一种3D玻璃热吸成型系统的制作方法

本发明涉及一种3d玻璃热吸成型系统。

背景技术：

随着手机、平板电脑等产品的推陈出新，产品的形状也随之产生变化，而为了配合产品形状，市场对于覆盖于其屏幕上的玻璃面板的要求也越来越高，目前大多数产品的玻璃面板都要求制成具有弧度的3d玻璃。然而现有3d玻璃成型工艺设备都是热压成型设备，热压成型是采用模压式成型工艺，如附图1所示；模压式工艺温度精度要求高，温度变化易造成产品不良。且模压式是中心加压设计，容易造成周边受力不均匀，产品凹面有压痕等缺陷，影响产品良率，且无法加工繁杂曲面。现有3d玻璃热压成型设备成本高，能耗大，效能低，良率低，且工艺复杂不能满足大规模批量生产。

技术实现要素：

为了克服目前3d玻璃成型工艺设备良品率低、成本高、效率低下的技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低、生产效能高、能耗低的3d玻璃热吸成型系统。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，

一种3d玻璃热吸成型系统，包括机架、加热成型炉腔机构、吸真空成型机构和加热模具；

所述的加热成型炉腔机构设置于机架上，所述的吸真空成型机构设置于机架下方，并连接加热成型炉腔机构以进行抽真空；

所述的加热成型炉腔机构包括加热炉体，所述的加热炉体设置于机架上，加热炉体中央留有供加热模具通过的空腔，空腔两端分别留有供模具进入的进料口和出料口，进料口处设有用于将加热模具从进料口朝向出料口推动的加热炉传送机构；

所述的吸真空成型机构包括真空泵、管道和抽气头，所述的真空泵通过管道连接至抽气头，所述的抽气头连接加热炉体的底部，并使加热炉体内形成朝下的气流；

所述的加热模具上设有用于容纳玻璃产品进行加热成型的凹槽，凹槽底部由透气的微孔材料制成。

所述的一种3d玻璃热吸成型系统，还包括上料隔腔机构，所述的上料隔腔机构设置于加热炉体的进料口处以将加热模具送入至加热炉体内，上料隔腔机构包括上料装置、长方体状的隔腔和腔体推进气缸，隔腔的第一侧壁上设有连接加热炉体进料口的第一开口，与该开口相对的第二侧壁上设有伸入至隔腔内并朝向该开口运动的腔体推进气缸，所述的上料装置设置于第三侧壁的第二开口处；

所述的上料装置包括上料平台和上料气缸，所述的上料平台的一端连接隔腔的第二开口处且上料平台的顶面与隔腔内空腔的平面平齐，上料气缸设置于上料平台的另一端并朝向第二开口运动。

所述的一种3d玻璃热吸成型系统，所述的第一开口和第二开口上分别设有用于密封的第一密封门和第二密封门，腔体推进气缸朝向第一开口运动时第一密封门打开，上料气缸朝向第二开口运动时第二密封门打开，且第一密封门和第二密封门不同时打开。

所述的一种3d玻璃热吸成型系统，所述的隔腔上还设有用于充入氮气的充气口。

所述的一种3d玻璃热吸成型系统，还包括冷却腔机构，所述的冷却腔机构包括腔体推出气缸、设有出口和入口的冷却箱体、冷却箱传送机构和下料托台，所述的腔体推出气缸设置于加热炉体的出料口处并用于将加热模具推出至加热炉体出口外，所述的冷却箱体的入口连接至加热炉体的出口，所述的冷却箱传送机构设置于冷却箱体入口处并用于将加热模具推动至冷却箱体出口，所述的下料托台设置于冷却箱体的出口处并与冷却箱体的内平面平齐；

冷却箱体的底板上设有冷却水管道，冷却水管道外接冷却水以冷却加热模具；所述的冷却箱体的入口和冷却箱体的出口上分别设有用于密封的第三密封门和第四密封门，腔体推出气缸朝向入口运动时第三密封门打开，冷却箱传送机构朝向出口运动时第四密封门打开，且第三密封门和第四密封门不同时打开。

所述的一种3d玻璃热吸成型系统，所述的冷却腔机构上还设有用于充入氮气的充气口。

所述的一种3d玻璃热吸成型系统，所述的吸真空成型机构的抽气头设置于加热炉体中央位置。

所述的一种3d玻璃热吸成型系统，所述的加热炉体上还设有用于充入氮气的充气口。

所述的一种3d玻璃热吸成型系统，所述的加热炉体的外表面设有冷却水管，加热炉体的炉壁夹层由隔热材料制成。

所述的一种3d玻璃热吸成型系统，所述的加热炉体的进料口和出料口设置于加热炉体的同一侧壁上，上料隔腔机构和冷却腔机构设置于该侧壁外并使加热模具从上料处作为起始位置，经加热和冷却移动后回到起始位置处下料。

在加热炉体前端设置预热区间，该区间包含多个加热工位，数量可以增加，数量越多，单个工位的加热时间缩短，使得2d玻璃进行热吸成型之前，提高温度，从而减少在加热炉体中的加热时间。

本发明的技术效果在于，采用真空吸附成型技术进行玻璃面板加工，吸压均匀，应力小，无加压死角；效提高了产品的良率，更为后续3d玻璃加工减少了打磨流程，且能成型各种复杂曲面。腔体采用回型腔结构，腔体壁内夹耐高温隔热材料，有效保持腔体内部温度，减少了热能的损失，减少了能耗。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为现有热压成型设备的模具示意图；

图2为本发明模具示意图；

图3为本发明结构示意图；

图4为本发明侧视图；

图5为本发明俯视图；

图6为本发明上料隔腔机构结构示意图；

图7为本发明加热成型炉腔机构结构示意图；

图8为本发明加热成型炉腔机构侧视图；

图9为本发明冷却腔机构结构示意图；

其中1为上模、2为下模、3为玻璃产品、4为本发明的加热模具、5为上料隔腔机构、6为加热成型炉腔机构、7为冷却腔机构、8为机架、9为冷却水管、10为吸真空成型机构、11为加热炉传送机构、12为冷却箱传送机构、13为腔体推进气缸、14为腔体推出气缸、15为下料托台、16为上料平台、17为上料气缸、18为第一密封门、19为第二密封门、20为充气口、21为入口、22为出口、23为第三密封门、24为第四密封门、25为冷却底板、26为加热区、27为真空成型区、28为退火区。

具体实施方式

参见图2，本实施例采用的加热模具只设置下凹模，下凹模上设有用于容纳待加工玻璃的凹槽，凹槽底部由透气的微孔材料制成。为了保证热吸加工效果，所采用的微孔材料为高温稳定的导热微孔材料，如石墨或者其他类似石墨的有微孔、高导热、高温稳定的，比如碳化硅等均可实现。

参见图3，本实施例包括机架、加热成型炉腔机构、吸真空成型机构和加热模具；加热成型炉腔机构设置于机架上，吸真空成型机构设置于机架下方，并连接加热成型炉腔机构以进行抽真空；加热成型炉腔机构包括加热炉体，加热炉体设置于机架上，加热炉体中央留有供加热模具通过的空腔，空腔两端分别留有供模具进入的进料口和出料口，进料口处设有用于将加热模具从进料口朝向出料口推动的加热炉传送机构；吸真空成型机构包括真空泵、管道和抽气头，真空泵通过管道连接至抽气头，抽气头连接加热炉体的底部，并使加热炉体内形成朝下的气流，同时管道上还连接气体冷却装置，以防止炉内高温气体损伤真空泵；加热模具上设有用于容纳玻璃产品进行加热成型的凹槽，凹槽底部由透气的微孔材料制成。为了确保加热时不与空气中其他成分发生反应，隔腔、冷却腔机构加热炉体上都设有用于充入氮气的充气口。为了确保加工效果，吸真空成型机构的抽气头设置于加热炉体中央位置。加热炉体的外表面设有冷却水管，加热炉体的炉壁夹层由隔热材料制成。

其中空腔采用封闭式结构，由加热区，真空成型区，退火区三个区组成。加热区设至少5个节点工位，每个节点工位根据产品升温曲线从低至高设定各工位温度点；真空成型区设至少1个真空热吸节点工位，每个工位根据产品设定成型温度；退火区设至少4个节点工位，每个工位根据产品设定退火温度；炉壁外表面均匀分布冷却水管，炉壁夹层采用耐高温材料隔温，即对炉腔起到保温作用，有能保证炉壁表面温度不会过高，达到了减少能耗，又安全的效果。这里所指的节点工位，即一个加热模具所占的位置。

工作时先充入氮气，保持腔体内空间为无氧环境，防止模具高温氧化；同时通冷却水，保证炉壁始终维持在安全温度下；根据产品设定好各区位节点温度并设定模具停留加热时间，加温至设定温度并恒定控制，保证各节点温度始终恒定在设定温度点。

当腔体推进气缸把模具送至炉腔加热区第一节点工位时，模具停留开始加热记时，待达到设定时间加热炉传送机构推送模具到下一节点工位并回位；待下一模具送至并到达设定停留加热时间，加热炉传送机构再一次推送模具到下一节点工位并回位；如此反复动作，以模具挤推模具的方式使模具往下一节点工位传送，实现模具按节点加热与循环传送的目的。当模具到达真空成型位时，真空系统吸附模具下表面，利用模具的透气性，使玻璃与模具接触面形成真空，使玻璃紧紧贴附模具成型面，达到玻璃弯曲成型的目的；当模具到达退火区出料口时，炉腔推出气缸推送模具至冷却腔并回位，等待下一模具。

为了便于上料，本实施例还包括上料隔腔机构，上料隔腔机构设置于加热炉体的进料口处以将加热模具送入至加热炉体内，上料隔腔机构包括上料装置、长方体状的隔腔和腔体推进气缸，隔腔的第一侧壁上设有连接加热炉体进料口的第一开口，与该开口相对的第二侧壁上设有伸入至隔腔内并朝向该开口运动的腔体推进气缸，上料装置设置于第三侧壁的第二开口处。上料装置包括上料平台和上料气缸，上料平台的一端连接隔腔的第二开口处且上料平台的顶面与隔腔内空腔的平面平齐，上料气缸设置于上料平台的另一端并朝向第二开口运动。

为了保证加热炉体加热时的密封效果，第一开口和第二开口上分别设有用于密封的第一密封门和第二密封门，腔体推进气缸朝向第一开口运动时第一密封门打开，上料气缸朝向第二开口运动时第二密封门打开，且第一密封门和第二密封门不同时打开。

工作时先不间断充入氮气，保持隔腔内无空气成分，避免了推送物料时有空气传入加热成型腔内而导致加热时模具氧化，影响模具使用寿命。此结构能有效隔离加热成型腔空间进入空气。

把装有玻璃的模具放于上料平台上，本实施例的模具内同时放两片玻璃，第二密封门打开，上料气缸把模具推进隔腔再回位，隔腔密封门关闭；然后第一密封门打开，腔体推进气缸把模具推出隔腔送至加热成型腔再回位，密封门关闭完成送料，如此反复实现不间断送料。

为了对加热模具进行冷却，本实施例还包括冷却腔机构，冷却腔机构包括腔体推出气缸、设有出口和入口的冷却箱体、冷却箱传送机构和下料托台，冷却腔体至少包含6个节点工位。腔体推出气缸设置于加热炉体的出口处并用于将加热模具推出至加热炉体出出料口外，冷却箱体的入口连接至加热炉体的出料口，冷却箱传送机构设置于冷却箱体入口处并用于将加热模具推动至冷却箱体出口，下料托台设置于冷却箱体的出口处并与冷却箱体的内平面平齐；冷却箱体的底部设有冷却水管道，冷却水管道外接冷却水以冷却加热模具。

冷却腔采用钢板中空过水的方式直接冷却模具，实现冷却模具与产品的目的；传送方式与加热成型炉腔传送方式一致；工作时同样先通氮气与冷却水，使腔体内保持无氧环境；当炉腔推出气缸推送模具至冷却腔时，冷却传送轴推送模具到下一工位并回位，如此反复动作，使模具挤模具往下传送，达到排出模具的目的；模具在停留的过程中，底板中不间断的有冷却水流过带走热量，从而达到冷却的目的。

为了进一步降低2d玻璃在加热炉体中停留的时间，可以在加热炉体前端设置预热区间，该区间包含多个加热工位，数量可以增加，数量越多，单个工位的加热时间缩短，使得2d玻璃进行热吸成型之前，提高温度，从而减少在加热炉体中的加热时间。

加热炉体的进料口和出料口设置于加热炉体的同一侧壁上，上料隔腔机构和冷却腔机构设置于该侧壁外并使加热模具从上料处作为起始位置，经加热和冷却移动后回到起始位置处下料。工作时，把装有物料的模具放于上料平台上，上料气缸推送模具至隔腔，再由腔体推进气缸推送模具至加热吸真空成型腔加热模具与物料；根据产品设定加热时间，待时间到达腔体传送轴逐一推送模具到下一位，如此反复上料，让模具挤模具的方式逐一往后传送，待模具到达吸真空成型位，真空吸附成型，到达腔体出料位腔体推出气缸推送模具至冷却腔，然后冷却传送轴推送模具至下一位，如此逐一推送模具挤出模具，完成上料。本实施例的加热炉传送机构和冷却炉传送机构采用丝杆电机机构实现。