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一种电子设备玻璃后盖热弯成型工艺

文献发布时间:2024-05-24 17:48:49


一种电子设备玻璃后盖热弯成型工艺

技术领域

本发明涉及曲面玻璃加工技术领域,特别是涉及一种电子设备玻璃后盖热弯成型工艺。

背景技术

随着消费理念的提升,用户对智能电子产品(尤其是iPad和手机)的质感、手感以及观感的要求不断提高,3D曲面玻璃因具有高颜值、轻薄、透明洁净、抗指纹、防眩光、坚硬、耐刮伤、耐候性佳等优点而广受年轻一代消费者的喜爱和追捧。3D曲面玻璃是呈3D结构的整块玻璃,其制造过程主要包括原料CNC加工、热弯成型、抛光、加硬和贴合等工序,其中热弯工艺是3D玻璃成型的关键环节之一,属于精密成型技术,相比材料机械加工去除具有明显优势,省时省力,提高了曲面玻璃的生产率。为了提升3D曲面玻璃的合格率及其手感和观感,目前,主要采用湿砂与NaOH蚀刻结合的方式对曲面玻璃进行表面处理,湿砂处理后的3D曲面玻璃表面质感更加粗糙,具有一定的磨砂质感,同时也可以去除3D曲面玻璃表面划痕等瑕疵,相较于传统的模具遮挡喷涂、化学渐变蚀砂、渐变喷砂等加工方式,湿砂与NaOH蚀刻结合的加工方式,不仅提升了生产效率、降低了生产成本和人力成本,还具有环保、节能等特点。

3D曲面玻璃热弯工艺主要分为预热阶段、成型阶段、缓冷阶段以及快冷阶段等四个阶段,其中,预热阶段时,将平板玻璃放置于相应的石墨模具中,加热升温至玻璃的软化点;成型阶段时,对到达软化点的玻璃保持成型温度的同时,按照预设参数对模具施压,使软化的玻璃复刻模具内腔形状;缓冷阶段时,以退火温度进行缓冷,消除玻璃内部因升温膨胀产生的热应力;快冷阶段是,使用通入冷却水的降温板对退火后的曲面玻璃快速降温,以获得产品。

对于上述工艺,由于采用了模具,玻璃热弯过程中,热弯玻璃边缘不可避免地会产生模具痕迹,这些模具痕迹将影响产品的整体外观质量。再者,在湿砂喷涂环节,传统的喷砂角度为90°,砂粒垂直击打玻璃的水平面,使得与砂粒喷砂角度为0°或者180°的火山口设计与潜望式长焦产品的企身部位无法喷砂,进而影响产品表面的喷砂质量。此外,传统的曲面玻璃成型过程中,玻璃表面的孔洞在热弯成型后形成火山口结构,由于火山口处需要折弯并从其周围补充料材,易造成火山口周围缺料,进而影响成型产品的最终结构,造成产品外形不良。

发明内容

基于此,有必要针对上述不足,提供一种可改善产品表面模具压痕、提升产品表面喷砂效果并提升产品热弯良品率的电子设备玻璃后盖热弯成型工艺。

一种电子设备玻璃后盖热弯成型工艺,包括以下步骤:

S1、对玻璃原片进行切割,获得具有翼形结构的玻璃片,所述玻璃片分为拉料区和非拉料区,所述拉料区内于玻璃片的边缘处开设有待成型为火山口的摄像孔,拉料区的宽度大于非拉料区的宽度;

S2、准备石墨模具,所述石墨模具包括下模以及与下模卡扣连接的上模,下模内开设有用于容置玻璃片且与玻璃片下表面抵持的凹槽,所述凹槽的槽底形状与玻璃片的形状相适应,凹槽的槽底包括对应所述拉料区的第一成型区和对应所述非拉料区的第二成型区,第一成型区低于第二成型区,且所述第一成型区内开设有对应玻璃片摄像孔的避位槽,下模上开设有分别与避位槽以及外部环境连通以形成热吸结构的若干微孔;上模的底面设置有与玻璃片上表面相抵持并嵌入凹槽内的凸起,所述上模开设有贯穿上模顶面和底面并对应所述避位槽的通孔,所述通孔内插设有镶件,所述镶件的末端从通孔的底部伸出;

S3、将玻璃片放入石墨模具的下模,并将上模盖合在玻璃片的上部,将合模后的石墨模具送入热弯机台,以依序进行预热、成型、缓冷和快冷;

S4、取出热弯后的玻璃片,并对玻璃片的摄像孔周围进行抛光;

S5、采用第一喷砂角度α1对玻璃片的平面进行喷砂,采用第二喷砂角度α2对玻璃片的企身部位进行喷砂,α1为90°,15°≤α2<90°,或90°<α2≤165°;

S6、对喷砂后的玻璃片依序进行碱性蚀刻、化学加硬和磨底,以获得电子设备玻璃后盖。

在其中一个实施例中,所述石墨模具还包括用于卡合上模和下模的至少一对卡扣,每对卡扣分别对应卡合上模和下模的两侧,所述卡扣的一侧面开设有竖截面呈平行四边形结构的卡槽,所述卡槽包括与上模侧面平行的第一面、位于第一面的一侧且平行相对的第二面和第三面,第二面位于第三面的上方,第二面与第一面之间设有呈优弧结构的第一圆弧过渡部,第一圆弧过渡部与第二面共同形成第一限位部,第三面与第一面之间设有呈劣弧结构的第二圆弧过渡部,第二圆弧过渡部与第三面共同形成第一限位部;

上模的上表面边缘开设有贯穿上模侧面的第一卡接缺口,下模的下表面边缘开设有贯穿下模侧面的第二卡接缺口,所述第一卡接缺口的上表面形状与第一限位部的形状相适应,所述第二卡接缺口的下表面形状与第二限位部的形状相适应。

在其中一个实施例中,所述避位槽的槽口边缘设有R角。

在其中一个实施例中,所述通孔为阶梯孔,所述镶件上设有与阶梯孔内轮廓相适应的阶梯部;上模的上表面于通孔的两侧开设有与通孔连通的两个操作孔。

在其中一个实施例中,下模的底面设有与各所述微孔连通的吸气通道。

在其中一个实施例中,石墨模具的预热温度介于710℃-770℃之间,石墨模具的成型温度介于670℃-740℃之间,石墨模具的缓冷温度介于300℃-600℃之间,石墨模块的快冷温度为24℃。

在其中一个实施例中,步骤S4中,通过表面设有聚氨脂抛光垫的抛光棒,采用纳米氧化铈抛光液对玻璃片的摄像孔周围进行局部抛光。

在其中一个实施例中,α2为15°或165°。

实施本发明的电子设备玻璃后盖热弯成型工艺,在下模上开设微孔以形成热吸结构,并对摄像孔周围进行抛光,可减少因平台过压而产生的模具痕迹;采用第二喷砂角度对玻璃片的企身部位进行喷砂,通过两种不同的喷砂角度对产品上的不同部位进行喷砂,保证了产品表面的全面喷砂,提升了喷砂效果;将玻璃片设计为翼形结构,并使下模的第一成型区低于第二成型区,火山口成型时,玻璃片拉料区部位提供火山口成型所需玻璃原材料,这样既能确保火山口成型时不缺料,又能确保非拉料区部位因开料尺寸偏大而造成浪费,确保火山口成型拉料作业的顺利开展,避免因拉料缺料情况下造成的成型产品表面不良问题,提升了产品热弯的良品率。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中玻璃片的结构示意图;

图2为本发明的一个实施例中石墨模具一视角的结构示意图;

图3为本发明的一个实施例中石墨模具另一视角的结构示意图;

图4为本发明的一个实施例中石墨模具的剖面结构示意图;

图5为本发明的一个实施例中石墨模具的爆炸结构示意图;

图6为本发明的一个实施例中下模的主视图;

图7为本发明的一个实施例中卡扣的侧视图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明公开了一种可改善产品表面模具压痕、提升产品表面喷砂效果并提升产品热弯良品率的电子设备玻璃后盖热弯成型工艺,该热弯成型工艺通过对待成型玻璃片的结构以及对玻璃片进行热弯成型的石墨模具的结构进行优化,同时对热弯后的玻璃片进行抛光、蚀刻、加硬和磨底等工艺,从而提升曲面玻璃产品的表面质量。

具体的,请结合图1-6,本实施例的电子设备玻璃后盖热弯成型工艺包括以下步骤:

S1、对玻璃原片进行切割,获得具有翼形结构的玻璃片10,玻璃片分为拉料区101和非拉料区102,拉料区101内于玻璃片的边缘处开设有待成型为火山口的摄像孔103,拉料区101的宽度大于非拉料区102的宽度。本实施例中,待加工成型的电子设备玻璃后盖为iPad的曲面玻璃后盖,玻璃片近似长方体结构,玻璃片厚度为0.5±0.01mm,玻璃片的非拉料区102长度为246.49±0.01mm,非拉料区102的宽度为177.378±0.01mm,拉料区101位于非拉料区102的一侧,拉料区101的宽度大于非拉料区102的宽度,且拉料区101上远离摄像孔103的一侧面与非拉料区102齐平,拉料区101上背向其与非拉料区102贴合面的一面于邻近摄像孔103处设有凸部。优选的,拉料区101与非拉料区102的宽度之差为4.6mm,凸部凸伸的长度为4.6mm。如此,可保证玻璃片在其长边方向节约玻璃:1153.507cm

需要说明的是,本实施例的火山口结构是指在玻璃片热弯成型过程中,成型产品的摄像孔103在经热弯后形成的边缘具有圆弧面、整体近似火山的结构,该结构用于在装配后对电子产品的摄像头边缘进行包覆,以实现对摄像头的定位和保护。

S2、准备石墨模具,石墨模具20包括下模201以及与下模201卡扣连接的上模202,下模201内开设有用于容置玻璃片且与玻璃片下表面抵持的凹槽203,凹槽203的槽底形状与玻璃片的形状相适应,凹槽203的槽底包括对应拉料区101的第一成型区和对应非拉料区102的第二成型区,第一成型区低于第二成型区,且第一成型区内开设有对应玻璃片摄像孔103的避位槽204,下模201上开设有分别与避位槽204以及外部环境连通以形成热吸结构的若干微孔;上模202的底面设置有与玻璃片上表面相抵持并嵌入凹槽203内的凸起205,上模202开设有贯穿上模202顶面和底面并对应避位槽204的通孔206,通孔206内插设有镶件207,镶件207的末端从通孔206的底部伸出。

本实施例中,采用石墨材料制作曲面玻璃热弯成型的模具,是因为石墨材料具有抗氧化性、抗变形性能、强度和硬度适中,不易与玻璃发生反应或发生粘连现象、脱模性能好等优点;再者,石墨在高温条件下的热传导性能极佳,便于热量快速传导玻璃片,提升玻璃片的加热速度和加热效果,石墨成型面精度、表面质量亦能满足热弯要求;此外,石墨原材料丰富、价格便宜,有利于降低模具的生产成本。

通过使第一成型区低于第二成型区,亦即,第一成型区的上表面高度小于第二成型区的上表面高度,也就是说,下模201的第一成型区(即用于对玻璃片进行拉料的作用区)设计为段差结构,保证了在上模202和下模201合模时,玻璃片对应第一成型区的部位不被压实,当预热完毕,玻璃片温度达到软化点Tf时,火山口成型拉料时能顺利实施,即,该段差结构为火山口热弯成型时的拉料作业提供了避位部。优选的,第一成型区和第二成型区的高度差为0.05mm,如此,当玻璃片装入石墨模具20的上模202和下模201之间并被卡紧后,玻璃片的非拉料区102在合模时被压实,玻璃片的拉料区101与第一成型区的上表面之间存在间隙。在热弯过程中玻璃片待加工成型的火山口平台(摄像孔103周围)所需原材料全部来源于玻璃片的拉料区101,该设计既能防止火山口平台成型时因拉料导致玻璃片的非拉料区102变形,又能避免火山口平台成型时因拉料导致的皱褶、玻璃厚度不均等缺陷。

本实施例中,在第一成型区开设对应玻璃片摄像孔103的避位槽204,该避位槽204提供了镶件207末端的收容区,以便镶件207能够穿过待热弯玻璃片的摄像孔103,并对玻璃产品的火山口位置进行定位。另外,镶件207同样采用耐高温的石墨材料制成,在保持镶件207形态、延长其使用寿命的同时,可避免取料时出现粘连的问题。通过设置镶件207,在保证调整产品特征减少开模数量的同时,还能在镶件207磨损时单独对受损镶件207进行更换,以避免模具一起报废,这样既节约了模具加工时间,又避免了不必要的浪费。

传统曲面玻璃热压成型时,先将模具送往预热工作站进行预热,再送往成型工作站,利用上模202自重和压力对玻璃加压,使得玻璃热压成型。玻璃软化变形的热量主要来源于热弯机的加热板与石墨模具接触时的热传导作用,少部分来源于热弯机内部高温氮气环境的热对流。由于合模后的石墨模具与镶件之间存在间隙,导致石墨模具上局部传递至玻璃片的温度过高,进而使得玻璃片表面出现雾面;再者,用于成型为玻璃片火山口的摄像孔处的厚度难以保证完全一致,使得热弯过程中,玻璃片局部因压力过大出现雾面;此外,镶件底部以及避位孔内局部位置粗糙度过大,将导致成型后的产品火山口出现雾面,因而,玻璃热弯后,其表面的雾面现象难以杜绝,需要采用抛光手段才能去除雾面,其工艺繁杂、成本较高,如果仅仅增加上模202施加的压力,则会因压力过大而导致玻璃工件变形或者薄厚不均,热成型效果不理想,且成型时间长,难以满足工艺要求。本实施例中,通过在下模201上设置形成热吸结构的微孔,当玻璃片预热到软化时,利用上模202自重以及压力系统通过气缸对上模202施加压力成型的同时,在火山口位置(避位槽204处)施加相应的吸力,使软化后的火山口玻璃与模具完全贴合,完成火山口成型,其简化了成型工艺,保证热弯样品平台的尺寸并减轻或避免平台因过压而产生的模具痕迹、保证玻璃片的下表面质量的同时,还能减小成型玻璃产品取出时的拔模角,降低玻璃产品的取出难度。需要说明的是,由于本实施例的模具采用石墨材料加工而成,石墨材料本身是由碳原子构成的网状结构,该网状结构之间的间隙即构成本实施例的微孔,即,下模上用于形成热吸结构的微孔是由下模本身材料引起的,无需再进一步通过CNC加工等方式在下模上成型微孔。

S3、将玻璃片放入石墨模具20的下模201,并将上模202盖合在玻璃片的上部,将合模后的石墨模具20送入热弯机台,以依序进行预热、成型、缓冷和快冷,以完成玻璃片的热弯作业。优选的,石墨模具20的预热温度介于710℃-770℃之间,石墨模具20的成型温度介于670℃-740℃之间,石墨模具20的缓冷温度介于300℃-600℃之间,石墨模块的快冷温度为24℃。

本实施例中,热弯机台需选用可从石墨模具20底部进行热吸的机台,上模202和下模201合模后,需采用卡扣将上模202和下模201进行固定,以防止玻璃片在热弯成型的过程中因膨胀导致的厚度超规格问题,并可防止产品火山口成型时非拉料区的玻璃变形导致产品外形尺寸不良的问题。

S4、取出热弯后的玻璃片,并对玻璃片的摄像孔103周围进行抛光。由于热弯成型过程中,模具痕迹难以避免,热弯玻璃边缘的模具痕迹将影响玻璃整体的外观质量,为了减轻和避免热弯玻璃边缘的模具痕迹,步骤S4中,通过表面设有聚氨脂抛光垫的抛光棒,采用纳米氧化铈抛光液对玻璃片的摄像孔103周围进行局部抛光。由于聚氨脂光垫抛光效果好且具有较长的使用寿命,在抛光过程中,聚氨酯抛光垫表面微孔可以软化和使抛光垫表面粗糙化,并且能够将磨料颗粒保持在抛光液中,以使磨料在抛光过程与待抛磨产品充分接触;纳米氧化铈抛光液中含有磨料,如氧化铈等稀土颗粒,抛光过程中,玻璃片表面被磨下的玻璃碎屑同样混入抛光液中,与抛光液中的磨料共同抛磨玻璃片,并在玻璃片的表面形成碎裂层,该碎裂层可通过聚氨脂抛光垫摩擦去除,以消除玻璃表面的模具印,如此,在避免损伤玻璃表面的同时,磨除玻璃表面的模具痕迹,以提升玻璃表面质量。

S5、采用第一喷砂角度α1对玻璃片的平面进行喷砂,采用第二喷砂角度α2对玻璃片的企身部位进行喷砂,α1为90°,15°≤α2<90°,或90°<α2≤165°。本实施例中,第一喷砂角度和第二喷砂角度均为喷出的砂束与待喷砂表面切线方向的夹角。优选的,α2为15°或165°。本实施例中,通过对成型玻璃片不同部位采用不同喷砂角度喷砂,通过90°喷砂角度对玻璃片的平面部位进行喷砂,使得玻璃片的平面能够快速被喷匀砂粒,提高了喷砂效率。由于喷砂面的凹坑由砂粒切削和裂纹扩展共同引起,本实施例中,采用倾斜喷砂角度对玻璃片企身部位进行喷砂,砂粒切削作用明显,在解决玻璃片火山口结构企身部位喷砂困难的同时,使得火山口企身部位的粗糙度可媲美砂粒垂直击打玻璃片水平面的效果。进一步的,通过大量试验调整玻璃片火山口企身位喷砂角度发现,喷砂面的粗糙度与喷砂角度的关系如下:Fr(15°)>Fr(45°)>Fr(90°),Fr即face roughness,表面粗糙度。因此,本实施例中,采用15°喷砂角对玻璃片火山口的企身部位进行喷砂作业。

S6、对喷砂后的玻璃片依序进行碱性蚀刻、化学加硬和磨底,以获得电子设备玻璃后盖。碱性蚀刻用于改变喷砂后的玻璃的表面性能,化学加硬用于提高玻璃的硬度,实现对玻璃的强化,磨底则用于磨除玻璃表面的不平整部位,从而获得光滑的玻璃产品。

请结合图2-3以及图5与图7,一实施例中,石墨模具20还包括用于卡合上模202和下模201的至少一对卡扣208,每对卡扣208分别对应卡合上模202和下模201的两侧,卡扣208的一侧面开设有竖截面呈平行四边形结构的卡槽2081,卡槽2081包括与上模202侧面平行的第一面2082、位于第一面2082的一侧且平行相对的第二面2083和第三面2084,第二面2083位于第三面2084的上方,第二面2083与第一面2082之间设有呈优弧结构的第一圆弧过渡部2085,第一圆弧过渡部2085与第二面2083共同形成第一限位部,第三面2084与第一面2082之间设有呈劣弧结构的第二圆弧过渡部2086,第二圆弧过渡部2086与第三面2084共同形成第一限位部。上模202的上表面边缘开设有贯穿上模202侧面的第一卡接缺口2021,下模201的下表面边缘开设有贯穿下模201侧面的第二卡接缺口2011,第一卡接缺口2021的上表面形状与第一限位部的形状相适应,第二卡接缺口2011的下表面形状与第二限位部的形状相适应。本实施例中,通过设置具有平行四边形结构卡槽2081的卡扣208,当玻璃片置入石墨模具20的上模202和下模201之间后,上模202和下模201合模,上模202凸起205的下表面与下模201凹槽203的槽底面共同抵紧玻璃片,上模202上于凸起205的环侧部位与凹槽203的槽口边缘抵接,当卡扣208分别与上模202的边缘和下模201的边缘卡接后,卡扣208的第一限位部与上模202的第一卡接缺口2021凹凸配合并限位,卡扣208的第二限位部与下模201的第二卡接缺口2011凹凸配合并限位,在实现对上模202和下模201沿石墨模具20厚度方向的限位、避免上模202从下模201上脱落的同时,卡扣208在第一卡接缺口2021和第二卡接缺口2011的共同约束下不易从上模202和下模201上脱落,在提升上模202和下模201连接稳定性的同时,还可避免上模202与下模201之间产生横向(石墨模具20的宽度方向)相对运动,如此,将上模202和下模201牢牢锁定在一起,既可防止玻璃在热弯成型的过程中膨胀导致厚度超规格,又可以防止火山口成型时玻璃片的非拉料区产生变形,提升玻璃片热弯成型质量。

一实施例中,避位槽204的槽口边缘设有R角,如此,既能防止模具在应力作用下开裂,又能防止产品因应力集中而开裂;另外,避位槽204槽口边缘处R角的设置,便于装配时插入镶件207,避免镶件207与避位槽204的槽口边缘产生干涉,还可以避免在加工、搬运和操作过程中因磕碰或者操作不当导致的模具崩裂等不良现象的发生,延长石墨模具20的使用寿命。

请参阅图2,一实施例中,通孔206为阶梯孔,镶件207上设有与阶梯孔内轮廓相适应的阶梯部,如此,在石墨模具20的组装过程中,当上模202和下模201合模后,卡紧卡扣208,随后将镶件207经由通孔206插入即可,通过通孔206上的阶梯位,可限制镶件207插入通孔206的最大深度,以避免镶件207插入深度过大造成的取出困难问题。进一步的,本实施例中,上模202的上表面于通孔206的两侧开设有与通孔206连通的两个操作孔2061,该操作孔2061提供了镶件207取放时手指或工具的插入孔,以便操作者将手指或工具插入操作孔2061内并抓持镶件207的顶部,以取出镶件207,降低镶件207的取出难度。需要说明的是,本实施例中,当玻璃片装入石墨模具20内并合模后,镶件207插入通孔206之初,镶件207的底部与玻璃片上表面处位于摄像孔边缘的部位抵接,在玻璃片预热过程中,玻璃片不断软化变形,镶件207在自重作用下下坠,如此,摄像孔边缘的玻璃材料在镶件207的推动下产生沿特定方向的形变,以实现对玻璃片的热弯定型。

一实施例中,下模201的底面设有与各微孔连通的吸气通道209。进一步的,本实施例中,由于模具采用了石墨材料,因此,下模上的微孔遍布下模201的底面并与下模201顶面的凹槽203和避位槽204等结构连通,如此,通过在下模201的底面设置吸气通道209,可通过从吸气通道209接入外部真空装置,使得下模201的整个凹槽203以及避位槽204区域产生负压,使得软化后的玻璃整个贴合下模201的凹槽203,并使软化后的火山口玻璃与模具完全贴合,完成火山口成型,保证热弯样品平台的尺寸并减轻或避免平台因过压而产生的模具痕迹、保证玻璃片的下表面质量的同时,还能减小成型玻璃产品取出时的拔模角,降低玻璃产品的取出难度。进一步的,吸气通道209的顶面与凹槽203的底面之间的距离大于或等于凹槽203的厚度,吸气通道209的深度与凹槽203的深度比介于2:1-5:1之间。本实施例中,吸气通道209与凹槽203的深度之比为5:1,吸气通道209的顶面与凹槽203的底面之间的距离等于凹槽203的厚度,如此,既可避免因吸气通道209与凹槽203之间距离过大造成的对玻璃片吸力不足、热吸作用不大的问题,还可以避免因吸气通道209与凹槽203之间距离过小、下模201底部热吸作用力过大,进而造成的下模201破裂问题。优选的,吸气通道209的宽度为8mm,深度为6mm。

需要说明的是,为了提高玻璃片热弯质量,本实施例还针对玻璃片当前存在的问题提出了大量假设并通过反复调整进行了结果验证,具体如下表所示:

以下结合具体实例说明电子设备玻璃后盖的制备过程。

1)石墨模具选材

本实施例的石墨模具选取POCO石墨原材料(POCO GRAPHITE),其膨胀系数为7.88X10

2)模具设计

根据前述玻璃片的形状设计模具的形状,并根据成品的实际尺寸,结合需后加工尺寸的余量、热弯玻璃的膨胀系数等诸多因素,最后设计出模具的尺寸。该设计的玻璃在热弯成型时无需外力和局部加温,控制好温度、掌握好时间就能完成成型。

3)模具CNC加工

本实施例的模具CNC加工包括外形加工和成型面加工。

其中,外形加工参数如下:

成型面加工参数如下:

4)成型面抛光

将经过CNC加工后的模具的成型面通过7000#砂子进行手工抛光,去除成型面表面悬浮的石墨粉,防止热弯时玻璃表面产生凹凸点和压痕等外观不良,成型面抛光合格的判定标准为Sa<120nm。

5)热弯成型

i)擦拭并通过真空吸附方式去除石墨模具表面的异物。

ii)将清洁后合格的翼形玻璃片手动放入石墨模具的下模,盖上上模后,通过卡扣锁紧上模和下模,将合模后的石墨模具送至热弯机台入口。

iii)模具通过拨杆送入热弯机台工作站中填充有氮气的热弯作业腔室内。

iv)承载翼形玻璃片的石墨模具顺序通过预热、成型、缓冷和冷却等工序后被送出热弯机台。本实施例中,石墨模具在预热时,顺序通过5个预热站;在成型时,顺序通过3个成型站;在缓冷时,顺序通过4个缓冷站;在冷却时,顺序通过6个冷却站。

由于影响曲面玻璃热弯成型的主要因素包括加热温度、施加压力、成型时间等,但每个工艺参数的影响程度大不相同,玻璃热弯成型过程非常复杂且呈非线性关系。在成型过程中如果模具内的玻璃温度过高,则会发生玻璃融化,冷却后出现粘模现象;若玻璃加热温度过低,又会导致玻璃热弯成型后出现冷纹、精度不高甚至出现破碎现象;在玻璃冷却降温阶段,如果降温速率过快,则会造成玻璃片温度分布不均匀,特别是在玻璃片的厚度方向上会存在较大大的温度差,制品由于内部热应力过大而在成形过程中炸裂。针对这一问题,本实施例采用交叉验证,进行了大量试验,得到一组最佳的各工站热弯参数,详见下表;

可见,石墨模具在各个预热工作站内是温度逐渐升高的,在成型阶段的各个工作站内温度逐渐降低,在缓冷阶段的各个工作站内温度逐渐降低,在冷却阶段的各个工作站内温度保持一致。本实施例中,玻璃热弯工序是先将内含玻璃片的石墨模具放入已经达到预设温度的加热工位的加热板上,然后通过加热工位上的气缸推动热弯机台的上加热板向下移动,至上加热板与上模上表面接触。该过程中,加热工位等温设置,通过控制加热板温度和加热时间,使石墨模具内的玻璃片加热升温至可弯曲成型的黏弹性状态;随后通过热弯机台成型室内的拨杆装置将石墨模具推送至第一成型工站,利用成型工位上的双伺服电机带动上加热板向下移动,以缓慢地对石墨模具施加向下的压力,使得石墨模具内处于黏弹性态的玻璃充模成型;再由拨杆装置依次将石墨模具推送至第二成型工站和第三成型工站,伺服电机对石墨模具继续施压,以使玻璃片在石墨模具中保压一段时间,有利于玻璃更好的定型;最后将石墨模具推送至缓冷和冷却工位上进行冷却降温直至降至室温状态。

本实施例中,通过使石墨模具逐次进入不同温度的各个工作站,而非将石墨模具置于单个工作站内,并调整该工作站的温度,其目的是为了使石墨模具在温差较小的相邻工作站之间转移时,石墨模具的温度能够自然地慢速变化,以避免石墨模具温度骤变造成的玻璃片状态快速变化,使得玻璃片内部应力释放不及时,进而对玻璃性能造成的影响。

v)手动打开石墨模具,使用真空吸尘器清洁热弯完毕的模具和玻璃,然后检查成型玻璃的外观和尺寸。

6)火山口平台周围压痕的去除

使用五轴抛光设备对玻璃片的火山口周围的压痕进行抛磨,五轴抛光设备的参数:主轴最大转速为5000RPM;进给速度为30-800mm/Min;抛光棒材质为包裹橡胶或者海绵的3M砂轮棒,橡胶或者海绵的肖氏硬度为20-40HSC;切削深度为0.8-0.9mm,移除深度为15-20μm。

7)用户面喷砂

磨料采用莫氏硬度为9.5、粒径约5um的3000#绿碳化硅(SIC);玻璃上料方向要求火山口凸台在后,玻璃放片间隔为30mm,玻璃传送速度为0.35m/Min,水压≥3bar,冷却水的温度为8-12℃,气压≥6bar,排风压力<-200Pa,砂水比为3.5±0.2%WT%,喷嘴与产品间的间距为40mm。产品平面采用传统的喷砂形式,喷砂角度为90°,砂粒垂直击打玻璃水平面;火山口企身采用角度喷砂方案,企身与沙粒喷砂角度为15°或者165°,产品企身喷砂入射角为15°或者165°,反射角为165°或者15°。

8)碱性蚀刻

耗材采用50%NaOH+5% NaG的蚀刻液,蚀刻温度为120±5℃,移除量为0.023-0.026μm/边,NaOH蚀刻体系为垂直化学处理系统;蚀刻时间为33min。品质管控参数要求:粗糙度:Pitch/Sdq>19.5,Sq:0.6-1.4μm,Sdq:0.39-0.43μm,Ssc<1.43μm,光学性能要求:清晰度<90,颗粒度<1.0,光泽度(60°)<30。

9)化学加硬(包括两次加硬)

第1次化学加硬:预热时间为60±5min,预热温度为380±10℃,第1次化学加硬时间为240±5min;第1次化学加硬温度为380±2℃;耗材采用69±2%NaNO3(WT%)/31±2%KNO3(WT%)/0.5±0.1%HSiO3(WT%)的药剂。

第2次化学加硬:预热时间为15±1min,预热温度为380±10℃,第2次化学加硬时间为40±1min;第2次化学加硬温度:380±2℃;耗材采用5±1%NaNO3(WT%)/95±1%KNO3(WT%)/0.5±0.1% HSiO3(WT%)的药剂。

品质管控参数为:CS1(compressive stress,表面压应力)为115-150MPa,DOL1(Depth of layer,离子交换深度)为153-165μm;CS2为750-850MPa,DOL2为6.95-8.65μm。

本实施例中,采用两次化学加硬,使玻璃表层中半径较小的离子(Na+)与熔盐中半径较大的离子(K+)交换,利用离子体积上的差别在玻璃表面形成挤压应力;且第二次化学加硬的KNO3的含量明显大于第一次KNO3的含量,以此来增加(Na+)离子与(K+)离子交换的数量与交换的表层深度,提高玻璃抗冲击的强度。

10)单面磨底

抛磨耗材为白磨皮,抛光设备的上/下盘转速为0/30±5rpm,批量数为3PCS/批;盘压为80-120kg,研磨液:白色的CeO

实施本发明的电子设备玻璃后盖热弯成型工艺,在下模上开设微孔以形成热吸结构,并对摄像孔周围进行抛光,可减少因平台过压而产生的模具痕迹;采用第二喷砂角度对玻璃片的企身部位进行喷砂,通过两种不同的喷砂角度对产品上的不同部位进行喷砂,保证了产品表面的全面喷砂,提升了喷砂效果;将玻璃片设计为翼形结构,并使下模的第一成型区低于第二成型区,火山口成型时,玻璃片拉料区部位提供火山口成型所需玻璃原材料,这样既能确保火山口成型时不缺料,又能确保非拉料区部位因开料尺寸偏大而造成浪费,确保火山口成型拉料作业的顺利开展,避免因拉料缺料情况下造成的成型产品表面不良问题,提升了产品热弯的良品率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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06120116619561