一种用于3D蓝宝石的抛光方法及抛光设备与流程

本发明涉及3D蓝宝石加工领域，特别的，涉及一种用于3D蓝宝石的抛光方法及抛光设备。

背景技术：

人造蓝宝石晶体(a-Al2O3)因为具有特殊的物理、化学、光学特性，被广泛用于视窗材料。蓝宝石作为视窗材料，需要对其表面进行抛光，从而得到较好的光学和美学效果。随着蓝宝石盖板及触摸屏应用日趋广泛，结构也日趋复杂，2.5D、3D等结构产品相继出现并日益深入人们的生活和工作。尤其是具有3D结构产品，涉及到3D面抛光，抛光难度大。现有蓝宝石产品多采用传统平磨机/扫磨机配合抛光液进行抛光，其工艺简单，由于蓝宝石硬度高，产品粗糙度很难达到要求，且抛光液容易侵蚀非加工面，造成表面缺陷，外观良率极低。中国专利201410189761.6公开了一种钻石微粉蓝宝石抛光的制备方法，其抛光液的制备方法是：在水中加入钻石微粉与硅酸钠粉末搅拌使钻石微粉粘附在硅酸钠与水反应生成的水玻璃凝胶上，成生含有水玻璃与钻石粉的悬浊液，由于悬浊液中的水玻璃凝胶很软，其在打磨抛光时，钻石微粉对蓝宝石磨削力极易被水玻璃凝胶缓冲掉，其抛光效果很难保证，且水玻璃有一定的腐蚀性，强刺激性，可致人体灼伤，操作起来不安全，另外，其钻石微粉的回收需要用氢氧化钠将水玻璃凝胶溶解才能回收，操作起来安全风险更大。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种用于3D蓝宝石的抛光方法及抛光设备，以解决背景技术中提到的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于3D蓝宝石的抛光方法，包括以下步骤：

1)磨料的制备工序：选用钻石微粉与橡胶球和/或陶瓷球一同倒进制料设备内制料，使橡胶球和/或陶瓷球粘附上钻石微粉，将粘附有钻石微粉的橡胶球和/或陶瓷球转至容器内备用；

2)喷射工具的准备工序：用输气管道将喷射工具与气泵连接，输气管进气口置于盛有磨料的容器内；

3)抛光工序：喷射工具的喷嘴对准蓝宝石零件，启动气泵，磨料被喷至蓝宝石零件加工表面，完成抛光。

进一步的，步骤1中钻石微粉的粒度为W3～W10，橡胶球和/或陶瓷球的粒径为 0.5～1.5mm，钻石微粉与橡胶球和/或陶瓷球的质量配比为1:2～6。

进一步的，所述抛光方法还包括磨料的搅拌工序：在气泵启动之前，使用搅拌工具将料仓内的磨料搅拌均匀，且在气泵的工作过程中，持续搅拌。

进一步的，根据被加工的蓝宝石零件的加工面积，所述抛光方法的步骤3中，喷嘴的抛光速度设置为3～5cm²/min，气泵的喷气压力为0.1MPa～0.8MPa，磨料喷出的流量为1～2g/min。

进一步的，所述抛光方法还包括步骤4)：磨料的回收利用：将使用完一次后的磨料收集起来，重新加入3～5％重量比的新钻石微粉，放入制料设备内制料，使新加入的钻石微粉粘附在使用过的表面钻石微粉部分脱落的橡胶球和/或陶瓷球上，橡胶球和/或陶瓷球可转入料仓重新利用。

根据所述抛光方法设置的一种用于3D蓝宝石的抛光设备，包括工作台、以及设置在工作台上的旋转底座、旋转底座上装设有用于固定3D蓝宝石零件的夹具，抛光设备中另设有固定在工作台上的喷枪，喷枪的喷嘴对准夹具上的3D蓝宝石零件，喷枪的进气口通过输气管与气泵连接，气泵的进气口与盛装有磨料的料仓连接，所述磨料为表面粘附有钻石微粉的橡胶球和/或陶瓷球。

进一步的，所述料仓为封闭式料仓，料仓内设有对磨料进行搅拌混合的搅拌装置。

进一步的，工作台上安设有支撑所述喷枪的枪架，枪架包括固定在工作台上的竖直杆、及套在竖直杆上可沿竖直杆上下滑移并可绕竖直杆旋转的水平杆。

进一步的，所述水平杆包括通过连接件夹合在一起的上水平杆与下水平杆，上水平杆与下水平杆之间夹设有一与水平杆相交成一定角度的支撑杆，支撑杆一端夹在上水平杆与下水平杆之间，支撑杆另一端通过连接件与喷枪枪体活动连接。

进一步的，所述旋转底座为凸轮式结构，所述夹具底面开设有孔A，凸轮卡入夹具底面的孔A内，由凸轮带动夹具旋转，工作台台面上伸出有驱动轴，凸轮式的旋转底座由驱动轴驱动旋转。凸轮式结构的旋转底座能更方便的加工长条形或椭圆形的3D蓝宝石零件。

进一步的，所述夹具上设置有与3D蓝宝石零件外轮廓相匹配的型腔，3D蓝宝石零件放置在型腔内，夹具上设置有可将3D蓝宝石零件压在夹具型腔内的盖板，盖板上开有将3D蓝宝石零件需要加工的表面露出来的通孔C。

进一步的，夹具上的型腔为呈阶梯式分布的外大内小的多个，外型腔可作为内型腔中3D蓝宝石零件的固定盖板的卡槽。

进一步的，夹具上带型腔的表面开有方便将3D蓝宝石零件取出的缺槽A，夹具底面 开设有与孔A贯通的方便将夹具从旋转底座取出的缺槽B。

进一步的，工作台上设置有将所述旋转底座、夹具、喷枪的工作空间罩住的机仓。

所述橡胶球和/或陶瓷球的粒径为0.5～1.5mm，所述钻石微粉的粒度为W3～W10。

所述喷枪的喷嘴与3D蓝宝石零件加工面之间的距离为10～15mm；所述喷枪与3D蓝宝石零件加工表面之间的夹角为60～120度。

有益效果：本发明通过喷枪喷出表面粘附有钻石微粉的橡胶球和/或陶瓷球，撞击到3D蓝宝石零件的的加工表面上，利用橡胶球和/或陶瓷球的冲击力及钻石微粉的高硬度特性，对3D蓝宝石零件的粗糙表面提供一个磨削力，橡胶球和/或陶瓷球撞击到3D蓝宝石零件加工表面后会立即弹开，方便后续的橡胶球或和/或陶瓷球再次撞击相同的位置，进行反复磨削，达到抛光效果，且喷枪的喷嘴位置及角度可根据需要任意调整，抛光均匀，抛光效果好。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的抛光设备的整体视图；

图2是本发明中夹具的立体结构视图；

图3是本立明中夹具的底面立体结构视图；

图4是本发明中旋转底座的立体结构视图；

图5是本发明中盖板的立体结构视图；

图6是初加工被加工3D蓝宝石零件的立体结构示意图。

图中：1、工作台；11、驱动轴；12、机仓；2、旋转底座；21、孔B；3、夹具；31盖板；32、通孔C；33、外型腔；34、内型腔；35、缺槽A；36、缺槽B；37、孔A；4、喷枪；41、喷嘴；5、输气管；6、气泵；7、料仓；71、搅拌装置；8、橡胶球；81、钻石微粉；9、枪架；91、竖直杆；92、水平杆；921、上水平杆；922、下水平杆；93、紧定螺栓A；94、紧定螺栓B；95、支撑杆；96、紧定螺栓C；100、被加工3D蓝宝石零件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

一种用于3D蓝宝石的抛光方法，包括以下步骤：

1)磨料的制备工序：选用钻石微粉与橡胶球一同倒进制料设备内制料，使橡胶球粘附上钻石微粉，将粘附有钻石微粉的橡胶球转至容器内备用；

2)喷射工具的准备工序：用输气管道将喷射工具与气泵连接，输气管进气口置于盛有磨料的容器内；

3)抛光工序：喷射工具的喷嘴对准3D蓝宝石零件，启动气泵，磨料被喷至3D蓝宝石零件加工表面，完成抛光。

4)：磨料的回收利用：将使用完一次后的磨料收集起来，重新加入3～5％重量比的新钻石微粉，放入制料设备内制料，使新加入的钻石微粉粘附在使用过的表面钻石微粉部分脱落的橡胶球上，橡胶球可转入料仓重新利用。

步骤1中钻石微粉的粒度为W3，橡胶球的粒径为1.0mm，钻石微粉与橡胶球的质量配比为1:4。

步骤3还包括磨料的搅拌工序：在气泵启动之前，使用搅拌工具将料仓内的磨料搅拌均匀，且在气泵的工作过程中，持续搅拌。

本实施例的步骤3中，喷嘴的抛光速度设置为4cm²/min，气泵的喷气压力为0.3MPa，磨料喷出的流量为1.5g/min。

参见图1～图6的一种用于3D蓝宝石的抛光设备，包括工作台1、以及设置在工作台1上的旋转底座2、旋转底座2上装设有用于固定3D蓝宝石零件的夹具3，旋转底座2旁另设有固定在工作台1上的喷枪4，喷枪4的喷嘴41对准夹具3上的3D蓝宝石零件，喷枪4的进气口通过输气管5与气泵6连接，气泵6的进气口与盛装有磨料的料仓7连接，磨料为表面粘附有钻石微粉81的橡胶球8。

参见图1，料仓7为封闭式料仓，料仓7内设有对磨料进行搅拌混合的搅拌装置71。

工作台1上安设有支撑喷枪4的枪架9，枪架9包括固定在工作台上的竖直杆91、及套在竖直杆91上的水平杆92，水平杆92上设有紧定螺栓A93，拧松紧定螺栓A93，水平杆92可沿竖直杆91上下滑移并绕竖直杆91旋转。

参见图1，水平杆92包括用紧定螺栓B94夹合在一起的上水平杆921与下水平杆922，上水平杆921与下水平杆922之间夹设有一与水平杆92相交成90度的支撑杆95，支撑杆95一端夹在上水平杆921与下水平杆922之间，支撑杆95另一端通过紧定螺栓C96与喷枪4枪体连接，拧松紧定螺栓B94，可转动支撑杆95，使喷枪4跟随支撑杆95旋转，拧松支撑螺栓C96，喷枪4可以紧定螺栓C96为圆心，相对于支撑杆95旋转，从而按需调 整喷嘴41的角度。

参见图4，旋转底座2为凸轮式结构，参见图3，夹具3底面开设有孔A37，凸轮卡入夹具3底面的孔A37内，由凸轮带动夹具3旋转，凸轮式的旋转底座2上开有连接驱动轴11的孔B21，工作台1台面上伸出有驱动轴11，凸轮式的旋转底座2由驱动轴11通过孔B21驱动旋转。

参见图2，夹具3上设置有与3D蓝宝石零件外轮廓相匹配的型腔，本实施例中，夹具3上的型腔为呈阶梯式分布的外大内小的两个，外型腔33可作为内型腔34中3D蓝宝石零件的固定盖板的卡槽，即用于压住内型腔34中3D蓝宝石零件的盖板31可置于外型腔33中。

3D蓝宝石零件放置在型腔内，夹具3上设置有可将3D蓝宝石零件压在夹具型腔内的盖板31，盖板31上开有将3D蓝宝石零件需要加工的表面露出来的通孔C32。

参见图3，夹具3表面开有方便将3D蓝宝石零件取出的缺槽A35，夹具底面开设有与孔A37贯通的方便将夹具从旋转底座取出的缺槽B36。

参见图1，工作台1上设置有将旋转底座2、夹具3、喷枪4的工作空间罩住的机仓12。

本实施例中，橡胶球的直径为1.0mm，所述钻石微粉的粒度为W3。

本实施例中，喷枪4的喷嘴41与3D蓝宝石零件加工面之间的距离为12mm；喷枪4与3D蓝宝石零件加工表面之间的夹角为90度。参见图1及图6，被加工3D蓝宝石零件100的加工面为内凹面，其边沿带120度的折角，此时喷嘴与工作台的夹角成30度，喷嘴与被加工3D蓝宝石零件100的折角边刚好成90度的夹角。

利用本抛光设备实施的抛光方法，包括以下步骤：

1)磨料的准备：选用W3的钻石微粉与橡胶球一同倒进搓擦再生机内制料，使橡胶球上粘满钻石微粉，将粘满钻石微粉的橡胶球转至料仓内；

2)零件的装夹：将3D蓝宝石零件放入夹具型腔里，盖好盖板，用于固定产品，露出加工面；

3)夹具的安装：将装好3D蓝宝石零件的夹具卡住固定在旋转底座上；

4)启动夹具：启动与旋转底座连接的驱动轴，驱动轴带动旋转底座及夹具旋转，工件跟随转动；

5)调速喷嘴：通过枪架调整喷嘴与3D蓝宝石零件加工表面角度，使加工表面与喷嘴处的磨料喷出方向保持垂直；

6)磨料的预搅拌：启动料仓内的搅拌装置，将磨料搅拌均匀；

7)气泵的开启：继续保持搅拌装置开启，同时启动气泵，利用气泵内的压缩空气将表面布满钻石粉的橡胶球，通过输气管泵入喷枪，并经喷嘴喷出，撞击到3D蓝宝石零件表面，达到抛光的效果。

8)磨料的回收利用：先关闭气泵，再关闭搅拌装置，将使用完一次后的磨料收集起来，重新加入3～5％重量比的新钻石微粉，放入搓擦再生机内制料，使新加入的钻石微粉粘附在使用过的表面钻石微粉部分脱落的橡胶球上，橡胶球可转入料仓重新利用。

本实施例中，气泵的喷气压力为0.3MPa，磨料的流量为1.5g/min；抛光速度为4cm²/min，根据固定的抛光速度与喷嘴大小，可设置不的夹具转速。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。