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CN102557402A - 曲面玻璃板的成型方法与其采用的模具 - Google Patents

曲面玻璃板的成型方法与其采用的模具 Download PDF

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Abstract

一种曲面玻璃板的成型方法，其包括以下步骤：提供一套模具，其包括第一模仁及与第一模仁相对的第二模仁；提供一种玻璃板坯料，将玻璃板坯料放置于第二模仁上；加热第一模仁至第一温度，加热第二模仁及玻璃板坯料至第二温度，该第二温度小于或等于该玻璃板坯料的玻璃态转化温度，且第一温度小于第二温度；合模，使第一模仁的上弧面热压玻璃板坯料；脱模，冷却，得到曲面玻璃板。本发明还提供一种上述成型方法所采用的模具。采用本发明的成型方法，第二温度小于玻璃态转化温度，且第一温度小于第二温度，使曲面玻璃板的粗糙度及轮廓度偏差均较小。

Description

曲面玻璃板的成型方法与其采用的模具
技术领域
本发明涉及一种曲面玻璃板的成型方法与其采用的模具。
背景技术
曲面玻璃板一般用于建筑物或汽车的窗户，其成型方法一般采用重力弯曲法，即将玻璃板加热到其玻璃态转化温度或高于其玻璃态转化温度，然后将该加热的玻璃板输送至成型炉的成型模具上，成型模具具有内凹成型面，玻璃板依靠自身的重力使其下垂弯曲至内凹成型面，从而成型曲面玻璃板。然而，由于重力弯曲法是利用玻璃自身的重力下垂弯曲，玻璃板须加热到至少玻璃板的玻璃态转化温度，而玻璃板的成型温度越高，越易导致玻璃表面产生缺陷，如粗糙度太高。且由于玻璃板的温度越高其粘度则越小，玻璃板材料的流动性也相应增强，这样虽会使成型后的曲面玻璃板的轮廓度偏差更小，但其外观会较差。
近年来，为使电子装置的显示面板更加时尚，业界已尝试将曲面玻璃板应用于显示面板。用于显示面板的曲面玻璃对于粗糙度及轮廓度要求均较高，如果粗糙度太高则会影响显示面板的显示功能及美观度，如果轮廓度偏差太大则会影响显示面板的装配。然而采用目前的成型方法成型的曲面玻璃板粗糙度较高，轮廓度偏差较大，仍不能满足显示面板的要求。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种粗糙度较小及轮廓度偏差较小的曲面玻璃板的成型方法。
还有必要提供一种上述成型方法所采用的模具。
一种曲面玻璃板的成型方法，其包括以下步骤：提供一套模具，其包括第一模仁及与第一模仁相对的第二模仁，第一模仁具有一个向外凸出的上弧面，第二模仁具有一个向内凹陷的模穴；提供一种玻璃板坯料，将玻璃板坯料放置于第二模仁上；加热第一模仁至第一温度，加热第二模仁及玻璃板坯料至第二温度，该第二温度小于或等于该玻璃板坯料的玻璃态转化温度，该第二温度与该玻璃板坯料的玻璃态转化温度的差值为0-100℃，且第一温度小于第二温度，第一温度与第二温度的差值为100-250℃；合模，使第一模仁的上弧面热压玻璃板坯料；脱模，冷却，得到曲面玻璃板。
一种用于成型曲面玻璃板的模具，其包括第一模仁及与第一模仁相对的第二模仁。第一模仁具有一个向外凸出的上弧面，第二模仁具有一个向内凹陷的模穴。第二模仁的模穴具有底面及与底面相连接的用于放置玻璃板坯料的第一台阶面。且底面呈弧面，其曲率大于第一模仁的上弧面的曲率，以使成型后曲面玻璃板与底面之间形成预设间隙。
所述曲面玻璃板的成型方法中，加热玻璃板坯料至第二温度，并控制第二温度小于或等于其玻璃态转化温度，有利于减小成型后曲面玻璃板的粗糙度。同时，为进一步减小成型温度对曲面玻璃板的粗糙度的影响，使第一模仁的第一温度小于玻璃板坯料的第二温度，因此，减少第一模仁表面生成氧化物杂质，减少成型时的杂质来源，从而使曲面玻璃板的内凹曲面的粗糙度较小。另外，由于成型时曲面玻璃板的外凸曲面与第二模仁的底面之间形成预设间隙，因此进一步使外凸曲面的粗糙度减小。
附图说明
图1是本发明实施方式的曲面玻璃板的成型方法所需成型的曲面玻璃板的立体示意图。
图2是图1所示的曲面玻璃板沿II-II线的剖视图。
图3是本发明实施方式曲面玻璃板的成型方法所采用的模具的立体分解示意图。
图4是图3所示的模具的另一角度的立体分解示意图。
图5是在图3所示的模具中放入玻璃板坯料时的剖视图。
图6与图5相似，且玻璃板坯料放置于所示模具的第二模仁上。
图7是图3所示的模具在成型曲面玻璃板时的剖视图。
图8是本发明实施方式的曲面玻璃板的成型方法的流程示意图。
主要元件符号说明
  曲面玻璃板   100
  内凹曲面   10
  外凸曲面   20
  模具   200
  第一模仁   30
  主体   31，41
  模压部   32
  玻璃板坯料   300
  上弧面   321
  台阶面   322
  侧面   323
  第二模仁   40
  模穴   42
  底面   421
  第一台阶面   422
  第二台阶面   423
  排气孔   424
具体实施方式
请参阅图1和图2，本发明实施方式的曲面玻璃板的成型方法用来成型曲面玻璃板100。曲面玻璃板100呈弧形，其包括内凹曲面10及与内凹曲面10相对的外凸曲面20。
请一并参阅图3及图4，本发明实施方式的曲面玻璃板的成型方法所采用的模具200包括第一模仁30及与第一模仁30相对的第二模仁40。第一模仁30包括主体31及凸设于主体31底面的模压部32。模压部32包括上弧面321、台阶面322及侧面323。上弧面321为向外凸出的弧形面，其形状与曲面玻璃板100的内凹曲面10的形状相配合。台阶面322呈平面，其与上弧面321连接并围绕上弧面321设置。侧面323与台阶面322相连接，且其与台阶面322的夹角大于90度，以有利于合模时第一模仁30与第二模仁40对准配合。在本实施方式中，侧面323与台阶面322的夹角为105度。
第二模仁40包括主体41，主体41上凹设有一个模穴42。模穴42具有底面421，与底面421圆滑过渡连接的第一台阶面422，及第二台阶面423。底面421呈弧形，其曲率稍大于第一模仁30的上弧面321，因此成型时曲面玻璃板100的外凸曲面20与底面421之间形成预设间隙，以使外凸曲面20不与底面421接触，以改善成型后曲面玻璃板100的外凸曲面20的粗糙度。第一台阶面422呈弧面，且其曲率与第一模仁30的上弧面321相对应位置的曲率相同。如图5和图6所示，成型时，玻璃板坯料300设置于第一台阶面422上。第二台阶面423呈平面，与第一模仁30的台阶面322相配合。其中玻璃板坯料300为平板形状，且其厚度与成型后的曲面玻璃板100的厚度相同。底面421还开设有一个贯通的排气孔424，用来在成型时向外排出模穴42内的气体，以平衡模穴42内外之间的压力。
下面结合图5至图8，描述曲面玻璃板100的成型方法，其包括以下步骤：
步骤101，提供一套模具200，其包括第一模仁30及与第一模仁30相对的第二模仁40。
步骤102，提供一种玻璃板坯料300，将玻璃板坯料300放置于第二模仁40上。
步骤103，加热第一模仁30至第一温度T1，加热第二模仁40及玻璃板坯料300至第二温度T2，第二温度T2小于或等于玻璃板坯料300的玻璃态转化温度，且其差值为0-100℃。第一温度T1小于第二温度T2，且其差值为100-250℃。在本实施方式中，第一模仁30及第二模仁40均优选采用电磁感应加热方式加热，其具有加热速度快及精确控温等优点。
步骤104，合模，使第一模仁30热压玻璃板坯料300。
步骤105，脱模，冷却，得到曲面玻璃板100。
可以理解，也可在脱模后对曲面玻璃板100进行退火处理，以消除曲面玻璃板100的内应力。
在本实施方式中，玻璃板坯料300为铝硅酸盐玻璃(alumino-silicateglass)，其玻璃态转化温度为850℃，第一温度T1控制为600-650℃。第二温度T2控制为750-850℃以控制玻璃板坯料300的粘度为106.8-109.8Pa·s。由于铝硅酸盐玻璃具有更高的机械强度，因此成型后的曲面玻璃板100更适合用于显示面板。表1列出了在不同成型温度时成型铝硅酸盐的玻璃板坯料300的检测数据。
表1不同成型温度时曲面玻璃板的检测数据
Figure BDA0000037597630000051
Figure BDA0000037597630000061
表1中，表面粗糙度Ra采用3D光学轮廓度仪测量得到。轮廓度偏差采用自动影像测试机测量得出，其为曲面玻璃板100的内凹曲面10与外凸曲面20的轮廓度偏差的平均值。
从表1可以得出，当玻璃板坯料300的厚度范围为0.8-2.5mm时，采用本发明的成型方法得到的曲面玻璃板100的内凹曲面10的粗糙度Ra范围为0.08-0.50μm，外凸曲面20的粗糙度Ra范围为0.04-0.45μm，轮廓度偏差范围为0.06-0.12mm。而当第一温度T1、第二温度T2不在上述范围内时，则会导致粗糙度过高，或导致玻璃板坯料300破裂。
成型时，成型温度越高，杂质(如空气中的灰尘、模具200表面的氧化物等杂质)越容易进入曲面玻璃板100，使曲面玻璃板100的粗糙度相应增大。因此，加热玻璃板坯料300至第二温度T2，并控制第二温度T2小于或等于其玻璃态转化温度，有利于减小成型后曲面玻璃板100的粗糙度；同时控制第二温度T2与玻璃板坯料300玻璃态转化温度的差值为0-100℃，可较好控制玻璃板坯料300的粘度范围为106.8-109.8Pa·s，该粘度大致位于玻璃的粘性与粘弹性区间内，有利于保证成型后的曲面玻璃板100的轮廓度，使轮廓度偏差较小。为进一步减小成型温度对曲面玻璃板100的粗糙度的影响，使第一模仁30的第一温度T1小于玻璃板坯料300的第二温度T2，并控制其差值为100-250℃，因此，有利于减少第一模仁30表面生成氧化物杂质，从而减小成型时的杂质来源，从而使曲面玻璃板100的内凹曲面10的粗糙度较小。另外，由于成型时曲面玻璃板100的外凸曲面20与第二模仁40的底面421之间不接触具有一预设距离，因此进一步使外凸曲面20的粗糙度减小。
成型温度相对于玻璃态转化温度过低时，两者差值为100-150℃或者更大时，玻璃板坯料300的粘度则变得太大，而处于弹性区间内，不利于弯曲玻璃板坯料300，甚至导致玻璃板坯料300破裂；成型温度过高于玻璃态转化温度时，玻璃板坯料300易与杂质发生反应，而导致成型后曲面玻璃板100粗糙度偏大。
在本发明实施方式中，第一模仁30及第二模仁40的材料均为氮化硼。由于氮化硼具有较佳的润滑性，因此更有利于成型后脱模，从而有利于进一步降低曲面玻璃板100的内凹曲面10的粗糙度；同时由于氮化硼具有较佳的耐热性及化学稳定性，因此成型时第一模仁30表面不易与空气中的氧气发生化学反应生成氧化物杂质，从而不易进入玻璃板坯料300而影响曲面玻璃板100外观美观度及粗糙度；另外，由于氮化硼具有较高的硬度及机械强度，因此有利于进一步保证成型后曲面玻璃板100的轮廓度偏差。
可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种曲面玻璃板的成型方法，其包括以下步骤：
提供一套模具，其包括第一模仁及与该第一模仁相对的第二模仁，该第一模仁具有一个向外凸出的上弧面，该第二模仁具有一个向内凹陷的模穴；
提供一种玻璃板坯料，将该玻璃板坯料放置于该第二模仁上；
加热该第一模仁至第一温度，加热该第二模仁及玻璃板坯料至第二温度，该第二温度小于或等于该玻璃板坯料的玻璃态转化温度，该第二温度与该玻璃板坯料的玻璃态转化温度的差值为0-100℃，且该第一温度小于该第二温度，该第一温度与该第二温度的差值为100-250℃；
合模，使该第一模仁的上弧面热压该玻璃板坯料；
脱模，冷却，得到曲面玻璃板。
2.如权利要求1所述的曲面玻璃板的成型方法，其特征在于：该曲面玻璃板的成型方法还包括对脱模后的曲面玻璃板进行退火处理的步骤。
3.如权利要求1所述的曲面玻璃板的成型方法，其特征在于：该第二模仁的模穴具有底面及与该底面相连接的第一台阶面，且该底面呈弧形，其曲率大于该第一模仁的上弧面的曲率，使成型后该曲面玻璃板的外凸曲面与该底面之间形成预设间隙，该玻璃板坯料设置于该第一台阶面上，该第一台阶面呈弧面，且该第一台阶面的曲率与该第一模仁的上弧面的曲率相同。
4.如权利要求3所述的曲面玻璃板的成型方法，其特征在于：该第一模仁还包括与该上弧面连接的台阶面，该第二模仁的模穴还具有用于合模时与该第一模仁的台阶面相对应配合的且与该第一台阶面连接的第二台阶面。
5.如权利要求3所述的曲面玻璃板的成型方法，其特征在于：该底面上开设有用于平衡该模穴内外压力的排气孔。
6.如权利要求1至5任一项所述的曲面玻璃板的成型方法，其特征在于：该玻璃板坯料为铝硅酸盐玻璃，该第一温度范围为600-650℃，该第二温度范围为750-850℃。
7.一种用于成型曲面玻璃板的模具，其包括第一模仁及与该第一模仁相对的第二模仁，该第一模仁具有一个向外凸出的弧形的上弧面，该第二模仁具有一个向内凹陷的模穴，其特征在于：该第二模仁的模穴具有底面及与该底面相连接的用于放置玻璃板坯料的第一台阶面，且该底面呈弧面，其曲率大于该第一模仁的上弧面的曲率，以使成型后该曲面玻璃板的外凸曲面与该底面之间形成预设间隙。
8.如权利要求7所述的用于成型曲面玻璃板的模具，其特征在于：该第一模仁及第二模仁的材料均为氮化硼。
9.如权利要求7所述的用于成型曲面玻璃板的模具，其特征在于：该底面上开设有用于平衡该模穴内外压力的排气孔。
10.如权利要求7所述的用于成型曲面玻璃板的模具，其特征在于：该第一模仁还包括与该上弧面连接的台阶面，该第二模仁的模穴还具有用于合模时与该第一模仁的台阶面相对应配合的且与该第一台阶面连接的第二台阶面。
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