转移治具、3D玻璃加工系统及加工方法与流程

本发明涉及3d玻璃加工领域，特别是涉及一种转移治具、3d玻璃加工系统及加工方法。

背景技术：

3d玻璃广泛用于各种电子设备中，如手机、手表、行车记录仪等，在手机盖板方面更是有逐渐取代金属盖板的趋势。

目前市场上加工3d玻璃的设备主要为韩国dtk式3d玻璃热弯成型机。该设备将预热、成型和冷却三段工位以相同节拍整合于同一台机器上，工站数一般为11～43站，每个工站对玻璃的处理时间是相同的，例如均为45s～120s。采用该设备加工制作3d玻璃的过程是将2d玻璃置于石墨模具中连续通过预热、成型和冷却三段工位处理，即将2d玻璃热弯成3d玻璃。采用该设备加工制作3d玻璃具有以下不足之处：

(1)由于采用同一个石墨模具连续进行预热、成型及冷却三种不同的工艺处理，使预热、成型及冷却三个工序被强行设计为相同节拍(处理时间相同)，使成型过程时间较长，而冷却过程时间较短。

(2)预热过程需将2d玻璃和石墨模具从室温加热到760℃左右，冷却过程又需要通过冷却水将3d玻璃及石墨模具降至室温，而实际需要此升温降温过程的是玻璃，石墨模具的升温、降温的温度变化过程均属于多余能源消耗。

(3)石墨模具消耗量大，石墨模具的价格一般在2000～6000元左右，成本高，使用周期一般为2000～6000次左右，又由于石墨模具高温易被氧化，高温过程中始终需要氮气等惰性气氛的保护，导致每片3d玻璃都需要增加防止石墨模具高温氧化的附加成本。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能够降低能耗、节省生产成本并能够实现3d玻璃加工中预热、成型及冷却三个工序以不同节拍进行的转移治具、3d玻璃加工系统及加工方法。

一种转移治具，包括：

吸附板，所述吸附板整体上呈微观多孔结构，所述吸附板具有吸附面，所述吸附板上远离所述吸附面的一侧设有抽气孔，所述抽气孔为盲孔；

以及连接件，所述连接件上设有连接孔，所述连接件与所述吸附板连接并使所述连接孔与所述抽气孔相连通，所述连接件用于连接抽气装置。

在其中一个实施例中，所述转移治具还包括导流件，所述导流件上设有导流腔，所述导流件设于所述连接件和所述吸附板之间并使所述连接孔、所述导流腔和所述抽气孔相连通。

在其中一个实施例中，所述转移治具还包括密封圈，所述密封圈绕所述导流件的外周设置，且所述密封圈位于所述连接件和所述吸附板之间。

在其中一个实施例中，所述吸附板为石墨板。

在其中一个实施例中，所述抽气孔有多个，多个所述抽气孔集中分布在所述吸附板的中部区域上，形成真空抽吸区域。

在其中一个实施例中，所述抽气孔的底部与所述吸附面的距离为1～20mm。

在其中一个实施例中，所述连接件设有卡接部，所述吸附板通过所述卡接部卡设在所述连接件上。

一种3d玻璃加工系统，包括：

预热机构，所述预热机构包括用于放置2d白片玻璃的第一模具和用于对所述第一模具加热的加热组件；

成型机构，所述成型机构具有气氛腔，所述成型机构包括用于放置预热后的2d白片玻璃的第二模具和热压组件，所述第二模具为石墨模具，所述热压组件的热压板设于所述第二模具上用于对所述预热后的2d白片玻璃加热加压使其成型；

冷却机构，所述冷却机构包括用于放置成型的3d玻璃的第三模具和用于所述成型的3d玻璃进行退火的隧道炉式退火装置；所述第三模具和/或所述第一模具的材质为非石墨材质；以及

上述任一实施例所述的转移治具，所述转移治具由移动驱动装置驱动移动以将2d白片玻璃在所述第一模具和所述第二模具之间转移或将成型的3d玻璃在所述第二模具和所述第三模具之间转移。

在其中一个实施例中，所述3d玻璃加工系统还包括传输机构，所述传输机构包括导轨和承载件，所述承载件用于放置所述第一模具、第二模具或所述第三模具，所述承载件设于所述导轨上并能够与所述导轨滑动配合以传输所述第一模具、第二模具或所述第三模具。

在其中一个实施例中，所述第一模具和所述第三模具均为钢模。

一种3d玻璃加工方法采用上述任一实施例所述的3d玻璃加工系统进行3d玻璃加工制作，所述3d玻璃加工方法包括如下步骤：

提供2d白片玻璃；

将所述2d白片玻璃置于预热机构的第一模具中，加热至700℃～1000℃，获得预热后的2d白片玻璃；

通过转移治具将所述预热后的2d白片玻璃转移至成型机构中的第二模具中；

再将所述第二模具置于成型机构的气氛腔中，向所述气氛腔内供应持续供应氮气，并通过热压组件中的热压板对所述预热后的2d白片玻璃进行加热加压使其成型，获得成型后的3d玻璃；

再通过所述玻璃转移治具将所述成型后的3d玻璃转移至冷却机构中的第三模具中；

将所述第三模具转入隧道炉式退火装置中退火，即得。

上述转移治具包括吸附板和连接件，其中吸附板整体上呈微观多孔结构，吸附板具有吸附面，吸附板上远离吸附面的一侧设有抽气孔，抽气孔为盲孔，连接件上设有连接孔，连接件与吸附板连接并使连接孔与抽气孔相连通以形成抽气通道。上述转移治具采用盲孔结构的抽气孔配合吸附板的微观多孔结构，可整体上通过真空抽吸实现将玻璃等待转移件吸附在吸附面上，进而实现玻璃等待吸附件的转移。同时由于抽气孔为非贯通的孔道结构，在吸附高温的玻璃等待转移件时，吸附面由于没有孔结构就不会对玻璃等待转移件的表面产生不良影响。与现有的将预热、成型和冷却三段工位以相同节拍整合于同一台机器进行3d玻璃连续生产的过程相比，当将上述转移治具应用在3d玻璃的生产加工的过程中时，整体上具有如下有益效果：

(1)可将预热、成型及冷却三个工序设置成不同节拍(处理时间不同)进行连续化生产，提高生产效率。

(2)无需在预热和冷却两个工序中采用需要氮气保护的石墨模具，显著降低生产成本。

(3)同时可使预热工序中的模具始终维持较高的温度对2d白片玻璃预热，使成型工序中的石墨模具始终维持恒温使预热后的2d白片玻璃成型，并使冷却段中的模具始终维持较低的温度对成型后的3d玻璃进行连续缓慢冷却，总体上显著节约能耗，并提高3d玻璃的表面品质。

上述3d玻璃加工系统通过设置与上述转移治具相配合的预热机构、成型机构和冷却机构，当采用上述3d玻璃加工系统进行3d玻璃加工时，整体上能够实现将预热、成型及冷却三个工序以不同节拍(处理时间不同)进行连续化生产，能够提高生产效率，并能够避免3d玻璃的烫伤、严重变形等缺陷，提高3d玻璃的表面品质，同时可提高第一模具、第二模具以及第三模具的使用率，且总体上显著节约能耗，并降低生产成本。

附图说明

图1为一实施方式的转移治具的结构示意图；

图2为图1中的转移治具的吸附板的结构示意图；

图3为图1中的转移治具的连接件和导流件相配合的结构示意图；

图4为图1中的转移治具的连接件的另一视角的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式的3d玻璃加工系统，包括预热机构、成型机构、冷却机构、转移治具100、移动驱动装置和传输机构。

在本实施方式中，预热机构包括用于放置2d白片玻璃的第一模具和用于对第一模具或直接对2d白片玻璃加热的加热组件。

第一模具优选为钢模，能够承受700℃～1000℃以上的温度，以预热2d白片玻璃。第一模具的形状可根据2d白片玻璃的形成及尺寸需要进行设置。在其他实施方式中，第一模具的材质为无需氮气等惰性其气体保护的非石墨材质即可，能够承受700～1000℃以上的高温即可，以节约对2d白片玻璃预热过程中的能耗，节约成本。

加热组件包括温度传感器以及分别与温度传感器连接的控制器和加热棒。通过对加热棒通电实现将2d白片玻璃预热至700℃～1000℃，例如760℃、820℃或930℃等，升温速度快，且便于调控。在其他实施方式中，加热棒也可以采用加热板等电流加热件。另外，预热机构的加热方式不限于电传导加热，也可以通过红外辐射等加热方式。

在本实施方式中，成型机构具有用于填充惰性气体的气氛腔，成型机构还包括第二模具和热压组件。

第二模具为石墨模具。第二模具包括上模具和下模具，以便于转移治具100在高温条件下(例如，700℃以上)放置预热后的2d白片玻璃，并以便于采用转移治具100在高温条件下移出成型后的3d玻璃。

本实施方式中，在3d玻璃的成型过程中，气氛腔为能够填充有氮气的密封体系以防止第二模具在高温环境中氧化。在其他实施方式中，成型机构还设有与气氛腔相连通的充气入口及排气出口，使氮气等惰性气体连续输入气氛腔内，以防止第二模具在高温环境中氧化，并提高安全性。

热压组件包括热压板以及用于使热压板接电的导线。热压板固设于第二模具的上模具上，以使热压板和上模具同时移动，便于放置和移出玻璃。热压板通过通电对预热后的2d白片玻璃加热使其维持在热压成型所需的温度，将2d白片玻璃热弯成3d玻璃。

在本实施方式中，冷却机构包括用于放置成型的3d玻璃的第三模具和用于成型的3d玻璃进行退火的隧道炉式退火装置。

第三模具优选为钢模，以冷却成型后的3d玻璃。在其他实施方式中，第三模具的材质为无需氮气等惰性其气体保护的非石墨材质即可，以节约能耗，节约成本。

隧道炉式退火装置用于将置于第三模具上的成型后的3d玻璃连续缓慢冷却，提高3d玻璃的表面性能，减少玻璃变形等缺陷。

请结合图1和图2，在本实施方式中，转移治具100包括吸附板110和连接件120。

吸附板110整体上呈微观多孔结构。吸附板110具有吸附面，吸附板110上远离吸附面的一侧设有抽气孔111，抽气孔111为盲孔。优选地，吸附板110为石墨板。在其他实施方式中，吸附板110也可以采用呈微观多孔的材料，孔隙率及表观密度等参数可进行调整以满足对玻璃的吸附作用力，但又不影响玻璃表面的品质。

另外，当将该转移治具100用于吸附普通玻璃等质量较小的物件，且吸附面的孔隙不会在该物件上产出孔印等影响时，该抽气孔111可无需采用盲孔，开设为通孔即可。

优选地，抽气孔111有多个，多个抽气孔111集中分布在吸附板110的中部区域上，形成真空抽吸区域，提高对玻璃的抽吸作用力。

优选地，抽气孔111的底部与吸附面的距离为1～20mm，例如可以为2mm、5mm、8mm、10mm、12mm或15mm等。将抽气孔111的开设深度、孔径以及个数三者配合调整以保证吸附板的吸附面对玻璃具有较强的吸附力，实现玻璃的吸附和转移。

在本实施方式中，吸附板110的形状为长方体形。在其他实施方式中，吸附板110的形状也可以为扁圆柱形等，同时真空抽吸区域可呈长方形或圆形等，只要保证吸附板110的吸附面对玻璃等待转移件具有合适的抽吸作用力。

请进一步结合图3和图4，连接件120上设有连接孔121，连接件120与吸附板110连接并使连接孔121与抽气孔111相连通，连接件120用于通过抽气管道130连接真空泵等抽气装置。抽气管道130可通过法兰140固定到连接件120上并连通连接孔121。连接件120设有多个卡接部122，吸附板110通过多个卡接部122卡设在连接件120上。

可以理解，在其他实施方式中，连接件120可无需设置成卡接配合结构，可直接通过粘接或螺纹连接等将吸附板110固定在连接件120上。同时，连接件120的形状也可以长方体、圆柱体等。另外，连接件120上还可以设置支撑杆，通过支撑杆将连接件120与移动驱动装置连接以带动整个转移治具100的上下移动。

更一步地，连接件120可以包覆吸附板110，仅使吸附板110的吸附面暴露，进一步防止石墨材质的吸附板110的高温氧化，提高使用寿命。

进一步地，本实施方式的转移治具100还包括导流件150。导流件150能够密封真空抽吸区域。导流件150上设有用于对抽气孔111内气体导流的导流腔151。导流件150设于连接件120和吸附板110之间并使连接孔121、导流腔151和抽气孔111相连通。在其他实施方式中，连接件120和导流件150可为一体化结构。另外，导流件150也可以省略，只要连接件120的连接孔121与吸附板110的真空抽吸区域的抽气孔111形成密封连通体系即可。

进一步地，本实施方式的转移治具100还包括耐高温的密封圈160。密封圈绕导流件150的外周设置，且密封圈160位于连接件120和吸附板110之间，以进一步提高对抽气通道体系的密封作用。

转移治具100采用盲孔结构的抽气孔配合吸附板110的微观多孔结构，可整体上通过真空抽吸实现将玻璃吸附在吸附板110的吸附面上。同时由于抽气孔为非贯通的孔道结构，在吸附高温的玻璃等待转移件时，吸附面由于没有孔状结构就不会对玻璃等待转移件的表面产生影响。转移治具100能够由移动驱动装置驱动移动以将2d白片玻璃在第一模具和第二模具之间转移或将成型的3d玻璃在第二模具和第三模具之间转移。也就是转移治具100实际上相当于一个用于转移玻璃的抓手，整体上能够耐受高温，并且具有较高的支撑强度，且不对3d玻璃的表面产生不良影响。

进一步地，本实施方式的3d玻璃加工系统还包括传输机构。传输机构包括导轨和承载件。承载件用于放置第一模具、第二模具或第三模具，承载件设于导轨上并能够与导轨滑动配合以传输第一模具、第二模具或第三模具至转移治具100的下方，便于玻璃在不同模具之间转移。承载件优选与承载件驱动装置连接，便于实现自动化控制。在其他实施方式中，传输机构也可以采用传送带和驱动装置等相配合的传送体系。

本发明的3d玻璃加工系统中由于转移治具100采用抽气孔配合吸附板110的微观多孔结构，可整体上通过真空抽吸实现将玻璃吸附在吸附面上，进而实现玻璃等的转移，从而在3d玻璃连续生产过程中实现预热机构、成型机构和冷却机构的工艺处理过程可以不同节拍(处理时间不同)单独控制，使三个工艺过程分开进行。

与现有的将预热、成型和冷却三段工位以相同节拍整合于同一台机器进行3d玻璃连续生产的过程相比，采用本发明的3d玻璃加工系统能够避免3d玻璃由于成型时间过长导致的烫伤等缺陷，避免出现由于冷却时间过短导致3d玻璃严重变形等问题，从而可以改善3d玻璃的表面品质，减少扫光等后处理的时间，降低后续冷却加工的难度和成本，总体上可提高生产效率。

另外，采用本发明的3d玻璃加工系统进行3d玻璃加工时，预热和冷却两个工序中无需采用需要氮气保护的石墨模具，采用结实耐高温的钢模即可，显著降低生产成本；同时能够使预热工序中的模具始终维持较高的温度对2d白片玻璃预热，使成型工序中的石墨模具始终维持恒温使预热后的2d白片玻璃成型，并使冷却段中的模具始终维持较低的温度对成型后的3d玻璃进行连续缓慢冷却，总体上显著节约能耗，并提高3d玻璃的表面品质，同时可提高各模具的使用效率。

一种采用本实施方式的3d玻璃加工系统进行3d玻璃生产的3d玻璃加工方法，包括如下步骤：

s1，提供2d白片玻璃。

s2，预热：

将2d白片玻璃置于预热机构的第一模具中，通过加热组件将2d白片玻璃加热至700℃～1000℃，获得预热后的2d白片玻璃。

s3，转移预热后的2d白片玻璃：

通过传输机构将第一模具转移至转移治具100下方的操作区，开启抽气装置，使转移治具100的吸附板110吸附预热后的2d白片玻璃，抬升转移治具100，再将成型机构中的第二模具的下模具转移至转移治具100下方的操作区，通过机械对位或ccd光学对位将预热后的2d白片玻璃置于第二模具的下模具中，关闭抽气装置。再通过传输机构将第二模具的下模具转移至气氛腔内，并将第二模具的上模具与下模具合模。

s4，成型：

向气氛腔内填充氮气，通过热压组件中的热压板对预热后的2d白片玻璃进行加热加压使其成型，获得成型后的3d玻璃。

s5，转移成型后的3d玻璃：

将第二模具移出气氛腔，打开第二模具的上模具，再将装有成型后的3d玻璃的下模具转移至转移治具100的下方的操作区。开启抽气装置，转移治具100吸取成型后的3d玻璃并将其与下模具脱离，抬升转移治具100，再将冷却机构中的第三模具的转移至转移治具100下方的操作区，通过机械对位或ccd光学对位使成型后的3d玻璃放置于第三模具中，关闭抽气装置。再通过传输机构将第三模具转移至隧道炉式退火装置内。

s6，冷却：

开启隧道炉式退火装置，使第三模具中成型后的3d玻璃连续缓慢退火，即得。

本发明的3d玻璃加工方法中，预热、成型和冷却三个工序通过转移治具100对玻璃的转移过程分开进行，能够根据需求加快成型速率，减缓冷却速率，实现3d玻璃连续且缓慢冷却，提高生产效率，并通过将预热、成型以及冷却的速率协调配合，整体上可获得表面品质优异的3d玻璃。同时预热和冷却工序使用成本较低且无需气体保护的非石墨模具，整体上能够降低附加成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。