用于形成具有低延展性的材料的方法和设备与流程

文档序号:20784804发布日期:2020-05-19 21:35阅读:371来源:国知局
用于形成具有低延展性的材料的方法和设备与流程

本发明总体上涉及形成具有低延展性的材料的领域,并且更具体地涉及用于形成具有低延展性的材料的方法和设备。



背景技术:

许多行业旨在降低其生产的产品重量,而与此同时仍然保持产品的结构一体化。在这种情况下,诸如铝、镁以及铝合金、镁合金之类的更轻质的金属和金属合金由于其与诸如钢之类的更传统的金属或金属合金相比而言的相对较低的密度和相对较高的比强度而得到越来越多的关注。然而,这些材料具有相对较低的延展性,当这些材料被弯折或折叠时相对较低的延展性可能导致裂纹或其他缺陷的形成。

在材料科学中,延展性是固体材料在拉伸应力下变形的能力。延展性在金属加工中尤其重要,因为不能使用诸如锤击、弯折、滚压、滚子折边和/或拉伸之类的金属成形工艺对在应力下破裂或断裂的材料进行操作。

因此,期望提供用于形成具有相对较低的延展性的材料的成形工艺和设备。

还期望提供用于形成具有相对较低的延展性的材料的滚子折边工艺和设备。

用于将两个或更多个金属部件的边缘折在一起以形成一个部分的系统是众所周知的。这种系统通常用于诸如门、升降门、发动机盖等之类的各种汽车车身部件的制造以及各种其他制成品的制造。

经折边的接合部在汽车工业中是众所周知的,并且除此之外,经折边的接合部被用于将车门的内部金属面板和外部金属面板与机动车辆的其他闭合构件接合在一起。所产生的折边接合部各自通常包括一个面板的被折叠到另一面板的边缘上方的金属凸缘。通常,在机动车辆结构中,外部面板的外周凸缘或外部边缘区域被折叠在内部面板的外部边缘区域上。所产生的经折边的接合部在两个面板之间提供了完成的边缘和机械连接,这增加了构件的强度和刚度。

例如,当要在现有技术中的折边机中制造汽车门时,预先冲压的外部门面板被装载到适当地成形的砧状部上,并且随后通过夹持件或其他合适的机构将预先冲压的内部门构件以外部门面板的边缘和内部门构件的边缘彼此叠置的方式安置在外部门面板的内侧顶部且保持在适当位置中。然后启动折边机,使适当地成形的第一折边梁通过复杂运动移动到砧状部上,以将外部门面板的边缘和内部门构件的边缘折叠到彼此上达第一范围值,通常约四十五度。

然后将第一折边梁移除,并且使适当地成形的第二折边梁通过另一复杂运动移动到砧状部上,以通过将外部门面板和内部门构件的边缘进一步折叠到彼此上来完成该部分从而完成折边。

由于期望减轻车辆的重量以改善例如燃油经济性,铝和/或镁以及铝合金和/或镁合金在汽车车身和部件的制造中的使用有所增加。铝和/或镁以及铝合金和/或镁合金具有相对较低的延展性,这可能导致由内部面板和外部面板的折边工艺所造成的弯折结构或折叠结构中的裂纹或其他缺陷的形成。

滚子折边是用于通过将外部凸缘折叠到内部面板的边缘上方来接合内部车身面板和外部车身面板的相对较新的发展。对于典型的钢片材面板而言,这种工艺与常规的折边器相比可以产生尖锐的折边外观。然而,当对具有低延展性的金属面板或金属合金面板进行折边时,常规的折边器必须被改进以降低金属片材或金属合金片材的弯折程度,以便防止沿着折边线破裂。用常规的折边器很难生产出尖锐的、平整的折边。



技术实现要素:

根据至少一个实施方式的一个方面,提供了对低延展性材料进行折边的方法,该方法包括:提供由低延展性材料制成的第一片材;提供包括至少一个激光头和具有滚子的滚压成形组件的一体的折边装置,其中,所述至少一个激光头构造成沿着两个光学路径引导激光以形成一者与另一者至少部分地不叠置的两个辐照光斑;对第一片材进行折边,包括使滚压成形组件相对于第一片材沿着折边方向移动,滚压成形组件相对于第一片材布置成在滚压成形组件之前形成弯折区域,以便在滚压成形组件沿着折边方向移动期间使第一片材的边缘部分折叠回到第一片材自身上,从而对第一片材进行折边;使用至少一个激光头沿着两个光学路径中的一个光学路径引导激光,用两个辐照光斑中的一个辐照光斑来辐照第一片材的沿着折边方向在滚压成形组件的前方处于大致不变的预定距离处的且在弯折区域内的局部部分;并且使用至少一个激光头沿着两个光学路径中的另一光学路径引导激光,用两个辐照光斑中的另一辐照光斑来辐照滚子的一部分。

根据至少一个实施方式的一个方面,提供了对低延展性材料进行折边的方法,该方法包括:提供由低延展性材料制成的第一片材;提供包括至少一个激光头和具有滚子的滚压成形组件的一体的折边装置,其中,所述至少一个激光头构造成沿着两个光学路径引导激光以形成一者与另一者至少部分地不叠置的两个辐照光斑;对第一片材进行折边,包括使滚压成形组件相对于第一片材沿着折边方向移动,滚压成形组件相对于第一片材布置成在滚压成形组件之前形成弯折区域,以便在滚压成形组件沿着折边方向移动期间使第一片材的边缘部分折叠回到第一片材自身上,从而对第一片材进行折边;使用至少一个激光头沿着两个光学路径中的一个光学路径引导激光,从而用两个辐照光斑中的一个辐照光斑来辐照第一片材的沿着折边方向在滚压成形组件的前方处于第一大致不变的预定距离处的且在弯折区域内的第一局部部分;并且使用至少一个激光头沿着两个光学路径中的另一光学路径引导激光,从而用两个辐照光斑中的另一辐照光斑来辐照第一片材的沿着折边方向在滚压成形组件的前方处于第二大致不变的预定距离处的第二局部部分,其中,第一局部部分和第二局部部分中的一者与另一者至少部分地不叠置。

根据至少一个实施方式的一个方面,提供了用于对包括外部面板和内部面板的面板组件进行折边的折边设备,该设备包括:具有用于对面板组件进行折边的滚子的滚压成形组件;用于将面板组件相对于滚压成形组件定位的保持装置;以及激光源;其中,激光源和滚压组件构造成可以作为整体移动,并且其中,激光源在使用期间构造成沿着两个光学路径引导激光以形成彼此至少部分地不叠置的两个辐照光斑。

根据至少一个实施方式的一个方面,提供了形成具有低延展性的材料的方法,该方法包括如下步骤:提供由低延展性材料制成的第一片材,提供包括热源和成形元件的一体的成形装置,并且使成形元件相对于第一片材沿着成形方向移动,同时对第一片材的沿着成形方向在成形元件的前方处于大致不变的预定距离处的局部部分进行加热。预定距离被选择成产生预定的温度,从而在成形元件到达第一片材的局部部分时在第一片材的局部部分处获得预定的延展性。

根据至少一个实施方式的一个方面,加热的步骤包括用能量束辐照第一片材的局部部分。能量束可以是激光束或红外光束。因此,热源可以是激光源或红外光源。替代性地,热源也可以是感应热源。

根据至少一个实施方式的一个方面,成形元件包括滚压成形元件。滚压成形元件可以具有一个或更多个滚子并且成形步骤可在一个或更多个滚子通道中被执行。

根据至少一个实施方式的一个方面,成形操作可以是弯折、滚子折边、锤击、滚压和/或拉伸操作。

根据至少一个实施方式的一个方面,激光束在预定的成形区域处具有大光斑。大光斑激光束可以被选择成散焦光束或由光束成形光学部件产生的放大光束。替代性地,大光斑激光束是由激光源直接生成的原始光束。此外,激光束可以被选择成圆形光束或矩形光束。

根据至少一个实施方式的一个方面,低延展性材料由铝、铝合金、镁和/或镁合金制成。

根据至少一个实施方式的一个方面,加热步骤在介于大约150℃至大约500℃之间的范围内的温度下被执行。

根据至少一个实施方式的一个方面,加热步骤包括使激光束在第一片材的局部部分上的入射角度改变的步骤。

根据至少一个实施方式的一个方面,该方法还包括提供可编程逻辑控制的步骤,可编程逻辑控制用于对具有低延展性的材料的预定成形温度和激光束在第一片材的局部部分上的入射角度进行检索。

根据至少一个实施方式的一个方面,提供了包括如下的另外的步骤的方法:提供与第一片材相邻的第二片材,将第一片材相对于第二片材固定,所述第一片材具有外周凸缘并且所述第二片材具有外周边缘,使成形元件相对于第一片材和第二片材沿着外周凸缘移动以使第一片材的外周凸缘沿着成形方向折叠到第二片材的外周边缘上,同时来对外周凸缘的沿着成形方向在成形元件的前方处于大致不变的预定距离处的局部部分进行加热。预定距离被选择产生预定的温度,从而在成形元件到达第一片材的局部部分时在第一片材的局部部分处获得预定的延展性。

根据至少一个实施方式的一个方面,本发明提供了用于形成具有低延展性的材料的设备,该设备包括具有成形元件和能量源的一体的成形装置,其中,成形元件和能量源相对于低延展性材料同时前进。成形设备可以包括滚压成形元件。能量源可以是激光源、红外光源或感应热源。

根据至少一个实施方式的一个方面,提供了对包括外部面板和内部面板的面板组件进行滚子折边的方法,该方法包括如下步骤:提供具有外周凸缘的外部面板,提供与外部面板相邻的内部面板,内部面板具有外周边缘,将外部面板相对内部面板固定,并且使滚子元件相对于外部面板和内部面板沿着外周凸缘移动,以使外部面板的外周凸缘沿着成形方向折叠到内部面板的外周边缘上,同时对外周凸缘的沿着成形方向在滚子元件的前方处于大致不变的预定距离处的局部部分进行加热。预定距离被选择成产生预定的温度,从而在滚子元件到达外周凸缘的局部部分时在外周凸缘的局部部分处获得预定的延展性。加热步骤包括用能量束辐照局部部分的步骤。能量束可以是激光束或红外光束。根据本发明实施方式,滚子元件包括至少一个滚子。替代性地,可以采用两个或更多个滚子。如果需要,折边操作可以在一个或更多个通道中被执行。

根据至少一个实施方式的一个方面,激光束瞄准角度可以随着滚子元件的折叠角度而改变,使得激光束在外周凸缘的表面上的入射光斑被优化。

根据至少一个实施方式的一个方面,该方法包括在成形步骤之前根据材料来确定局部部分处的成形温度的另一步骤。该方法可以包括根据弯折程度来确定成形步骤的数量的另一步骤。

根据至少一个实施方式的一个方面,该方法包括对外部面板的外周凸缘进行预折边的另一步骤。

根据至少一个实施方式的一个方面,提供了用于对包括外部面板和内部面板的面板组件进行折边的滚子折边设备,该设备包括用于形成面板组件的滚子元件、用于将面板组件相对于滚子元件定位的保持装置以及与滚子元件一致地移动的热源;其中,热源用于将能量束发射至面板组件的在滚子元件的前方处于大致不变的预定距离处的局部部分上。预定距离被选择成产生预定的温度,从而在滚子元件到达面板组件的局部部分时在面板组件的局部部分处获得预定的延展性。

附图说明

现在将结合以下附图来对本发明的示例性的实施方式进行描述,其中,相同的附图标记表示相同的元件,并且在附图中:

图1a和图1b示出了经历成形工艺之前和经历根据本发明的成形工艺之后的扁平片材;

图2至图6是图示了根据本发明的实施方式的折边工艺的示意性表示;

图7示出了通过常规的滚子折边制成的经折边的面板组件的摄影图像;

图8和图9示出了根据本发明的将激光头与滚子折边装置结合的部分滚子折边设备;

图10至图12示出了本发明的滚子折边设备中的面板组件以及如何在折边滚子的前方同时应用激光束;以及

图13示出了根据本发明产生的折边线的摄影图像。

图14示出了根据本发明的实施方式的将激光头与滚子折边装置结合的部分滚子折边设备,激光头投射多个激光束;

图15示出了根据本发明的实施方式的将多个激光头与滚子折边装置结合的部分滚子折边设备;

图16图示了根据本发明的实施方式的折边工艺;

图17图示了根据本发明的实施方式的另一种折边工艺;

图18图示了根据本发明的实施方式的另一种折边工艺,其中,使用了发散激光束。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够制造和使用本发明呈现了以下描述,并且在特定的应用及其要求的情况下提供了以下描述。所公开的实施方式的各种改型对于本领域技术人员来说将是很明显的,并且本文中所限定的一般原理可以被应用于其他的实施方式和应用,而不脱离本发明的范围。因此,本发明并不意在被限于所公开的实施方式,而是要符合与本文中所公开的原理和特征相一致的最大范围。

根据至少一个实施方式,提供了用于形成具有相对较低的延展性的材料的工艺和设备。根据本发明的另一方面,提供了用于对具有相对较低的延展性的材料进行折边的滚子折边工艺和设备。该工艺和设备对于对包括具有低延展性的金属或金属合金的内部面板和外部面板进行滚子折边来说是特别有利的。这样的金属或金属合金的示例是镁和铝以及镁合金和铝合金。

在本申请的情况下,术语“低延展性材料”指的是具有使得成形操作将会在所形成的材料中引入裂纹或其他缺陷的延展性的任何材料。

在本申请的情况下,术语“激光头”指的是一种组件,激光束从该组件向工件射出。激光头可以不包括激光源。激光头包括至少聚焦光学件,并且可以包括防护玻璃和/或附加设施,例如以将气流引导至辐照区域的附加设施。激光可以通过高功率光学纤维线缆进入激光头。

参照图1a和图1b,示出了经历成形工艺(图1a)之前和经历根据本发明的沿着边缘12的成形工艺(图1b)之后的扁平片材10。根据本发明,片材10由诸如铝、镁、铝合金以及镁合金之类的相对较低延展性的材料制成,并且根据本发明的工艺和设备形成了沿着边缘12的弯折部。示例性的成形工艺包括锤击、弯折、滚压、滚子折边和/或拉伸。

根据本发明,提供了用于形成具有相对较低的延展性的材料的方法和设备。提供了将诸如激光源、红外光源或感应热源之类的热源与成形装置相结合的一体的成形装置。热源根据要在将形成材料的预定的位置处形成的低延展性材料来将金属或金属合金加热到预定的温度,以在预定的位置处增加金属或金属合金的延展性。当热源将热应用至预定的位置时,成形装置在预定的位置处同时进行成形操作。当一体的成形装置沿着将形成材料的预定的位置前进时,热源发出超前于成形装置的能量束。将要成形的片材的金属或金属合金被加热到最佳温度以获得预定的延展性,这种预定的延展性允许片材成形而不在成形的片材中出现表面裂纹或任何其他缺陷。因此,根据本发明的工艺和设备向要成形的片材的局部区域提供热,并且因此允许材料在期望的最佳温度下成形,并且允许引入最小的热输入以避免成形的片材中的不必要的热变形。此外,根据本发明的工艺和设备还允许减少周期时间。

根据本发明的另一方面,本发明的工艺和设备对于在低延展性材料中会形成极度的弯折部的滚子折边应用来说是特别有利的。

因此,根据本发明的一个方面,滚子折边设备设置有诸如激光源之类的能量源。根据本发明可以被使用的激光源的示例为二氧化碳激光器、nd:yag激光器和激光二极管。激光头发出超前于折边滚子的激光束。激光束加热预定折边线周围的金属或金属合金以提高金属或金属合金的延展性。折边滚子跟随激光束,使得在金属或金属合金仍然是热的的同时对金属或金属合金同时进行加热操作和折边操作,即热成形工艺。将要折边的面板的金属或金属合金被加热到最佳温度以获得预定的延展性,该预定的延展性允许形成折边而不出现表面裂纹或任何其他缺陷。使用激光是有利的,因为使用激光提供了对预定的折边位置周围或折边线周围的短暂加热和局部加热。因此,根据本发明的激光辅助折边工艺向金属或金属合金面板的局部区域提供了热,并且因此允许使热输入最少,从而减少了要折边的面板的变形,并且可以在相对较短的时间周期内执行激光辅助折边工艺。相反地,一些现有技术方法公开了预退火工艺来增加一些面板的延展性,以便获得平整的折边线,这将显著增加周期时间。根据本发明,通过在预定的折边位置或折边线处同时加热和折边可以减少用于对具有低延展性的材料进行折边的周期时间。

根据本发明的又一方面,激光束在辐照的位置处具有大光斑,该大光斑覆盖了整个弯折半径或曲率区域以允许更多的材料参与拉伸。放大的激光束的示例为散焦光束或由光束成形光学件产生的放大光束。替代性地,可以使用直接来自激光的适当尺寸的原始光束。根据本发明的又一个实施方式,激光束的几何形状可以根据特定的应用来选择。例如,激光束可以是圆形光束或矩形光束。

根据本发明的一个方面,使用散焦激光束以提供相对少量的功率。对于由铝、镁和/或铝合金、镁合金制成的面板来说,要折边的面板通常要被加热到大约150℃至500℃之间的温度。然而,特定的温度取决于面板所包括的材料,以便在预定的弯折区域或折边线周围局部地增加面板的延展性。

根据本发明的另一方面,低延展性材料的类型决定了金属或金属合金被加热的最佳温度以及激光束的入射角度。

根据本发明的又一方面,可以使用可编程逻辑控制(plc)来检索最佳成形温度和激光束的入射角度。

根据本发明的另一方面,在将能量束同时地应用到成形位置时,可以在单个滚子成形步骤中或在两个或更多个滚子成形步骤中进行成形操作。

根据本发明的另一方面,成形温度和成形步骤的数量根据弯折的程度来选择,或者换句话说,根据所形成的产品的成形形状的复杂性来选择。例如,如果在成形期间由激光束产生的成形温度在大约250℃至260℃之间,则可以在单个滚压步骤中形成5k铝合金,或者如果在成形期间由激光束产生的成形温度在180℃至220℃之间,则可以在两个滚压步骤中形成5k铝合金。

现在转向图2至图6,提供了外部面板100和内部面板104。可以通过诸如滚压成形、拉伸或冲压以及切割之类的各种金属成形工艺制备来外部面板和内部面板。例如,可以通过对外部片材金属面板进行冲压且对内部片材金属增强面板进行单独冲压并且然后通过将外部面板的外周的凸缘折边到内部面板的邻近边缘上方以将面板固定在一起从而使两个面板接合在一起来构造机动车辆车身面板、门、发动机盖、挡泥板、后挡板、中继线和行李箱盖。有利地,外部面板略大于内部面板以提供沿着外部面板的外周的边界凸缘部分,该边界凸缘部分可以被折叠在内部面板的外周边缘上方以限定连接两个面板的折边凸缘。外部面板100和内部面板104可以包括各种类型的钢、铝、铝合金、镁、和/或镁合金。然而,铝、镁以及铝合金和镁合金在室温下具有相对较低的延展性,并且如果在该温度下对铝、镁以及铝合金和镁合金进行折边,则在该温度下处理时通常会在折边线周围出现一些表面缺陷,诸如裂纹。例如,图7示出了由常规的滚子折边制成的面板组件的摄影图像,并且其中,面板组件的外部面板由低延展性材料制成。在室温下对面板组件进行折边,并且从摄影图像可以看出经折边的组件在折边线周围具有裂纹。

根据本发明的实施方式,外部面板100绕沿着外部面板100的外周的凸缘102被预折边。图2示出了以大约90度被预折边的凸缘。替代性地,可以以各种不同的角度进行预折边。根据如此前所讨论的本发明的另一实施方式,可以在单个滚压步骤中完成折边操作,在这种情况下省略了预折边步骤。

图4示出了内部面板104邻近于外部面板100的凸缘102定位。两个面板被组装并且面板组件通过合适的保持器被紧固,合适的保持器诸如为在折边操作期间用于将面板组件保持在适当位置的夹持装置(未示出)。替代性地,内部面板和外部面板可以借助于粘合剂被固定。

图5示出了经折边的面板组件的示意性横截面图,其中,外部面板100的凸缘102从90度预折边角弯折至180度折边角,即凸缘102折叠到内部面板104的外周边缘105上以限定接合两个面板的折边凸缘。图6示出了经折边的面板组件的等距视图。

图8和图9示出了根据本发明的部分设备,图示了采用两种不同的折叠角度成形的两种构型。激光头702与由折边滚子704和折边滚子706所表示的滚子折边设备相结合。将包括外部面板和内部面板的面板组件(未示出)保持在保持装置中(未示出),并且将包括外部面板和内部面板的面板组件设置在折边滚子704与折边滚子706之间。激光头702发出激光束708,该激光束708为投射到设置在折边滚子704与折边滚子706之间的面板组件上的散焦光束710。激光束被投射到面板组件上并且超前于折边滚子。激光束被用来将热直接应用到弯折区域以改善其延伸率,而滚子折边设备和面板组件的其余部分保持在室温下。在滚子折边的同时,热被实时地引入到弯折区域中。激光束立即应用到折边滚子的前方。因此,局部加热的弯折区域随着本发明的滚子折边设备动态地移动。此外,激光束瞄准角度可以随着滚子的折叠角度变化,使得激光束在凸缘的表面上的入射光斑被优化。

图10示出了面板组件的示意性横截面侧视图,该面板组件包括具有预折边的凸缘904的外部面板902以及内部面板906,该外部面板902和内部面板906在折边滚子910与折边滚子912之间定位在保持装置908中。图11示出了部分折边的面板组件的示意性俯视图。箭头a表示折边滚子910、912在滚子折边工艺期间前进的方向。如从图11可以观察到的,折边滚子910、912被激光束914超前,当滚子折边设备移动到面板组件上时激光束914同时将热直接应用到弯折区域以将外部面板的凸缘折叠到内部面板的外周边缘上。根据本发明的实施方式,本发明的滚子折边设备将激光头与滚子折边设备相结合,其中,激光头和折边滚子成对移动,并且其中,激光束超前于折边滚子。图11中的区域h示出了根据本发明的滚子折边设备移动越过区域h并且接近未折边的区域u之后的面板组件的折边区域。

图12示出了本发明的另一实施方式,其中,在本发明的滚子折边设备中使用了单个滚子。激光束1102在滚子1104移动越过弯折区域之前应用于弯折区域。滚子运动的方向由图12中箭头a表示并且从折边区域“h”向未折边区域“u”前进。

替代性地,如此前所讨论的,根据本发明可以采用诸如红外光源或感应热源之类的其他能量束源来代替激光头。然而,使用激光是有利的,因为使用激光能够容易地适应任何应用,即激光束的光束尺寸和形状、入射角度以及强度能够容易地适应任何要成形的材料。此外,光束成形光学部件的使用能够提供预定的激光束,使得入射能量束以预定的方式影响要成形的材料的延展性,以在没有任何裂纹或其他缺陷的情况下产生成形产品。

图13示出了根据本发明的实施方式的经折边的面板的摄影图像。如从该图像可以观察到的,成形的面板组件没有裂纹和其他缺陷。

此外,根据本发明的另一方面,可以用滚子折边设备来实现三维平直折边,即可以用本发明的滚子折边设备来产生诸如例如绕机动车辆发动机盖的角部移动的倒圆形折边线之类的非直形折边线。

有利地,采用诸如激光束之类的能量束的本发明的工艺和设备将热直接应用到弯折区域以改善其延伸率。热被实时地引入到弯折区域中、即在诸如滚子折边之类的成形步骤的同时被引入到弯折区域中。能量束直接应用在成形装置的前方。能量束瞄准角度可以随着滚子的折叠角度变化,使得能量束在凸缘的表面上的入射光斑被优化。

现在参照图14,示出了根据本发明的另一实施方式的部分设备。根据该实施方式,在面板组件和/或滚子上产生多个加热光斑以改善所成形的折边的质量。激光头702与由折边滚子704和折边滚子706表示的滚子折边设备相结合。将包括外部面板和内部面板的面板组件(未示出)保持在保持装置中(未示出),并且将包括外部面板和内部面板的面板组件(未示出)进给到折边滚子704与折边滚子706之间。在至少一些实施方案中,折边滚子706仅是可选的。激光头702发出激光束,该激光束被分割,即使用激光光学件1402来形成多个单独的激光束。在图14中所示出的特定的示例中,光束中的一个光束708a被引导到折边滚子704并且在折边滚子704上形成辐照光斑710a。另一光束708b被引导到未示出的面板组件并且在未示出的面板组件上形成辐照光斑710b。如图16中更详细地所示,激光束708b沿着折边方向“a”在面板组件的位于折边滚子的前方的未折边的区域“u”上形成光斑710b,以将热直接应用到弯折区域中,而激光束708a形成光斑710a并且将热直接应用到折边滚子704。在该实施方案中,在滚子折边的同时,热被应用到面板组件弯折区域,并且被应用到折边滚子704。通过对折边滚子704进行加热,可以在光斑710a处将更少的热直接应用到弯折区域中。此外,经加热的滚子704延长了将面板组件的材料保持在期望的高温下的时间长度,否则面板组件的材料将在被激光辐照之后趋向于快速冷却,特别是当面板组件在未加热的滚子之间被挤压时面板组件的材料趋向于快速冷却。可选地,激光束瞄准角度可以随滚子的折叠角度变化,使得激光束在凸缘的表面上的入射光斑被优化。

现在参照图15,示出了根据本发明的另一实施方式的部分设备。多个激光头702a和702b与由折边滚子704和折边滚子706表示的滚子折边设备相结合。在至少一些实施方案中,折边滚子706仅是可选的。将包括外部面板和内部面板的面板组件(未示出)保持在保持装置中(未示出),并且将包括外部面板和内部面板的面板组件(未示出)进给到折边滚子704与折边滚子706之间。在图15所示的构型中,激光头702a产生第一激光束708a并且激光头702b产生第二激光束708b。光束中的一个光束708a被引导到折边滚子704并且在折边滚子704上形成辐照光斑710a,并且另一光束708b被引导到未示出的面板组件并且在未示出的面板组件上形成辐照光斑710b。如图16中更详细地所示,激光束708b沿着折边方向“a”在面板组件的位于折边滚子的前方的未折边的区域“u”上形成光斑710b,以将热直接应用到弯折区域,而激光束708a形成光斑710a并且将热直接应用到折边滚子704。在该实施方案中,在滚子折边的同时,热被应用到面板组件弯折区域,并且被应用到折边滚子704。通过对折边滚子704进行加热,可以在光斑710a处将更少的热直接应用到弯折区域中。此外,经加热的滚子704延长了将面板组件的材料保持在高温下的时间长度,否则面板组件的材料将在被激光辐照之后趋向于快速冷却,特别是面板组件在未加热的滚子之间被挤压时面板组件的材料趋向于快速冷却。可选地,激光束瞄准角度可以随着滚子的折叠角度变化,使得激光束在凸缘的表面上的入射光斑被优化。

在图17所示的替代性的实施方式中,来自单个激光源或来自多个单独激光源的激光束708a和激光束708b两者均被引导到面板组件,从而在面板组件上形成多个激光束光斑710a和激光束光斑710b。激光束光斑的尺寸和/或形状和/或能量密度和/或数量可以被调节成沿着折边方向“a”对面板组件的在折边滚子704和折边滚子706的前方的期望宽度的加热进行调节。可选地,使激光束光斑710a和激光束光斑710b彼此至少部分地叠置以及/或者使激光束708a和激光束708b具有不同的功率等以控制加热,并且因此控制面板的弯折区域内的温度分布。以这种方式,可以例如将片材的不同部分加热成不同的深度。还可选地,诸如例如感应加热元件之类的另一种热源被用于对折边滚子704进行加热。经加热的滚子704防止了面板组件在折边期间在关键时刻冷却。

图18是另一实施方式的简化侧视图,示出了发散激光束1802从激光纤维1804的端部传递并且照射在面板组件1806上。发散激光束1802的聚焦度小于上述实施方式中的激光束708、激光束708a、激光束708b。发散激光束沿着折边方向“a”对面板组件1806的位于滚子1808的前方的相对较大的区域进行辐照和加热。此外,发散激光束在没有大的入射角度的情况下可以延伸到非常接近滚子1808与面板组件1806相接触的点,这允许将滚子折边装置制造得更紧凑。有利地,由于不需要激光聚焦光学件,所以激光纤维1804的端部可以直接到达要加热的区域,这使得这种构型更加的成本有效。

应当理解的是,前述的描述在本质上是说明性的,并且应当理解的是,在不偏离本发明的范围的情况下,本发明包括多个改型、变型以及其等同实施例。

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