曲面玻璃成型模具的制作方法

1.本实用新型涉及玻璃制造技术领域，尤其是涉及一种曲面玻璃成型模具。


背景技术：

2.玻璃基本不会阻挡通讯信号，并且具有极其优秀的修饰性能和装饰作用，因而在便携式电子产品中具有极其广泛的应用。随着使用者对电子产品的外观和使用性能需求的提高，玻璃的结构也逐渐向精细化和复杂化发展，其中尤其以曲面玻璃最受欢迎。曲面玻璃明显有别于平板玻璃，通常其正面是相对平直的玻璃盖板，侧边则由该玻璃盖板延伸出突出于玻璃盖板的具有一定弧度的侧边。受限于制备工艺，传统的曲面玻璃通常仅具有较小的侧边弯曲弧度。在制备侧壁呈先外扩再收缩状的曲面折弯玻璃时，往往需要通过多次成型的方式进行制备，否则制备的曲面折弯玻璃会嵌合于模具上，难以分离。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种便于与成型后的曲面玻璃分离的曲面玻璃成型模具。
4.一种曲面玻璃成型模具，包括相适配的模芯和底模；
5.所述模芯具有第一表面、第二表面、第一外侧壁、第二外侧壁、第三外侧壁和第四外侧壁，所述第一表面与所述第二表面相对设置，所述第一外侧壁与所述第二外侧壁相对设置，所述第三外侧壁与所述第四外侧壁相对设置；自所述第一表面至所述第二表面的方向，所述第一外侧壁与所述第二外侧壁呈先外扩后内缩的形状；
6.所述底模中设置有成型槽，所述成型槽的槽底面上具有用于放置所述模芯的模芯对位区；当将所述模芯放置于所述模芯对位区时，所述第三外侧壁和所述第四外侧壁抵接于所述底模，所述第一外侧壁和所述第二外侧壁与所述成型槽的相应内侧壁之间具有间隙。
7.在其中一个实施例中，所述模芯具有开口于所述第二表面的模芯凹槽，所述模芯对位区上设置有限位凸块，所述模芯凹槽与所述限位凸块相适配。
8.在其中一个实施例中，所述模芯凹槽的内侧壁与对应的所述模芯外侧壁之间的距离为1mm～8mm。
9.在其中一个实施例中，所述限位凸块呈空心柱状，所述底模开设有通气孔，所述通气孔的一端开口位于空心柱状的所述限位凸块围成的区域内，另一端开口用于与外界相连通。
10.在其中一个实施例中，所述第一外侧壁的外扩部分圆滑过渡至内缩部分；和/或
11.所述第二外侧壁的外扩部分圆滑过渡至内缩部分。
12.在其中一个实施例中，所述底模包括位于所述成型槽中的第一置物部及第二置物部，所述第一置物部与所述第二置物部相对设置，所述第一置物部和所述第二置物部的置物面均低于所述成型槽的槽口；当将所述模芯设置于所述底模上时，所述第三外侧壁抵接于所述第一置物部，所述第四外侧壁抵接于所述第二置物部。
13.在其中一个实施例中，所述第一置物部和/或所述第二置物部紧靠所述成型槽的槽壁设置。
14.在其中一个实施例中，还包括与所述底模相适配的压合模，所述压合模具有压合板和设置于所述压合板一侧表面上的压合凸块，所述压合凸块能够伸入所述成型槽中。
15.在其中一个实施例中，所述压合凸块具有远离所述压合板的压合面，所述压合面的相对两端具有凸起的第一压合条和第二压合条，所述第一压合条与所述第二压合条相对设置，所述第一压合凸条与所述第二压合凸条之间的距离大于所述第一外侧壁与所述第二外侧壁之间的最远距离。
16.在其中一个实施例中，所述模芯为石墨模芯。
17.该曲面玻璃成型模具可应用于曲面玻璃的实际制备过程中，特别适合于制备侧壁呈双曲内扣形状的曲面玻璃。具体地，首先将经过预处理的平板玻璃置于该曲面玻璃成型模具中，加热并使平板玻璃热弯，获得与模芯的第一侧壁与第二侧壁仿形的曲面玻璃，直接一次完成双曲内扣玻璃的成型。待曲面玻璃热弯成型之后，可以将模芯连同附着于其上的曲面玻璃与底模进行分离，再沿第三侧壁至第四侧壁的方向将曲面玻璃抽出。通过设置可分离的模芯与底模，该曲面玻璃成型模具实现了模具与成型之后的曲面玻璃之间的简单分离，此过程无需多次成型，能够有效节减曲面玻璃的制备流程。
附图说明
18.图1为一实施例中模芯的俯视图；
19.图2为图1中模芯的aa’区的剖面图；
20.图3为图1中模芯的bb’区的剖面图；
21.图4为一实施例中底模的俯视图；
22.图5为图4中底模的cc’区的剖面图；
23.图6为图4中底模的dd’区的剖面图；
24.图7为模芯和底模构成装配模具的俯视图；
25.图8为图7中装配模具的ee’区的剖面图；
26.图9为图7中装配模具的ff’区的剖面图；
27.图10为一实施例的压合模的正视图；
28.图11为平板玻璃置于装配模具中的一个剖面图；
29.图12为曲面玻璃半成品置于装配模具中的俯视图；
30.图13为曲面玻璃半成品置于装配模具中gg’区的剖面图；
31.图14为曲面玻璃半成品置于装配模具中hh’区的剖面图；
32.图15为曲面玻璃半成品从模芯上取出的过程示意图；
33.图16为曲面玻璃半成品取出后的正视图；
34.图17为图16的曲面玻璃半成品经加工后制备的曲面玻璃正视图。
具体实施方式
35.为了便于理解本实用新型，下面将结合实施方式和效果图对本实用新型进行更全面的描述。实施例给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的
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实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
36.需要说明的是，当一个元件被称为“固定”于另一个元件，它可以直接固定在另一个原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。另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体化连接；可以是机械连接、也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介进行间接连接，还可以是两个元件内部的连通。应当理解，这对于本领域技术人员是可以根据具体情况进行对应理解上述术语的具体含义而不会引起歧义的。
37.除非另有限定，在本实用新型的描述中，“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语为基于实用新型附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于和简化对实用新型内容进行描述，同时帮助阅读者结合附图进行理解，而不是限定或暗示所指的装置或元件必须具有的特定方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。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。
39.根据本实用新型的一个实施例，一种曲面玻璃成型模具，其包括相适配的模芯和底模；
40.模芯具有第一表面、第二表面、第一外侧壁、第二外侧壁、第三外侧壁和第四外侧壁，第一表面与第二表面相对设置，第一外侧壁与第二外侧壁相对设置，第三外侧壁与第四外侧壁相对设置；自第一表面至第二表面的方向，第一外侧壁与第二外侧壁呈先外扩后内缩的形状；
41.底模中设置有成型槽，成型槽的槽底面上具有用于放置模芯的模芯对位区；当将模芯放置于模芯对位区时，第三外侧壁和第四外侧壁抵接于底模，第一外侧壁和第二外侧壁与成型槽的相应内侧壁之间具有间隙。
42.传统的用于制备曲面玻璃的模具通常都是将成型的玻璃从模具上直接取下，然而直接取下的操作并不适用于侧壁呈内扣形状的曲面玻璃，因此传统的模具通常设计为进行二次或多次弯折，具体地，通常首先对平板玻璃进行第一次弯折，使其侧壁呈较小弧度的弯折，再对该平板玻璃的侧壁进行二次或多次弯折，使侧壁弯折成内扣形状。这对模具本身的精度要求较高且加工过程冗长。相对于传统的模具，上述曲面玻璃成型模具实现了模具与成型之后的曲面玻璃之间的简单分离，此过程无需多次成型，能够有效节减曲面玻璃的制备流程。
43.更具体地，请同时参照图1，其示出了本实用新型其中一个实施例的曲面玻璃成型模具的模芯10的俯视图。为了便于进一步理解，请同时结合图2及图3，图2示出了该模芯10的aa’区的剖面图，图3示出了该模芯10的bb’区的剖面图。
44.具体地，该模芯10呈平板状结构，具有相对设置的第一表面110和第二表面120。该
模芯10还具有相对设置的第一外侧壁130和第二外侧壁140。沿第一表面110至第二表面120的方向，第一外侧壁130呈先外扩再收缩的形状，第二外侧壁140也呈先外扩再收缩的形状。在其中一个具体示例中，第一表面110呈平面状。为了便于说明，在本文中，如第一外侧壁130和第二外侧壁140的形状被定义为“内扣弧形面”。
45.在其中一个具体示例中，沿第一表面110至第二表面120的方向，第一外侧壁130的外扩部分圆滑过渡至内缩部分；和/或第二外侧壁140的外扩部分圆滑过渡至内缩部分。进一步地，第一外侧壁130呈圆弧面状，第二外侧壁也呈圆弧面状。
46.在其中一个具体示例中，如图2示出的模芯10的剖面图中，第二表面120的侧边与相接的第一外侧壁130或其于相接处的切线之间的夹角为0
°
～90
°
，和/或
47.第二表面120的侧边与相接的第二外侧壁140或其于相接处的切线之间的夹角为0
°
～90
°
。
48.可以理解，当与第二表面120相接的第一外侧壁130为平直的面时，则夹角θ为第二表面120与第一外侧壁130之间的夹角；当与第二表面120相接的第一外侧壁130为曲面时，则夹角θ为第二表面120与第一外侧壁130于相接处的切线。进一步地，夹角θ的角度为0
°
～60
°
。
49.如图3示出的模芯10的侧面剖视图。该模芯10还具有相对设置的第三外侧壁150和第四外侧壁160。第三外侧壁150和第四外侧壁160相对设置，且第三外侧壁150和第四外侧壁160均与第一外侧壁130和第二外侧壁140相邻设置。进一步地，该模芯10的外周壁由第一外侧壁130、第二外侧壁140、第三外侧壁150和第四外侧壁160构成。
50.在其中一个具体示例中，第三外侧壁150和第四外侧壁160均呈平面状。
51.在其中一个具体示例中，该模芯10还具有开口于第二表面120上的模芯凹槽170。进一步地，模芯凹槽170设置于模芯10正中。可选地，模芯凹槽170的形状呈长方体状。
52.在其中一个具体示例中，模芯凹槽170的内侧壁与对应的模芯10的外侧壁之间的距离为1mm～8mm，即在模芯凹槽170所处区域，模芯10的厚度为1mm～8mm。可选地，模芯凹槽170的槽壁至模芯10的各侧壁之间的距离为1mm、3mm、5mm、8mm。
53.上述实施例的模芯10需要搭配对应的底模20共同使用。因而，请参照图4，本实用新型一实施例中的底模20的俯视图。该底模20中设置有成型槽210。成型槽210的槽底面上具有用于设置模芯10的模芯对位区。在装配使用时，模芯10设置于该模芯对位区上。
54.为了便于进一步理解该底模20的形状，请同时参照图5示出的cc’区的剖面图及图6示出的dd’区的剖面图。在其中一个具体示例中，成型槽210的槽底面上设置有限位凸块220，限位凸块220和模芯10中的模芯凹槽170相适配。在模芯10对位设置于底模210上时，限位凸块220可以嵌入模芯凹槽170中。一方面，限位凸块220与模芯凹槽170搭配可以辅助模芯10与底模210的定位；另一方面，限位凸块220与模芯凹槽170紧密套设，有助于限位凸块220与模芯凹槽170之间的气密性。
55.在其中一个具体示例中，限位凸块220呈空心柱状，即，限位凸块220为空心柱状的凸块。进一步地，空心柱状的限位凸块220呈空心长方体状，如图5示出的底模20的俯视图。可选地，在空心柱状的限位凸块220中还设置有连接矩形环状相对两侧壁的连接凸块。进一步地，该连接凸块有两条，分别连接环状矩形的两组相对的侧壁。两条连接凸块之间的交点为该限位凸块220的中心位置。进一步地，连接凸块的高度低于限位凸块220的高度。
56.在其中一个具体示例中，成型槽210上还设置有贯穿成型槽210的通气孔230，通气孔230的一端开口位于槽底面上的模芯对位区，具体位于空心柱状的限位凸块220围成的区域内，另一端开口连通于外界。可选地，通气孔230的一端开口位于限位凸块220的中心。
57.在其中一个具体示例中，底模20包括位于成型槽210中的第一置物部240及第二置物部250，第一置物部240与第二置物部250相对设置，第一置物部240与第二置物部250的置物面均低于成型槽210的槽口；当将模芯10设置于底模20上时，第三外侧壁150抵接于第一置物部240，第四外侧壁160抵接于第二置物部250。
58.在其中一个具体示例中，成型槽210具有相对设置的第一槽壁和第二槽壁，成型槽210中设置有紧靠第一槽壁的第一置物部240及紧靠于第二槽壁的第二置物部250。进一步，可选地，第一置物部240与第二置物部250的高度相同。
59.图7示出了模芯10和底模20构成装配模具的俯视图，图8示出了图7中装配模具的ee’区的剖面图，图9示出了图7中装配模具的ff’区的剖面图。可以理解，当模芯10对位设置于底模20中的模芯对位区时，模芯10的第三外侧壁150抵接于第一置物部240，第四外侧壁160抵接于第二置物部250。进一步，可选地，当模芯10设置于底模20中的模芯对位区时，模芯10的第一表面110与第一置物部240及第二置物部250的台面齐平。并且，模芯10的第一外侧壁130与第二外侧壁140均与成型槽210的槽壁之间间隔设置。可以理解，成型槽210的槽口必然大于模芯10的尺寸，以为容纳模芯10提供足够的空间。
60.请参照图10，在其中一个具体示例中，该曲面玻璃成型模具还包括与底模20相适配的压合模30。压合模30具有压合板310及设置于压合板310一侧表面上的压合凸块320。压合凸块320用于将待成型的平板玻璃压设于模芯10的第一表面110上。进一步地，压合凸块320具有远离压合板的压合面321。压合面的相对两端具有凸起且相对设置的第一压合凸条330和第二压合凸条340。第一压合凸条330与第二压合凸条340之间的距离大于第一外侧壁130与第二外侧壁140之间的距离最大值。
61.进一步地，为了便于理解上述曲面玻璃成型模具的结构设计，本实用新型还提供了相应的曲面玻璃成型方法。该曲面玻璃成型方法包括如下步骤。
62.将模芯10设置于底模20中的模芯对位区上。具体地，可以将模芯10的模芯凹槽170与限位凸块220对位，使限位凸块220嵌入模芯凹槽170中，完成模芯10和底模20的合模。
63.双曲内扣折弯玻璃的侧壁具有先外扩再内缩的部分，因而直接采用模具仿形制备双曲内扣折弯玻璃会导致这种玻璃无法取出。为了便于取出，传统技术中在制备双曲内扣折弯玻璃时，通常采取多段弯折的方式，即先使平板玻璃弯折形成具有直角形状的侧壁，再将该侧壁进行折弯形成先外扩再内缩的弧面。本实用新型的成型模具采取了另一种技术构思，即直接将曲面玻璃侧壁一次成型，并采取通过可分离的模芯带出曲面玻璃的方式，以使得双曲内扣折弯玻璃仅需一次成型即可完成制备。具体过程如下。
64.请同时参照图11，提供预设尺寸的平板玻璃40。可以理解，该平板玻璃40在进行进一步加工之前，表面应当清洗干净。该平板玻璃40的尺寸应当适合于底模20的成型槽210。可以理解地，该平板玻璃40两侧应当宽于模芯10的第一表面110，以能够弯折形成包覆模芯10的第一外侧壁130和第二外侧壁140的部分。进一步地，该平板玻璃40的长度还足以使其置于底模20中的第一置物部240与第二置物部250上。
65.具体地，在本实施例中，该平板玻璃选自康宁gorilla2320。
66.将预设尺寸的平板玻璃40放置于成型槽210中之后，对该平板玻璃40的热成型段进行加热，加热的温度可由玻璃软化的温度确定。例如，在热弯处理过程中，控制热弯机的温度为660℃～850℃，热弯机的节拍为65s～150s。
67.进一步地，当加热至预设温度之后，待加工的平板玻璃40软化，未受到模芯10支撑的部分平板玻璃受到重力作用下垂。此时，还可以通过对该模芯10抽真空的方式，以在模芯10表面形成负压，使得软化的玻璃受到负压力变形并贴近模芯10仿形。具体地，为了实现抽负压的方式，模芯10可以是石墨模芯。石墨模芯内具有较多本征的微孔，直接对石墨模芯抽气即可透过模芯本身在模芯表面形成负压。或是，也可以选自其中具有微孔的金属模芯或陶瓷模芯。进一步地，为了便于直接对模芯10抽气，底模20位于模芯对位区的底部开设有通气孔230。通过对通气孔230进行抽气，可以使得模芯凹槽170中为负压状态，并进一步使得模芯10表面为负压状态。
68.进一步地，为了辅助软化的平板玻璃贴合于模芯10上定型，还可以采用本实用新型提供的压合模30压设于模芯10及底模20。具体地，压合模30具有压合凸块320，压合凸块320具有压合凸块周壁311和由压合凸块周壁311围成的压合凸块凹槽312，在压合时，压合凸块凹槽312在下压过程中受到模芯10的阻碍停止下压，与此同时压合凸块周壁311将模芯10四周软化的玻璃下压，以使得玻璃靠近于模芯10的第一外侧壁130和第二外侧壁140。由于第一外侧壁130和第二外侧壁140均呈负压状态，因而玻璃在靠近该外侧壁时会被加速吸附到外侧壁上，完成仿形。
69.待软化的玻璃完成仿形之后即形成曲面玻璃半成品50，可以将该曲面玻璃半成品50及模具在成型炉内降至室温，玻璃硬化成型，此时的俯视图可见于图12，图12中的gg’区的剖面图可见于图13，hh’区的剖面图可见于图14。但由于模芯10的第一外侧壁130和第二外侧壁140均呈内扣弧面状，导致曲面玻璃半成品50无法直接从模芯10上进行分离，否则就会导致曲面玻璃半成品50弯曲的侧壁发生破损。因此，可以在降至室温后先取出模具并将模芯10和底模20分离。由于曲面玻璃半成品50贴附于模芯10的表面，部分玻璃位于成型槽210表面但未嵌入底模20中，因此能够轻松地将模芯10连同贴附于模芯10表面的曲面玻璃半成品50取出。
70.请参照图15示出的曲面玻璃半成品50从模芯上取出的过程示意图，将模芯10取出后，可以将形成于模芯10表面的玻璃沿第三外侧壁150至第四外侧壁160的方向推动，以使得玻璃与模芯10分离。当模芯10设置于成型槽210中时，第三外侧壁150与第四外侧壁160抵接于底模20，因此第三外侧壁150与第四外侧壁160的表面并未形成有玻璃，玻璃可以轻易地沿第三外侧壁150至第四外侧壁160的方向移动。如此，即完成了双曲内扣折弯玻璃的取出动作。上述制备方法中，曲面玻璃半成品50被仿形于模芯10表面后，可以直接通过侧壁滑移的方式，以使得曲面玻璃半成品50从模芯10上分离，即完成了在不损伤曲面玻璃的情况下，将其从模芯10分离。
71.可参照图16，其示出了曲面玻璃半成品50的正视图。该曲面玻璃在弯曲的侧壁之外还具有裙边，裙边为无效部分，可由后续的cnc精雕处理方便地去除。当用于制备的平板玻璃较大时，制备的半成品曲面玻璃的平板部分之外也会具有裙边，也可以通过后续的cnc精雕处理方便地去除。去除裙边之后的玻璃的正视图如图17。
72.进一步地，该玻璃还可经过钢化及抛光等后续操作，以获得符合实际使用需求的
双曲内扣折弯玻璃。
73.应当理解，上述实施例仅为本实用新型其中一种较优的可行方式，其中各组件大小、位置、形状等均为实现本实用新型的技术构思而进行相应设定，并非限定本实用新型仅能够以上述实施方式实现。
74.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。
75.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。