TWI641565B - Molded three-dimensional glass mold and mold forming method - Google Patents

Abstract

本發明係有關一種模造立體玻璃模具成型方法，主要係於上模具上端面及下模具下端面相對於待熱壓玻璃中央部之受熱面中央部設空間層，在上模具上端面與下模具下端面施加接觸式熱源時，熱源與上模具及下模具之受熱面中央部具有一間隙，而四周緣則無間隙，使上模具及下模具中央與四周緣具有到達軟化溫度的時間差，在熱壓玻璃時，玻璃由四周待彎折部先到達玻璃軟化溫度，再至玻璃中央部到達玻璃軟化溫度，使成型後之立體玻璃中央部積熱及熱含量較低，可有效避免成型後之立體玻璃中央部產生質變，以及模造玻璃的中間區域因高溫軟化所呈現彎垂的弧形或波浪形狀態致熱壓後產生平面的不均勻痕跡等缺失的功效。

Description

模造立體玻璃模具及模具成型方法

本發明係有關一種模造立體玻璃模具成型方法，屬模造立體玻璃製程技術領域，可有效避免成型後之立體玻璃中央部產生質變，以及模造玻璃的中間區域因高溫軟化所呈現彎垂的弧形或波浪形狀態致熱壓後產生平面的不均勻痕跡等缺失的功效。

按，玻璃因為具有較高透光的特性，因此顯示裝置(如手機、手錶等電子產品)多選其作為視窗部份的外殼。君可見手持電子產品表面通常設有玻璃殼體，以保護產品內部的顯示模組。目前玻璃殼體大部分都是平板的外形，所以在電子產品的上表面會形成有接縫。再者，由於電子產品的周邊必須保留一定寬度的機構部分，用以固持平板狀的玻璃，因此電子產品的頂面也就無法完全被利用。因此，立體或曲面玻璃已漸漸的被運用於電子產品的玻璃殼體上。

平板式玻璃殼體較易製造，而具有立體形狀的玻璃殼體製造則較為不易。目前，具有立體形狀的玻璃殼體的製造通常有兩種方法：第一種為：製造多片平板式玻璃單元，然後藉由黏貼邊緣的方式形成具有立體形狀的玻璃殼體。第二種為：製造一定厚度的長方體玻璃，而後於該長方體玻璃上多次的研磨以形成具有多側面的立體造型。然而，上述二方法均耗時耗力，生產速度非常慢。一般而言，由於玻璃素材係為一平板狀， 如果要生產一具有造型之玻璃，較佳的作法係將平板狀的玻璃素材設置於一上模件與一下模件之間，接著加熱上模件、下模件以及玻璃素材，以使玻璃素材軟化。當上述之玻璃素材軟化時，上模件與下模件便可進行合模動作，以使上模件沿一合模方向與下模件共同塑造玻璃素材的外形，藉以生產相對應之模造玻璃。我國專利公告M452174號「用來製造模造玻璃之成型設備」(公告日2013年05月01日專利公告資料參照)，其包含有一母型模具件、一第一公型模具件、一第二公型模具件、一支撐頂桿以及一壓桿。該第一公型模具件以可開合之方式設置於該母型模具件上，該第二公型模具件設置於該母型模具件與該第一公型模具件之間。該支撐頂桿穿設於該母型模具件，該支撐頂桿用來推頂於該第二公型模具件，藉以支撐該第二公型模具件與該第一公型模具件共同夾持一模造玻璃。該壓桿設置於該第一公型模具件之一側，該壓桿用來下壓於該第一公型模具件，以使該第一公型模具件與該第二公型模具件相對該母型模具件移動至一合模位置，藉以成型該模造玻璃。

我國專利I404681【102年8月11日專利公告資料參照】提及：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。該專利提供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。又，習知模造玻璃放入成型腔室後，模造玻璃的二側邊會接觸成型腔室的內側壁面，中央區域則懸空於成型腔室內部，當上模具及下模具加熱模造玻璃時，模造玻璃的中間區域因高溫軟化會呈現彎垂的弧形或波浪形狀態，待上模具及下模具合模後，前述弧形或波浪形區域經熱壓將產生平面的不均勻痕跡，此缺陷難以利用後續製程整平，影響模造玻璃的透明度。我國專利M546396號玻璃成型設備專利【106年8月1日專利公告資料參照】，係用來對一模造玻璃進行熱壓成型，該玻璃成型設備包含有：一第一模具結構，其包含一第一模具件；一第二模具結構，以可相對活動方式旁設於該第一模具結構，該第二模具結構包含：一第二模具件，具有連通的一容置槽與一抽氣孔；以及一透氣組件，設置在該第二模具件上以封住該容置槽，該透氣組件用來承載該模造玻璃，並配合該第一模具件分別施壓該模造玻璃的兩相對表面以產生熱壓變形；一抽氣模組， 設置於該第二模具結構外，經由該抽氣孔對該容置槽和該透氣組件結合形成之一容置空間進行排氣；以及一加熱模組，用來對該第一模具結構與該第二模具結構進行加熱。

針對前述模造玻璃的二側邊會接觸成型腔室的內側壁面，中央區域則懸空於成型腔室內部，當上模具及下模具加熱模造玻璃時，模造玻璃的中間區域因高溫軟化會呈現彎垂的弧形或波浪形狀態等缺失，本發明提出更佳之方法，使模造立體玻璃產品之成型更臻完善。

本發明發明人鑒於習用技術之缺失，積其多年實際從事精密陶瓷科技工業產品之設計製造專業知識，經不斷研究、改良後，終有本發明之研發成功，公諸於世。

緣是，本發明之主要目的在提供一種「模造立體玻璃模具成型方法」，主要係於上模具上端面及下模具下端面相對於待熱壓玻璃中央部之受熱面中央部設空間層，在上模具上端面與下模具下端面施加接觸式熱源時，因熱源與上模具及下模具之受熱面中央部具有一間隙，而四周緣則無間隙，使上模具及下模具中央與四周緣具有到達軟化溫度的時間差，在熱壓玻璃時，玻璃由四周待彎折部先到達玻璃軟化溫度，再至玻璃中央部到達玻璃軟化溫度，使成型後之立體玻璃中央部積熱及熱含量較低，可有效避免成型後之立體玻璃中央部產生質變，以及模造玻璃的中間區域因高溫軟化所呈現彎垂的弧形或波浪形狀態致熱壓後產生平面的不均勻痕跡等缺失的功效。

本發明前述方法，在熱源由上模具及下模具的上、下方以非 接觸式的幅射熱提供時，該上模具空間層係於上模具中間設與待熱壓玻璃平行之貫穿長槽孔者。

本發明之另一主要目的在提供一種「模造立體玻璃模具」，其主要包括有一上模具及下模具，上模具上端面及下模具下端面相對於待熱壓玻璃中央部之受熱面中央部上各設有一空間層，上模具上端面與下模具下端面具有熱源施以接觸式加熱，因熱源與上模具及下模具之受熱面中央部藉空間層而具有一間隙，而四周緣則無間隙，使上模具及下模具中央與四周緣具有到達軟化溫度的時間差，在熱壓玻璃時，玻璃由四周待彎折部先到達玻璃軟化溫度，再至玻璃中央部到達玻璃軟化溫度，使成型後之立體玻璃中央部積熱及熱含量較低，可有效避免成型後之立體玻璃中央部產生質變，以及模造玻璃的中間區域因高溫軟化所呈現彎垂的弧形或波浪形狀態致熱壓後產生平面的不均勻痕跡等缺失的功效。

本發明前述模具，在熱源由上模具及下模具的上、下方以非接觸式的幅射熱提供時，該上模具空間層係於上模具中間設與待熱壓玻璃平行之貫穿長槽孔者。

(1)‧‧‧上模具

(10)‧‧‧上端面

(11)‧‧‧空間層

(12)‧‧‧貫穿長槽孔

(2)‧‧‧下模具

(20)‧‧‧下端面

(21)‧‧‧空間層

(3)‧‧‧待熱壓玻璃

(4)‧‧‧熱源

(5)‧‧‧移載盤

第1圖係本發明實施例模具組立剖示圖；第2圖係本發明實施例模具正視剖示圖；第3圖係本發明實施例模具側視剖示圖；第4圖係本發明實施例接觸式熱源示意圖；第5圖係本發明另一實施例模具組立剖示圖；第6圖係本發明另一實施例模具正視剖示圖； 第7圖係本發明另一實施例模具側視剖示圖；第8圖係本發明非接觸式熱源示意圖。

為達成本發明前述目的之技術手段，茲列舉一實施例，並配合圖式說明如後，貴審查委員可由之對本發明之結構、特徵、方法及所達成之功效，獲致更佳之瞭解。

本發明係有關模造立體玻璃模具成型方法，請參閱第1-3圖所示，其方法主要係於上模具(1)上端面(10)及下模具(2)下端面(20)相對於待熱壓玻璃(3)中央部之受熱面中央部設空間層(11)(21)，在上模具(1)上端面(10)與下模具(2)下端面(20)施加接觸式熱源(4)時【請參閱第4圖】，因熱源(4)與上模具(1)及下模具(2)之受熱面中央部具有一間隙，而四周緣則無間隙，使上模具(1)及下模具(2)中央與四周緣具有到達軟化溫度的時間差，在熱壓玻璃時，玻璃由四周待彎折部先到達玻璃軟化溫度，再至玻璃中央部到達玻璃軟化溫度，使成型後之立體玻璃中央部積熱及熱含量較低，可有效避免成型後之立體玻璃中央部產生質變，以及模造玻璃的中間區域因高溫軟化所呈現彎垂的弧形或波浪形狀態致熱壓後產生平面的不均勻痕跡等缺失的功效。

請參閱第5-8圖所示，本發明前述方法，在熱源(4)由上模具(1)及下模具(2)的上、下方以非接觸式的幅射熱提供時，該上模具(1)空間層(11)係於上模具(1)中間設與待熱壓玻璃(3)平行之貫穿長槽孔(12)者。

本發明係有關一種模造立體玻璃模具，請參閱第1-4圖所 示，其主要包括有一上模具(1)及下模具(2)，上模具(1)上端面(10)及下模具(2)下端面(20)相對於待熱壓玻璃(3)中央部之受熱面中央部上各設有一空間層(11)(21)，上模具(1)上端面(10)與下模具(2)下端面(20)具有熱源(4)施以接觸式加熱，因熱源(4)與上模具(1)及下模具(2)之受熱面中央部藉空間層(11)(21)而具有一間隙，而四周緣則無間隙，使上模具(1)及下模具(2)中央與四周緣具有到達軟化溫度的時間差，在熱壓玻璃時，玻璃由四周待彎折部先到達玻璃軟化溫度，再至玻璃中央部到達玻璃軟化溫度，使成型後之立體玻璃中央部積熱及熱含量較低，如此，可有效避免成型後之立體玻璃中央部產生質變，以及模造玻璃的中間區域因高溫軟化所呈現彎垂的弧形或波浪形狀態致熱壓後產生平面的不均勻痕跡等缺失的功效。

請參閱第5-8圖所示，本發明前述模具，在熱源(4)由上模具(1)及下模具(2)的上、下方以非接觸式的幅射熱提供時，下模具置於一移載盤(5)上，該上模具(1)空間層(11)係於上模具(1)中間設與待熱壓玻璃(3)平行之貫穿長槽孔(12)者。

再者，本發明模具係以石墨材料構成，石墨具有硬度高、導電性好、防輻射、耐腐蝕、導熱性好、成本低，而且還具有耐高溫的特性。石墨材料與金屬材料升溫變化具有相反的性能，溫度越高，石墨反而越硬，這樣石墨就不會存在有變形的問題。因此立體玻璃熱壓成型模具使用石墨材料來製作，當可以保證最大限度地精密程度。

綜上所述，本發明所揭露之一種「模造立體玻璃模具及模具成型方法」為昔所無，亦未曾見於國內外公開之刊物上，理已具新穎性之專利要件，又本發明確可摒除習用技術缺失，並達成設計目的，亦已充份 符合專利要件，爰依法提出申請，謹請貴審查委員惠予審查，並賜予本案專利，實感德便。

惟以上所述者，僅為本發明之一較佳可行實施例而已，並非用以拘限本發明之範圍，舉凡熟悉此項技藝人士，運用本發明說明書及申請專利範圍所作之替代性方法及等效結構變化，理應包括於本發明之專利範圍內。

Claims (4)

1. 一種模造立體玻璃模具成型方法，適用於具有氣密加熱腔之模造立體玻璃自動成型機，該氣密加熱腔內設有上、下二熱源，在熱壓時上、下二熱源位移接觸上、下模具，對上模具上端面與下模具下端面施加接觸式加熱，其方法主要係於上模具上端面及下模具下端面相對於待熱壓玻璃中央部之受熱面中央部設空間層，在熱壓玻璃時因熱源與上模具及下模具之受熱面中央部具有一間隙，而四周緣則無間隙，使上模具及下模具中央與四周緣具有到達軟化溫度的時間差，玻璃由四周待彎折部先到達玻璃軟化溫度，再至玻璃中央部到達玻璃軟化溫度，使成型後之立體玻璃中央部積熱及熱含量較低，有效避免成型後之立體玻璃中央部產生質變。
2. 一種模造立體玻璃模具成型方法，適用於具有氣密加熱腔之模造立體玻璃自動成型機，該氣密加熱腔內設有熱源將氣密加熱腔內加熱至預定溫度，氣密加熱腔內設有移載盤以設置模具，氣密加熱腔的熱係以非接觸式的幅射熱對上模具及下模具的外緣加熱，其方法主要係於下模具下端面相對於待熱壓玻璃中央部之受熱面中央部設空間層，上模具中間設與待熱壓玻璃平行之貫穿長槽孔，在氣密加熱腔的熱以非接觸式的幅射熱對上模具及下模具的外緣加熱時，因熱源與下模具之受熱面中央部具有一間隙，及上模具中間具與待熱壓玻璃平行之貫穿長槽孔，而四周緣則無，使上模具及下模具中央與四周緣具有到達軟化溫度的時間差，玻璃由四周待彎折部先到達玻璃軟化溫度，再至玻璃中央部到達玻璃軟化溫度，使成型後之立體玻璃中央部積熱及熱含量較低，有效避免成型後之立體玻璃中央部產生質變。
3. 一種模造立體玻璃模具，適用於具有氣密加熱腔之模造立體玻璃自動成型機，該氣密加熱腔內設有上、下二熱源，在熱壓時上、下二熱源位移接觸上、下模具，對上模具上端面與下模具下端面施加接觸式加熱，其主要包括有一上模具及下模具，上模具及下模具間置有待熱壓玻璃，上模具上端面及下模具下端面相對於待熱壓玻璃中央部之受熱面中央部上各設有一空間層。
4. 一種模造立體玻璃模具，適用於具有氣密加熱腔之模造立體玻璃自動成型機，該氣密加熱腔內設有熱源將氣密加熱腔內加熱至預定溫度，氣密加熱腔內設有移載盤以設置模具，氣密加熱腔的熱係以非接觸式的幅射熱對上模具及下模具的外緣加熱，其主要包括有一上模具及下模具，上模具及下模具間置有待熱壓玻璃，下模具下端面相對於待熱壓玻璃中央部之受熱面中央部上設有一空間層，上模具中間設有與待熱壓玻璃平行之貫穿長槽孔者。