高效率玻璃机壳金属质感表面处理设备及方法与流程

本发明涉及显示领域，尤其涉及一种高效率玻璃机壳金属质感表面处理设备及方法。

背景技术：

随着智能手机的普及使用，用户对于智能手机的外观越来越重视。智能手机机壳的外观装饰效果，金属、玻璃、陶瓷等超硬材质机壳得到了整个产业的高度关注。这些材质中，玻璃不仅具有轻薄、透明洁净等特点，而且不存在金属机壳的电磁屏蔽问题，兼容新通讯技术及无线充电技术，还具有加工成型容易的优势，使得玻璃材质机壳具有明显的竞争力。但是，如何在保持玻璃机壳性能优势的同时，实现质感好的表面纹理，成为一大难题。与印刷、镀膜等工艺相比较，采用化学蚀刻进行表面处理，能够获得质感好、可靠性高的表面纹理效果。

化学刻蚀实现玻璃机壳金属质感表面的关键，在于精确控制蚀刻液体的温度，从而在玻璃机壳表面实现深坑刻蚀。但是，玻璃机壳在进入蚀刻液体之前，其自身的温度为环境温度，与蚀刻液体的温度有差异，玻璃机壳在进入蚀刻液体之后通过热交换达到与蚀刻液体之间的热平衡，该过程会导致蚀刻液体的温度发生变化。另一方面，由于玻璃机壳化学蚀刻需要采用氟化氢等强酸作为蚀刻液体，盛放蚀刻液体的容器、进入蚀刻液体槽内的部件均需要采用能抵抗强酸腐蚀的铁氟龙内衬，铁氟龙是低热导率的树脂材料，导致难以及时地调控蚀刻液体的温度。因此，如何实现对蚀刻液体温度的有效控制，就成为急需解决的技术问题。

中国专利cn105152542a等采用调整化学蚀刻的蚀刻液配方改进玻璃机壳表面处理效果。其缺点在于，采用玻璃机壳放入空的蚀刻槽中，蚀刻液注入蚀刻槽，蚀刻完成后再排空蚀刻液，生产效率有限；蚀刻过程未实现精确控温，无法在玻璃机壳表面实现深坑刻蚀，无法获得金属质感表面纹理效果。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种的高效率玻璃机壳金属质感表面处理设备及方法。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种高效率玻璃机壳金属质感表面处理设备，用于对玻璃机壳进行表面处理，实现金属质感表面效果，设置有蚀刻槽、料框、固定架，所述蚀刻槽设置有低温浴槽、内胆，所述内胆内部设置有蚀刻液体，所述固定架上设置有液压缸，所述液压缸设置有顶出杆，所述料框安装在顶出杆的下端部，所述料框设置有顶盖、连杆、框体、冷阱体、红外测温传感器，所述顶盖顶部与顶出杆连接，所述连杆安装在顶盖的下表面，所述框体设置于连杆的下端部，所述框体设置有立柱、底部网孔板，所述立柱之间设置有间隔，玻璃机壳设置于框体内，所述冷阱体、红外测温传感器均安装于顶盖上，所述冷阱体从下到上依次设置有冷腔、注入管体、防爆塞，所述冷腔设置于所述顶盖下侧，所述冷腔底部与顶盖之间的距离，大于所述框体底部与顶盖之间的距离，所述冷腔内设置有超低温介质，所述红外测温传感器设置有测温探头，所述测温探头设置于所述顶盖的下侧且朝向所述内胆，所述顶盖的宽度大于所述蚀刻槽内胆的宽度，对玻璃机壳进行表面处理时，所述顶出杆带动料框先下降至第一高度，此时框体未浸入蚀刻液体液面下，冷腔部分地浸入内胆内部的蚀刻液体液面下，冷腔对蚀刻液体进行冷却，将蚀刻液体的温度降至第二温度，然后顶出杆带动料框再下降至第二高度，将框体浸入蚀刻液体液面下，蚀刻液体经立柱之间的间隔进入框体内对玻璃机壳进行低温表面处理。

所述蚀刻槽还设置有搅拌装置、循环冷却装置，所述内胆设置于低温浴槽内，低温浴槽与内胆之间设置有冷却液体，搅拌装置设置有驱动单元、转轴、搅动叶片，所述转轴连接驱动单元与叶片，所述驱动单元设置于所述低温浴槽的外部，所述搅动叶片设置于所述内胆内部且位于内胆的底部位置，所述转轴穿过低温浴槽延伸进入内胆内部，所述循环冷却装置设置有进液管和出液管，所述进液管和出液管分别与低温浴槽内的冷却液体连通，所述循环冷却装置将冷却液体的温度控制在第一温度，所述第一温度高于第二温度。

所述低温浴槽内冷却液体为无水乙醇，所述超低温介质为丙胺与液氮的混合物，或者丙酮与干冰的混合物，或者乙酸乙酯与干冰的混合物，或者氯仿与干冰的混合物，或者乙醇与干冰的混合物，或者氯乙烷与干冰的混合物，或者异丙醚与干冰的混合物，或者正辛烷与干冰的混合物，或者二甘醇二乙醚与干冰的混合物，或者间二甲苯与干冰的混合物，或者吡啶与干冰的混合物，或者间甲苯胺与干冰的混合物，或者邻二甲苯与干冰的混合物。

所述红外测温传感器设置于框体的前后两侧，所述冷阱体设置于所述框体的左右两侧，所述框体的立柱侧面还设置有横挡条，所述框体至少设置有一个可以打开的侧门，所述玻璃机壳从该侧门进行取放，所述立柱、底部网孔板上均设置有定位档块，所述定位档块对玻璃机壳进行限位。

所述冷阱体设置有偶数个，所述相邻两个冷阱体之间的间距大于所述框体的宽度，所述冷阱体上还设置有安装结构，所述安装结构设置于所述注入管体的侧壁上，所述防爆塞设置于所述注入管体的顶部，所述顶盖上对应于所述冷阱体的位置设置有过孔，所述注入管体的顶部从所述过孔穿出，使得所述防爆塞从所述顶盖的上表面露出。

一种高效率玻璃机壳金属质感表面处理方法，所述处理方法具体包括：

s101：所述循环冷却装置将冷却液体的温度控制在第一温度；

s102：所述液压缸向下推出顶出杆，所述顶出杆带动料框下降至第一高度，此时框体未浸入内胆内部的蚀刻液体液面下，冷腔部分地浸入蚀刻液体液面下，通过热交换，冷腔对蚀刻液体进行冷却，搅动叶片持续转动，蚀刻液体的温度被降至第二温度；

s103：所述液压缸继续向下推出顶出杆，所述顶出杆带动料框下降至第二高度，框体浸入蚀刻液体液面下，搅动叶片持续转动，蚀刻液体经立柱之间的间隔进入框体内对玻璃机壳进行低温表面处理；

s104：所述红外测温传感器监测蚀刻液体温度，当蚀刻液体温度达到第一温度时开始计时；

s105：计时达到指定时长时，所述液压缸向上收回顶出杆，将料框提升，框体、冷腔全部离开蚀刻液体。

s106：顶部行车向前位移，料框离开蚀刻槽上方。

进一步优选的，所述循环冷却装置将冷却液体的温度控制在第一温度，还包括，

所述蚀刻槽还设置有搅拌装置、循环冷却装置，所述内胆设置于低温浴槽内，低温浴槽与内胆之间设置有冷却液体，所述循环冷却装置设置有进液管和出液管，所述进液管和出液管分别与低温浴槽内的冷却液体连通，所述循环冷却装置将冷却液体的温度控制在第一温度，所述第一温度为零下15℃，

所述内胆的内壁采用铁氟龙材料，内胆内部的蚀刻液体与低温浴槽内的冷却液体之间存在温度差。

进一步优选的，所述液压缸向下推出顶出杆，所述顶出杆带动料框下降至第一高度，此时框体未浸入内胆内部的蚀刻液体液面下，冷腔部分地浸入蚀刻液体液面下，通过热交换，冷腔对蚀刻液体进行冷却，搅动叶片持续转动，蚀刻液体的温度被降至第二温度，还包括，

所述高效率玻璃机壳金属质感表面处理设备还设置有控制模块，所述红外测温传感器的输出端口与控制模块的输入端口相连接，所述控制模块还设置有存储单元、计算单元、计时单元，所述存储单元内存储有指定时长、第一温度、第二温度，所述控制模块的第一输出端口与所述液压缸的输入端口相连接，所述控制模块的第二输出端口与所述搅拌装置驱动单元的输入端口相连接，所述第一温度为零下15℃，所述第二温度为零下25℃，

搅拌装置设置有驱动单元、转轴、搅动叶片，所述转轴连接驱动单元与叶片，所述驱动单元设置于所述低温浴槽的外部，所述搅动叶片设置于所述内胆内部且位于内胆的底部位置，所述转轴穿过低温浴槽延伸进入内胆内部，

所述控制模块的第二输出端口向所述搅拌装置驱动单元的输入端口输出启动信号，所述搅动叶片开始转动，

同时所述控制模块的第一输出端口向所述液压缸输出第一下降指令，所述液压缸向下推出顶出杆，所述顶出杆带动料框下降至第一高度，

所述红外测温传感器测量蚀刻液体温度，并将所测量的温度值通过控制模块的输入端口发送给控制模块，所述控制模块计算单元将接收到的温度值与所述存储在存储单元的第二温度值进行比较，当所测量的温度值与所述存储的第二温度值相等时，所述控制模块通过第一输出端口向所述液压缸输出第二下降指令，所述液压缸继续向下推出顶出杆，所述顶出杆带动料框下降至第二高度。

进一步优选的，所述控制模块通过第一输出端口向所述液压缸输出第二下降指令后，所述红外测温传感器实时测量蚀刻液体温度，并将所测量的温度值通过控制模块的输入端口发送给控制模块，所述控制模块计算单元将温度值与所述存储的第一温度值进行比较，所述红外测温传感器测量的温度值与第一温度值相等时，所述计时单元开始计时，直至计时达到所述存储单元内存储的指定时长时，所述控制模块的第一输出端口向所述液压缸输出上升指令，

同时，所述控制模块的第二输出端口向所述搅拌装置驱动单元的输入端口输出停止信号，所述搅动叶片停止转动。

进一步优选的，所述顶部行车向前位移，料框离开蚀刻槽上方，还包括，

还设置有行车轨道，行车轨道上设置有顶部行车，所述固定架安装于顶部行车上并位于顶部行车的正下方，所述蚀刻槽设置于所述行车轨道的正下方。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：采用低温浴槽保持内胆内的蚀刻液体随时处于接近蚀刻所需的温度状态，通过采用冷阱体对蚀刻液体进行临时降温，在玻璃机壳进入蚀刻液体之前对蚀刻液体进行过冷却，待玻璃机壳浸入蚀刻液体后，玻璃机壳与蚀刻液体之间热交换，使得玻璃机壳与蚀刻液体之间达到热平衡时，两者的温度都正好达到深坑刻蚀的温度要求，从而实现金属质感表面处理效果。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例一的高效率玻璃机壳金属质感表面处理设备料框下降至第一高度时的示意图。

图2为本发明实施例一的高效率玻璃机壳金属质感表面处理设备料框下降至第二高度时的示意图。

图3为本发明实施例一的料框示意图。

图4为本发明实施例一的冷阱体示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例一

请参考图1至图4，一种高效率玻璃机壳金属质感表面处理设备，用于对玻璃机壳1进行表面处理，实现金属质感表面效果，设置有蚀刻槽8、料框、固定架2，所述蚀刻槽8设置有低温浴槽81、内胆82，所述内胆82内部设置有蚀刻液体83，所述固定架2上设置有液压缸21，所述液压缸21设置有顶出杆22，所述料框安装在顶出杆22的下端部，所述料框设置有顶盖3、连杆4、框体5、冷阱体6、红外测温传感器7，所述顶盖3顶部与顶出杆22连接，所述连杆4安装在顶盖3的下表面，所述框体5设置于连杆4的下端部，所述框体5设置有立柱51、底部网孔板52，所述立柱51之间设置有间隔，玻璃机壳1设置于框体5内，所述冷阱体6、红外测温传感器7均安装于顶盖3上，所述冷阱体6从下到上依次设置有冷腔61、注入管体62、防爆塞63，所述冷腔61设置于所述顶盖3下侧，所述冷腔61底部与顶盖3之间的距离，大于所述框体5底部与顶盖3之间的距离，所述冷腔61内设置有超低温介质65，所述红外测温传感器7设置有测温探头，所述测温探头设置于所述顶盖3的下侧且朝向所述内胆82，所述顶盖3的宽度大于所述蚀刻槽8内胆82的宽度，对玻璃机壳1进行表面处理时，所述顶出杆22带动料框先下降至第一高度，此时框体5未浸入蚀刻液体83液面下，冷腔61部分地浸入内胆82内部的蚀刻液体83液面下，冷腔61对蚀刻液体83进行冷却，将蚀刻液体83的温度降至第二温度，然后顶出杆22带动料框再下降至第二高度，将框体5浸入蚀刻液体83液面下，蚀刻液体83经立柱51之间的间隔进入框体5内对玻璃机壳1进行低温表面处理。

蚀刻液体83为氟化氢、氟化铵、硫酸、硝酸的混合物。

所述蚀刻槽8还设置有搅拌装置、循环冷却装置10，所述内胆82设置于低温浴槽81内，低温浴槽81与内胆82之间设置有冷却液体84，搅拌装置设置有驱动单元91、转轴92、搅动叶片93，所述转轴92连接驱动单元91与叶片，所述驱动单元91设置于所述低温浴槽81的外部，所述搅动叶片93设置于所述内胆82内部且位于内胆82的底部位置，所述转轴92穿过低温浴槽81延伸进入内胆82内部，所述循环冷却装置10设置有进液管和出液管，所述进液管和出液管分别与低温浴槽81内的冷却液体84连通，所述循环冷却装置10将冷却液体84的温度控制在第一温度，所述第一温度高于第二温度。所述转轴92与低温浴槽81壁、内胆82壁之间均设置有铁氟龙材质的密封圈。

所述低温浴槽81内冷却液体84为无水乙醇，所述超低温介质65为丙胺与液氮的混合物，或者丙酮与干冰的混合物，或者乙酸乙酯与干冰的混合物，或者氯仿与干冰的混合物，或者乙醇与干冰的混合物，或者氯乙烷与干冰的混合物，或者异丙醚与干冰的混合物，或者正辛烷与干冰的混合物，或者二甘醇二乙醚与干冰的混合物，或者间二甲苯与干冰的混合物，或者吡啶与干冰的混合物，或者间甲苯胺与干冰的混合物，或者邻二甲苯与干冰的混合物。

所述红外测温传感器7设置于框体5的前后两侧，所述冷阱体6设置于所述框体5的左右两侧，所述框体5的立柱51侧面还设置有横挡条53，所述框体5至少设置有一个可以打开的侧门，所述玻璃机壳1从该侧门进行取放，所述立柱51、底部网孔板52上均设置有定位档块54，所述定位档块54对玻璃机壳1进行限位。

所述冷阱体6设置有4个，所述相邻两个冷阱体6之间的间距大于所述框体5的宽度，所述冷阱体6上还设置有安装结构64，所述安装结构64设置于所述注入管体62的侧壁上，所述防爆塞63设置于所述注入管体62的顶部，所述顶盖3上对应于所述冷阱体6的位置设置有过孔，所述注入管体62的顶部从所述过孔穿出，使得所述防爆塞63从所述顶盖3的上表面露出。

所述注入管体62为中空管体，所述超低温介质65从所述注入管体62灌注进入冷腔61。

一种高效率玻璃机壳金属质感表面处理方法，所述处理方法具体包括：

s101：所述循环冷却装置10将冷却液体84的温度控制在第一温度，所述第一温度为零下15℃；

s102：所述液压缸21向下推出顶出杆22，所述顶出杆22带动料框下降至第一高度，此时框体5未浸入内胆82内部的蚀刻液体83液面下，冷腔61部分地浸入蚀刻液体83液面下，通过热交换，冷腔61对蚀刻液体83进行冷却，搅动叶片93持续转动，蚀刻液体83的温度被降至第二温度，所述第二温度为零下25℃；

s103：所述液压缸21继续向下推出顶出杆22，所述顶出杆22带动料框下降至第二高度，框体5浸入蚀刻液体83液面下，搅动叶片93持续转动，蚀刻液体83经立柱51之间的间隔进入框体5内对玻璃机壳1进行低温表面处理；

s104：框体5浸入蚀刻液体83液面下后，由于框体5会从蚀刻液体83吸收热量使得两者达到热平衡，该过程会造成蚀刻液体83的温度上升，所述红外测温传感器7监测蚀刻液体83的温度，当蚀刻液体83的温度达到第一温度时开始计时；

s105：计时达到指定时长时，所述液压缸21向上收回顶出杆22，将料框提升，框体5、冷腔61全部离开蚀刻液体83。

s106：顶部行车向前位移，料框离开蚀刻槽8上方。

所述循环冷却装置10将冷却液体84的温度控制在第一温度，还包括，

所述蚀刻槽8还设置有搅拌装置、循环冷却装置10，所述内胆82设置于低温浴槽81内，低温浴槽81与内胆82之间设置有冷却液体84，所述循环冷却装置10设置有进液管和出液管，所述进液管和出液管分别与低温浴槽81内的冷却液体84连通，所述循环冷却装置10将冷却液体84的温度控制在第一温度，

所述内胆82的内壁采用铁氟龙材料，内胆82内部的蚀刻液体83与低温浴槽81内的冷却液体84之间存在温度差。所述框体5、转轴92、搅动叶片93也采用铁氟龙材料。所述冷阱体6的外表面也包覆铁氟龙材料。

所述液压缸21向下推出顶出杆22，所述顶出杆22带动料框下降至第一高度，此时框体5未浸入内胆82内部的蚀刻液体83液面下，冷腔61部分地浸入蚀刻液体83液面下，通过热交换，冷腔61对蚀刻液体83进行冷却，搅动叶片93持续转动，蚀刻液体83的温度被降至第二温度，还包括，

所述高效率玻璃机壳金属质感表面处理设备还设置有控制模块，所述红外测温传感器7的输出端口与控制模块的输入端口相连接，所述控制模块还设置有存储单元、计算单元、计时单元，所述存储单元内存储有指定时长、第一温度、第二温度，所述控制模块的第一输出端口与所述液压缸21的输入端口相连接，所述控制模块的第二输出端口与所述搅拌装置驱动单元91的输入端口相连接，所述第一温度为零下15℃

所述液压缸21还设置有液路系统，所述液路系统包含液路电机、伺服阀，所述伺服阀设置于推动顶出杆22的液路上，所述液压缸21的输入端口设置于电磁阀上，所述控制模块的第一输出端口输出电压信号给伺服阀，所述控制模块输出给伺服阀的控制指令为电压信号，用0～10v进行控制；通过控制模块输出给伺服阀电压信号的大小，实现对伺服阀所在液路流量和方向的控制；其中低电压区间值0.5～4.5v对应推出顶出杆22，高电压区间值5.5～9.5v对应收回顶出杆22。

搅拌装置设置有驱动单元91、转轴92、搅动叶片93，所述转轴92连接驱动单元91与叶片，所述驱动单元91设置于所述低温浴槽81的外部，所述搅动叶片93设置于所述内胆82内部且位于内胆82的底部位置，所述转轴92穿过低温浴槽81延伸进入内胆82内部，

所述控制模块的第二输出端口向所述搅拌装置驱动单元91的输入端口输出启动信号，所述搅动叶片93开始转动，

同时所述控制模块的第一输出端口向所述液压缸21输出第一下降指令，所述液压缸21向下推出顶出杆22，所述顶出杆22带动料框下降至第一高度，

所述红外测温传感器7测量蚀刻液体83温度，并将所测量的温度值通过控制模块的输入端口发送给控制模块，所述控制模块计算单元将接收到的温度值与所述存储在存储单元的第二温度值进行比较，当所测量的温度值与所述存储的第二温度值相等时，所述控制模块通过第一输出端口向所述液压缸21输出第二下降指令，所述液压缸21继续向下推出顶出杆22，所述顶出杆22带动料框下降至第二高度。

所述控制模块通过第一输出端口向所述液压缸21输出第二下降指令后，所述红外测温传感器7实时测量蚀刻液体83温度，并将所测量的温度值通过控制模块的输入端口发送给控制模块，所述控制模块计算单元将温度值与所述存储的第一温度值进行比较，所述红外测温传感器7测量的温度值与第一温度值相等时，所述计时单元开始计时，直至计时达到所述存储单元内存储的指定时长时，所述控制模块的第一输出端口向所述液压缸21输出上升指令，

同时，所述控制模块的第二输出端口向所述搅拌装置驱动单元91的输入端口输出停止信号，所述搅动叶片93停止转动。

所述顶部行车向前位移，料框离开蚀刻槽8上方，还包括，

还设置有行车轨道，行车轨道上设置有顶部行车，所述固定架2安装于顶部行车上并位于顶部行车的正下方，所述蚀刻槽8设置于所述行车轨道的正下方。

实施例二

一种高效率玻璃机壳金属质感表面处理方法，所述处理方法还包括介于s104与s105之间的：

s107：开始计时后，所述顶出杆22带动料框进行垂直上下小幅度抖动，抖动过程中框体5始终浸在蚀刻液体83液面下。

其余与实施例一相同。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。