CN109070415B - 用于弯曲玻璃体的后喷涂的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对弯曲玻璃体(11)后喷涂的方法，其中，在模具(12)中这样地定位具有平坦地构造的第一侧面(17)和对置的适配于弯曲玻璃体(11)的轮廓的第二侧面(18)的成型插件(10)，使得成型插件(10)以其平坦地构造的第一侧面(17)贴靠在模具(12)的内表面(13)上，并且以其适配于弯曲玻璃体(11)的轮廓的第二侧面(18)暴露，其中，将弯曲玻璃体(11)铺放在适配于弯曲玻璃体(11)的轮廓的第二侧面(18)上并且用能流动的介质(19)后喷涂铺放好的弯曲玻璃体(11)。

Description

用于弯曲玻璃体的后喷涂的方法和装置

本发明涉及一种用于弯曲玻璃体的后喷涂的方法。本发明还涉及一种用于弯曲玻璃体的后喷涂的装置。

对于多种应用、尤其对于在交通运输工具制造中的应用需要的是，将弯曲玻璃体、尤其3维成形的玻璃体用材料、尤其塑料材料涂层，所述玻璃体、尤其3维成形的玻璃体具有一个或者多个弯曲部。为了避免弯曲玻璃体在涂层时裂开或者甚至断裂，弯曲玻璃体通常通过层压工艺和/或粘接工艺用材料涂层。然而这些方法是非常费时的并且需要非常高的精确度，以便能实现在弯曲玻璃体上涂层的较好的耐久性。

作为层压工艺和/或粘接工艺以便对弯曲玻璃体用材料涂层的备选方案是，对弯曲玻璃体后喷涂。然而，所述弯曲玻璃体的后喷涂是很大的挑战，因为玻璃体成形为弯曲的、3维形状导致高的尺寸误差和形状偏差，所述尺寸误差和形状偏差必须通过用于后喷涂的模具补偿。在其中可以进行后喷涂的模具通常是由钢材铣削的。当玻璃体没有精确地贴靠在模具内表面上时，后喷涂所需的几百bar的压力导致插入模具中的玻璃体受到点状的弯曲载荷。在模具内表面和弯曲玻璃体之间的小间隙因此会导致后喷涂时的玻璃碎裂。因为在弯曲玻璃体的情况下不可避免地存在取决于玻璃成形过程和尤其取决于用于玻璃成形的模具的尺寸偏差，所以必须为每个玻璃成形工具制造为用专门的玻璃成形工具制造的玻璃体后喷涂的自己的模具，或者(根据玻璃弯曲时的误差)甚至为每个玻璃体单独制造自己的模具。后喷涂模具必须个性化地以非常高的精度调整适配于弯曲玻璃体的轮廓。这是非常费事的并且需要很高的成本和很多时间。

因此本发明要解决的技术问题是，提供一种用于对弯曲玻璃体后喷涂的方法和装置，借助该方法和装置能简化弯曲玻璃体的后喷涂，并且能避免在后喷涂时玻璃体的断裂。

上述技术问题通过独立权利要求的特征解决。本发明的优选设计方案和改进设计方案在各从属权利要求中给出。

按照本发明的方法的特征是，在模具中这样地定位具有平坦地构造的第一侧面和对置的适配于弯曲玻璃体的轮廓的第二侧面的成型插件，使得成型插件以其平坦地构造的第一侧面贴靠在模具的内表面上，并且以其适配于弯曲玻璃体的轮廓的第二侧面暴露，其中，弯曲玻璃体铺放在适配于弯曲玻璃体的轮廓的第二侧面上并且用能流动的介质后喷涂铺放好的弯曲玻璃体。

按照本发明的装置的特征是，所述装置具有模具和定位在模具中的成型插件，其中，成型插件具有平坦地构造的第一侧面，成型插件借助第一侧面贴靠在模具的内表面上，并且其中，成型插件具有与第一侧面对置的适配于弯曲玻璃体的轮廓的第二侧面，其中，为了用能流动的介质对弯曲玻璃体后喷涂，弯曲玻璃体能铺放在成型插件的第二侧面上。

根据按照本发明的方法和按照本发明的装置，在把待后喷注的玻璃体装入模具之前，首先将成型插件装入模具中，待后喷注的玻璃体定位在成型插件上，以便被后喷注。玻璃体以此不再直接定位在模具的内表面上，而是铺放在成型插件上。成型插件的特点是，成型插件具有两个不同的侧面。第一侧面是平坦地构造的，使得成型插件能面状地贴靠在模具内表面上。以此可以避免成型插件在模具内部的滑移或倾斜。而成型插件的与第一侧面对置的第二侧面不是平坦地构造的，而是具有不平坦的轮廓。所述不平坦的轮廓这样地调整适配于弯曲玻璃体的轮廓，使得待后喷涂的弯曲玻璃体能精密配合地铺放在成型插件的不平地构造的第二侧面上，从而能避免在成型插件和弯曲玻璃体之间的间隙的产生。借助成型插件能补偿弯曲玻璃体的容许偏差，使得在后喷涂时能避免弯曲玻璃体的损坏或者甚至破裂。同时，成型插件优选这样稳定地构造，使得成型插件在后喷涂时出现的高压力的情况下不会明显变形。此外，成型插件的表面、尤其第二侧面的表面具有防黏附特性，以便能避免弯曲玻璃体黏附在成型插件上。弯曲玻璃体以此在后喷涂之后也能容易地从成型插件脱离。通过现在使用额外地装入模具中的、在后喷涂时弯曲玻璃体贴靠在其上的成型插件，真正的用于后喷涂的模具不必适配于玻璃体的轮廓，使得弯曲玻璃体的后喷涂能明显更简单、更快速和以更低成本进行。成型插件可以个性化或者说单独调整适配于待后喷涂的弯曲玻璃体，并且能容易地装入模具中并且也能容易地取出，使得在一个模具中可以对弯曲玻璃体的不同形状后喷涂，而不必将模具本身改变或者说费事地处理。成型插件优选由塑料材料制造。但是成型插件也可以由其他的硬材料制造，例如混凝土。此外，成型插件可以保护插入模具中的玻璃体不被刮擦。同一个成型插件可以用于对多个待后喷涂的玻璃体、尤其尺寸偏差比较小的一批玻璃体后喷涂。

优选通过仿形弯曲玻璃体的轮廓制造成型插件。成型插件以此可以个性化地调整适配于待后喷涂的弯曲玻璃体的形状。弯曲玻璃体的轮廓的仿形优选仅在成型插件的一个侧面上进行，确切而言在成型插件的在后喷涂时玻璃体定位或者说贴靠的第二侧面上进行。通过直接仿形弯曲玻璃体的轮廓，可以在将成型插件的轮廓调整适配于弯曲玻璃体的轮廓的情况下实现特别高的精确度。

为了仿形弯曲玻璃体的轮廓优选地规定，弯曲玻璃体定位在模具中，然后根据在模具内部的弯曲玻璃体的轮廓成形成型插件。弯曲玻璃体的轮廓的仿形以及以此对成型插件的制造在玻璃体的真正后喷涂之前的额外的方法步骤中进行。为了所述仿形，待后喷涂的玻璃体首先定位在模具中，接着根据在模具内部的弯曲玻璃体的轮廓成形或者形成成型插件。成型插件以此可以个性化地调整适配于弯曲玻璃体地制造，方法是玻璃体本身首先用作用于成型插件的一种成形模件。

成型插件的成形例如可以借助热学的成形过程进行。借助热学的成形过程可以以高精度、低耗费和在短时间内成形成型插件。热学成形过程例如可以通过注塑、精压或者冲压进行。在热学成形过程的情况中成型插件优选由塑料材料、尤其热塑性塑料材料构成，使得成型插件能容易成形。塑料材料例如可以具有泡沫类的特性，或者也可以具有弹性体的特性。例如所述塑料材料是热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性弹性体(TPE)或者硅酯(LSR：液态硅橡胶)。塑料材料还可以是树脂、例如丙烯酸树脂或者环氧树脂。优选地使用具有较低收缩率的塑料材料。

热学成形过程可以这样地进行，即弯曲玻璃体在模具中相对于模具的内表面有间距地铺放，使得在模具内表面和弯曲玻璃体之间构成间隙，其中，在该间隙中注入能流动的模塑材料并且使注入间隙中的模塑材料硬化，以此构成成型插件。在此，为了构造成型插件，首先将弯曲玻璃体在模具内部以相对于模具内表面的确定的间距定位。例如，弯曲玻璃体可以借助定位销以相对于模具内表面的确定的间距固持。通过该间距构成在玻璃体和模具之间的间隙或者空隙，使得玻璃体不直接贴靠在模具的内表面上。在该间隙中，现在可以注入、尤其注入能流动的模塑材料，模塑材料优选是塑料材料，使得模塑材料分布在间隙中并且完全填满该间隙。在模塑材料流入或者说注入间隙中的情况下，模塑材料沿弯曲玻璃体的轮廓沉积，以便能进行弯曲玻璃体的轮廓的仿形。在间隙被模塑材料完全填满之后，对模塑材料进行硬化，以便构成成型插件。所述硬化例如可以热学地进行，但是或者也可以通过UV射线或者通过湿气进行。在模塑材料的注入和/或硬化的情况下，额外地可以将较小的压力施加到弯曲玻璃体上，以便实现成型插件特别好的和密实的构造。所述压力优选均匀地分布在弯曲玻璃体或者说模塑材料的表面上地施加。以此可以在成型插件的轮廓中实现在成型插件的第二侧面上对弯曲玻璃体的轮廓的特别高的配合精度，也实现在成型插件的第一侧面上对模具内表面的特别高的配合精度。

为了能避免在弯曲玻璃体和模塑材料以及因此和成型插件之间构成气泡，可以规定，模塑材料的注入和/或硬化在压力减小或者真空下进行。以此可以明显提高成型插件的构造的品质。

作为成型插件的注塑或者精压的备选，成型插件的构造也可以借助在热学成形过程的成型中的冲压过程进行。在这种热学成形过程的情况中，可以在模具的内表面上布置垫状的模塑材料，并且弯曲玻璃体可以铺放在垫状的模塑材料上，其中借助热学冲压将弯曲玻璃体的轮廓成形在垫状的模塑材料中，以此构造成型插件。垫状的模塑材料优选由塑料材料构成。通过施加均匀地在弯曲玻璃体的表面上分布的压力，弯曲玻璃体的轮廓可以在垫状的模塑材料上被仿形。

作为借助热学成形过程成形成型插件的备选，成型插件的成形也可以借助浇注过程进行。若成型插件在浇注过程中制造，则成型插件优选地由具有较高弹性模量的材料构成。例如，成型插件可以由塑料材料构造，但是也可以由其他材料例如混凝土或者石膏构造。若为成型插件使用塑料材料，则塑料材料可以是例如聚氨酯、聚酯树脂或者环氧树脂。

浇注过程优选地这样进行，即弯曲玻璃体在模具中相对于模具的内表面有间距地定位，能流动的模塑材料被浇注到弯曲玻璃体的背离模具内表面的表面上，以此构造成型插件。在浇注过程中，能流动的模塑材料以此直接施加到弯曲玻璃体上并且不被施加到在弯曲玻璃体和模具内表面之间的间隙中。在浇注过程的情况下弯曲玻璃体也首先在模具中以相对于模具内表面的确定的间距定位。这可以通过下述方式进行，即弯曲玻璃体定位在多个布置在模具内部的支撑元件上。在此，支撑元件应这样相互紧密地定位，使得支撑元件能承载玻璃体的自重和待施加到玻璃体上的模塑材料的自重，而不出现玻璃体明显的弯曲。在浇注过程的情况下，弯曲玻璃体定位在模塑材料下方并且以此也在待构造的成型插件的下方。在将模塑材料浇注到弯曲玻璃体上的情况下在模塑材料的背离弯曲玻璃体的表面上由于模塑材料的重力而构成平的面，所述面对于成型插件是平坦地构造的第一侧面。在此构成的成型插件可以是几厘米、例如0.7至9厘米厚的。

下面根据通过下面的附图对本发明优选设计方案的描述来进一步展示另外的改进本发明的措施。

附图中：

图1示出用于按照本发明第一设计方案对弯曲玻璃体后喷涂的方法的流程示意图；

图2示出用于按照本发明第二设计方案对弯曲玻璃体后喷涂的方法的流程示意图；

图3示出用于按照本发明第三设计方案对弯曲玻璃体后喷涂的方法的流程示意图。

在图1中示出用于对弯曲玻璃体后喷涂的成型插件10的制造，其中，该制造在图1中借助热学成形过程、尤其注塑或者说精压过程进行。

为此，在模具12中首先定位弯曲玻璃体11。模具12本身优选由金属材料、尤其钢材料构成。玻璃体11在模具12中的定位优选这样进行，即玻璃体11以相对于模具12的内表面13的确定的间距铺放，使得在模具12的内表面13和玻璃体11之间构成间隙14。间隙14优选在玻璃体11的整个长度和宽度上延伸，使得成型插件10的成形也可以在玻璃体11的整个长度和宽度上进行。

为了能将玻璃体11以相对于模具12的内表面13的确定的间距固持，可以使用定位销或者说支撑元件，定位销或者说支撑元件能以第一自由端部支撑在模具12的内表面13上并且以相对置的第二自由端部支撑在玻璃体11的表面上。优选地使用至少三个定位销或者说支撑元件，以便能将玻璃体11相对于模具12的内表面13有间距地固持。

玻璃体11和模具12的内表面13之间的确定的间距优选为0.7mm至3mm之间、优选在1mm至2mm之间。

模具12优选具有多个入口15，能流动的模塑材料16能通过多个入口15流入或者说流到间隙14中，如图1中步骤1所示。优选将大量能流动的模塑材料16注入间隙14中，使得间隙14完全被模塑材料16填满。入口15的位置是与玻璃体11的几何形状匹配地选定的，以便能避免在模塑材料16流入间隙14中时产生气泡。入口15优选定位在玻璃体11的弯曲特别严重的区域的范围内。以此能特别有效地避免气泡。

一旦间隙14被模塑材料16完全填满，则使模塑材料16硬化，如图1中步骤2所示。所述硬化可以热学地进行，但是或者也可以通过UV辐射或者通过湿气进行。

为了避免仍然处于入口15中的模塑材料16的余料在硬化时一同硬化并且以此堵住入口15，入口15可以具有封盖或者关闭机构，例如关闭阀，以防止硬化所需的射线会进入入口15中。

优选使用低粘度的可硬化的塑料材料，例如聚氨酯、丙烯酸树脂、环氧树脂或者聚酯作为能流动的模塑材料16，该模塑材料16之后构成成型插件10。用于模塑材料16或者说成型插件10的塑料材料这样地选定，使得该塑料材料具有对玻璃体11很差的黏附性并且同时在低于优选直至180℃的最大模具温度时不明显变形并且在低于玻璃体11的化学预应力失去的温度(约400℃)时能被加工。此外，模塑材料优选具有较低的收缩率。

通过硬化的模塑材料16构成的制成的成型插件10具有第一侧面17和与第一侧面17相对置的第二侧面18。第一侧面17是平坦地构造的，并且可以面状地贴靠在模具12的内表面13的轮廓上。第二侧面18在其形状方面调整适配于弯曲玻璃体11的轮廓。

若构造了成型插件10，则可以在第3步骤中对弯曲玻璃体11进行后喷注。为此，弯曲玻璃体11贴靠在成型插件10的第二侧面18上，该第二侧面18适配于玻璃体11的轮廓。弯曲玻璃体11以此可以精密配合地贴靠在成型插件10上。后喷涂通过将能流动的介质19施加到玻璃体11上进行，方法是介质19被施加到、尤其后喷涂到玻璃体11的背离成型插件10的表面20上。通过成型插件10在玻璃体11上精密配合的贴靠，可以避免后喷涂时局部地作用到玻璃体11上的弯曲载荷，以此能防止玻璃体11的碎裂。

在图2中示出用于对弯曲玻璃体11后喷涂的方法，其中，成型插件10通过浇注过程构造。

弯曲玻璃体11在此也首先相对于模具12的内表面13有间距地定位在模具12中。为了定位玻璃体11使用多个支撑元件21，这些支撑元件这样相互紧密地布置，使得这些支撑元件能承载玻璃体11的自重和为了构成成型插件10待浇注到弯曲玻璃体11上的能流动的模塑材料22的自重，而不出现明显的弯曲。弯曲玻璃体11贴靠在支撑元件21上。在玻璃体11的边缘处分别布置有密封元件23。

若玻璃体11定位在模具12中，则能流动的模塑材料22被从上施加到玻璃体11上，如图2中步骤1所示。通过模塑材料22的自重构成平坦构造的第一侧面17和适配于弯曲玻璃体11的轮廓的第二侧面18。

在将模塑材料22施加到玻璃体11上之前，给玻璃体11配设防黏附涂层。

模塑材料22和以此由模塑材料22构成的成型插件10例如可以由塑料材料构成、例如聚氨酯、环氧树脂或者热塑性塑料。相对于塑料材料备选的是也可以使用混凝土作为模塑材料22和以此作为成型插件10。进一步也可以使用有填料的热固性塑料，例如以玻璃球体填充的热固性塑料作为模塑材料22和以此作为成型插件10。

在将模塑材料22浇注到玻璃体11上和将模塑材料22硬化之后，构成成型插件10。使成型插件10从玻璃体11脱离并且玻璃体11从模具12中去除。

接着如图2中步骤2所示，成型插件10定位在模具12中，使得成型插件10以其平坦构造的第一侧面17面状地贴靠在模具12的内表面13上。弯曲玻璃体11然后可以定位在成型插件10上，其中，弯曲玻璃体11精密配合地贴靠在成型插件10的第二侧面18上，在第二侧面18上仿形了玻璃体11的轮廓。接着可以用能流动的介质19后喷涂玻璃体11，如图2中步骤3所示。

图3示出用于对弯曲玻璃体11后喷涂的方法，其中，成型插件10通过在热成形过程中的冲压构造。

为此，在模具12中首先插入垫状的模塑材料24，该模塑材料24之后构成成型插件10。接着，弯曲玻璃体11放置在垫状的模塑材料24上，如图3中步骤1所示。通过将压力施加到玻璃体11上，玻璃体11的轮廓通过热学冲压转移到模塑材料24中，以此构成成型插件10，该成型插件10然后具有平坦构造的第一侧面17和适配于玻璃体11的轮廓的第二侧面18，该成型插件10用第一侧面17贴靠在模具12的内表面13上，玻璃体11在后喷涂时平放在第二侧面18上，如图3中步骤2所示。

本发明的实施方式不限于上述优选设计方案。而是可考虑各种变型方案，其即使实施方式为基本上不同类型也能被所示解决方案所使用。由权利要求、说明书或者附图获得的全部特征和/或优点，包括空间布置方式的设计细节和方法步骤不仅可以单独地而且可以以不同组合方式地体现本发明。

附图标记列表：

10成型插件

11玻璃体

12模具

13内表面

14间隙

15入口

16能流动的模塑材料

17第一侧面

18第二侧面

19能流动的介质

20表面

21支撑元件

22能流动的模塑材料

23密封元件

24垫状模塑材料

Claims (8)

1.一种用于对弯曲玻璃体(11)后喷涂的方法，其中，在模具(12)中这样地定位具有平坦地构造的第一侧面(17)和对置的适配于弯曲玻璃体(11)的轮廓的第二侧面(18)的成型插件(10)，使得成型插件(10)以其平坦地构造的第一侧面(17)贴靠在模具(12)的内表面(13)上，并且以其适配于弯曲玻璃体(11)的轮廓的第二侧面(18)暴露，其中，将弯曲玻璃体(11)铺放在适配于弯曲玻璃体(11)的轮廓的第二侧面(18)上并且用能流动的介质(19)后喷涂铺放好的弯曲玻璃体(11)，其中，通过仿形弯曲玻璃体(11)的轮廓制造所述成型插件(10)，其特征在于，为了仿形弯曲玻璃体(11)的轮廓，将弯曲玻璃体(11)定位在模具(12)中，然后根据在模具(12)内部的弯曲玻璃体(11)的轮廓成形成型插件(10)。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，成型插件(10)的成形借助热学成形过程进行。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在热学成形过程情况下，弯曲玻璃体(11)在模具(12)中相对于模具(12)的内表面(13)有间距地定位，使得在模具(12)内表面(13)和弯曲玻璃体(11)之间构成间隙(14)，其中，在所述间隙(14)中注入能流动的模塑材料(16)并且使注入间隙(14)中的模塑材料(16)硬化，以此构成成型插件(10)。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，能流动的模塑材料的注入和/或硬化在真空下进行。

5.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述热学成形过程的情况中，在模具(12)的内表面(13)上布置垫状的模塑材料(24)，并且弯曲玻璃体(11)铺放在垫状的模塑材料(24)上，其中借助热学冲压将弯曲玻璃体(11)的轮廓成形在垫状的模塑材料(24)上，以此构造成型插件(10)。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，成型插件的成形(10)借助浇注过程进行。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，在浇注过程中，弯曲玻璃体(11)在模具(12)中相对于模具(12)的内表面(13)有间距地定位，将能流动的模塑材料(22)浇注到弯曲玻璃体(11)的背离模具(12)内表面(13)的表面上，以此构造成型插件(10)。

8.一种用于对弯曲玻璃体(11)后喷注的装置，所述装置具有模具(12)和定位在模具(12)中的成型插件(10)，其中，成型插件(10)具有平坦地构造的第一侧面(17)，成型插件(10)借助第一侧面(17)贴靠在模具(12)的内表面(13)上，并且其中，成型插件(10)具有与第一侧面(17)对置的适配于弯曲玻璃体(11)的轮廓的第二侧面(18)，其中，为了用能流动的介质(19)对弯曲玻璃体(11)后喷涂，弯曲玻璃体(11)能铺放在成型插件(10)的第二侧面(18)上，其中，通过仿形弯曲玻璃体(11)的轮廓制造所述成型插件(10)，其特征在于，为了仿形弯曲玻璃体(11)的轮廓，将弯曲玻璃体(11)定位在模具(12)中，然后根据在模具(12)内部的弯曲玻璃体(11)的轮廓成形成型插件(10)。

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