相互貫通的透氣孔洞，所述透氣孔洞的孔徑d的大小為。因此，整個成型模具12具有良好的透氣特性。

請一併參閱圖6及圖7，在進行成型時，所述第二出口1045連接一抽氣設備15並藉由與所述第一出口1044對準的通氣槽125對成型模具12進行抽氣，所述成型結構123的第一成型面1230及第二成型面1232上的透氣孔洞產生均勻的負壓以將放置被加熱至軟化狀態的玻璃原料3吸進成型結構123內進行成型。因為所述第一成型面1230及第二成型面1232上的透氣孔洞分佈緻密且均勻。所以，在吸氣過程中所述成型結構123的第二成型面1232及第一成型面1230上因氣壓差異而產生強度大且非常均勻的吸附力，使得加熱軟化後的玻璃原料3不需要借助額外的下壓外力便可以彎曲且非常緊密地貼附在成型結構123的第一成型面1230及第二成型面1232上以成型出尖銳的轉角和極其細小的微結構24（見圖1），比如：寬度小於或等於2mm，最小可達0.18mm的線條。另外，因第一成型面1230及第二成型面1232上所形成的吸附力非常均勻。所以，所成型出的玻璃外殼2的表面上除了設置有圖案或字體以外的其他部分都非常平整，不會因受力不均勻而產生凹痕。

請一併參閱圖3及圖4，所述成型腔室14依次連續排布。所述成型腔室14內根據其所處的制程步驟設置有對應的溫度調節器140。所述溫度調節器140選自紅外線加熱器及感應式加熱器。在本實施方式中，所述依次相連的成型腔室14形成一扇環狀區域。所述轉動台102繞自身中心軸轉動以藉由支撐臂103帶動放置在載物台104上的成型模具12在不同成型腔室14內轉換。

本發明所提供的一種玻璃成型方法包括如下步驟：

步驟S801，將由多孔性耐熱材料所製成的成型模具12放置在傳動機構10上。所述成型模具12上開設有複數成型結構123上。將一玻璃原料3放置在所述成型結構上。所述玻璃原料的厚度h範圍為。

步驟S802，所述裝載有玻璃原料3的成型模具12在傳動機構10的帶動下經過複數依次相連的成型腔室14。所述成型腔室為一密閉空間，不同成型腔室14按照其所處的制程階段將內部溫度調節成預定數值。所述成型模具12在每個成型腔室14內停留預定時間。所述成型模具12上的玻璃原料3分別在複數成型腔室14內被分步加熱至軟化狀態。在分步加熱的過程中為了防止高熱狀態下玻璃原料3及成型模具12被快速氧化，在加熱至預定溫度的成型腔室14內抽除大氣成分並充回惰性氣體。

步驟S803，當玻璃原料3被加熱到預定的軟化溫度後藉由一抽氣設備15對成型模具12進行抽氣。藉由遍佈於成型模具12內的透氣孔洞在成型結構123的成型面上形成均勻的吸附力將軟化的玻璃原料3緊密吸附在成型結構123的成型面上以成型出具有彎折表面的玻璃外殼2。

步驟S804，裝載有成型後玻璃外殼2的成型模具12在傳動機構10的帶動下再次經過複數依次相連的成型腔室14。所述成型模具上已成型好的玻璃外殼2在複數成型腔室14內被分步冷卻至室溫。在冷卻過程成型後玻璃外殼2的冷卻速率高於成型模具12的冷卻速率，使得玻璃外殼2變冷收縮後脫離成型結構123以方便取出成型後的玻璃外殼。

步驟S805，將降至室溫後的玻璃外殼2從成型模具12上取出，以進行的強化處理及切割成獨立的玻璃外殼2成品。

本發明所提供的玻璃成型裝置1採用多孔性耐熱材料製作成型模具12，僅需要在成型模具12上設置單側的成型結構123就可以藉由抽氣的方式在成型結構123的成型面上形成的吸附力以彎曲成型玻璃外殼2。而且，成型模具12內部緻密分佈的透氣通孔可以在成型結構123的成型面上形成均勻度很高的吸附力使得所成型出的玻璃外殼2表面除了設置圖案或字體的部分外都非常平整，不會因受力不均勻而產生凹痕。因此，本發明所提供的玻璃成型裝置1具有結構簡單、成型效果好的有益效果。

最後應說明的是，以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。

1．．．玻璃成型裝置

2．．．玻璃外殼

20．．．底面

22．．．側面

23．．．連接部

24．．．微結構

10．．．傳動機構

12．．．成型模具

13．．．氣壓控制設備

14．．．成型腔室

100．．．基座

102．．．轉動台

103．．．支撐臂

104．．．載物台

1040．．．下表面

1041．．．頂面

1043．．．氣流管道

1044．．．第一出口

1045．．．第二出口

120．．．第一表面

122．．．第二表面

123．．．成型結構

1230．．．第一成型面

1232．．．第二成型面

125．．．通氣槽

1200．．．定位結構

140．．．溫度調節器

圖1係本發明實施方式所提供的玻璃成型裝置成型出的玻璃外殼的結構示意圖。

圖2係圖1中玻璃外殼沿II-II線的剖視圖。

圖3係本發明實施方式中所提供的玻璃成型裝置的俯視圖。

圖4係圖3中玻璃成型裝置的側視圖。

圖5係圖3中玻璃成型裝置的成型模具的結構示意圖。

圖6係圖3中玻璃成型裝置的成型模具的局部剖視圖。

圖7係玻璃原料在圖6中的成型模具上進行彎曲成型的狀態示意圖。

12．．．成型模具

120．．．第一表面

122．．．第二表面

123．．．成型結構

1230．．．第一成型面

1232．．．第二成型面

1200．．．定位結構

Claims (18)

1. 一種用於對玻璃原料進行成型的成型模具，所述成型模具由多孔性耐熱材料製成，所述成型模具的其中一表面上形成有至少一個成型結構，所述成型結構包括至少一個成型面，所述玻璃原料放置在所述成型結構上，成型時對所述成型模具抽氣以在所述整個成型面上產生吸附力把加熱軟化後的玻璃原料吸附在成型結構的整個成型面上成型出與成型結構形狀對應的玻璃外殼。
2. 如申請專利範圍第1項所述的成型模具，其中，所述多孔性耐熱材料選自六方晶系氮化硼、氧化矽、氧化鋁、六方晶系層碳的其中一種或幾種的組合。
3. 如申請專利範圍第1項所述的成型模具，其中，所述多孔性耐熱材料的密度D的範圍為。
4. 如申請專利範圍第1項所述的成型模具，其中，所述多孔性耐熱材料在大於或等於0℃而小於或等於1600℃的溫度範圍內保持形狀不變。
5. 如申請專利範圍第1項所述的成型模具，其中，所述多孔性耐熱材料的內部形成有大量均勻分佈且相互貫通的透氣孔洞，所述透氣孔洞的孔徑d的大小為。
6. 如申請專利範圍第1項所述的成型模具，其中，所述成型結構包括第一成型面及與所述第一成型面垂直的第二成型面。
7. 如申請專利範圍第6項所述的成型模具，其中，所述成型結構為凹槽，所述第一成型面為凹槽的內底面，所述第二成型面為凹槽的內側面。
8. 如申請專利範圍第6項所述的成型模具，其中，所述成型結構為凸塊，所述第一成型面為所述凸塊的頂面，所述第二成型面為所述凸塊的外側面。
9. 一種玻璃成型裝置，其包括傳動機構、至少一成型模具、至少二成型腔室及抽氣設備，所述成型腔室沿一預定軌跡依次排布，所述成型模具在傳動機構帶動下在所述成型腔室內沿所述預定軌跡運動，所述成型模具由多孔性耐熱材料製成，所述成型模具上形成有至少一個成型結構，所述抽氣設備對成型模具進行抽氣以在所述成型結構的整個成型面上產生吸附力把加熱軟化後的玻璃原料吸附在成型結構的整個成型面上成型出與成型結構形狀對應的玻璃外殼。
10. 如申請專利範圍第9項所述的玻璃成型裝置，其中，所述多孔性耐熱材料選自六方晶系氮化硼、氧化矽、氧化鋁、六方晶系層碳的其中一種或幾種的組合。
11. 如申請專利範圍第9項所述的玻璃成型裝置，其中，所述多孔性耐熱材料的密度D的範圍為。
12. 如申請專利範圍第9項所述的玻璃成型裝置，其中，所述多孔性耐熱材料在大於或等於0℃而小於或等於1600℃的溫度範圍內保持形狀不變。
13. 如申請專利範圍第9項所述的玻璃成型裝置，其中，所述多孔性耐熱材料的內部形成有大量均勻分佈且相互貫通的透氣孔洞，所述透氣孔洞的孔徑d的大小為。
14. 如申請專利範圍第9項所述的玻璃成型裝置，其中，所述成型結構包括第一成型面及與所述第一成型面垂直的第二成型面。
15. 一種玻璃成型方法，該製造方法包括如下步驟：
    提供一由多孔性耐熱材料所製成的成型模具，所述成型模具上形成有至少一個成型結構，所述成型結構包括至少一個成型面，將一玻璃原料放置在所述成型結構上;
    將裝載有玻璃原料的成型模具加熱至軟化狀態；
    對所述成型模具的表面進行抽氣以在所述成型面上產生吸附力把加熱軟化後的玻璃原料吸附在成型結構的整個成型面上成型出與成型結構形狀對應的玻璃外殼;
    冷卻成型後的玻璃外殼及該成型模具。
16. 如申請專利範圍第15項所述的玻璃成型方法，其中，在加熱的過程中當成型模具及玻璃原料被加熱至預定溫度時將所述裝載有玻璃原料的成型模具放置在充滿惰性氣體的密閉空間內。
17. 如申請專利範圍第15項所述的玻璃成型方法，其中，在冷卻過程對成型後的玻璃外殼採用比成型模具更快的冷卻速率。
18. 如申請專利範圍第15項所述的玻璃成型方法，其中，所述加熱及冷卻過程中分別在具有不同內部溫度的複數獨立且密封的空間內分步進行。