CN102583962B - 立体玻璃壳体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立体玻璃壳体的制造方法以制造薄形且具有弧状周围的立体玻璃壳体。其包括至少下列步骤：首先，提供一成型加热炉及一模具，该模具形成一成型面相同于玻璃壳体欲成型表面轮廓；扱取玻璃壳体置于模具上，移动模具至成型加热炉内，以短波红外线加热玻璃壳体以达到成型粘度在10⁸至10¹³泊之间；提供一加压上模以加压于玻璃壳体并停留一预定的时间，直到玻璃壳体的热量部分传导至模具上，然后移开加压上模；等候玻璃壳体因降温而收缩，模具因升温而膨胀，直到玻璃壳体产生刚性并局部地脱离模具；扱取已成型的玻璃壳体的边缘离开模具。本发明可制造薄形且具有弧状周围的立体玻璃壳体。

Description

立体玻璃壳体的制造方法

技术领域

本发明涉及一种立体玻璃壳体的制造方法，特别涉及一种使薄型的玻璃壳体成型的方法，用以制造薄形且具有弧状周围的立体玻璃壳体，本发明完成的玻璃壳体可以应用于电子产品，将上述立体玻璃壳体设于电子产品的顶面及其周围。

背景技术

目前常见的电子产品其表面通常设有一玻璃壳体，以保护产品内部的显示模块。由于电子产品制造技术的进步，已广泛的应用触控功能。然而目前玻璃壳体大部分都还是平板的形状，而在电子产品的上表面周围仍不免存在接缝。另一面，电子产品的周围必须保留一定宽度的机构部分，用以固持平板状的玻璃壳体，因此电子产品的顶面无法完全利用，因此影响可设置触控功能区域的面积。

虽然之前在其他领域，例如汽车挡风玻璃，也有将玻璃弯曲成型的方法，然而当针对薄型的玻璃壳体成型时，特别是应用于电子产品时，就需要考量玻璃壳体与电子装置配合的精准度。

缘是，本发明人有感上述问题的可改进，潜心研究并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改进上述问题的本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题即本发明的目的，在于提供一种立体玻璃壳体的制造方法，可制造薄形且具有弧状周围的立体玻璃壳体。本发明特别适用于厚度1mm以下的玻璃壳体。

此外，本发明要解决的技术问题，还在于提供一种立体玻璃壳体的制造方法可制造薄形且具有弧状周围的立体玻璃壳体，以精准地与电子装置配合。

为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种立体玻璃壳体的制造方法，其包括至少下列步骤：首先，提供一成型加热炉；然后，提供一模具，并于该模具形成一成型面相同于玻璃壳体欲成型表面轮廓；接着，提供一扱取装置以扱取一玻璃壳体的边缘，其中该扱取装置为可活动地置于该模具的周围，移动该模具至该成型加热炉内。以短波红外线加热该玻璃壳体以达到成型粘度在10⁸至10¹³泊(poise)之间；之后，提供一可垂直移动地设置于该成型加热炉内的加压上模，该加压上模有一成型底面相同于该玻璃壳体欲成型的表面轮廓，利用该加压上模加压于该玻璃壳体上以贴合于该模具的该成型面；停止该加压上模于该玻璃壳体一预定的时间，直到该玻璃壳体的热量部分传导至该模具上，然后移开该加压上模；等候该玻璃壳体因降温而收缩，该模具因升温而膨胀，直到该玻璃壳体产生刚性并局部地脱离该模具；最后，利用该扱取装置扱取已成型的该玻璃壳体的边缘离开该模具。

其中该成型加热炉内设有一短波红外线加热器以提供短波红外线加热该玻璃壳体，该短波红外线加热器的波长为3μm以下。

优选地，进一步包括提供一预热加热炉于该成型加热炉之前，该预热加热炉提供一预热加热器以预先加热该玻璃壳体，然后再移入该成型加热炉。

优选地，其中该预热加热器为电阻式加热器或红外线式加热器。

优选地，进一步包括通入保护气体于上述预热加热炉及成型加热炉的内部。

优选地，进一步包括形成有至少一气体通道于该模具内，该气体通道连通于该成型面，以及通过该至少一气体通道，吸附该玻璃壳体，使该玻璃壳体贴合于该模具的该成型面。

优选地，进一步包括利用该至少一气体通道，在该玻璃壳体已成型的时候，向该玻璃壳体吹气以协助脱模。

优选地，进一步包括提供一定位机构以定位该模具于该加压上模的下方使其能精确定位进而精密成型。

优选地，进一步包括利用该扱取装置扱取已成型的该玻璃壳体至退火区或进入下一道工艺。

优选地，其中该玻璃壳体的厚度为1mm以下。

本发明具有以下有益效果：本发明的玻璃壳体吸热快速，且使玻璃壳体与模具之间因吸热效率不一而产生温度的差异，进而达到容易脱模的设计；两段式加热，可加快加热速度，且达成连续量产式工艺；此外，模具以吸附的方式，且可配合以加压方式加速玻璃壳体成型，成型快速，而后再使用气体吹入方式辅助玻璃壳体可快速脱模，以确保玻璃壳体成型后表面的质量。

为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明及附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附附图与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1A至图1C，为利用本发明的立体玻璃壳体的制造方法的步骤示意图。

图2，为本发明的立体玻璃壳体的制造方法所用模具的立体图。

图3，为本发明的立体玻璃壳体制造方法加热的示意图。

图4，为本发明中模具的定位机构第一实施例的立体图。

图5，为本发明中模具的定位机构第二实施例的立体图。

图6，为本发明中扱取装置第二实施例立体图。

图7，为本发明中扱取装置第三实施例立体图。

图8，为本发明完成的立体玻璃壳体的立体图。

图9，为本发明完成的立体玻璃壳体应用于电子产品的立体图。

其中，附图标记说明如下：

预热加热炉............F1

预热加热器............H1

成型加热炉............F2

短波长红外线加热器H2

模具.....................10

加热管道 ...............101

成型面..................102

气体通道 ...............103

扱取装置 ...............12、12a、12b、12c

置放槽..................120、120a、120b、120c

玻璃壳体 ...............G

加压上模 ...............20

成型底面 ...............202

柄杆....................22

定位机构 ...............30

定位槽..................105

接收装置 ...............107

发射装置 ...............207

电子产品 ...............100

天线.....................T

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下：

请参考图1A至图1C，为利用本发明的立体玻璃壳体的制造方法的步骤示意图。

本发明的立体玻璃壳体的制造方法包括至少下列步骤：

首先，如图1A所示，提供一模具10，并于该模具10形成一成型面102(如图1C)，该成型面相同于玻璃壳体G(如图1C所示)的欲成型表面轮廓，该模具10形成有至少一气体通道103乃连通于该成型面102。

接着，提供一扱取装置12以扱取一平坦的玻璃壳体G的边缘，本发明特别适用于厚度1mm以下的玻璃壳体，然而也可以适用于2mm以下的厚度。其中该扱取装置12为可活动地置于该模具10的周围。请同时参考图2，本实施例中扱取装置12呈一方框状，可扱取平坦的玻璃壳体G的边缘，并垂直地套入该模具10的周围。借此使平坦的玻璃壳体G置于该模具10的顶面上，亦即置于成型面102上。

然后，加热该玻璃壳体G以达到成型黏度在10⁸至10¹³泊(poise)。本发明加热的范围可在玻璃的粘度10⁷至10¹³泊(poise，粘度的单位，即克/厘米*秒，中文简称为泊)之间。较佳可以加热到10⁸至10¹⁰泊。一般而言，玻璃的软化点(softening point)定义为10^7.6泊，达到该软化点的温度视不同材质的玻璃而定，通常约为摄氏700度以上。

在玻璃壳体加热至上述成型黏度时，即可向玻璃壳体施力使之成型，本实施例施力的方式之一是通过该至少一气体通道103吸附该玻璃壳体G，如图1B所示的，使该玻璃壳体G贴合于该模具10的该成型面102。除此之外，本实施例施力的方式也可以是利用一加压上模20直接接触并向下加压于玻璃壳体G。关于本发明施力的方式，可以择一实施，可以实施两种方式，例如以加压上模20为主要的，气体通道103吸附方式为附加的。

待该玻璃壳体G成型后，利用该扱取装置12扱取已成型的该玻璃壳体G的边缘，并适时搭配辅助气体通道吹气，使该玻璃壳体G向上离开该模具10。

请进一步参考图2，为本发明的模具的立体图。上述模具10的成型面102相同于立体玻璃壳体G的欲成型表面轮廓。本实施例中模具10具有一对气体通道103连通至该成型面102、及两对加热管道101位于该成型面102下方，也位于气体通道103的两侧。加热管道101可供通入加热的液体，或通入冷却的液体，以供加热或冷却模具。本实施例中模具10的材质可以是不锈钢或碳化钨，较佳是使用热膨胀系数相近或是略低于玻璃壳体者。扱取装置12具有一置放槽120以供承载并定位玻璃壳体G。扱取装置12的内部空间对应于模具10的上半部。

上述本实施例的加热步骤，可以通过同一加热炉完成，亦即于成型加热炉内完成。本实施例，如图3所示的，加热的阶段可分为两段式。如图3所示，为本发明的立体玻璃壳体制造方法加热的示意图。本发明包括具有一预热加热器H1的一预热加热炉F1、及具有一短波长红外线加热器H2的一成型加热炉F2。此外还包括一输送台以供移动模具10。

本发明可以在玻璃壳体G置放于模具10的顶面以后，通过输送台以输送模具10，模具10移入于预热加热炉F1内，通过上述预热加热器H1加热该玻璃壳体G。本实施例中预热加热器H1可以是电阻式或是红外线辐射。

等到加热到预设的程度，例如接近退火点的黏度10¹³泊左右；将模具10移至该成型加热炉F2内，并接着以短波长红外线加热器H2针对玻璃壳体G的周围加热。上述短波长红外线加热器H2的波长定义为小于3微米(μm)。接续加热玻璃壳体G以达到更易成型的黏度，例如黏度10⁸泊左右。

为着使玻璃壳体G成型，此时可适当地施力于玻璃壳体G，如本实施例所示的，主体可以利用加压上模20向下压抵于玻璃壳体G，进一步还可以由气体通道103吸取真空，吸取真空时将产生负压于玻璃板体G，使之向下贴合于模具10的成型面102，借此辅助玻璃壳体G加速成型。当玻璃壳体G成型后，也可以反过来，利用气体通道103吹气，帮助玻璃壳体G加速离开模具10。模具10的加热管道101可协助用以加热。

本发明上述分为预热段及成型段，预热段采加预热加热器H1加热，再输送至成型区，成型区采短波长红外线加热器H2加热并加压该玻璃壳体G成型。两段式加热的优点在于，电阻式加热方式提升整体温度较为快速，成本也较为低廉，短波长红外线乃是针对玻璃特性，玻璃吸热快速。借此可缩短成型的循环时间(cycle time)，加快制造的速度。此外，利用玻璃吸收短波长红外线比模具来得快速的特性，两者之间对红外线吸收效率不一致形成加热后玻璃与模具的温度差异，并借此原理达到成型无须脱模角的脱模设计。再者，本发明也可以利用上述两段式的加热达到连续量产式工艺。

如图3所示，本实施例的加压上模20可垂直移动地置于该成型加热炉F2内。上述加压上模20的顶面连接一柄杆22。该加压上模20用以协助加压该玻璃壳体G的顶面，如图1B所示。借此，不仅以气体吸附该玻璃壳体G，还加上以加压上模20下压玻璃壳体G，一面可加速成型，另一面加压上模20也可使玻璃壳体G中间部位具有更平坦的表面。借此，本发明可以使玻璃板体G更为精确成型。

上述加压上模20具有一成型底面202，该成型底面202相同于玻璃壳体G欲成型的表面轮廓。本发明特点之一在于利用玻璃与模具间的温差所产生的热胀冷缩而产生离模作用。过程描述如下，利用可垂直移动地设置于该成型加热炉F2内的加压上模20，加压于该玻璃壳体G上以贴合于该模具10的该成型面102。

之后，停止该加压上模20于该玻璃壳体G的加压一预定的时间，直到该玻璃壳体G的热量部分传导至该模具10上，然后移开该加压上模20。上述预定的时间视热量传导情形而定，可以约为一分钟。

等候该玻璃壳体G因降温而收缩，该模具10因升温而膨胀，直到该玻璃壳体G产生刚性并局部地脱离该模具10。此时即可利用该扱取装置12扱取已成型的该玻璃壳体G的边缘离开该模具10。

加压上模20可以是静态式加压或渐进式加压，其重量视玻璃壳体G的厚度而调整，至少1kg以上，较厚者可采较重的加压上模20，例如2mm玻璃壳体甚至可使用至8kg，较薄者可采较轻的加压上模20，例如0.5mm玻璃壳体最重不超过5kg。

如图1C所示，待成型后，移开加压上模20。本发明优点之一，可通过扱取装置12顶住已成型的立体玻璃壳体G的边缘，将已成型的立体玻璃壳体G立即地移开模具10，借此达到快速脱模，不使立体玻璃壳体G与模具10表面接触过久。接着使已成型的立体玻璃壳体G进入退火阶段，以消除玻璃的内应力。

请参考图4，本实施例中为确定该模具10与加压上模20能正确定位，进一步包括一定位机构以定位该模具于该加压上模20的下方。在本发明中该定位机构可以是机构式，例如包括一可垂直移动而呈楔形状的定位块30，其中该模具10形成一定位槽105对应于上述定位块30。上述加压上模20也可以形成一定位槽以配合定位块30。

请参考图5，本发明中该定位机构可以是光学式或电子式，由一接收装置107及一发射装置207所组成，例如以红外线的方式。上述发射、接收装置的位置可以互换。

为保护玻璃壳体表面的质量，避免模具10或炉体表面因氧化而影响玻璃壳体表面，本发明中的加热炉还可以进一步通入惰性气体或氮气以提供保护气体于其内部，借此可保护模具或炉体表面在高温下不致于氧化。

请参考图6，为本发明中扱取装置第二实施例立体图。此实施例中具有一对分开的扱取装置12a、12b各形成有一置放槽120a、120b。图7则显示本发明中扱取装置第三实施例立体图。此实施例中具有一略呈U形的扱取装置12c，其形成有一置放槽120c。

请参考图8及图9，为本发明完成的立体玻璃壳体的立体图，以及应用于电子产品的立体图。将完成的立体玻璃壳体G切除边缘部分后，周围即形成弧状，可完全包括电子产品100，如手机、手提式电脑、触控式电脑、个人数字助理…等，立体玻璃壳体G的弧状部位可包覆电子产品100的侧边。借此，本发明的立体玻璃板体G可使电子产品100的触控范围变广，顶面不需保留固持玻璃的机构，顶面也没有接缝，整体更为美观。此外，本发明的立体玻璃壳体G内表面的弧状部位进一步还可以设置电子产品的天线T。

综上所述，本发明优点至少在于，利用两段式加热，并利用短波长红外线加热玻璃壳体，玻璃壳体吸热快速，且使玻璃壳体与模具之间因吸热效率不一而产生温度的差异，进而达到容易脱模的设计；模具以加压方式并可额外搭配使用真空吸取加速玻璃壳体成型，此外，提供定位机构，以提升成型准确度。本发明并可以使玻璃壳体快速脱模，以确保玻璃壳体成型后表面的质量。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此即局限本发明的保护范围，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的等同技术变化，均同理皆包含于本发明的保护范围内，合予陈明。

Claims (10)

1.一种立体玻璃壳体的制造方法，其特征在于，该立体玻璃壳体的制造方法包括下列步骤：

提供一成型加热炉；

提供一模具，并于该模具形成一成型面，该成型面相同于玻璃壳体欲成型表面轮廓；

提供一扱取装置以扱取一玻璃壳体的边缘，所述扱取装置具有一置放槽以供承载并定位所述玻璃壳体，所述扱取装置的内部空间对应于所述模具的上半部，其中该扱取装置为可活动地置于该模具的周围；

使该模具位于该成型加热炉内；

以短波红外线加热该玻璃壳体以达到成型黏度在10⁸至10¹³泊之间；

提供一可垂直移动地设置于该成型加热炉内的加压上模，该加压上模有一成型底面，该成型底面相同于该玻璃壳体欲成型的表面轮廓，利用该加压上模加压于该玻璃壳体上以贴合于该模具的该成型面；

停止该加压上模于该玻璃壳体的加压一预定的时间，直到该玻璃壳体的热量部分传导至该模具上，然后移开该加压上模；

等候该玻璃壳体因降温而收缩，该模具因升温而膨胀，直到该玻璃壳体产生刚性并局部地脱离该模具；及

待成型后，利用该扱取装置扱取已成型的该玻璃壳体的边缘，将已成型的立体玻璃壳体立即地移开该模具。

2.如权利要求1所述的立体玻璃壳体的制造方法，其特征在于，该成型加热炉内设有一短波红外线加热器以提供短波红外线加热该玻璃壳体，该短波红外线加热器的波长为3μm以下。

3.如权利要求2所述的立体玻璃壳体的制造方法，其特征在于，该立体玻璃壳体的制造方法进一步包括步骤：提供一预热加热炉于该成型加热炉之前，该预热加热炉提供一预热加热器以预先加热该玻璃壳体，然后再移入该成型加热炉。

4.如权利要求3所述的立体玻璃壳体的制造方法，其特征在于，该预热加热器为电阻式加热器或红外线式加热器。

5.如权利要求3所述的立体玻璃壳体的制造方法，其特征在于，该立体玻璃壳体的制造方法进一步包括通入保护气体于上述预热加热炉及成型加热炉的内部的步骤。

6.如权利要求3所述的立体玻璃壳体的制造方法，其特征在于，该立体玻璃壳体的制造方法进一步包括形成有至少一气体通道于该模具内，该气体通道连通于该成型面，以及通过该至少一气体通道，吸附该玻璃壳体，使该玻璃壳体贴合于该模具的该成型面。

7.如权利要求1所述的立体玻璃壳体的制造方法，其特征在于，该立体玻璃壳体的制造方法进一步包括利用该至少一气体通道，在该玻璃壳体已成型的时候，向该玻璃壳体吹气以协助脱模的步骤。

8.如权利要求7所述的立体玻璃壳体的制造方法，其特征在于，该立体玻璃壳体的制造方法进一步包括提供一定位机构以定位该模具于该加压上模的下方使其能精确定位进而精密成型的步骤，其中所述定位机构包括一呈楔形状的定位块，其中该模具形成一定位槽对应于上述定位块，上述加压上模也形成一定位槽以配合上述定位块。

9.如权利要求1所述的立体玻璃壳体的制造方法，其特征在于，该立体玻璃壳体的制造方法进一步包括利用该扱取装置扱取已成型的该玻璃壳体至退火区或进入下一道工艺的步骤。

10.如权利要求1所述的立体玻璃壳体的制造方法，其特征在于，该成型面相同于厚度为1mm以下的玻璃壳体的欲成型表面轮廓，该成型底面相同于厚度为1mm以下的玻璃壳体的欲成型表面轮廓。

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