TW201739705A - 用於形成3d玻璃基製品的模具堆疊 - Google Patents

Abstract

一種用於形成3D玻璃基製品的模具堆疊包括集氣室和與集氣室整合的冷卻結構。模具堆疊包括具有凸緣的模具，其可用以將模具安裝在集氣室上。模具堆疊包括減少模具翹曲而不顯著增加熱質量的特徵。

Description

用於形成3D玻璃基製品的模具堆疊

消費電子製造商越來越多地將3D或非平面的蓋玻璃製品視為差異化的設計元件，使得它們能夠繼續發展他們的裝置設計並從市場產生持續的興趣。為了服務此市場，玻璃製造商和部件供應商已經開發了幾個競爭製程，以從平板玻璃預成型件形成3D形狀。該等解決方案包括雙模具製程，諸如壓模，其中模具接觸預成型件的兩側，以及單模具製程，諸如真空成型和壓力成型，其中模具僅接觸預成型件的一側。不管特定的解決方案，平坦的預成型件通過高溫和高壓的應用而等形於模具的形狀。因此，滿足該等製品所需的嚴格客戶公差的能力取決於在高溫下熱循環之後維持其形狀的模具。

客戶通常需要非常嚴格的3D蓋玻璃製品的規格，無論是在形狀和表面品質的方面中。玻璃成型在高溫下（或低玻璃黏度）更容易和更快，而玻璃的表面品質通常在較低溫度下較好。此外，在較低溫度下，模具的壽命預期將更長。平衡該等相互矛盾的需求的一種成型方法是非恆溫熱玻璃/冷模具製程（「冷模具」在此是指模具比玻璃溫度更冷，而仍然比環境溫度更熱）。此成型方法涉及在模具堆疊（亦即，模具和耦合到模具的其他結構，以形成堆疊）中的短循環時間和通常顯著的溫度梯度。

模具堆疊中的顯著溫度梯度以及模具堆疊中的不同熱機械性質可能在成型製程中導致模具翹曲。模具翹曲耗盡（且有時消耗）用於成型的允許形狀公差。最終的結果可能是不適配裝置的加工玻璃製品。增加模具的厚度以減少模具翹曲可能導致模具具有過多的熱質量，此將增加模具的加熱和冷卻時間，並因此增加循環時間。

減少模具翹曲的一種方法是藉由使用準等溫成型製程而形成製品，亦即，其中模具被非常緩慢地加熱以防止顯著的溫度梯度發展的成型製程。此種方法的缺點是循環時間長，因此生產率低。減少模具翹曲的另一種方法是藉由使用非常高的導熱率材料（諸如石墨）用於模具而降低溫度梯度。然而，通常存在有其他考慮因素會影響並限制模具材料的選擇。例如，石墨模具需要用於高溫應用的惰性環境。

在第一態樣中，一種用於形成3D玻璃基製品的模具堆疊包括集氣室，集氣室具有與集氣室外殼壁整合的集氣室底座。整合的集氣室底座和集氣室外殼壁界定了集氣室腔室。模具堆疊進一步包括設置在集氣室腔室內的冷卻結構。冷卻結構包括與集氣室底座整合的冷卻結構外殼壁，使得集氣室底座的一部分形成冷卻結構底座。冷卻結構壁將集氣室腔室分為在冷卻結構外殼壁內的冷卻腔室和在冷卻結構外殼外側的處理腔室。冷卻結構進一步包括安裝在冷卻結構外殼壁上的擴散板。擴散板將冷卻腔室與處理腔室隔離。冷卻結構進一步包括形成在冷卻結構底座中的入口孔和出口孔。入口孔和出口孔與冷卻腔室連通。模具堆疊進一步包括具有凸緣的模具，其可移除地附接到集氣室外殼壁的頂表面。

在第二態樣中，在如第一態樣中所述的模具堆疊進一步包括設置在集氣室下方的絕緣塊。

在第三態樣中，在如第一或第二態樣中所述的模具堆疊進一步包括管組件，管組件具有與冷卻腔室連通的第一通道和與處理腔室連通的第二流體通道。

在第四態樣中，在如第一至第三態樣中任一態樣所述的模具堆疊中，當凸緣附接到集氣室外殼壁的頂表面時，模具的底表面的一部分與擴散板的頂表面成相對關係。

在第五態樣中，在如第四態樣中所述的模具堆疊中，與擴散板的頂表面相對的模具的底表面的部分之間的間隙範圍為0至25微米。

在第六態樣中，在如第五態樣中所述的模具堆疊中，擴散板的頂表面與集氣室外殼壁的頂表面齊平。

在第七態樣中，在如第一至第六態樣中任一態樣所述的模具堆疊中，模具的底表面經調整輪廓以將預負載施加到模具。

在第八態樣中，在如第一至第七態樣中任一態樣所述的模具堆疊中，在集氣室外殼壁和凸緣的每一者中形成安裝孔，且在集氣室外殼壁中的安裝孔的圖案匹配在凸緣中的安裝孔的圖案，使得集氣室外殼壁中的安裝孔可與凸緣中的安裝孔對準。

在第九態樣中，在如第八態樣中所述的模具堆疊中，選擇安裝孔的圖案以在緊固件被接收在安裝孔中並且構成時，在凸緣和集氣室外殼壁之間提供密封界面。

在第十態樣中，在如第八態樣所述的模具堆疊中，安裝孔適於接收緊固件以將凸緣可移除地附接到集氣室外殼壁。

在第十一態樣中，在如第十態樣中所述的模具堆疊中，安裝孔中至少一部分適於接收來自凸緣的頂表面的緊固件。

在第十二態樣中，在如第十態樣中所述的模具堆疊中，安裝孔適於接收來自集氣室的底表面的緊固件，且集氣室外殼壁的頂表面是平坦的。

在第十三態樣中，在如第八態樣中所述的模具堆疊中，模具由鎳合金所製成，且凸緣藉由至少一個螺栓條帶而附接到集氣室外殼壁的頂表面，螺栓條帶具有由比鎳合金強度高的合金所製成的條帶。

在第十四態樣中，如第一至第十三態樣中任一態樣所述的模具堆疊進一步包括附接到冷卻結構底座的管。在曝露於冷卻腔室的管的表面中形成至少兩個第一流孔，且在與冷卻結構底座接觸的管的表面中形成至少一個第二流孔。至少兩個第一流孔與​​冷卻腔室連通，且至少一個第二流孔與出口孔連通。

在第十五態樣中，在如第十四態樣中所述的模具堆疊中，入口孔位於冷卻結構底座的中心處，且至少兩個第一流孔位於冷卻結構底座的相對邊緣附近。

在第十六態樣中，在如第十五態樣中所述的模具中，至少兩個流孔是繞入口孔對稱的。

在第十七態樣中，在如第一至第十六態樣中任一態樣所述的模具堆疊中，模具具有至少一個真空孔，且至少一個真空孔與處理腔室連通。

在第十八態樣中，在如第一至第十七態樣中任一態樣所述的模具堆疊中，集氣室外殼壁具有均勻的壁厚度，集氣室底座具有均勻的底座厚度，壁厚度與底座厚度的比率在從0.8至1.2的範圍內，且底座厚度與集氣室外殼壁的壁高之比率在從0.6至1.0的範圍中。

在第十九態樣中，在如第一至第十八態樣中任一態樣所述的模具堆疊中，集氣室底座的厚度與模具中心的厚度的比率在從0.8至1.2的範圍中，且集氣室外殼壁的厚度與模具中心的厚度之比率可在從0.8至1.2的範圍中。

在第二十態樣中，在如第一至第十八態樣中任一態樣所述的模具堆疊中，擴散板由具有最小板厚度為3mm的高導熱率材料所製成。

在第二十一態樣中，在如第二十態樣中所述的模具堆疊中，高導熱率材料是鎳合金。

前面的發明內容和以下的實施方式本發明的實例，且意欲提供用於理解如所要求保護的本發明的本質的概述或框架。包括附隨的圖式以提供對本發明的進一步理解，且被併入並構成本說明書的一部分。圖式顯示了本發明的各種實施例，並與說明書一起用於解釋本發明的原理和操作。

在下面的實施方式中，可闡述許多具體細節以便提供對本發明的實施例的通盤了解。然而，當本發明的實施例可實施而無該等具體細節的一些或全部時，對於熟悉本領域者而言將是清楚的。在其他情況中，可能不會詳細描述已知的特徵或製程，以免不必要地混淆本發明。此外，可使用類似或相同的元件符號以標識常見或類似的元件。

第1圖圖示了根據一個實施例的模具堆疊100。模具堆疊100可使用在用於形成3D玻璃基製品的玻璃模製系統中。如本文中所使用，玻璃基材料或玻璃基製品包括玻璃和玻璃陶瓷材料/製品。可使用模具堆疊100的玻璃模製系統的實例揭露在美國專利第8,783,066號（Bailey等人）中。模具堆疊100可取代替在Bailey等人的專利中所揭露的模具堆疊。在第1圖中，模具堆疊100包括安裝在具有整合的冷卻結構的集氣室104上的模具102。模具102使用合適的緊固裝置，優選地在模具102和集氣室104之間的界面處可靠地密封而將模具102夾持到集氣室104。在集氣室104之下方延伸的為管組件106，其提供通道可用於向集氣室104供應真空並將冷卻流體供應到與集氣室104整合的冷卻結構。

在一個實施例中，集氣室104是製成為單件式的，亦即，沒有如Bailey等人的專利的模具堆疊中的單獨可移除的底板。單件式集氣室104與整合的冷卻結構一起將減少成型製程中的模具到模具的變化的一個來源。使用多件式的集氣室，存在有更多的配合表面（如，集氣室壁/集氣室底座、冷卻罐/集氣室底座），且所有該等必須匹配，否則螺栓結構可能具有應力、翹曲及/或間隙。例如，藉由研磨整合結構的頂表面，具有整合冷卻結構的一體式集氣室相對容易地使冷卻結構的頂部與集氣室壁的頂部處於相同的水平。另一方面，當集氣室和冷卻罐可為分離部件時，每一部件的尺寸偏差（在公差範圍內）可相加，使得對於組裝的結構而言，集氣室的頂表面和冷卻罐可能不會在公差極限內齊平。此將有助於在冷卻罐的頂表面與模具的底表面之間的間隙的變化。

第2圖圖示了省略模具（第1圖中的102）的模具堆疊（第1圖中的100），以允許觀察集氣室104的內側。在第2圖中，集氣室104被顯示為具有集氣室底座108和集氣室外殼壁110。集氣室外殼壁110可具有任何合適的形狀。在一個實例中，集氣室外殼壁110由四個垂直壁所製成，其在角落處連接在一起以形成外殼。如在112處所示，集氣室外殼壁110連接到集氣室底座108，以形成集氣室腔室114。在一個實施例中，集氣室外殼壁110永久地連接到集氣室底座108，以形成單件式的集氣室。可使用將集氣室外殼壁110連接到集氣室底座108（諸如焊接及類似者）或將集氣室底座108和集氣室外殼壁110形成為整合一體的任何合適的裝置。優選地，在集氣室底座108和集氣室外殼壁110之間的任何界面是密封的或氣密的。

在一個實施例中，集氣室104由高強度、高溫材料所製成，例如，在650℃下具有大於400MPa的拉伸強度的高強度、高溫材料。用於集氣室104的合適材料的一個實例是Inconel 625。亦可使用來自Inconel系列或Hastelloy系列的其他合金。在一個實施例中，集氣室外殼壁110具有均勻的壁厚度。優選地，選擇集氣室外殼壁110的壁厚度，以為集氣室104提供足夠的剛度。然而，通常應避免非常厚的壁，使得集氣室104的熱質量以及循環時間保持為低的。在一個實例中，集氣室外殼壁110的壁厚度118可在從10mm至14mm的範圍中。在一個實施例中，集氣室底座108亦具有均勻的厚度，其可經選擇以強化集氣室104的整體剛度，且從而減少模具翹曲。在一個實例中，集氣室底座108的底座厚度（第4B圖中的120）可在從10.5mm至14.5mm的範圍中。

在一個實施例中，為了剛度和低熱質量之間的良好平衡，集氣室104的壁厚度與底座厚度的比率可在從0.8至1.2的範圍中，集氣室104的底座厚度與壁高度之比率可在從0.6至1.0的範圍中。此外，為了在剛度和低熱質量之間保持良好的平衡，集氣室底座的厚度對模具中心的厚度（亦即，模具中心處的厚度）可在從0.8至1.2的範圍中，且集氣室外殼壁的厚度對模具中心的厚度可在從0.8至1.2的範圍中。以下的表1顯示了用於集氣室104的尺寸的實例。可用具有表1中所示尺寸的集氣室所製造的零件的尺寸將被限制為168mm×124.5mm。表 1

集氣室外殼壁110的頂端110A（亦是集氣室104的頂端）是平坦的且形成用於模具（第1圖中的102）的安裝表面。孔111（為了清楚起見，並非第2圖中所有孔111都標記）可形成在頂端110A處具有開口的集氣室外殼壁110中，以允許從集氣室104的頂端110A插入緊固件。一些或所有孔111可為從集氣室104的頂端110A延伸到底端（第3和4B圖中的110B）的通孔。在集氣室104的底端處具有開口的孔111（諸如在（例如）第3圖中所示）可允許插入緊固件，以將模具（第1圖中的102）從集氣室104的底端110B夾持到集氣室104。

第4B圖圖示了集氣室104和冷卻結構116的剖面。在第4B圖中，冷卻結構116包括冷卻結構外殼壁122。在一個實施例中，冷卻結構外殼壁122由與集氣室104相同的材料所製成。冷卻結構外殼壁122的底端連接到集氣室底座108，如124所示，以在集氣室腔室114內形成冷卻腔室126。在一個實施例中，冷卻結構外殼壁122永久地連接到集氣室底座108，從而將冷卻結構116與集氣室104整合。可使用任何合適的方法將冷卻結構外殼壁122連接到集氣室底座108，諸如焊接及類似者，或者將冷卻結構外殼壁122和集氣室底座108形成為整合一體。優選地，在集氣室底座108和冷卻結構外殼壁122之間的界面124被密封或氣密。

冷卻結構外殼壁122將集氣室腔室114分成冷卻腔室126（亦即，在冷卻結構外殼壁122內的腔室）及處理腔室128（亦即，冷卻結構外殼壁122外側的腔室）。處理腔室128可用於向模具（第1圖中的102）施加真空。附接到冷卻結構外殼壁122的頂端的擴散板127將冷卻腔室126與處理腔室128隔離開。優選地，在擴散板127和冷卻結構外殼壁122之間的界面被密封或氣密，以防止冷卻流體從冷卻腔室126洩漏到處理腔室128中。擴散板127可諸如藉由焊接及類似者而永久地附接到冷卻結構外殼壁122，或可為可移除地附接到冷卻結構壁122，如，以允許在稍後的時間進入冷卻腔室126進行維護。

在一個實施例中，擴散板127由可用於形成玻璃基製品的操作溫度下起作用的高導熱率材料所製成。術語「高導熱率材料」是相對於集氣室/模具材料。若模具和集氣室材料是（例如）Inconel系列合金，則合適的材料可為鎳合金Ni-201。Ni-201在500℃至800℃的操作範圍中具有58-65W/m-K的導熱率k。在一個實施例中，具有高導熱率的擴散板127將用作允許從模具進行熱提取以在大面積上散佈的散熱器。因此，具有高導熱率的擴散板127應具有有效作為散熱器的最小厚度。對於擴散板127是由（例如）諸如鎳合金Ni-201的鎳合金或其他類似的高導熱率材料所製成的實施例而言，擴散板127可具有至少3mm的厚度129。對於擴散板而言，不存在截止導熱率。若使用較低導熱率的材料，如具有Ni-201的一半導熱率的材料，擴散板將需要更厚（如，是Ni-201板厚度的兩倍）。

在一個實施例中，擴散板127的頂表面127A與集氣室外殼壁110的頂端110A齊平，此將允許頂表面127A和頂端110A同時磨平至良好的平坦度，如，優於25微米的平坦度，且通常優於10微米。可使用任何表面量測工具（諸如FlatMaster，ATOS或OGP）量測平坦度。平坦度可被界定為當參考水平面量測時，最高點和低點之間的高度差。除了更便宜和更快的製造之外，良好的平坦度允許在冷卻結構116和模具（參見第1圖中的102）的底部之間的受控接觸或間隙，從而在兩者之間產生一致的熱交換。

具有曝露於冷卻腔室126的表面108A1的集氣室底座108的部分108A可被稱為冷卻結構底座。在一個實施例中，入口孔130形成在冷卻結構底座108A中。入口孔130用作冷卻流體可供應到冷卻腔室26中通過的入口。冷卻流體可為(例如)空氣、氮氣及類似者。管組件106用於將冷卻流體供應到冷卻腔室126中。在一個實施例中，管組件106的端部132插入到入口孔130中。端部132可相對於冷卻結構底座108A的表面108A1而凹陷，以在入口孔130內形成與冷卻腔室126連通的入口腔室134。在一個實施例中，管組件106包括形成同心的流體通道140A、140B的同心管136、138。形成在內管136內的流體通道140A通到入口腔室134中。因此，流體通道140A可用以將冷卻流體輸送到冷卻腔室126。

在一個實施例中，管146（第4A-4C圖）固定到冷卻結構底座108A的表面108A1，使得管146的頂部曝露於冷卻腔室，且管146的底部與表面108A1接觸。管146可由與集氣室104相同的材料所製成，且藉由任何合適的方法(諸如藉由焊接)而固定到表面108A1。流孔148、150形成在管146的相對部分的頂部（第4A圖中的146A、146B）。流孔148、150將冷卻腔室126連接到管146的內部，允許冷卻流體從冷卻腔室126流到管146中。流孔151（第4A和4C圖）形成在管146的底部。流孔151與冷卻結構底座108A中的出口孔153連通。儘管在管146的底部僅顯示了一個流孔151，但是可能具有多於一個的流孔151。管146在第4A圖中顯示為具有U形。然而，管146不限於此形狀。管146可為環形的，例如，如第4D圖中的146’所示。管146用於相對於冷卻結構116的入口孔130而放置流孔148、150，且可具有任何合適的形狀以實現所欲的放置。此外，可在管146的頂部上形成多於兩個的流孔。

在一個實施例中，如第4A圖中所示，冷卻結構116的入口孔130位於冷卻結構底座108A的中心處（或冷卻腔室126的中心處），且管146的流孔148、150位於冷卻結構底座108A的相對邊緣附近（或冷卻腔室126的相對邊緣附近）。在一個實施例中，管146在冷卻結構底座108A上的形狀和放置使得流孔148、150繞入口孔130而對稱。（此處的「對稱」是指流孔148、150與入口孔130等距離。）藉由此種佈置，冷卻流體將通過入口孔130進入冷卻腔室126，且接著自由地擴散到流孔148、150所在的冷卻腔室126的邊緣，而不受如在美國專利第8,783,066（Bailey等人）號的冷卻板中的冷卻通道的限制。在一個實施例中，具有對稱出口流孔和一個入口的冷卻結構116允許比Bailey等人的專利的冷卻板中的冷卻通道更高的流量。該等更高的流量與擴散板127的高熱提取相結合將能夠發展形成具有精確形狀和良好表面的3D製品所需的中心到邊緣的溫度梯度。中心到邊緣的溫度梯度將允許模具在期望製品中的良好表面的中心處較冷，且在形成製品中的彎曲的邊緣處較熱。

回到第4B圖，界定在管136、138之間的流動通道140B在插入到冷卻結構底座108A中的通孔150中的管組件106的端部132處封閉。此意味著流動通道140B不用以將冷卻流體輸送到冷卻腔室126中。在第4C圖中，流動通道140B分別藉由導管164、166而連接到在集氣室底座108中的通孔160、162。集氣室底座108中的通孔160、162與處理腔室128連通，亦即，在冷卻結構116外側的集氣室腔室114的部分。當模具（第1圖中的102）安裝在如第1圖中所示的集氣室104時，可通過流動通道140B和處理腔室128向模具提供真空。

第5A圖圖示了根據一個實施例的模具102。模具102包括具有由要形成的3D製品所規定的選擇形狀的模具表面172的模具形成部分170。在第5A圖中所示的實例中，模具表面172形成具有雪橇形狀的製品，亦即，具有平坦中心區域和彎曲的兩個相對邊緣區域的形狀。其他形狀(諸如碟形（具有由邊緣區域圍繞的平坦的中心區域的形狀，其中整個邊緣區域被彎曲）)是可能的，且模具102不限於形成任何特定的形狀。可在合適的位置形成真空孔，以允許藉由真空而形成製品。在模具表面172上顯示了真空孔173的實例。當模具102安裝在集氣室（第1圖中的104）中時，該等真空孔173將與處理腔室（第4B和4C圖中的128）連通。

模具102包括圍繞模具形成部分170的周邊而形成的凸緣174。第5B圖圖示了模具102的下側。在一個實施例中，凸緣174的底表面174A與模具形成部分170的底表面170A齊平。此允許模具102的底部具有一致的平坦度。當模具102安裝在集氣室104上時，如第5C圖中所示，模具形成部分170的底表面170A將與擴散板127的頂表面127A呈相對關係。相對表面170A、127A的平坦度將有助於實現在模具102和冷卻結構116之間的一致的熱交換。在模具102和冷卻結構116之間不應有干擾。可在相對表面170A、127A之間的界面處允許在從0至25微米的範圍中的間隙，優選小於10微米。

參考第5A和5B圖，在凸緣174中形成模具安裝孔176（為了清楚起見，並非所有的模具安裝孔176都標記在第5A和5B圖中），用於接收合適的緊固件，諸如螺栓或螺釘。可選擇模具安裝孔176的圖案（間隔、數量和位置），以匹配集氣室安裝孔（第2圖中的111）的圖案，使得當模具102安裝在集氣室上時，如第1圖中所示，模具安裝孔176與集氣室安裝孔（第2圖中的111）對齊。優選地，集氣室和模具安裝孔176、111的圖案經優化以當模具102被夾持到集氣室時(如第1圖中所示)，最小化來自形成在模具102和集氣室之間的界面的洩漏。在一個實例中，用於在凸緣174的每一長側上的安裝孔176的間隔(從在長側上的一個角落到另一個角落開始)為L/8、L/4、L/4、L/4、L/8，其中L是角落到角落的距離。在一個實例中，用於在凸緣174的每一短邊緣上的安裝孔176的間隔是均勻的，如，用於在第5A圖中所示的圖案的W/3。

對於真空成型而言，可從凸緣174的頂部插入緊固件(諸如螺栓或螺釘)，如第1圖中所示。將模具102緊固到集氣室104的方法可基於模具102的材料而選擇。在一個實例中，模具102由鎳合金（諸如Ni-201鎳合金）所製成。在此種情況下，可使用具有螺栓的條帶將模具102夾持到集氣室104，從而避免能夠拉扯鎳的螺釘。該等條帶可僅在凸緣174的兩側（如長側）（如在第1圖中的175A、175B處所示），或在凸緣174的所有四側上使用。條帶可由高強度合金(諸如Inconel 600)所製成。條帶將確保更長週期間的可靠、防漏的螺栓連接，特別是當模具由比螺栓或集氣室更弱的材料所製成時。若使用螺紋螺釘緊固Ni-201模具與集氣室，則在Ni-201中的該等螺紋處的應力可能會超過Ni-201的降伏強度，導致局部降伏。結果將是模具到集氣室的緊固將會鬆動，經常會導致洩漏。高強度材料的條帶有助於施加較大的螺栓力，而不會藉由分佈負載而損壞模具。獨立的件（諸如以墊圈形式），而非單件式條帶，亦可良好地運作，但條帶可能更有效和方便。在另一個實例中，模具102由高強度材料(諸如Inconel)所製成。在此種情況下，具有比Inconel低的模數的不銹鋼螺釘可在模具102和集氣室104之間提供可靠的密封。

對於壓力成型而言，緊固件可從集氣室104的底部插入，而無需條帶。因此，凸緣174的頂表面將是平坦的，且沒有螺栓或螺釘，如第6圖中所示。 「壓力蓋」（未圖示）可設置在凸緣174的平坦頂表面上並形成用於建立成型壓力的防漏腔室。

在一個實施例中，模具102可被預負載，以在成型期間減少模具翹曲。在一個實施例中，模具102的預負載藉由將模具的底表面調整輪廓為50至150微米來完成。調整輪廓可僅在長軸方向上應用，或在長軸方向和短軸方向兩者上應用。「僅調整長軸方向的輪廓」可描述為以大圓筒而切割模具的底表面，使得模具的底部中心（在將模具附接到集氣室之前）比模具的底部角落高50至150微米。「調整短軸方向和長軸方向兩者的輪廓」可藉由用大的球體而切割模具的底表面，使得模具的底部中心（在將模具附接到集氣室之前）比模具的底部角落高50至150微米來描述。第7圖中顯示了沿著長軸方向調整輪廓的一個實例，其中模具102’的底部190向內彎曲（或模具102’的底部190稍微凹入），且模具102’的底部中心高於模具102’的底部角落。模具102’的底部中心相對於模具102’的底部角落的高度由h表示。在一個實施例中，h在從50至150微米的範圍中。如第7B圖中所示，當模具102’螺栓連接到集氣室104的平坦表面時，模具102’的底部將變平，且模具的頂部表面將形成與模具翹曲相反的輪廓，如在第7B圖中的192處所示。

第8A圖-8D顯示了用於100微米預負載（亦即，模具底部經調整輪廓如第7A圖中所示，其中h為100微米）的模具翹曲，及沒有在熱負載下預負載（亦即，模具底部不經調整輪廓）的電腦模擬。第8A圖圖示了循環前的螺栓翹曲、預負載的情況。第8B圖圖示了循環前的螺栓翹曲，沒有預負載。第8C圖圖示了循環後的螺栓翹曲，預負載的情況。 第8D圖圖示了循環後的螺栓翹曲，無預負載。當模具被預負載時，模具翹曲約降低60微米。

在實驗中，對於沒有預負載的模具而言，模具翹曲增加了129微米（從27微米到156微米），而對於具有預負載的模具而言，模具翹曲增加了僅僅84微米（從12微米到96微米），由於預負載，模具翹曲減小約45微米。在其他方面中，用於兩種情況的集氣室和模具是相同的。

第9圖圖示了模具堆疊100可進一步包括在集氣室104下方的可移除絕緣塊180，以減少來自集氣室104的底部的熱損失。從集氣室104的頂部到底部的較低溫度梯度將降低對於模具堆疊翹曲的驅動力。可藉由改變絕緣塊180的厚度和平面內尺寸而控制熱梯度。可使用的絕緣材料的實例是Zircar RSLE57，儘管亦可使用其他類型的絕緣材料。絕緣材料的其他實例包括(但不限於)高強度強化二氧化矽基質（99.7％的SiO₂ ）的複合材料和高溫鋁矽酸鹽材料，諸如來自Rath Incorporated的ALTRA ® KVS系列材料。亦可使用其他類型的不脫落絕緣材料。絕緣塊180的平面內尺寸可為集氣室104的尺寸或稍小（若來自邊緣的熱損失需要增加）。可操縱絕緣塊180的尺寸，以在模具102中獲得正確的溫度梯度。

第10圖圖示了集氣室之下的絕緣塊對模具溫度的影響。線200、202分別顯示了當絕熱塊放置在集氣室之下時，在模具角落和模具中心處的模具溫度。所使用的絕緣塊是Zircar RSLE5。線204、206分別顯示了當絕熱件未放置在集氣室下方時，在模具角落和模具中心處的模具溫度。如第10圖中所示，在集氣室下方具有絕緣塊的模具溫度高於在集氣室下方沒有絕緣塊的溫度。此意味著使用絕緣件有助於在較低的爐溫下達到目標模具溫度。另一方面，若在相同的模具溫度下需要更高的玻璃溫度時，則可移除絕緣塊，使得需要更高的爐溫，此可提高玻璃溫度以獲得相同的模具溫度。

第11圖比較了本揭露書中所描述的模具堆疊的實施例（亦即，不具有預負載的模具堆疊的實施例，但是在集氣室下方具有絕緣塊）與美國專利第8,783,066號中所揭露的模具堆疊（Bailey等人）的模具溫度。在第11圖中，線220表示發射板（爐）的溫度分佈，線222A表示用於習知技術的模具堆疊的中心模具溫度（在Bailey等人的專利中描述），而線222B表示用於習知技術的模具堆疊的角落模具溫度。線224A和224B分別表示用於在本揭露書中所描述的模具堆疊的中心和角落模具溫度。在發射板的溫度相似的情況下，在本揭露書中所描述的模具堆疊比習知技術的模具堆疊高約40℃。

第12圖圖示了類似於用於習知技術的模具堆疊（Bailey等人的專利中所述的）的模具溫度的模具溫度，可藉由於此所述的模具堆疊以20℃至50℃的較低加熱區域溫度而獲得。在第12圖中，線226表示用於於此所述的模具堆疊的爐溫分佈，且線226A和226B分別表示用於於此所述的模具堆疊的中心和角落模具溫度。線228表示用於習知技術的模具堆疊的爐溫分佈，且線228A和228B分別表示用於習知技術的模具堆疊的中心和角落模具溫度。

儘管已經相對於有限數量的實施例而描述了本發明，但是熟悉本領域者(受益於本揭露書的內容)將理解其他實施例可經設計，而不背離如於此所揭露的本發明的範圍。因此，本發明的範圍應僅由所附隨的申請專利範圍而限定。

100‧‧‧模具堆疊
102‧‧‧模具
102’‧‧‧模具
104‧‧‧集氣室
106‧‧‧管組件
108‧‧‧集氣室底座
108A‧‧‧冷卻結構底座
108A1‧‧‧表面
110‧‧‧集氣室外殼壁
110A‧‧‧頂端
110B‧‧‧底端
111‧‧‧孔
112‧‧‧處
114‧‧‧集氣室腔室
116‧‧‧冷卻結構
118‧‧‧壁厚度
120‧‧‧底座厚度
122‧‧‧冷卻結構外殼壁
124‧‧‧底端/界面
126‧‧‧冷卻腔室
127‧‧‧擴散板
127A‧‧‧頂表面
128‧‧‧處理腔室
129‧‧‧厚度
130‧‧‧入口孔
132‧‧‧端部
134‧‧‧入口腔室
136‧‧‧管
138‧‧‧管
140A‧‧‧流體通道
140B‧‧‧流體通道
146‧‧‧管
146’‧‧‧管
146A‧‧‧頂部
146B‧‧‧頂部
148‧‧‧流孔
150‧‧‧流孔
151‧‧‧流孔
153‧‧‧出口孔
160‧‧‧通孔
162‧‧‧通孔
164‧‧‧導管
166‧‧‧導管
170‧‧‧模具形成部分
170A‧‧‧表面
172‧‧‧模具表面
173‧‧‧真空孔
174‧‧‧凸緣
174A‧‧‧底表面
175A‧‧‧側面
175B‧‧‧側面
176‧‧‧安裝孔
180‧‧‧絕緣塊
190‧‧‧底部
192‧‧‧輪廓
200‧‧‧線
202‧‧‧線
204‧‧‧線
206‧‧‧線
220‧‧‧線
222A‧‧‧線
222B‧‧‧線
224A‧‧‧線
224B‧‧‧線
226‧‧‧線
226A‧‧‧線
226B‧‧‧線
228‧‧‧線
228A‧‧‧線
228B‧‧‧線

以下是附圖中的圖式的描述。該等圖式不一定按比例而繪製，且為了清晰和簡明，該等圖式和圖式的某些視圖可能會以放大的比例或以概要的方式而顯示。

第1圖圖示了根據一個實施例的模具堆疊。

第2圖圖示了第1圖的模具堆疊，其中為了清楚的目的而省略了模具。

第3圖圖示了第1圖的模具堆疊的底視圖。

第4A圖圖示了具有第2圖的整合冷卻結構的集氣室的俯視圖，其中為了清楚的目的，省略了冷卻結構的擴散板。

第4B圖圖示了第4A圖沿著線4B-4B的剖面。

第4C圖圖示了第4A圖沿著線4C-4C的剖面。

第4D圖圖示了第4A圖在冷卻結構底座上具有環形管。

第5A圖圖示了可用在第1圖的根據一個實施例的模具堆疊中的模具。

第5B圖圖示了第5A圖的模具的下側。

第5C圖圖示了第1圖的模具堆疊的剖面。

第6圖圖示了根據一個實施例的在模具凸緣的頂表面上沒有緊固件的模具堆疊。

第7A圖圖示了具有輪廓底部的預負載模具。

第7B圖圖示了當安裝在平坦的集氣室上時的預負載模具。

第8A-8D圖是圖示模具預負載對模具翹曲的影響的電腦模擬。

第9圖圖示了第1圖的模具堆疊的集氣室之下的絕緣塊。

第10圖圖示了集氣室之下的絕緣塊對模具溫度的影響。

第11和12圖比較了第1圖的模具堆疊的模具溫度和習知技術的模具堆疊的模具溫度。

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104‧‧‧集氣室

106‧‧‧管組件

108‧‧‧集氣室底座

108A‧‧‧冷卻結構底座

108A1‧‧‧表面

110‧‧‧集氣室外殼壁

110A‧‧‧頂端

110B‧‧‧底端

114‧‧‧集氣室腔室

120‧‧‧底座厚度

122‧‧‧冷卻結構外殼壁

124‧‧‧底端/界面

126‧‧‧冷卻腔室

127‧‧‧擴散板

127A‧‧‧頂表面

128‧‧‧處理腔室

129‧‧‧厚度

130‧‧‧入口孔

132‧‧‧端部

134‧‧‧入口腔室

136‧‧‧管

138‧‧‧管

140A‧‧‧流體通道

140B‧‧‧流體通道

146‧‧‧管

148‧‧‧流孔

150‧‧‧流孔

Claims (10)

1. 一種用於形成多個3D玻璃基製品的模具堆疊，包含： 一集氣室，具有與一集氣室外殼壁整合的一集氣室底座，該集氣室底座和該集氣室外殼壁界定了一集氣室腔室；一冷卻結構，設置在該集氣室腔室內，該冷卻結構包含：一冷卻結構外殼壁，與該集氣室底座整合，使得一部分的該集氣室底座形成一冷卻結構底座，該冷卻結構外殼壁將該集氣室腔室分為在該冷卻結構外殼壁內的一冷卻腔室和在該冷卻結構外殼外側的一處理腔室；一擴散板，安裝在該冷卻結構外殼壁上，該擴散板將該冷卻腔室與該處理腔室隔離；及一入口孔和一出口孔，形成在該冷卻結構底座中，該入口孔和該出口孔與該冷卻腔室連通；及一模具，在其一邊緣處具有一凸緣，該凸緣可移除地附接到該集氣室外殼壁的一頂表面。
2. 如請求項1所述之模具堆疊，進一步包含設置在該集氣室下方的一絕緣塊。
3. 如請求項1所述之模具堆疊，進一步包含一管組件，該管組件具有與該冷卻腔室連通的一第一流體通道和與該處理腔室連通的一第二流體通道。
4. 如請求項1所述之模具堆疊，其中當該凸緣附接到該集氣室外殼壁的該頂表面時，該模具的一底表面的一部分與該擴散板的一頂表面成相對關係，其中該擴散板的該頂表面與該集氣室外殼壁的該頂表面齊平，且其中當該凸緣附接到該集氣室外殼壁的該頂表面時，與該擴散板的該頂表面成相對關係的該模具的該底表面的該部分之間的一間隙為0至25微米。
5. 如請求項1所述之模具堆疊，其中該模具的一底表面經調整輪廓以將一預負載施加到該模具。
6. 如請求項1所述之模具堆疊，其中多個安裝孔形成在該集氣室外殼壁和該凸緣的每一者中，且其中在該集氣室外殼壁中的該等安裝孔的一圖案匹配在該凸緣中的該等安裝孔的一圖案，使得在該集氣室外殼壁中的該等安裝孔與該凸緣中的該等安裝孔對準，且其中該等安裝孔適於接收多個緊固件，以將該凸緣可移除地附接到該集氣室外殼壁。
7. 如請求項6所述之模具堆疊，其中該模具由一鎳合金所製成，且該凸緣藉由至少一個螺栓條帶而附接到該集氣室外殼壁的該頂表面，該螺栓條帶具有由比該鎳合金強度高的一合金所製成的一條帶。
8. 如請求項1所述之模具堆疊，進一步包含附接到該冷卻結構底座的一管，其中至少兩個第一流孔形成在曝露於該冷卻腔室的該管的一表面中，該至少兩個第一流孔與該冷卻腔室連通，其中至少一個第二流孔形成在與該冷卻結構底座接觸的該管的一表面中，該至少一個第二流孔與該出口孔連通。
9. 如請求項8所述之模具堆疊，其中該入口孔位於該冷卻結構底座的中心處，且其中該至少兩個第一流孔位於該冷卻結構底座的相對邊緣附近，且繞該入口孔而對稱。
10. 如請求項1所述之模具堆疊，其中該模具具有至少一個真空孔，且該至少一個真空孔與該處理腔室連通。