制备曲面玻璃的装置和方法以及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备领域，具体地，涉及制备曲面玻璃的装置和方法以及电子设备。

背景技术

随着5G通信时代的到来，海量数据的瞬间传输成为了现实，进而对电子设备的信号传输功能也提出了新的要求。手机等电子设备中的金属件会对5G信号具有一定的屏蔽作用，因此，减少金属部件已成为关注的焦点。减少金属件的一种主要方式是将电子设备的后壳、中框等壳体组件采用玻璃等低介电材料形成。将中框的支撑框体也采用玻璃制成虽然能保证信号的稳定传输，但会对壳体组件整体的跌落性能产生影响，降低整机强度。

目前虽然可以通过增加玻璃厚度来提升壳体组件的整体强度，但玻璃厚度的增加会增加设备整体的重量以及体积，影响用户的感官体验。而不等厚壳体(侧壁加厚、底部厚度不变)虽然可以同时满足强度以及整机未加厚的效果，但不等厚壳体的制备装置以及方法仍存在成本高、生产良率以及效率均不太理想的问题。

发明内容

本申请旨在至少一定程度上缓解甚至解决以下技术问题的至少之一：

在本申请的一个方面，本申请提出了一种用于热压制备曲面玻璃的装置，其包括壳体，所述壳体限定出成型空间，所述成型空间内依次排布有进料舱、主体舱以及出料舱，且所述成型空间内具有可自所述进料舱向所述出料舱一侧运动的传动组件，其中，所述进料舱具有物料入口以及进料舱门，所述物料入口位于所述壳体上，所述进料舱门位于所述壳体内并位于所述进料舱和所述主体舱之间，所述进料舱处具有第一气压控制组件；所述主体舱自所述进料舱指向所述出料舱的方向上，具有依次排布的预热工段、成型工段以及退火工段，所述预热工段具有第一加热组件，所述成型工段具有第二加热组件以及第二气压控制组件，所述退火工段具有降温组件，所述出料舱具有物料出口以及出料舱门，所述物料出口位于所述壳体上，所述出料舱门位于所述壳体内并位于所述出料舱和所述主体舱之间，所述出料舱处具有第三气压控制组件。该装置可以简便地连续作业制备曲面玻璃，并可通过气压控制组件控制舱体气压，避免对模具进行抽真空导致气泡转写至玻璃上。

在本申请的又一方面，本申请提出了一种利用前面所述的装置制备曲面玻璃的方法，将待成型物料置于传动组件上，并依次经过进料舱、主体舱以及出料舱进行热压成型，所述方法包括：在所述进料舱内利用所述第一气压控制组件对所述物料和成型模具进行第一除氧处理；将经过所述第一除氧处理的所述物料和所述成型模具供给至所述主体舱，并依次在所述主体舱内的预热工段、成型工段以及退火工段进行预热处理、成型处理和退火处理，以获得曲面玻璃；将所述曲面玻璃以及所述成型模具供给至所述出料舱内，利用第三气压控制组件进行第二除氧处理。该方法可简便地获得曲面玻璃，且可避免对模具进行抽真空导致气泡转写至玻璃上。

在本申请的又一方面，本申请提出了一种曲面玻璃。所述曲面玻璃是利用前面所述的装置或前面所述的方法制备的。由此，该曲面玻璃具有前述的方法或装置获得的曲面玻璃所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该曲面玻璃具有生产成本低廉，玻璃表面由于热压导致的气泡等缺陷较少等优点的至少之一。

在本申请的又一方面，本申请提出了一种电子设备。该电子设备包括壳体组件以及主板，所述主板容纳于所述壳体组件的容纳空间内，所述壳体组件的至少部分是由前面所述的曲面玻璃形成的。由此，该电子设备具有前述的曲面玻璃所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该电子设备具有不影响5G信号传输、壳体玻璃表面由于热压导致的气泡等缺陷较少等优点的至少之一。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了本申请提出的装置的结构示意图；

图2显示了本申请提出的装置中进料舱的部分结构示意图；

图3显示了本申请提出的装置中成型工段的部分结构示意图；

图4显示了本申请提出的装置中另一个成型工段的部分结构示意图；

图5显示了本申请提出的装置中又一个成型工段的部分结构示意图；

图6显示了本申请提出的装置中出料舱的部分结构示意图；

图7显示了本申请提出的方法的流程示意图；

图8显示了本申请提出的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的一个方面，本申请提出了一种用于热压制备曲面玻璃的装置。参考图1，该装置的壳体限定出成型空间，成型空间内依次排布有进料舱100、主体舱200以及出料舱300，且成型空间内具有可自进料舱100向出料舱300一侧运动的传动组件10(如图中虚线箭头所示出的方向)。

进料舱100、主体舱200以及出料舱300彼此相连，且均具有单独可控压力的密闭空间。参考图2，进料舱具有物料入口101以及进料舱门102，物料入口101位于壳体上，用于向成型空间内供给待成型的物料(如玻璃板材)。进料舱门102位于壳体内并位于进料舱和主体舱之间，用于将经过进料舱处理的物料供给至主体舱，并通过开关实现进料舱和主体舱之间的联通以及隔离。参考图1，进料舱100处具有第一气压控制组件21，可对进料舱进行单独的压力控制。

主体舱200自进料舱指向所述出料舱的方向上具有依次排布的预热工段210、成型工段220以及退火工段230，预热工段210具有第一加热组件31，以对进入预热工段的物料进行加热，并可单独的控制预热工段的温度；成型工段220具有第二加热组件32以及第二气压控制组件22，以对进入成型工段的物料进行加热，并可单独的控制成型工段的温度和气压。退火工段230具有降温组件40。物料经过主体舱20的处理，可实现玻璃的热压成型，形成曲面玻璃。

参考图6，出料舱300具有物料出口301以及出料舱门302，所述物料出口301位于所述壳体上，出料舱门302位于壳体内并位于出料舱和主体舱之间。物料出口用于将经过出料舱处理的曲面玻璃取出，出料舱门用于实现主体舱和出料舱的联通。参考图1，出料舱处还具有第三气压控制组件23，可控制出料舱的气压。

该装置可以简便地连续作业制备曲面玻璃，并可通过气压控制组件控制舱体气压，避免对模具进行抽真空导致气泡转写至玻璃上。为了方便理解，下面首先对该装置可实现上述有益效果的原理进行简单说明：

现有传统的热弯机多为连续传动设备，由多站预热站、成型站及冷却站构成，虽然能够实现连续作业，但只能加工等厚玻璃，单次成型不等厚玻璃的难度较大：通过热压(热弯)制备不等厚(例如底壁厚度小于侧壁厚度)的玻璃，由于形成不等厚玻璃需要首先令玻璃料处于可流动状态，随后通过对流动料进行挤压(例如通过成型模具对物料进行挤压)，将底壁处的物料推挤至侧壁处，随后进行成型，实现不等厚曲面玻璃的制备。该过程对成型模具的成型空间内部压力以及温度的均匀性要求均较高，加热不均匀时玻璃物料表面的流动性会存在差异，使得厚度难以控制，且冷却后获得的曲面玻璃表面也存在流动不均的痕迹。且常规的抽真空方式无法彻底去除模具和玻璃物料之间的气体，且模具内侧真空吸附孔的设置也容易导致高温下气孔被转写到玻璃上。

根据本申请的装置一方面可实现连续传动作业，具有较高的工作效率，另一方面本申请提出的装置可以利用传动组件将成型模具以及待处理的玻璃物料同步依次传送至进料舱、主体舱以及出料舱内，并通过相应的气压、温度控制组件，对上述舱体内的物料和成型模具进行单独的压力、温度控制。由此，一方面可更好地控制每步处理的温度和压力，提升加热等处理的均匀性，另一方面可以避免在物料和模具之间进行抽真空的操作，进而从根本上避免上述气孔被转写至玻璃上的缺陷。

下面根据本申请的具体实施例对该装置的各个结构进行详细说明：

根据本发明的实施例，进料舱具有密闭空间，第一气压控制组件21被配置为可控制进料舱内的气压，例如可进行抽真空处理。第一气压控制组件可以包括气泵，具体如真空泵、抽气口以及气体管路、控制阀门等部件。由此，可在进行热压处理之前，预先降低模具以及物料的真空度以及含氧量。例如，根据本申请的一些具体示例，进料舱还可以进一步具有第一惰性气体入口。由此，可以对进料舱进行多次的抽真空以及冲入惰性气体的操作。进而可以利用上述部件在体积相对较小的进料舱内，进一步地降低模具以及物料的含氧量，并使其保持一定的真空度，从而可以在后续操作中较为容易地获取高的真空度，低的含氧量可以在高温处理(如后续的成型处理过程中，温度需要达到玻璃的软化点)条件下减缓模具老化的速度。

根据本发明的实施例，主体舱包括依次排布的预热工段、成型工段和退火工段，可以对经过进料舱处理的物料依次进行预热、成型和退火处理。主体舱内的多个工段可具有联通的空间，其中成型工段由于需要对模具进行加压以进行成型处理，可具有真空罩以及对模具进行加压的加压机构等组件。主体舱内可具有第二惰性气体入口，从而可以实现对主体舱内部供给惰性气体的操作，进而令玻璃的加热和成型可在惰性气氛下进行，有利于延缓成型模具的老化。例如，根据本申请的一些示例，可以在该装置开始进行工作时，即对主体舱进行充入惰性气体的操作。

根据本申请的一些示例，预热工段210可以包括多个工位，多个工位沿着自进料舱至所述出料舱的方向依次排布。第一加热组件22被配置为可对多个工位进行连续加热，从而可以在预热工段令成型模具以及待处理的物料进行梯度升温，逐渐被加热至接近玻璃软化点的温度。例如具体地，预热工段可包括至少2-12个工位，每个工位可保持一定的温度，多个工位的温度可以梯度上升，其中接近进料舱一侧的几个工位的温度可以均比前一工位提升100-200摄氏度，以令物料和成型模具逐渐升温。在加热温度接近800-900摄氏度之后的工位，升温梯度可逐渐放缓，以在最后一个工位处令玻璃物料的温度接近物料的软化点温度。也即是说，成型模具每经过一段固定的时间，可从前一加热工位移动至下一加热工位进行加热，经过连续加热，成型模具进入预热工段的最后一站的温度最接近玻璃软化点。由此，可以在通过多个工位的设置，令物料逐渐升温至软化点温度，从而可保证加热的均匀性。并且，多个工位也有利于同时对多块物料进行处理，可提升该装置的生产效率。

根据本申请的实施例，第一加热组件对预热工段210进行加热的具体方式不受特别限制，例如第一加热组件可以位于所述壳体内部，且所述第一加热组件和所述壳体之间进一步具有隔热组件。例如，第一加热组件可以通过热传导、热辐射等方式实现加热，并在加热组件，如加热板的外侧设有隔热板等隔热组件，隔热板可为耐火材料，具有耐高温、保温隔热的效果，进而可以在保护周围零部件的同时，降低了热量散失，减少热损耗，降低能源消耗。

根据本发明的实施例，参考图3至图5，成型工段220可以进一步具有真空罩221以及真空罩推动机构(图中未示出)，真空罩推动机构和所述真空罩相连，真空罩被配置为可将成型模具50以及所述物料(位于成型模具内部)密封于真空空间内，第二气压控制组件22和真空罩相连并被配置为可控制所述真空空间内的真空度。如图中所示出的，真空罩221可形成密闭的空间，因此在成型阶段第二气压控制组件22可以对主体舱内相对较小的空间进行抽真空的处理，从而可以提高处理的效率以及效果，且在真空罩内部形成真空环境可以避免模具内部有气泡，在成型过程被压进玻璃里面造成气泡被转写至形成的曲面玻璃上。成型工段220可至少具有成型工位以及定型工位(图中未分别示出)，成型工位以及定型工位沿自进料舱指向所述出料舱的方向上依次排布。成型工段进一步具有加压机构222，加压机构222被配置为可对成型模具50进行加压，且可分别控制成型工位以及定型工位处的所述成型模具上的压力。由此，可在成型以及定型处理阶段，单独精确控制成型模具的压力，提高热压的效果。

根据本发明的实施例，第二加热组件32可包括微波加热件。发明人发现，热压形成结构复杂的玻璃件，例如不等厚玻璃壳体时，要求玻璃的粘度更低，即加热时物料要软化的更好，进而将中心玻璃推向边缘形成不等厚件。微波加热可以快速令物料升温。并且，成型模具进入成型工位之前，预热工段最后一站工位的温度已达到玻璃化转变温度与软化点之间，进而可避免成型工位的微波快速加热导致玻璃破碎，同时加快效率并避免模具严重氧化。成型工位的具体压力、温度不受特别限制，本领域技术人员可根据玻璃物料的具体情况进行选择，只要能够在该工位实现对玻璃物料的软化，并通过模具的压力形成需要的曲面形态即可。

具体地，物料和模具可以利用传动组件将成型模具50推进成型工位，经过真空微波加热后，参考图3至图5，真空罩推动机构推动真空罩的底板将成型工位密封，真空罩闭紧后启动第二气压控制组件22真空抽气，可在真空罩内的真空腔气压低于500Pa时，启动微波加热，通过控制微波频段及功率将玻璃加热至900～1200摄氏度。玻璃软化后可利用加压机构222被配置为可对成型模具50进行加压，具体如采用电机或是气缸升降的方式，对成型模具进行施压成型，如图5所示，成型模具50在微波加热结束后，进入挤压成型阶段，进行加压成型，成型压力根据温度和玻璃性能等参数进行具体确定，成型模具50在真空微波加热条件下对物料进行成型后，进入下一工位继续处理，即进入定型工位进行保压定型。定型工位的保压压力不受特别限制，本领域技术人员可根据玻璃物料的具体情况进行选择。根据本发明的一些具体示例，成型工位和定型工位均可以同时容纳多个模具，每个加压机构都能单独设置压力，施压速率以及下降速率，并设有位置检测仪，精确确定和控制加压装置位置，显著提升成型玻璃品质。

根据本发明的实施例，退火工段230可具有缓冷工位和快冷工位，缓冷工位和快冷工位自所述进料舱至所述出料舱的方向依次排布。玻璃物料在成型工位处理结束后可进入退火工段处理，具体可先进入退火工段的缓冷工位，将成型模具的温度逐渐降低，成型模具内玻璃温度也随之降低，例如降至玻璃物料的退火点以下。退火工段230的降温组件40可以包括冷却机构，如冷水机组以及相应管路等，以对该工段的模具和物料进行冷却。冷却的速度可以通过控制冷却机构设置的密度或是冷却介质流通的速度进行控制，只要令缓冷工位的冷却速度慢于快冷工位即可。随后，可以进入快冷工位进行快速冷却。由此玻璃物料相对不会产生应力，可提高生产效率，完成退火后，成型模具和玻璃物料一同从主体舱进入出料舱。

根据本发明的一些实施例出料舱可进一步具有第三惰性气体入口。和进料舱类似地，可利用第三惰性气体入口，在取出模具以及物料之后，对出料舱内进行多次的抽真空以及冲入惰性气体至常压的操作，从而可以降低下一个物料以及模具进入出料舱时舱体中的氧含量，减缓模具的老化速度。成型模具可以在自出料舱处理完毕后开模，进而可以获取模具内制备好的曲面玻璃。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种利用前面所述的装置制备曲面玻璃的方法。参考图7，该方法将待成型物料置于传动组件上，并依次经过进料舱、主体舱以及出料舱进行热压成型，具体地可包括以下步骤：

S100：在进料舱内利用第一气压控制组件对物料和成型模具进行第一除氧处理

根据本发明的实施例，在该步骤中，在进料舱内利用第一气压控制组件对物料和成型模具进行第一除氧处理。关于进料舱的结构前面已经进行了详细的描述，在此不再赘述。如前所述，可打开进料舱的物料入口101，将玻璃物料置于成型模具上。随后关闭物料入口101以及进料舱门102，利用第一气压控制组件21和第一惰性气体入口对密闭的进料舱进行多次的抽真空以及充入惰性气体的处理，例如利用气泵令空间内气压降低至1000Pa以下，随后通入氮气至常压，并重复多次。具体可以通过机械泵等结构把进料舱内的气压抽至1000Pa以下，关闭气泵，再通入氮气至常压，反复3个回合，以降低进入后续腔室的含氧量。处理完毕后打开进料舱门102，将物料和成型模具送至主体舱内。

S200：对物料和成型模具依次在主体舱内的预热工段、成型工段以及退火工段进行预热处理、成型处理和退火处理获得曲面玻璃

根据本发明的实施例，将经过第一除氧处理的所述物料和所述成型模具供给至所述主体舱，并依次在所述主体舱内的预热工段、成型工段以及退火工段进行预热处理、成型处理和退火处理，以获得曲面玻璃。关于主体舱的具体结构前面已经进行了详细的描述，在此不再赘述。前述的预热工段、成型工段以及退火工段进行预热处理、成型处理和退火处理的具体操作的方式也进行了详细的描述，在此不再赘述。

例如，可以利用第一加热组件对所述预热工段的多个工位进行连续加热，以令所述物料和所述成型模具的温度梯度上升，且所述多个工位中最靠近所述成型工段中的一个的物料温度最接近玻璃的软化点温度。随后，将温度接近软化点温度的物料和模具供给至成型工位，并在成型工位利用真空罩以及真空罩推动机构，将所述物料以及成型模具密封于真空空间内，并利用所述第二气压控制组件控制所述真空空间内的真空度低于500Pa，利用第二加热组件，如前述的微波加热组件对所述物料以及所述成型模具进行加热，以令所述物料的温度达到900-1200摄氏度。如前所述，当热压形成结构复杂的玻璃件，例如不等厚玻璃壳体时，要求玻璃的粘度更低，即加热时物料要软化的更好，进而将中心玻璃推向边缘形成不等厚件。微波加热可以快速令物料升温，且成型模具进入成型工位之前，预热工段最后一站工位的温度已达到玻璃化转变温度与软化点之间，进而可避免成型工位的微波快速加热导致玻璃破碎，同时加快效率并避免模具严重氧化。随后利用加压机构，对成型工位的所述成型模具进行加压处理，随后对进入定型工位的所述成型模具进行保压处理。在该步骤中，还可利用所述加压机构对所述成型模具加压，以令软化的所述物料在压力作用下在所述成型模具内流动以形成侧壁厚度大于主体部厚度的曲面玻璃预制体。

具体地，退火处理可以包括缓冷处理和快冷处理，缓冷处理包括利用所述降温组件，令曲面玻璃预制体和所述成型模具的温度降低至玻璃的退火点温度；所述快冷处理包括利用所述降温组件，令曲面玻璃预制体和所述成型模具的温度自所述退火点温度降低至室温，以获得曲面玻璃。其中，可通过对包括但不限于对降温组件的设置，令缓冷处理的降温速度小于所述快冷处理的降温速度。

S300：将曲面玻璃以及成型模具供给至出料舱内，利用第三气压控制组件进行第二除氧处理

根据本发明的实施例，在该步骤中将经过主体舱处理的曲面玻璃以及所述成型模具供给至所述出料舱内，利用第三气压控制组件进行第二除氧处理。具体地，可打开出料舱门302，将已经冷却的模具和曲面玻璃传送至出料舱，随后关闭出料舱门302，打开物料出口301，取出成型模具以及曲面玻璃。由此，可避免取出曲面玻璃的过程影响主体舱的氧含量。在取出一个曲面玻璃之后，进行取出下一个曲面玻璃之前，还可以关闭出料舱门302和物料出口301，通过机械泵等部件，把出料舱的气压抽至1000Pa以下，关闭气泵，再通入氮气至常压，反复3个回合。由此，可降低进入加热腔的含氧量，等待下一个成型模具。

在本申请的又一方面，本申请提出了一种曲面玻璃。所述曲面玻璃是利用前面所述的装置或前面所述的方法制备的。由此，该曲面玻璃具有前述的方法或装置获得的曲面玻璃所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该曲面玻璃具有生产成本低廉，玻璃表面由于热压导致的气泡等缺陷较少等优点的至少之一。

在本申请的又一方面，本申请提出了一种电子设备。参考图8，该电子设备2000包括壳体组件1000以及主板(图中未示出)，所述主板容纳于所述壳体组件的容纳空间内，所述壳体组件的至少部分是由前面所述的曲面玻璃形成的。由此，该电子设备具有前述的曲面玻璃所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该电子设备具有不影响5G信号传输、壳体玻璃表面由于热压导致的气泡等缺陷较少等优点的至少之一。

需要说明的是，本申请中电子设备的具体类型不受特别限制。示例性的，电子设备可以为移动或便携式并执行无线通信的各种类型的计算机系统设备中的任何一种。具体的，电子设备可以为移动电话或智能电话(例如，基于iPhone TM，基于Android TM的电话)，便携式游戏设备(例如Nintendo DS TM，PlayStation Portable TM，Gameboy Advance TM，iPhone TM)、膝上型电脑、PDA、便携式互联网设备、音乐播放器以及数据存储设备，其他手持设备以及诸如手表、入耳式耳机、吊坠、头戴式耳机等，电子设备还可以为其他的可穿戴设备(例如，诸如电子眼镜、电子衣服、电子手镯、电子项链、电子纹身、电子设备或智能手表的头戴式设备(HMD))。电子设备还可以是多个电子设备中的任何一个，多个电子设备包括但不限于蜂窝电话、智能电话、其他无线通信设备、个人数字助理、音频播放器、其他媒体播放器、音乐记录器、录像机、照相机、其他媒体记录器、收音机、医疗设备、车辆运输仪器、计算器、可编程遥控器、寻呼机、膝上型计算机、台式计算机、打印机、上网本电脑、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、运动图像专家组(MPEG-1或MPEG-2)音频层3(MP3)播放器，便携式医疗设备以及数码相机及其组合。在一些情况下，电子设备可以执行多种功能(例如，播放音乐，显示视频，存储图片以及接收和发送电话呼叫)。如果需要，电子设备可以是诸如蜂窝电话、媒体播放器、其他手持设备、腕表设备、吊坠设备、听筒设备或其他紧凑型便携式设备的便携式设备。

在本申请的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请而不是要求本申请必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。例如，具体的，本申请的上述“上表面”可以为玻璃基板用于电子设备中之后，朝向外侧的表面，“下表面”可以为朝向电子设备内部的表面。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。