CN101624257A - 模制玻璃的加热制程及其设备 - Google Patents

Abstract

一种模制玻璃的加热制程。首先，提供一第一热源，用以对配置于一模具中的玻璃粗胚直接加热，及提供一第二热源，用以对模具直接加热。在以第一热源升温的过程中，使玻璃粗胚软化并以模具加压，且在以模具加压的过程中，使玻璃粗胚降温而成形为一光学元件。

Description

模制玻璃的加热制程及其设备

技术领域

本发明是有关于一种模制成形的方法，且特别是有关于一种模制玻璃的加热方法。

背景技术

近年来，数码相机等光学产品的市场迅速发展，对于成像品质的要求也逐渐提高，而且手机相机对象素的要求也将提高至百万象素以上。若以一般塑料射出的光学镜片已无法达到这样的成像品质，因此必须使用玻璃镜片。特别是，对于非球面的小尺寸玻璃镜片，以传统抛光研磨的加工方式制造，不仅难度高且速度慢，不符合经济效益。因此，以模制的方式生产非球面的小尺寸玻璃镜片，已是未来必然发展的趋势，可大量生产品质均一且具有高精度的非球面镜片，符合业界的需求。

然而，在现有模制成形的制程当中，将玻璃粗胚放入于模具中，在高温、高压和无氧(保护气体或惰性气体)的条件下，一次性模压成形为所需的光学镜片。温度、压力等参数控制对于成形后的尺寸精度有很大的影响，常见的作法是将模具与玻璃一起加热升温至玻璃的软化温度附近，再利用模具对玻璃粗胚加压。接下来，在保持压力的状态下，一边冷却模具，使其温度降至玻璃的转化温度之下。这种将模具与玻璃一起等温加热的方法称为等温加压法，其缺点是加热升温、冷却降温都需要很长的时间，因此生产速度很慢。也由于加热源先加热模具之后，再利用模具间接加热玻璃粗胚至软化温度，模具容易因高温磨耗而使寿命降低，并造成尺寸精度上的误差。

发明内容

本发明提供一种模制玻璃的加热制程及其制程设备，可直接对玻璃粗胚加热，以减少热功率损耗并提高制程的效率。

本发明提出一种模制玻璃的加热制程。首先，提供至少一第一热源，用以对配置于一模具中的玻璃粗胚直接加热。提供一第二热源，用以对该模具直接加热。在以该第一热源升温的过程中，使该玻璃粗胚软化并以该模具加压。在以该模具加压的过程中，使该玻璃粗胚降温而成形为一光学元件。

本发明提出一种模制玻璃的制程设备，包括一模具、至少一第一热源、一第二热源以及一加压模块。该模具具有一上模仁以及一下模仁，用以放置玻璃粗胚于该上模仁与该下模仁之间。第一热源用以直接加热该玻璃粗胚，而第二热源用以加热该模具。加压模块在以该第一热源使该玻璃粗胚软化的过程中，对该模具加压而使该玻璃粗胚成形为一光学元件。

在本发明的一实施例中，第一热源以热对流或热辐射的方式加热，而第二热源以热传导的方式加热。

在本发明的一实施例中，玻璃粗胚对于第一热源的吸收率大于对于第二热源的吸收率。

在本发明的一实施例中，以第一热源升温的过程包括以一热风枪或一红外线灯管对玻璃粗胚升温至软化温度。

在本发明的一实施例中，还可借由一外套筒将模具置于其中，并留一通孔对准玻璃粗胚的位置，以使热风或热辐射经由通孔进入外套筒内。

本发明采用不同热传播方式的第一热源以及第二热源分别对玻璃粗胚及模具加热。由于玻璃粗胚对于热对流或热辐射具有较佳的吸收率，因此可避免传统玻璃粗胚通过模具间接加热的缺点，节省热功率的损耗，增加制程的效率及延长模具的寿命。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是模制玻璃的制程设备及其制造方法的流程图。

图2是本发明一实施例的模制玻璃的加热装置的示意图。

主要元件符号说明

100：玻璃粗胚

102：光学元件

110：模具

112：下模仁

114：上模仁

H1：第一热源

H2：第二热源

120：加压模块

130：外套筒

132：通孔

具体实施方式

图1是模制玻璃的制程设备及其制造方法的流程图，而图2是本发明一实施例之模制玻璃的加热装置的示意图。

请参考图1，模制玻璃的制造方法主要分为(A)前置步骤(B)升温步骤(C)加压步骤(D)降温步骤(E)脱模步骤等。首先，在(A)前置步骤中，将球形的玻璃粗胚100放置于模具110的下模仁112上，接着以上模仁114将玻璃粗胚100固定于上模仁114与下模仁112之间。之后，置于一加热室(未示出)中，并将加热棒(heater)或其他热源固定在模具110上，以最接近玻璃粗胚100的位置为佳。接着，在(B)升温步骤中，借由第一热源H1对玻璃粗胚100直接加热，使其软化，而模具110则借由加热棒(heater)或其他第二热源H2直接加热，以使模具110的温度达到工作温度。之后，在(C)加压步骤中，待玻璃粗胚100软化时，以加压模块120施压于模具110，让上模仁114与下模仁112接合以使玻璃粗胚100成形。在(D)降温步骤中，保持压力以防止玻璃粗胚100因冷却收缩而造成变形。最后，在(E)脱膜步骤中，取出成形后的光学元件102，例如是双凸镜片、双凹镜片或非球面镜片等。

值得注意的是，传统模具与玻璃粗胚一起等温加热的方法会造成模具的工作温度太高、模具升温及降温的时间太长等缺点。由于加热棒(heater)是经由热传导的方式加热模具，必须等模具与玻璃粗胚一起升温到软化温度附近，才能进行(C)加压步骤。然而，以模具间接加热玻璃粗胚的过程中，会浪费部分热功率于模具上，无法将全部的热功率直接用在玻璃粗胚上，因此升温的速度很慢。也由于模具的工作温度太高，容易因高温磨耗而使寿命降低。

本发明以第一热源H1对玻璃粗胚直接加热，不需通过模具110，可将全部的热功率直接用在玻璃粗胚100上，因此升温的速度很快，以提高制程的效率。在本实施例中，第一热源H1以热对流或热辐射的方式加热玻璃粗胚100，例如以至少一热风枪或至少一红外线灯管对玻璃粗胚100加热，使其升温至软化温度。请参考图2，当以热风枪直接加热时，热风可通过风管集中而于玻璃粗胚100附近对流，让玻璃粗胚100在高温的环境下快速升温而软化，从常温加热到玻璃软化温度的时间可大幅缩短到300秒以内。当以红外线灯管直接加热时，热能可通过辐射传导而让玻璃粗胚的温度增加，例如通过适当的媒介来传递红外线的辐射能至玻璃粗胚100，以增加热辐射的吸收率。此外，为了增加玻璃粗胚100的周围温度，还可借由一外套筒130将模具110至于其中，并留一通孔132对准玻璃粗胚100的位置，让热风或红外线的热能能通过通孔132进入外套筒130内，以直接加热玻璃粗胚100。

由于玻璃粗胚100对于热对流或热辐射具有较佳的吸收率，尤其是近红外线波段的热辐射能使玻璃粗胚的内外温度快速且均匀达到软化温度，相对于加热棒(heater)或其他第二热源H2以热传导的方式加热，热能必须由外向内传导，因而玻璃粗胚的内外温度无法很快达到均温状态，故本发明以热对流或热辐射的第一热源H1直接加热玻璃粗胚100，可提高吸收率及内外温度的均一性。

此外，模具110借由加热棒(heater)或其他第二热源H2加热到工作温度的时间可缩短，且模具110的工作温度可低于玻璃粗胚100的软化温度，例如由原先的700℃降到630℃，甚至更低。因此，模具110的寿命可延长。

综上所述，本发明采用不同热传播方式的第一热源以及第二热源分别对玻璃粗胚及模具加热。由于玻璃粗胚对于热对流或热辐射具有较佳的吸收率，因此可避免传统玻璃粗胚通过模具间接加热的缺点，减少热功率的损耗，增加制程的效率及延长模具的寿命。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种模制玻璃的加热制程，包括：

提供至少一第一热源，用以对配置于一模具中的玻璃粗胚直接加热；

提供一第二热源，用以对该模具直接加热；

在以该第一热源升温的过程中，使该玻璃粗胚软化并以该模具加压；以及

在以该模具加压的过程中，使该玻璃粗胚降温而成形为一光学元件。

2.根据权利要求1所述的模制玻璃的加热制程，其中该第一热源以热对流或热辐射的方式加热，而该第二热源以热传导的方式加热。

3.根据权利要求1所述的模制玻璃的加热制程，其中该玻璃粗胚对于该第一热源的吸收率大于对于该第二热源的吸收率。

4.根据权利要求1所述的模制玻璃的加热制程，其中以该第一热源升温的过程包括以一热风枪对该玻璃粗胚升温至软化温度。

5.根据权利要求1所述的模制玻璃的加热制程，其中以该第一热源升温的过程包括以一红外线灯管对该玻璃粗胚升温至软化温度。

6.一种模制玻璃的制程设备，包括：

一模具，具有一上模仁以及一下模仁，用以放置玻璃粗胚于该上模仁与该下模仁之间；

至少一第一热源，用以直接加热该玻璃粗胚；

一第二热源，用以加热该模具；以及

一加压模块，在以该第一热源使该玻璃粗胚软化的过程中，对该模具加压而使该玻璃粗胚成形为一光学元件。

7.根据权利要求6所述的模制玻璃的制程设备，还包括一外套筒，该外套筒置于该模具之外，并具有一通孔对准该玻璃粗胚的位置。

8.根据权利要求6所述的模制玻璃的制程设备，其中该第一热源以热对流或热辐射的方式加热。

9.根据权利要求6所述的模制玻璃的制程设备，其中该第一热源包括热风枪或红外线灯管。

10.根据权利要求6所述的模制玻璃的制程设备，其中该第二热源以热传导的方式加热。

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