用磁流变精整对材料板进行精整的方法
【专利摘要】对材料板(例如玻璃板)进行精整的方法包括用磁流变精整对材料板的边缘部分进行精整。在一个例子中，材料板在第一面和第二面之间的平均厚度为50μm至约500μm。在另一个例子中，所述方法基本上由采用磁流变精整对玻璃板的边缘部分进行精整的单个步骤构成，使得在单个磁流变精整步骤过程中，整个边缘部分在第一面和第二面之间成形。
【专利说明】用磁流变精整对材料板进行精整的方法
[0001]本申请根据35 U.S.C.§ 119，要求2012年2月29日提交的美国临时申请系列第61/604，863号的优先权，并根据35 U.S.C.§ 120，要求2012年12月20日提交的美国申请系列第13/721,557号的优先权，上述申请的内容是本申请的基础并通过参考完整地结合于此。
【技术领域】
[0002]本发明一般地涉及对材料板进行精整的方法，更具体地，涉及用磁流变精整对材料板的边缘部分进行精整的方法。
[0003]发明背景
[0004]已知通过各种技术来生产材料板，例如显示器质量的玻璃板。一旦形成之后，通常使得玻璃板从玻璃板分割出整齐的边缘部分和/或调整玻璃板的尺寸以适应特定应用。常用的分割过程会导致容易发生碎裂的不合乎希望的粗糙/锋利边缘部分。
【发明内容】
[0005]在此将参照附图更完整地描述各实施例，附图中给出了示例性实施方式。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。但是，本发明可以以许多不同的方式实施，不应被解读成局限于在此提出的实施方式。
[0006]在一个方面，对材料板进行精整的方法包括步骤(I):提供具有第一面和第二面的材料板，其中，材料板在第一面和第二面之间的平均厚度约为50-500μπι。该方法还包括步骤(II):用磁流变精整对材料板的边缘部分进行精整。
[0007]在该方面的一个例子中，步骤(I)提供材料板作为玻璃板。
[0008]在该方面的另一个例子中，步骤(I)提供的材料板的平均厚度约为50-300 μ m。
[0009]在该方面的另一个例子中，步骤(I)提供的材料板的平均厚度约为75-200 μ m。
[0010]在该方面的另一个例子中，步骤(I)提供的材料板的平均厚度约为75-150 μ m。
[0011]在该方面的另一个例子中，步骤(I)提供以预定的朝向沿着平面设置的材料板，该预定的朝向相对于纵轴在约+45°至约-45°的角度范围内。
[0012]在该方面的另一个例子中，在步骤(II)的过程中，维持材料板的预定的朝向。
[0013]在该方面的另一个例子中，步骤(I)提供沿着材料板的外周部分在第一面和第二面之间延伸的边缘部分。
[0014]在该方面的另一个例子中，所述方法包括在步骤(II)之前的对边缘部分进行强化的步骤。
[0015]在该方面的另一个例子中，所述方法包括在步骤(II)之前的分割材料板以提供边缘部分的步骤。
[0016]在该方面的另一个例子中，在步骤(I)之后发生分割步骤。
[0017]在该方面的另一个例子中，所述方法还包括在分割步骤之后并且在步骤(II)之前的对边缘部分进行强化的步骤。
[0018]在该方面的另一个例子中，所述方法还包括在步骤(II)之前的对材料板进行修边以提供边缘部分的步骤。
[0019]在该方面的另一个例子中，在步骤(I)之后发生修边步骤。
[0020]在该方面的另一个例子中，所述方法包括在对材料板进行修边的步骤之前的对材料板进行分割的步骤。
[0021]在该方面的另一个例子中，所述方法包括在修边步骤之后并且在步骤(II)之前的对边缘部分进行强化的步骤。
[0022]在另一个方面，提供了对玻璃板的边缘部分进行精整的方法，所述玻璃板具有第一面和第二面以及沿着玻璃板的外周部分在第一面和第二面之间延伸的边缘部分。该方法基本上由采用磁流变精整对玻璃板的边缘部分进行精整的单个步骤构成，使得在单个磁流变精整步骤过程中，整个边缘部分在第一面和第二面之间成形。
[0023]在另一个方面，对玻璃板的边缘部分进行精整的方法基本上由以下步骤构成:(I)提供具有第一面和第二面的玻璃板，其中玻璃板在第一面和第二面之间的平均厚度约为50-500 μ m;以及(II)用磁流变精整对玻璃板的边缘部分进行精整。
[0024]在本发明的另一个例子中，在步骤(II)的过程中，在单个磁流变精整步骤中，使得整个边缘部分在第一面和第二面之间成形。
[0025]在该方面的另一个例子中，步骤(I)提供的玻璃板的平均厚度约为75-150 μ m。
[0026]附图简要说明
[0027]参照附图阅读以下详细描述将可更好地理解这些及其它方面，其中:
[0028]图1所示是配置成可采用根据本发明的方法来生产玻璃板的玻璃制造设备；
[0029]图2所示是根据本发明的方法，用第一分割装置和第二分割装置从分割的玻璃板分割边缘兀件同时支撑分割的玻璃板的方法；
[0030]图3所示是采用图2所示的分割方法，与玻璃板的余下部分分离的边缘元件；
[0031]图4所示是图2的第一分割装置的侧视图；
[0032]图5所示是图2的第二分割装置的侧视图；
[0033]图6所示是用图5的第二分割装置划线之后，使得边缘元件断开的方法步骤。
[0034]图7所示是分割的玻璃板和磁流变精整设备的侧视图，还进一步显示了用磁流变精整对分割的玻璃板的边缘部分进行精整的方法步骤；
[0035]图8是图7的分割的玻璃板和磁流变精整设备的正视图；
[0036]图9是显示本发明的示例性方法的第一示例性流程图；
[0037]图10是显示本发明的另一示例性方法的第二示例性流程图；
[0038]图11是分割之后并且精整之前的玻璃板的边缘部分的放大图，其中所述玻璃板在玻璃板的第一面和第二面之间的厚度约为100 μ m ;以及
[0039]图12是磁流变精整之后的图11的边缘部分的放大图。
[0040]发明详沭
[0041]在此将参照附图更完整地描述各实施例，附图中给出了示例性实施方式。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。但是，本发明可以以许多不同的方式实施，不应被解读成局限于在此提出的实施方式。
[0042]提供了对材料板进行精整的方法。本发明的材料板可包括各种材料,例如玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷、硅、半导体材料以及前述材料的组合。在一个特定的例子中，材料板可包括玻璃板，例如显示器质量的玻璃板。此类显示器质量的玻璃板可以是透明的，并且结合在液晶显示装置和/或其他电子装置中。下面参考包括显示器质量的玻璃板材料的材料板来描述本发明的示例性方法，但是应理解的是，材料板可包括其他玻璃板和/或其他材料，例如上文所述的替代材料。
[0043]可采用宽范围的技术来形成玻璃板。如图1所示，显示了可根据本发明的方面使用的示例性玻璃制造设备101的示意图。示例性玻璃制造设备101显示为下拉熔合设备，但是在其他例子中也可以使用其他成形设备。
[0044]玻璃制造设备101可包括熔融容器103、澄清容器105、混合容器107、输送容器109、成形装置111、牵引辊装置113和分割装置115。
[0045]在熔融容器103中，如箭头117所示加入玻璃批料，熔化形成熔融玻璃119。澄清容器105具有高温加工区域，其从熔融容器103接收熔融玻璃119 (此处未显示)，在澄清容器105中，从熔融玻璃119中除去气泡。澄清容器105通过从澄清器到搅拌室的连接管121连接到混合容器107。通过从搅拌室到滚筒的连接管123，将所述混合容器107与输送容器109相连。输送容器109通过下导管125将熔融玻璃119输送到入口 127，进入成形装置 111。
[0046]根据本发明的各个方面，可使用各种成形装置。例如，如图1所示，成形装置111包括开口 129，其接收流入槽131中的熔融玻璃119。然后来自槽131的熔融玻璃119溢流向下流动到两侧132(图1显示了一侧)，之后在成形装置111的根部133熔合在一起。根部133是两侧132合并到一起的地方，并且是当玻璃带106从根部133向下拉出时，分别在两侧132上流动的熔融玻璃119的两个溢流壁熔合在一起的地方。
[0047]将一部分的玻璃带106从根部133拉出进入黏稠区135，其中，玻璃带106开始变薄成最终厚度。然后将部分的玻璃带106从黏稠区135拉出进入凝固区137。在凝固区137中，部分的玻璃带106从黏稠状态凝固成具有所需轮廓的弹性状态。然后将部分的玻璃带106从凝固区137拉出进入弹性区139。一旦在弹性区139中，玻璃带106可能有限地变形，不会永久地改变玻璃带106的轮廓。
[0048]在部分的玻璃带106进入弹性区139之后，可以提供分割装置115，在一段时间内，从玻璃带106依次分割多块分割的玻璃板141。分割装置115可包括所不的移动站机,但是在其他例子中也可以提供其他分割装置。
[0049]又如图1所示，玻璃制造设备101可设置有支撑装置143，例如吸盘设备、空气轴承或者其他支撑装置以帮助支撑玻璃板，例如玻璃带106和/或分割的玻璃板141。出于本发明的目的，“玻璃板”可被认为包括玻璃带和/或从玻璃带分割的分割的玻璃板。如此，当讨论本发明对于玻璃板的可用性和方法时，应理解所述方法可解释为用于各种形式的玻璃板(例如，玻璃带106、从玻璃带分割的分割的玻璃板141或者通过其他技术形成的玻璃板)。
[0050]如此，虽然相对于分割的玻璃板141描述了本发明的各种方法，应理解的是，本发明的方法可用于各种形式的玻璃板(例如，玻璃带106或者由其他技术形成的玻璃板)。
[0051]如上所述，可以通过示例性玻璃制造设备的方式首先形成作为玻璃带106的玻璃板，但是也可以通过其他技术形成玻璃板。可以使用分割装置115，例如所示的移动砧机，将玻璃带106分割成分割的玻璃带141。如此,移动站机可产生第一边缘部分141a和第二边缘部分141b，其中分割的玻璃带141的长度限定在第一和第二边缘部分141a和141b之间。应理解的是，在其他例子中，分割的玻璃带141的宽度可限定在第一和第二边缘部分141a和141b之间。又如图1所示，玻璃制造设备101可包括磁流变精整设备145，其可以是玻璃制造设备101的部件，但是在其他例子中，磁流变精整设备145也可设置在玻璃制造设备101的下游加工位置。在此类例子中，可以操作支撑装置143来传输分割的玻璃板141，使得用磁流变精整设备145对第一和/或第二边缘部分141a和141b进行精整。在一些例子中，在如图2-8所示的整个分割和精整工艺技术中，支撑装置143可以支撑玻璃带106，然后继续支撑分割的玻璃带141，如下文所详述。
[0052]如图2和3所示，可通过各种技术进一步去除第一和第二边缘元件201、203。可能希望去除第二边缘元件以去除边缘元件中的厚度不一致性，该厚度不一致性可能是由于玻璃制造设备101中的玻璃带的成形所导致的。或者，取决于特定应用，可以采用类似的分割技术来将分割的玻璃板再分成多个更小的玻璃板。虽然在图2和3中未示出，但是可以在去除边缘元件的工作站提供磁流变精整设备145。例如，当如图2所示去除边缘元件时,磁流变精整设备145可用于对第一和/或第二边缘部分141a、141b进行精整。作为补充或替代，磁流变精整设备145可用于对如图3所示的第二和/或第三边缘部分301a和301b进行精整。
[0053]根据本发明的各个方面，可以使用各种玻璃分割装置，将第一和第二边缘元件与分割的玻璃板141的余下部分分尚。图2和4就显不一种玻璃分割技术,其可包括使用第一分割装置205，所述第一分割装置205可包括激光器401和液体冷却装置403，所述激光器401配置成对分割的玻璃板141的表面进行加热，所述液体冷却装置403配置成使得裂纹扩散以将第一边缘元件201与分割的玻璃板141的余下部分分离。
[0054]图2、5和6显示第二分割装置207的另一个例子，其包括可沿着分割路径产生划痕线209的划线装置501。一旦完成形成了划痕线之后，可以将回转部件601施加到划痕线209的相对侧，并且可以施加力603，使得第二边缘元件203从分割的玻璃板141的余下部分分离。
[0055]如图3所示，一旦去除了第一和第二边缘元件201和203之后，分割的玻璃板141包括第三边缘部分301a和第四边缘部分301b，其中分割的玻璃带141的宽度限定在第三和第四边缘部分301a和301b之间。应理解的是，在其他例子中，分割的玻璃带141的长度可限定在第三和第四边缘部分301a和301b之间。
[0056]移动砧机(例如，参见如图1所示的分割装置115)、第一分割装置205和第二分割装置207仅仅是可用于分割玻璃板的各种可能的分割装置的例子。无论使用何种技术，边缘部分141a、141b、301a和301b都可能分别包括不合乎希望的、容易使得玻璃板开裂的粗糙/锋利边缘部分。
[0057]本发明的方法可用于具有宽范围的平均厚度(例如，大于500 μ m的平均厚度)的材料板(例如，包括玻璃带、分割的玻璃板等的玻璃板)。例如，平均厚度可以从大于500 μ m到约2mm,例如从约700 μ m到约1.5mm,例如从约900 μ m到约1.2mm,例如约1.1mm。
[0058]对于较薄的玻璃板(它们可能是易碎的和/或较易碎的)，去除不合乎希望的粗糙/锋利边缘部分可能是复杂的。对于具有特定性能特性的较薄玻璃板具有增加的需求。例如，如图4所示，较薄的分割的玻璃板141可在第一面405和第二面407之间具有平均厚度“T”，其中玻璃板在第一面405和第二面407之间的平均厚度小于或等于约500 μ m，例如小于或等于约400 μ m,例如小于或等于约300 μ m,例如小于或等于约200 μ m,例如小于或等于约100 μ m，例如小于或等于约75 μ m。在一个例子中，第一面405和第二面407之间的平均厚度“T”是约50-500 μ m,例如约50-400 μ m,例如约50-300 μ m,例如约50-200 μ m,例如约 50-100 μ m,例如约 50-75 μ m,例如约 75-500 μ m,例如约 75-400 μ m,例如约 75-300 μ m,例如约75-200 μ m,例如约75-150 μ m,例如约75-100 μ m,例如约100-500 μ m,例如约100-400 μ m，例如约100-300 μ m，例如约100-200 μ m。提供具有薄的平均厚度“T”的玻璃板可合乎希望地增强性能特性。
[0059]对边缘部分141a、141b、301a、301b进行精整可包括用磁流变精整(MRF)技术对边缘部分进行精整的步骤。例如，2011年5月20日提交的美国专利申请第13/112，498号和/或2011年6月27日提交的美国专利申请第13/169，499号中的MRF设备和/或方法可结合在本发明的方面中。2011年5月20日提交的美国专利申请第13/112，498号和2011年6月27日提交的美国专利申请第13/169,499号其全文分别通过引用结合入本文。
[0060]MRF可去除损坏和/或缺陷，这些不合乎希望的粗糙/锋利边缘部分在分割玻璃板时产生。MRF还可降低加工时间和/或克服在尝试对较薄玻璃板的边缘部分进行精整时可能导致的加工复杂度。例如,MRF可去除较少材料以实现所需的精整的边缘轮廓。此外，MRF可用于对较薄玻璃板的较易碎边缘部分进行机械加工。除此之外，MRF可用于降低加工时间，无乱分割的玻璃板141的平均厚度如何。
[0061]MRF采用基于流体的顺应性工具进行精整，所述工具称作磁流变流体(下文称作“MR流体”)aMR流体可包含微米级可磁化粒子和悬浮在液体载剂中的微米级至纳米级磨粒。例如,可磁化粒子的尺寸可在1-100 μ m或更大的范围内，例如1-150 μ m,例如5-150 μ m,例如5-100 μ m,例如5-50 μ m,例如5-25 μ m,例如10-25 μ m,而磨粒的尺寸可在15nm至10 μ m的范围内。可磁化粒子可具有均一或不均一的粒度分布，相同或不同的形状，以及规则或不规则的形状。另外，可磁化粒子可由单一的可磁化材料或不同的可磁化材料的组合制成。可磁化材料的例子包括铁、氧化铁、氮化铁、碳化铁、羰基铁、二氧化铬、低碳钢、硅钢、镍、钴以及前述材料的组合。可磁化粒子也可例如用保护材料涂覆或包封。在一个实施方式中，保护材料是在液体载剂中保持化学稳定和物理稳定并且不与可磁化材料发生化学反应的材料。合适的保护材料的例子包括氧化锆、氧化铝和二氧化硅。类似地，磨粒可具有均一或不均一的粒度分布，相同或不同的形状，以及规则或不规则的形状。另外，磨粒可由单一的不可磁化材料或不同的不可磁化材料的组合制成。磨料的例子包括氧化铈、金刚石、碳化硅、氧化铝、氧化锆以及前述材料的组合。也可采用上面没有具体列出但已知可用于抛光表面的其他磨料。包含在MR流体中的液体载剂可以是水性或非水性载剂。载剂的例子包括矿物油、合成油、水和乙二醇。载剂还可包含稳定剂和表面活性剂，所述稳定剂是例如抑制可磁化粒子腐蚀的稳定剂。
[0062]在另一个实施方式中，提供能在精整的同时进行蚀刻的MR流体。蚀刻性MR流体包含悬浮在含有蚀刻剂的液体载剂中的可磁化粒子和磨粒。蚀刻剂是一种能够蚀刻材料板并根据材料板的材料选择的蚀刻剂。液体载剂还可包含用于蚀刻剂的溶剂。液体载剂还可包含稳定剂和表面活性剂。如上所述，液体载剂可以是水性或非水性载剂。可磁化粒子和磨粒如上面针对非蚀刻性MR流体所述。如上所述，可磁化粒子可例如用保护材料涂覆或包封。当使用保护材料时，该保护材料是在液体载剂中的蚀刻剂及其他材料存在下具有化学稳定性和物理稳定性的材料。保护材料也是不与可磁化粒子反应的材料。保护材料的合适的例子是氧化锆和二氧化硅。
[0063]在一个实施方式中，蚀刻性MR流体中所含的蚀刻剂的pH小于或等于5。在一个实施方式中，pH小于或等于5的蚀刻剂包含酸。在一个实施方式中,蚀刻剂是酸。酸可以液体形式存在，也可以溶解于合适的溶剂。合适的酸的例子包括但不限于氢氟酸和硫酸。液体载剂还可包含一种或多种稳定剂，例如抑制可磁化粒子腐蚀的稳定剂。液体载剂中使用的稳定剂应当在酸的存在下稳定，或者更一般地，在蚀刻剂存在下稳定。
[0064]在另一个实施方式中，蚀刻性MR流体中所含的蚀刻剂的pH大于或等于10。在一个实施方式中，pH大于或等于10的蚀刻剂包含碱金属盐。在一个实施方式中，蚀刻剂是碱金属盐。这种碱金属盐的例子包括但不限于碱金属氢氧化物例如氢氧化钾、氢氧化钠，以及包含碱金属氢氧化物的化合物。例如，包含碱金属氢氧化物的洗涤剂可用作液体载剂中的碱金属盐。液体载剂可包含碱金属盐以外的其他材料，如可能存在于洗涤剂中的表面活性剂及其他材料。
[0065]图7显示配置成根据本发明的各个方面进行MRF的磁流变精整设备145的侧面示意图。如所示，MR流体以MRF带701的形式沉积在支撑表面上。通常地，支撑表面是移动表面，但是支撑表面也可以是固定的表面。支撑表面可具有各种形状，例如球形、圆柱形或平坦表面。出于说明的目的，图7显示了在转轮703上的MRF带701的侧视图。在此情况下，转轮703的圆周表面705为MRF带701提供移动的圆柱形支撑表面。喷嘴707用来将MRF带701递送到表面705的区段的一端，喷嘴709用来从表面705的区段的另一端收集MRF带701。在MRF过程中，磁铁711对MRF带701施加磁场。
[0066]所施加的磁场引发可磁化粒子上的极化，导致可磁化粒子形成限制流动的链或柱结构。这增大了 MRF带701的表观粘度，将MRF带701从液态变成类固态。可以通过如下方式对分割的玻璃板141的边缘部分141a、141b、301a和301b进行精整:使得与硬化的MRF带701接触，并将分割的玻璃板141的边缘部分沿着方向713相对于硬化的MRF带701移动。边缘部分141a、141b、30Ia和301b与MRF带701之间的相对运动使得待精整的边缘部分的所有部分与硬化的MRF带701接触。在玻璃板具有如上所述的较薄平均厚度(例如，约50-500 μ m)的情况下，在玻璃板141的第一面405和第二面407之间延伸的边缘部分141a、141b、301a和301b的区段的所有部分可同时被精整，并与硬化的MRF带701接触。这样，在单个磁流变精整步骤过程中，全部边缘部分141a、141b、301a和301b可以在第一面405和第二面407之间成形。在一个特定例子中，单个磁流变精整步骤可以包括各个待精整的边缘部分单次通过硬化的MRF带701。例如，如图7所示，可以将分割的玻璃板141相对于磁流变精整设备145的单次通过来进行第二边缘部分141b的精整。无需重复，可以以减少的加工时间来对玻璃板141的各个边缘部分141a、141b、301a和301b进行精整。
[0067]在一个实施方式中，可以通过将边缘部分分别浸入硬化的MRF带701中，对玻璃板141的边缘部分141a、141b、301a和301b的一个或全部进行精整。虽然已经就利用MRF精整单块玻璃板描述了精整过程，但应理解的是，在单个精整过程中可同时抛光多块玻璃板。
[0068]如图8所示，可以以预定的朝向沿着平面设置玻璃板，该预定的朝向相对于纵轴在约+45°至约-45°的角度范围内。事实上，如所示，沿着平行于纵轴801的平面设置玻璃板141。在其他例子中，玻璃板的朝向可以是约45°的α角和β角之间的任意朝向。
[0069]MRF通过剪切从正在精整的表面除去材料。这与机械工艺如机械磨削所涉及的破裂机理不同。在这种机理下，MRF有机会在不给边缘部分引入新的破裂位的情况下从边缘部分除去材料，新破裂位的引入可能降低边缘部分的强度。同时，MRF从边缘部分消除缺陷，导致边缘部分的强度增大，即从第一边缘强度增大到第二边缘强度。此外，基于流体的MPF带701能够顺应边缘部分的形状，而不管边缘部分多么复杂(例如就边缘部分的曲率或轮廓而言)，这导致边缘部分的完全、高质量的精整。MRF受几个参数控制，例如MR流体的粘度，将MR流体递送到移动表面上的速率，移动表面的速度，磁场强度，MRF带的高度，边缘部分浸入MRF带的深度，以及从边缘除去材料的速率。
[0070]图9是显示本发明的示例性方法的第一示例性流程图。所有的图9的各种方法从起始位置901开始，步骤903提供具有第一面和第二面的材料板。如上所述，在一个例子中，材料板可以包括玻璃板，例如具有第一面405和第二面407的分割的玻璃板141或玻璃带106。本发明的方法可用于具有宽范围的平均厚度(例如，大于500 μ m的平均厚度)的材料板(例如，包括玻璃带、分割的玻璃板等的玻璃板)。例如，平均厚度可以从大于500 μ m到约2mm,例如从约700 μ m到约1.5mm,例如从约900 μ m到约1.2mm,例如约1.1mm。在其他例子中，本发明的方法可用于这样的材料板，该材料板在第一面405和第二面407之间具有约为50-500 μ m,例如约50-300 μ m,例如约75-200 μ m,例如约75-150 μ m的材料的平均厚度“T，，。
[0071]提供步骤903可在生产过程中的各个相对时间进行。例如，如图1所示，可在形成分割的玻璃板141之后立即进行提供步骤903。在另一个例子中，提供步骤903可以在稍后的时间进行。例如，可以将分割的玻璃板141传输到不同的位置，其中，随后在步骤903的过程中提供板材用于加工。在其他例子中，可以将玻璃带106盘绕到存储辊上。在该情况下，可以在将玻璃带106盘绕到储存辊之前进行提供步骤。在该例子中，可以在盘绕到储存辊之前用MRF对带的边缘进行精整。作为补充或替代，玻璃带的卷可以传输到不同的位置用于后续分割成所需的分割的玻璃板141。在该例子中，可以在后续解绕玻璃带用于加工分割的玻璃板141时进行提供步骤903。
[0072]如箭头905所示，然后所述方法可任选地从提供步骤903进行到对材料板进行分割以提供边缘部分141a、141b、301a和301b的分割步骤907，之后是用MRF对材料板的边缘部分进行精整的步骤919。这样，如图9所示，可以在提供步骤903之后进行分割步骤907，但这不是必须的。
[0073]可以以宽范围的各种方式进行分割步骤907。例如，可以通过机械分割、激光分割、超声分割或其他分割技术来进行分割。图2和4所示的第一分割装置205仅仅显示了一个示例性激光分割装置，其可涉及在靠近边缘处产生机械裂纹，然后使用激光器401使机械裂纹在热作用下横穿制品，然后再使用由液体冷却装置403 (例如水喷雾)产生的应力梯度进行分割。图2和5所示的第二分割装置207显示一个示例性机械分割装置。第二分割装置207可包括划线装置501，所述划线装置501可包括划线轮、水射流或磨料水射流。然后，如图6所示，可以沿着划线分割材料板，例如通过施加力603使得边缘元件沿着划线分离。一旦分割之后，可以是单块材料板或者多块材料板。如果产生多块材料板，可以对一块或全部的材料板进行加工。
[0074]如箭头909所述，然后所述方法可任选地从分割步骤907进行到对材料板进行修边的步骤911。如果提供的话，对材料板进行修边的步骤911可以通过从边缘去除材料来改变材料板的边缘的形状和/或织构。在修边步骤911中，可采用许多工艺中的任何工艺。例子包括但不限于研磨机械加工、磨料喷射机械加工、化学蚀刻、超声抛光、超声磨削、化学机械抛光。修边步骤911可包括单个材料除去过程、一系列材料除去过程或者多个材料除去过程的组合。例如，一个示例性修边步骤911可包括一系列磨削步骤，其中对该系列步骤中每个步骤的磨削参数如磨削料的粒度加以改变，以便在每个步骤结束时得到不同的修边结果。
[0075]修边步骤911可包括研磨机械加工，其可涉及机械磨削、精研和抛光中的一个或多个及其任意组合。在这些工艺涉及固体工具与处理表面之间接触的意义上，它们属机械工艺。磨削、精研和抛光各自可在一个或多个步骤中完成。磨削是固定磨料工艺，而精研和抛光是疏松磨料工艺。磨削可利用嵌在与金属轮粘合的金属或聚合物中的磨粒完成。或者，磨削可利用由研磨化合物制成的可膨胀轮完成。在精研中，磨粒(通常悬浮在液体介质中)设置在精研机与材料板的边缘之间。精研机与材料板边缘之间的相对运动从边缘上磨去材料。在抛光中，利用顺应性软垫或轮将磨粒(通常悬浮在液体介质中)施加到材料板的边缘。顺应性软垫或轮可用聚合物材料制成，例如丁基橡胶、硅树脂、聚氨酯和天然橡胶。研磨加工中使用的磨料可选自例如氧化铝、碳化硅、金刚石、立方氮化硼和浮石。
[0076]如箭头913所示，然后所述方法可任选地从修边步骤911进行到对材料板(例如玻璃板)的边缘部分进行化学强化的步骤915。在一个实施方式中，化学强化过程是离子交换过程。为了进行离子交换过程，在提供步骤903中提供的制品必须用可离子交换的材料制成。可离子交换的材料通常是包含碱金属的玻璃，其中较小的碱金属离子如Li+和/或Na+在离子交换过程中可被较大的碱金属离子例如K+交换。美国专利申请系列第11/888,213号、第 12/277，573 号、第 12/392，577 号、第 12/393，241 号和第 12/537，393 号，以及美国临时申请第61/235，767号和第61/235762号(全部转让给康宁股份有限公司(CorningIncorporated))描述了合适的可离子交换玻璃的例子,这些文献的内容通过参考结合于此。这些玻璃可以在较低的温度下离子交换到至少30 μ m的深度。
[0077]例如,美国专利第5674790号(Araujo, Roger J.)描述了离子交换过程。该过程通常发生在不超过玻璃的转变温度的升高的温度范围内。通过以下方式进行该过程:将玻璃浸没在包含碱金属盐(通常是硝酸盐)的熔浴中，所述碱金属盐的离子大于所述玻璃中的主体碱金属离子。所述主体碱金属离子被交换为较大的碱金属离子。例如，可以将含Na+的玻璃浸在硝酸钾(KNO3)熔浴中。熔浴中的较大K+将置换玻璃中的较小Na+。由于在之前被较小的碱金属离子占据的位点存在较大的碱金属离子，在玻璃表面处或表面附近产生压缩应力，在玻璃内部产生张力。在离子交换过程之后，将玻璃从熔浴中取出并冷却。离子交换深度(即侵入的较大碱金属离子渗入玻璃的深度)通常约为20-300 μ m，例如40-300 μ m，并通过玻璃组成和浸泡时间控制所述离子交换深度。
[0078]如箭头917所示，然后所述方法可任选地从对材料板(例如玻璃板)的边缘部分进行化学强化的步骤915进行到用磁流变精整(MRF)对材料板的边缘部分进行精整的步骤919。例如，如图8所示，对于各个边缘部分141a、141b、301a、301b，在分割的玻璃板141单次通过磁流变精整设备145的过程中，分割的玻璃板141可沿着方向713移动。
[0079]如图8所示，提供步骤903可以以预定的朝向沿着平面设置材料板，其中角α和β分别是45°，从而该预定的朝向相对于可沿着重力方向延伸的纵轴801在约+45°至约-45°的角度范围内设置。在图8所示的例子中，分割的玻璃板141沿着平面纵向设置，该平面包括纵轴801，使得纵轴801和分割的玻璃板141的平面之间的角度为0°。在另一个例子中，在用MRF对材料板的边缘部分进行精整的步骤919的过程中，可以维持材料板的预定朝向。
[0080]如图9的一些例子所示，可以以任意顺序进行分割、修边和/或化学强化步骤907、911和915的各个步骤，并且可以省略一个或全部的这些步骤。例如，如箭头921所示，所述方法可从提供步骤903进行到修边步骤911，从而省略分割步骤907。或者，如箭头923所示，所述方法可从提供步骤903进行到对材料板(例如玻璃板)的边缘部分进行化学强化的步骤915，从而省略分割和修边步骤907和911。又如箭头925所示，所述方法可从提供步骤903直接进行到用MRF对材料板的边缘部分进行精整的步骤919，从而省略分割、修边和化学强化步骤907、911和915。这样，所述方法可基本上由提供步骤903和用MRF对材料板的边缘部分进行精整的步骤919构成。
[0081]又如图9所示，在进行分割步骤907之后(如果提供的话)，所述方法可选择地省略后续的修边和/或化学强化步骤911和915中的一个或两个。例如，如箭头927所示，所述方法可从分割步骤907进行到化学强化步骤915，从而省略修边步骤911。在另一个例子中，如箭头929所示，所述方法可从分割步骤907进行到用MRF对材料板的边缘部分进行精整的步骤919，从而可以省略修边和化学强化步骤911和915。
[0082]图10显示本发明的另一示例性方法的第二示例性流程图。如所示，所述方法可以在起始位置1001开始，并以宽范围的各种路径进行。如图10的一些例子所示和下文所述，可以以任意顺序进行分割、修边和/或化学强化步骤1005、1009和1013的各个步骤，并且可以省略一个或全部的这些步骤。
[0083]例如，如箭头1003所示，所述方法可从起始位置1001继续到分割步骤1005。或者，如箭头1007所示，所述方法可从起始位置1001继续到修边步骤1009，从而省略分割步骤1005。又如箭头1011所示，所述方法可从起始位置1001继续到化学强化步骤1013，从而省略分割步骤和修边步骤1005和1009。在另一个例子中，如箭头1015所示，所述方法可从起始位置1001继续到提供步骤1017，从而省略分割步骤、修边步骤和化学强化步骤1005、1009和1013。在另一个例子中，如箭头1008、1012和1016所示，所述方法可依次从分割步骤1005进行到修边步骤1009，再到化学强化步骤1013，然后再到提供步骤1017。这样，可以在提供步骤之前进行分割、修边和/或化学强化步骤中的任意步骤。如箭头1025所示，然后所述方法可从提供步骤1017直接进行到用MRF对材料板的边缘部分进行精整的步骤1027。
[0084]此外，可以存在分割步骤1005而没有修边和/或化学强化步骤1009和1013。事实上，如箭头1019所示，所述方法可从分割步骤1005进行到化学强化步骤1013，从而省略修边步骤1009。又如箭头1021所示，所述方法可从分割步骤1005进行到提供步骤1017，从而省略修边步骤和化学强化步骤1009和1013。
[0085]又例如，可以存在修边步骤1009而没有化学强化步骤1013。例如，如箭头1023所示，所述方法可从修边步骤1009直接进行到提供步骤1017，从而省略化学强化步骤1013。
[0086]如图9所示，可以在提供步骤903之后，进行分割步骤、修边步骤和/或化学强化步骤907、911和915中的部分或全部步骤。在其他例子中，可以在提供步骤之前进行步骤907,911和915中的部分或全部步骤。例如，图10证实可以在提供步骤1017之前，进行分割步骤、修边步骤和化学强化步骤1005、1009和1013中的全部步骤。虽然未示出，但是在其他例子中，可以在提供步骤之前和/或之后，进行步骤1005、1009和1013的任意组合。例如，可以在提供步骤之前进行分割步骤、修边步骤和化学强化步骤中的一个或两个步骤，而在提供步骤之后进行剩下的步骤。
[0087]在一个例子中，提供了对玻璃板(例如，玻璃带、分割的玻璃板等)的边缘部分141a、141b、301a和301b进行精整的方法。玻璃板141可以包括第一面405和第二面407。边缘部分可以沿着玻璃板的外周部分在第一面和第二面之间延伸。所述方法可基本上由用MRF对玻璃板的边缘部分141a、141b、301a和301b进行精整的单个步骤919和1027构成。在该例子中，在单个MRF步骤中，整个边缘部分可以在第一面405和第二面407之间成形。
[0088]在另一个例子中，对玻璃板(例如,玻璃带、分割的玻璃板等)的边缘部分141a、141b,301a和301b进行精整的方法基本由提供步骤903、1017和用MRF对玻璃板的边缘部分进行精整的步骤919和1027构成。例如，提供步骤903和1017可以提供具有第一面405和第二面407的玻璃板，其中第一面和第二面之间的玻璃板的平均厚度约为50-500 μ m。在一个例子中，在步骤919和1027的过程中，在单个磁流变精整步骤中，使得整个边缘部分在第一面和第二面之间成形。
[0089]图11显示在分割玻璃板之后，但是在对边缘部分MRF之前观察到的分割的玻璃板141的边缘部分1101的放大图，所述玻璃板141在第一面405和第二面407之间具有约100 μ m的厚度“T”。如所示，边缘部分1101包括易使得玻璃板开裂的不合乎希望的锋利边缘部分1103。图12显示在本发明所述的6分钟的MRF步骤之后的边缘部分1101的相同观察的放大图。如所示，去除了不合乎希望的锋利边缘部分1103，并且留下光滑表面1201，该光滑表面1201具有沿着从第一面405到第二面407的整个边缘部分光滑形状。事实上，如所示，光滑表面1201具有从第一面405延伸到第二面407的、具有较少材料去除的圆角凸起形状。
[0090]如图12所示的薄玻璃(例如，100 μ m)的圆角边缘轮廓可有助于制造出于轻量化和便携性而包含薄玻璃的各种产品。使用包括MRF的精整步骤可为激光和机械分割的薄玻璃提供单步骤成形边缘。使用MRF作为精整步骤可独特地有利于薄玻璃，原因在于可以以合理的循环时间，实现边缘的低体积去除(通过对比图11和12的细微长度差异证实)。
[0091]对本领域的技术人员而言，明显可以对本发明进行各种修改和变动,而不偏离本发明的范围和精神。
【权利要求】
1.一种对材料板进行精整的方法，所述方法包括以下步骤: (I)提供具有第一面和第二面的材料板，其中所述材料板在第一面和第二面之间的平均厚度约为50-500 μ m;以及 (II)用磁流变精整对材料板的边缘部分进行精整。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(I)提供材料板作为玻璃板。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(I)提供的材料板的平均厚度约为50-300 μ mD
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(I)提供的材料板的平均厚度约为75-200 μ mD
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(I)提供的材料板的平均厚度约为75-150 μ mD
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(I)提供以预定的朝向沿着平面设置的材料板，该预定的朝向相对于纵轴在约+45°至约-45°的角度范围内。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(II)的过程中，维持材料板的预定的朝向。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(I)提供沿着材料板的外周部分在第一面和第二面之间延伸的边缘部分。
9.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在步骤(II)之前对边缘部分进行强化的步骤。
10.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在步骤(II)之前对材料板进行分割以提供边缘部分的步骤。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在步骤(I)之后进行分割步骤。
12.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括在分割步骤之后并且在步骤(II)之前对边缘部分进行强化的步骤。
13.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在步骤(II)之前对材料板进行修边以提供边缘部分的步骤。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在步骤(I)之后进行修边步骤。
15.如权利要求13所述的方法，所述方法还包括在对材料板进行修边的步骤之前对材料板进行分割的步骤。
16.如权利要求13所述的方法，所述方法还包括在修边步骤之后并且在步骤(II)之前对边缘部分进行强化的步骤。
17.一种对具有第一面和第二面的玻璃板的边缘部分进行精整的方法，其中，所述边缘部分沿着玻璃板的外周部分在第一面和第二面之间延伸，所述方法基本由以下单个步骤构成: 采用磁流变精整对玻璃板的边缘部分进行精整，使得在单个磁流变精整步骤过程中，整个边缘部分在第一面和第二面之间成形。
18.一种对玻璃板的边缘部分进行精整的方法，所述方法基本由以下步骤构成: (I)提供具有第一面和第二面的玻璃板，其中所述玻璃板在第一面和第二面之间的平均厚度约为50-500 μ m;以及 (II)用磁流变精整对玻璃板的边缘部分进行精整。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，在步骤(II)的过程中，在单个磁流变精整步骤中，使得整个边缘部分在第一面和第二面之间成形。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤(I)提供的玻璃板的平均厚度约为75-150 μ mD
【文档编号】B24B9/10GK104136167SQ201380011521
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年2月29日
【发明者】A·B·肖瑞, D·D·斯特朗, D·A·特玛罗 申请人:康宁股份有限公司