一种3D曲面玻璃盖板生产工艺的制作方法

本发明属于玻璃盖板生产工艺，尤其涉及一种3d曲面玻璃盖板生产工艺。

背景技术：

随着消费类电子产品的日新月异，各品牌的产品竞争激烈，消费者对于消费类电子产品的要求也越来越高，除了电子产品的硬件规格(例如处理器、屏幕尺寸与像素、网络制式、相机像素等)，消费者也非常看重电子产品的外观设计。

以3c产品中的tw盖板为例，目前市场上的玻璃盖板基本都是平面或2.5d的，同质化严重，缺乏新颖性。因此现有玻璃盖板已经难以满足人们对产品高品质的外观要求。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种3d曲面玻璃盖板生产工艺，旨在解决现有技术中玻璃盖板基本都是平面或2.5d的，同质化严重，缺乏新颖性，难以满足人们对产品高品质的外观要求的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种3d曲面玻璃盖板生产工艺，所述生产工艺的步骤包括：

(1)、开料：将gg4或gg5白片玻璃切割成多个所需外观大小的玻璃基板；

(2)、cnc加工：将玻璃基板放在cnc数控机床上对玻璃基板的外形、2.5d弧面、tv孔和倒边进行加工制得玻璃片体，并清洗烘干；

(3)、扫光：采用扫光机配合3d热弯玻璃吸附治具对玻璃片体进行抛光，通过高氧化铈抛光粉对玻璃片体进行磨削，去除表面的麻点和划伤；

(4)、超声波清洗：对玻璃片体表面进行超声波清洗，除去表面的水印、白点、手指印、灰尘；再设置一个热压模具，该热压模具包括动模板和定模板，所述动模板和定模板合模时能形成一个与玻璃片体形状相同的模腔，将玻璃片体放置在定模板上并定位；

(5)、热弯成型：将模具连同玻璃片体放入加热炉中，加热使玻璃片体的温度达到500-600℃，保持该温10-13分钟；继续加热使玻璃片体的热压温度至650-750℃，对动模板施加0.01-0.04mpa的压力，驱动动模板向定模板逐步靠近直至合模，动模板和定模板顶压在玻璃片体的上表面和下表面使该玻璃片体在高温状态下弯曲变形形成模腔形状的玻璃片体，保持压力1-2分钟，加热过程持续向加热炉内通入氮气，通入速率为100-130ml/min；

(6)、钢化：将模具从加热炉中取出，自然冷却至常温，将模具打开，取出玻璃片体清洗、烘干；将玻璃片体进行钢化处理，使其硬度达到6h以上；

(7)、uv压印：获取pet薄膜，使用微纳结构压印装置对pet薄膜进行uv压印预设图案，并固化；

(8)、ar镀膜：对uv压印后的pet薄膜进行ar镀膜；

(9)、丝印：在pet薄膜的ar镀膜面印刷颜色油墨，并固化烘干；

(10)、刻画纳米银导电图案层：在pet薄膜上涂布透明纳米银丝墨水并烘干，使用全息镭射光机将烘干后的透明纳米银丝墨水进行刻画，制成纳米银导电图案层；

(11)、贴合覆膜：将pet薄膜贴合在玻璃片体上，并对玻璃片体进行覆膜；

(12)、喷印：将覆膜后的玻璃片体进行3d喷印，制得3d曲面玻璃盖板，然后成品包装。

优选地，所述cnc数控机床采用500-1200粒度砂刀对玻璃片体外形、2.5d弧面、tv孔和倒边进行粗加工；采用800-1500粒度砂刀对玻璃片体外形、2.5d弧面、tv孔和倒边进行精加工，每次换刀后，自动完成激光对刀。

优选地，所述动模板和定模板的材料均为石英或陶瓷；所述模腔的内表面的粗糙度为0.002-0.005μm。

优选地，所述动模板和定模板的导热性为每分钟100℃-200℃/cm3。

优选地，所述玻璃片体的厚度和热压温度的关系式为：当玻璃片体厚度为1mm时，热压温度为650℃，玻璃片体的厚度每增加/减少0.1mm，热压温度相应增加/减少10℃。

优选地，所述加热炉内设置有16-22个炉温点。

本发明的有益效果是：

1、采用预加热和热压的方式，热压温度高于预热温度，使得玻璃片体可塑性变大，由于模腔可以做的很光滑，使得热压的时候不会导致玻璃片体的表面变粗，使得本加工方法加工出来的成品表面光滑度很好，不需要二次加工，可一次性加工到位。

2、利用热压和厚度关系式使得热压温度随着玻璃片体的厚度的改变而改变，从而提高不同厚度的产品的良品率。

3、通过全新的工艺制作的3d双曲面玻璃盖板，外形新颖，视觉效果好，满足了人们对玻璃盖板高品质的外观要求，且制造成本低，可批量生产，具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1是本发明实施例提供的一种3d曲面玻璃盖板生产工艺的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的一种3d曲面玻璃盖板生产工艺的流程图，详述如下：

(1)、开料：将gg4或gg5白片玻璃切割成多个所需外观大小的玻璃基板。

在本实施例中，通过开料机的刀头在玻璃表面进行切割，切割成多个所需外观大小的玻璃基板，所述开料机的x轴可为6000-6500mm/min，y轴7000-7500mm/min，气压值0.055-0.065mpa，切割深度0.2-0.5mm，具体可根据需求进行设置，在本实施例较优的为开料机的x轴6500mm/min，y轴7500mm/min，气压值0.065mpa，切割深度0.2mm。

(2)、cnc加工：将玻璃基板放在cnc数控机床上对玻璃基板的外形、2.5d弧面、tv孔和倒边进行加工制得玻璃片体，并清洗烘干。

在本实施例中，cnc加工是玻璃加工的核心之一，主要是根据图样标准进行加工，首先是对图样进行刀具设计、定制，然后编写nc程序，采用高精密带刀库精雕机通过自动换刀切割技术完成2.5d弧面的加工，首先，所述cnc数控机床采用500-1200粒度砂刀对玻璃片体外形、2.5d弧面、tv孔和倒边进行粗加工；然后，采用800-1500粒度砂刀对玻璃片体外形、2.5d弧面、tv孔和倒边进行精加工，每次换刀后，自动完成激光对刀，保证了倒边、弧面加工均匀性的同时提升了刀具的加工寿命，保证了较高的生产良率。cnc加工采用智能机械手取代人工，实现玻璃片体的自动取放，由过去的1人操作4-5台机器提升到现有的15-20台，极大地提高了生产效率和良率，节约了人工成本，降低了砂刀的使用成本。

在本实施例中，所述cnc数控机床的主轴转速可为30000-36000r/min，进给倍率为100％-120％，下刀速度为0.1-0.3m/min，进退刀速度0.04-0.06m/min，进给速度为0.05-0.08m/min，具体可根据实际需求进行设定，在本实施例较优的为主轴转速为36000r/min，进给倍率为120％，下刀速度为0.3m/min，进退刀速度0.06m/min，进给速度为0.08m/min。

(3)、扫光：采用扫光机配合3d热弯玻璃吸附治具对玻璃片体进行抛光，通过高氧化铈抛光粉对玻璃片体进行磨削，去除表面的麻点和划伤。

在本实施例中，扫光工艺主要采用扫光机配合3d热弯玻璃吸附治具对玻璃片体进行抛光，通过高氧化铈抛光粉对玻璃进行磨削，去除表面的麻点和划伤，扫光机采用四轴转动无间歇式扫光，通过先正转扫光然后反转扫光，三个轴上装的材料有磨皮、地毯、毛刷等。并且分三个阶段对玻璃片体进行抛光，上磨盘转速可为25-28rpm，下磨盘转速可为120-140rpm，第一阶段时间为100-120s，压力为0.07-0.09mpa，第二阶段时间为120-140s，压力为0.07-0.09mpa，第三阶段时间为100-120s，压力为0.1-0.12mpa。

(4)、超声波清洗：对玻璃片体表面进行超声波清洗，除去表面的水印、白点、手指印、灰尘；再设置一个热压模具，该热压模具包括动模板和定模板，所述动模板和定模板合模时能形成一个与玻璃片体形状相同的模腔，将玻璃片体放置在定模板上并定位。

在本实施例中，超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的，以除去表面的水印、白点、手指印、灰尘等污点。

在本实施例中，所述超波清洗机主要由超声波清洗槽和超声波发生器两部分构成。超声波清洗槽用坚固弹性好、耐腐蚀的优质不锈钢制成，底部安装有超声波换能器振子；超声波发生器产生高频高压，通过电缆联结线传导给换能器，换能器与振动板一起产生高频共振，从而使清洗槽中的溶剂受超声波作用对污垢进行洗净，清洗过程中，p3粉占清洗液比例为2-％4％，清洗液温度45℃±5，清洗时间为100-150s，慢拉温度为55℃±5，慢拉速率为0.05-0.1m/min，烘烤温度为90℃±5。

(5)、热弯成型：将模具连同玻璃片体放入加热炉中，加热使玻璃片体的温度达到500-600℃，保持该温10-13分钟；继续加热使玻璃片体的热压温度至650-750℃，对动模板施加0.01-0.04mpa的压力，驱动动模板向定模板逐步靠近直至合模，动模板和定模板顶压在玻璃片体的上表面和下表面使该玻璃片体在高温状态下弯曲变形形成模腔形状的玻璃片体，保持压力1-2分钟，加热过程持续向加热炉内通入氮气，通入速率为100-130ml/min。

在本实施例中，所述动模板和定模板的材料均可为石英、陶瓷或石墨，具有较好的导热性能，热压成型快，且石英、陶瓷和石墨均能够耐高温、热膨胀系数小，高精度抛光后表面的粗糙度可为0.002-0.005μm，保证了成品表面的平整度和光滑度；本实施例中，模腔是动模板和定模板共同形成的，模腔的内表面和玻璃基板的表面贴合，模腔的内表面设计成0.002-0.005μm的粗糙度区间内，能够保证热压后的玻璃基板的粗糙度不大于抛光后的粗糙度，使得热压后不需要二次抛光。

在本实施例中，动模板和定模板的导热性为每分钟100℃-200℃/cm3。热导性设计在上述温度区间内能够保证玻璃基板逐步升温，且内部结构采用耐高温、抗热震材料，高温下不挥发、不开裂，保证了炉腔内的洁净度，避免杂质对玻璃片外观的影响，并且合理分布实现温度的均匀，保证模具在升温过程中能够达到均匀的效果，防止升温过快导致裂痕。

在本实施例中，所述玻璃基板的厚度和热压温度的关系式为：当玻璃基板厚度为1mm时，热压温度为650℃，玻璃基板的厚度每增加/减少0.1mm，热压温度相应增加/减少10℃，该关系式使得热压温度随着玻璃基板的厚度的改变而改变，从而提高不同厚度的产品的良品率，并且采用预加热和热压的方式，且热压温度高于预热温度，使得玻璃基板可塑性变大，由于模腔可以做的很光滑，使得热压的时候不会导致玻璃基板的表面变粗，使得本加工方法加工出来的成品表面光滑度很好，不需要二次加工，可一次性加工到位。

在本实施例中，所述加热炉内设置有16-22个炉温点，便于实时监测加热炉内温度均匀性，以使玻璃基板在烧制过程中炉体内的温度均匀，使玻璃基板能均匀受热，避免应力脆裂，保证了较高的生产良率。

在本实施例中，通过伺服电机往复式推动模具的移动，形成循环式生产，整个过程包括升温、成型、缓冷和速冷四个区域形成。利用加热管通过热传导和热对流的方式对玻璃片体进行升温，在温度接近软化点温度时，通过气缸对模具施加压力，使玻璃片体形成客户需求的形状。

在本实施例中，热压处理具有8道成型工序：第一步升温，下模500℃，上模450℃；第二步升温，下模600℃，上模550℃；第三步升温并加压，下模700℃，上模650℃，压力0.01mpa，时间30s；第四步升温并加压下模750℃，上模700℃，压力0.025mpa，时间30s；第五步升温并加压，下模750℃，上模700℃，压力0.04mpa，时间30s；第六步恒温，下模700℃，上模700℃；第七步降温，下模500℃，上模500℃；第八步降温，下模350℃，上模350℃；最后将模具从加热炉内取出进行室外降温，逐渐冷却到室温。

(6)、钢化：将模具从加热炉中取出，自然冷却至常温，将模具打开，取出玻璃片体清洗、烘干；将玻璃片体进行钢化处理，使其硬度达到6h以上。

在本实施例中，强化主要目的是增加玻璃的表面应力，从而使玻璃可以达到抗刮花、耐冲击的效果。主要工作原理为将玻璃置于硝酸钾熔盐中，使玻璃表面的na+与硝酸钾熔盐中的k+进行充分的离子交换，因为k+体积大于na+，k+的相互挤压在玻璃表面形成压应力层，从而达到玻璃强化的效果。

在本实施例中，玻璃片体刚化处理具有2道工序，第一道工序：预热，预热温度410℃±5℃、预热时间为30-60分钟；强化，强化温度为450℃±5℃、强化时间为300-380分钟；退热，退热时间为20-30分钟；第二道工序：预热，预热温度为390℃±5℃、预热时间为20-30分钟；强化，强化温度为390℃±5℃、强化时间为12-15分钟；退热，退热时间为4-6分钟。

(7)、uv压印：获取pet薄膜，使用微纳结构压印装置对pet薄膜进行uv压印预设图案，并固化。

在本实施例中，通过微纳结构压印装置和uv压印固化工艺实现在pet薄膜上的图案压印成型，利用光刻胶经紫外光照后，在曝光区能快速实现固化反应形成预设立体图案，能足够制作出包括网拉丝、柱面镜、微图案、微透镜、亮面纹路等任意连续浮雕结构。其中，压印压力为30-35bar，压合速度为2-3m/min，机内温度为50±5℃。

(8)、ar镀膜：对uv压印后的pet薄膜进行ar镀膜。

在本实施例中，在真空状态下通过电子枪轰击靶材等方式使膜材沉积在玻璃表面而成；所述膜材可为sio2或tio2，可以增透增亮，使uv压印图案效果更明显。

(9)、丝印：在pet薄膜的ar镀膜面印刷颜色油墨，并固化烘干。

在本实施例中，通过网版印刷、烘干，使颜色油墨附着在镀膜层表面从而实现成品要求的外观效果。丝印工艺可按照用户的要求进行油墨印刷，包括颜色的调制和油墨厚度。

(10)、刻画纳米银导电图案层：在pet薄膜上涂布透明纳米银丝墨水并烘干，使用全息镭射光机将烘干后的透明纳米银丝墨水进行刻画，制成纳米银导电图案层。

在本实施例中，通过制备纳米银导电图案层实现盖板或后盖的触摸感应，通过手指触摸，实现手机的操作，而后盖上添加纳米银导电图案层可以完成对人体脉搏、表皮温度等的测试。并且纳米银线的线宽的直径非常小，避免了莫瑞干涉现象的发生，生产效率高，价格较低，面阻较低，耐曲挠性好。

(11)、贴合覆膜：将pet薄膜贴合在玻璃片体上，并对玻璃片体进行覆膜。

在本实施例中，将pet薄膜通过全贴合技术贴合到玻璃片体上，并通过自动覆膜机对玻璃片体进行覆膜，实现装饰膜、导电膜和手机的完美结合，实现手机外观多样化的需求及触控等功能需求。

(12)、喷印：将覆膜后的玻璃片体进行3d喷印，制得3d曲面玻璃盖板，然后成品包装。

本发明的有益效果是：

1、采用预加热和热压的方式，热压温度高于预热温度，使得玻璃片体可塑性变大，由于模腔可以做的很光滑，使得热压的时候不会导致玻璃片体的表面变粗，使得本加工方法加工出来的成品表面光滑度很好，不需要二次加工，可一次性加工到位。

2、利用热压和厚度关系式使得热压温度随着玻璃片体的厚度的改变而改变，从而提高不同厚度的产品的良品率。

3、通过全新的工艺制作的3d双曲面玻璃盖板，外形新颖，视觉效果好，满足了人们对玻璃盖板高品质的外观要求，且制造成本低，可批量生产，具有广泛的应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。