TWI404681B - Method for molding sheet glass and molding mold - Google Patents

Description

模塑薄板素材玻璃的方法及其成型模具

  本發明係有關一種模塑薄板素材玻璃的方法，特別是一種可使薄板素材玻璃未達可塑臨界溫度前不致被上模具之自重壓裂之模塑薄板素材玻璃的方法及其成型模具。

  一般曲面玻璃係利用模造之方式加以成型，傳統使用之玻璃模造裝置包括有上、下模具，且將素材玻璃胚料置於其間，待上、下模具及素材玻璃胚料均昇溫至可塑臨界溫度後，上、下模具即對素材玻璃胚料加壓改變其形狀，待降溫之後，素材玻璃胚料即便冷卻，而其表面會對應成型為上、下模具表面之預設形狀。
  值得注意的是，當將習知玻璃模造裝置應用於異型薄殼曲面玻璃模造成型時，置放於下模具上的薄板素材玻璃胚料的中央區域在合模初期會處於極大面積懸空的狀態，由於厚度較為纖薄的薄板素材玻璃胚料無法承受上模具的重量，因此若上模具接觸到未達可塑化溫度前的薄板素材玻璃胚料，將會很容易壓碎薄板素材玻璃胚料。

  為了解決上述問題，本發明目的之一提出一種模塑薄板素材玻璃的方法及其成型模具，其中，在薄板素材玻璃達到可塑臨界溫度之前，藉由支撐元件支撐上模具，使上模具及下模具間構成間隔，以避免上模具壓傷薄板素材玻璃，不但具有保護薄板素材玻璃不會受劇烈的壓力而破裂的優點，並可使薄板素材玻璃經由緩慢變形而形成良好的薄殼曲面玻璃成品。
  為了達到上述目的，本發明一實施例之模塑薄板素材玻璃的方法，包括：於一上模具及一下模具之間設置複數個支撐元件，該上模具及該下模具設置有相對應之至少一模仁及至少一模穴，該薄板素材玻璃放置於該下模具上，其中，支撐元件的可塑臨界溫度大於或等於薄板素材玻璃的可塑臨界溫度；以及進行加熱，當一加熱溫度未達到支撐元件的可塑臨界溫度時，藉由支撐元件支撐上模具，使上模具及下模具間構成一間隔，當加熱溫度達到支撐元件的可塑臨界溫度時，對上模具施以一下壓力，使支撐元件變形，且使得模仁迫使薄板素材玻璃朝向模穴變形，以成型薄板素材玻璃為一玻璃成品。
  本發明另一實施例之成型模具包含：一第一模具包含一第一表面，第一表面上設置至少一模仁及且形成複數第一支撐元件放置區；一第二模具包含一第二表面面對第一表面，第二表面上設置至少一模穴對應模仁，且第二表面上形成複數第二支撐元件放置區對應第一支撐元件放置區；以及於兩兩對應之第一支撐元件放置區及第二支撐元件放置區分別設置一支撐元件，使第一模具及第二模具間構成一間隔，其中支撐元件的可塑臨界溫度大於或等於薄板素材玻璃的可塑臨界溫度。

  圖1a及圖1b所示為本發明一實施例之模塑薄板素材玻璃的方法示意圖；圖2所示為本發明一實施例之模塑薄板素材玻璃的方法所使用的薄板素材玻璃結構示意圖；圖3所示為本發明一實施例之模塑薄板素材玻璃的方法所完成之薄殼曲面玻璃成品的結構示意圖。
  如圖1a所示，模塑薄板素材玻璃的方法包含於上模具10及下模具12之間設置複數個支撐元件14，支撐元件14的可塑臨界溫度大於或等於一薄板素材玻璃16的可塑臨界溫度，請同時參閱圖1a及圖2，於此實施例中，上模具10設置有一模仁101，下模具12形成有一模穴121對應模仁101，薄板素材玻璃16為一厚度纖薄之平面玻璃，且薄板素材玻璃16係放置於下模具12之模穴121上；之後進行加熱，當加熱溫度未達到支撐元件14的可塑臨界溫度時，藉由支撐元件14支撐上模具10，使上模具10及下模具12間構成一間隔18，且模仁101遠離或恰好接觸到薄板素材玻璃16，而不會直接對薄板素材玻璃16施加壓力；當加熱溫度升高達到支撐元件14的可塑臨界溫度時，對上模具10施以一下壓力，使支撐元件14變形，如圖1b所示，使得模仁101接觸薄板素材玻璃16，由於薄板素材玻璃16的可塑臨界溫度小於或等於支撐元件14的可塑臨界溫度，因此薄板素材玻璃16將提早或與支撐元件同時達倒可塑臨界溫度，當對上模具10施以下壓力，使支撐元件14變形，上模具10的部分重量及上、下模具10、12之間的合模力會開始透過模仁101迫使薄板素材玻璃16朝向模穴121變形，直到完成合模為止。
  接續上述說明，藉由模仁101的作動，原呈平板狀的薄板素材玻璃16被模仁101完全壓入模穴121中，因而順應模仁101及模穴121的輪廓而形成薄殼曲面玻璃成品20，如圖3所示，此薄殼曲面玻璃成品20將於降溫硬化後取出。另一方面，如圖1b所示之已變形的支撐元件14亦被取出，且重新放置新的支撐元件14再次支撐上模具10及下模具12間所構成的間隔18，以便進行下一薄板素材玻璃16的模塑製程。
  其中，支撐元件14的材料可為與薄板素材玻璃16相同的材料，以具有相同的可塑臨界溫度，抑或支撐元件14可使用材質不同但可塑臨界溫度略高於薄板素材玻璃16之可塑臨界溫度的材質。
  圖4a及圖4b所示為本發明另一實施例之模塑薄板素材玻璃的方法示意圖，與圖1a相異處為在圖4a中，模仁101係設置於下模具12，而模穴121則形成於上模具10，上模具10及下模具12之間設置複數個支撐元件14，支撐元件14的可塑臨界溫度大於或等於一薄板素材玻璃16的可塑臨界溫度，並將薄板素材玻璃16放置於下模具12之模仁101表面；當加熱溫度升高達到支撐元件14的可塑臨界溫度時，對上模具10施以一下壓力，使支撐元件14變形，如圖4b所示，上模具10的部分重量及上、下模具10、12之間的合模力會開始透過模仁101迫使薄板素材玻璃16朝向模穴121變形，直到完成合模為止。
  在上述模塑薄板素材玻璃的方法中，由於支撐元件14的使用，在薄板素材玻璃16達到可塑臨界溫度之前，利用支撐元件14來承受上模具10的重量及上、下模具10、12之間的合模力，以避免壓傷薄板素材玻璃16，不但具有保護薄板素材玻璃16不會受劇烈的壓力而破裂的優點，並可使薄板素材玻璃16經由緩慢變形而形成良好的薄殼曲面玻璃成品20。
  進一步詳細說明本發明中用以模塑薄板素材玻璃的成型模具，成型模具包含一第一模具、一第二模具及複數支撐元件設置於第一模具及第二模具之間；請同時參閱圖5及圖6所示分別為本發明一實施例之第一模具及第二模具之立體示意圖。如圖5所示，第一模具100包含一第一表面102，第一表面102上設置一模仁101及形成複數個第一支撐元件放置區，於一實施例中，第一支撐元件放置區係形成為一第一凹穴103；如圖6所示，第二模具120包含一第二表面122，第二表面122上設置一模穴121及形成複數第二支撐元件放置區，於一實施例中，第二支撐元件放置區係形成為一第二凹穴123。
  於一實施例中，具有模仁102之第一模具100係作為一上模具10，具有模穴121之第二模具120係作為一下模具12，請再次參閱圖1a，上模具10之第一表面102係面對下模具12的第二表面122，使得模仁101與模穴121對應，第一凹穴103及第二凹穴123相互對應，且第一凹穴103及第二凹穴123的輪廓順應支撐元件14的外型。於一實施例中，支撐元件14係為複數圓球體，每一圓球體的上緣及下緣分別定位於兩兩對應之第一凹穴103及第二凹穴123內，以支撐上模具10及下模具12間所構成之間隔18，其中支撐元件14之材質可為與薄板素材玻璃16相同的材料，抑或是使用材質不同但可塑臨界溫度略高於薄板素材玻璃16之可塑臨界溫度的材質。
  於另一實施例中，具有模仁101之第一模具100係作為一下模具12，具有模穴121之第二模具120係作為一上模具10，上模具10及下模具12之配置關係如圖4a所述，上模具10之第一表面102係面對下模具12的第二表面122，使得模仁101與模穴121對應，第一凹穴103及第二凹穴123相互對應，且第一凹穴103及第二凹穴123的輪廓順應支撐元件14的外型。
  其中上模具10之模仁101及下模具12之模穴102的數量不限於一個，可依據需求設置分別多個模仁及多個相對應的模穴，以便可批次製作多片薄殼曲面玻璃成品；另一方面支撐元件14不限於圓球體，亦可為柱體或塊體的設計。
  綜合上述，本發明使用支撐元件於上、下模具之間，且支撐元件的可塑臨界溫度等於或高於薄板素材玻璃的可塑臨界溫度，在模塑薄板素材玻璃時具有至少以下幾項優點：
  1.在支撐元件與薄板素材玻璃達到可塑臨界溫度之前，利用支撐元件來承受上模具重量及上、下模具之間的合模力，使得薄板素材玻璃不致因模仁的壓迫而破裂；
  2.以支撐元件分散薄板素材玻璃所承受的上模具重量及上、下模具之間的合模力，不僅可以保護薄板素材玻璃不會受劇烈的壓力而破裂，還可使薄板素材玻璃經由緩慢地變形而形成品質良好的薄殼曲面玻璃成品，因此可提高薄殼曲面玻璃成品的模造成型條件與良率。
　以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10‧‧‧上模具

100‧‧‧第一模具

101‧‧‧模仁

102‧‧‧第一表面

103‧‧‧第一凹穴

12‧‧‧下模具

120‧‧‧第二模具

121‧‧‧模穴

122‧‧‧第二表面

123‧‧‧第二凹穴

14‧‧‧支撐元件

16‧‧‧薄板素材玻璃

18‧‧‧間隔

20‧‧‧薄殼曲面玻璃成品

  圖1a及圖1b所示為本發明一實施例之模塑薄板素材玻璃的方法示意圖。
  圖2所示為本發明一實施例之模塑薄板素材玻璃的方法所使用的薄板素材玻璃結構示意圖。
  圖3所示為本發明一實施例之模塑薄板素材玻璃的方法所完成之薄殼曲面玻璃成品的結構示意圖。
  圖4a及圖4b所示為本發明另一實施例之模塑薄板素材玻璃的方法示意圖。
  圖5所示為本發明一實施例之上模具之立體示意圖。
  圖6所示為本發明一實施例之下模具之立體示意圖。

10‧‧‧上模具

101‧‧‧模仁

102‧‧‧第一表面

103‧‧‧第一凹穴

12‧‧‧下模具

121‧‧‧模穴

122‧‧‧第二表面

123‧‧‧第二凹穴

14‧‧‧支撐元件

16‧‧‧薄板素材玻璃

18‧‧‧間隔

Claims (11)

1. 一種模塑薄板素材玻璃的方法，包含：
   於一上模具及一下模具之間設置複數個支撐元件，該上模具及該下模具設置有相對應之至少一模仁及至少一模穴，該薄板素材玻璃放置於該下模具上，其中，該些支撐元件的可塑臨界溫度大於或等於該薄板素材玻璃的可塑臨界溫度；以及
   進行加熱，當一加熱溫度未達到該些支撐元件的可塑臨界溫度時，藉由該些支撐元件支撐該上模具，使該上模具及該下模具間構成一間隔，當該加熱溫度達到該些支撐元件的可塑臨界溫度時，對該上模具施以一下壓力，使該些支撐元件變形，使得該模仁迫使該薄板素材玻璃朝向該模穴變形，以成型該薄板素材玻璃為一玻璃成品。
2. 如請求項1所述之模塑薄板素材玻璃的方法，其中該些支撐元件之材質係與該薄板素材玻璃相同材質者。
3. 如請求項1所述之模塑薄板素材玻璃的方法，其中該些支撐元件係為一圓球體、柱體或塊體。
4. 如請求項1所述之模塑薄板素材玻璃的方法，更包含於該玻璃成品降溫硬化後，取出該玻璃成品，及更換已變形之該支撐元件。
5. 一種成型模具，用以模塑一薄板素材玻璃，該成型模具包含：
     一第一模具，該第一模具包含一第一表面，該第一表面上設置至少一模仁及且形成複數第一支撐元件放置區；
     一第二模具，該第二模具包含一第二表面面對該第一表面，該第二表面上設置至少一模穴對應該模仁，且該第二表面上形成複數第二支撐元件放置區對應該第一支撐元件放置區；以及
     於兩兩對應之該第一支撐元件放置區及該第二支撐元件放置區分別設置一支撐元件，使該第一模具及該第二模具間構成一間隔，其中，該些支撐元件的可塑臨界溫度大於或等於該薄板素材玻璃的可塑臨界溫度。
6. 如請求項5所述之成型模具，其中該第一模具係為一上模具，該第二模具係為一下模具。
7. 如請求項5所述之成型模具，其中該第一模具係為一下模具，該第二模具係為一上模具。
8. 如請求項5所述之成型模具，其中該些支撐元件係為圓球體、柱體或塊體。
9. 如請求項5所述之成型模具，其中該些支撐元件之材質係與該薄板素材玻璃相同材質者。
10. 如請求項5所述之成型模具，其中每一該第一支撐元件放置區及每一該第二支撐元件放置區分別形成為一第一凹穴及一第二凹穴，以供定位該些支撐元件。
11. 如請求項10所述之成型模具，其中該第一凹穴及該第二凹穴的輪廓順應每一該支撐元件的外型。