一种手机后盖用3D不等厚玻璃的加工成型方法与流程

一种手机后盖用3d不等厚玻璃的加工成型方法
技术领域
1.本发明涉及玻璃加工技术领域，尤其涉及一种手机后盖用3d不等厚玻璃的加工成型方法。


背景技术：

2.近年来，非平面而具有曲面的数码产品用玻璃手机盖板的开发得到盛行，市面上继2d玻璃之后，已相继有2.5d、3d曲面玻璃板产品出现。但现有的3d等厚曲面玻璃增加了手机整体的体积，违背了消费者希望拥有小体积、轻薄款手机的意愿，而且3d等厚曲面玻璃已经远远不能适用于形状复杂多变的设备，而3d不等厚曲面玻璃将会受到更加广泛的应用。
3.目前加工3d不等厚曲面玻璃的主要方法是通过热弯+cnc(通常是指计算机数字化控制精密机械加工)的方法制作形成，具体工艺为：先将平片的厚玻璃进行热弯，然后将热弯后的玻璃进行cnc加工，最终得到3d不等厚玻璃。采用该种方法制作的不等厚3d玻璃的方式不仅热弯成型困难，需要较高的热弯温度和压力，甚至需要进行两次热弯，而且cnc加工时间长、抛光时间长，制作效率低下。


技术实现要素：

4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种手机后盖用3d不等厚玻璃的加工成型方法，通过热锻成型工艺将2d玻璃基材加工成2d不等厚玻璃后，再通过热弯成型工艺，将2d不等厚玻璃加热软化并在模具中成型之后制成曲面玻璃，从而得到所述手机后盖用3d不等厚玻璃。
5.本发明提出的一种手机后盖用3d不等厚玻璃的加工成型方法，包括：将2d不等厚玻璃置于热弯模具的型腔中，热弯成型后，所述2d不等厚玻璃被压制成3d曲面形状，即得到所述手机后盖用3d不等厚玻璃。
6.优选地，所述热弯模具的型腔厚度比所述2d不等厚玻璃的厚度大0.02-0.04mm。
7.本发明中，通过上述设定，使得热弯模具的型腔内壁具有与所述2d不等厚玻璃对应的避空空间，以免压伤2d不等厚玻璃上的不等厚纹理。
8.优选地，所述热弯成型包括对所述热弯模具进行预热、热弯和冷却。
9.优选地，所述预热是通过七个工站对所述热弯模具进行升温，每个工站的温度递增，直至升温至所述2d不等厚玻璃的热弯成型温度；
10.优选地，每个工站的上模温度依次为700
±
30℃、710
±
30℃、720
±
30℃、730
±
30℃、740
±
30℃、750
±
30℃、760
±
30℃，每个工站的下模温度依次为690
±
30℃、700
±
30℃、710
±
30℃、720
±
30℃、730
±
30℃、740
±
30℃、750
±
30℃，每个工站的停留时间为50-100s。
11.优选地，所述热弯是通过三个工站对所述热弯模具进行成型，并在每个工站内对所述热弯模具进行分段加压；
12.优选地，每个工站的上模温度依次为730
±
30℃、720
±
30℃、680
±
30℃，每个工站
的下模温度依次为730
±
30℃、720
±
30℃、650
±
30℃，每个工站停留时间为50-100s；
13.优选地，每个工站初始阶段加压压力为60
±
20kg，持续时间为10
±
5s，成型阶段加压压力为100
±
20kg，持续时间为60
±
10s。
14.优选地，所述冷却是通过三个工站对所述热弯模具进行退火，每个工站的温度递减；
15.优选地，每个工站的上模温度依次为600
±
30℃、550
±
30℃、500
±
30℃，每个工站的下模温度依次为570
±
30℃、520
±
30℃、470
±
30℃，每个工站的停留时间为50-100s。
16.本发明中，采用多个工站分段升温预热，并且每段温度高于前一段温度，这种均匀加热的梯度升温方式将所述2d不等厚玻璃加热至变形点温度，能够有效防止玻璃在升温过程中产生翘曲、表面变形等缺陷；此后将经过预热达到变形点以上温度的2d不等厚玻璃采用多个工站分段加热加压，通过阶段性地对模具表面施加一定压力和一定温度，从而使玻璃形成期待的3d曲面形状；最后为了消除热加工造成的应力，将经过热弯成型而得到的3d不等厚玻璃采用多个工站分段冷却，在保证应力得到有效消除的同时保持3d曲面形态；上述对热弯成型各段温度和压力控制，不仅能形成有效的3d不等厚玻璃曲面形态，而且显著减少破碎、模印、凸点以及裂纹等缺陷。
17.优选地，所述2d不等厚玻璃是通过下述加工方法加工而成：
18.将2d玻璃基材置于热锻模具的型腔中，所述热锻模具与2d玻璃基材相接触的面上具有凹凸纹理，热锻成型后，得到2d不等厚玻璃。
19.优选地，所述热锻成型包括对所述热锻模具进行预热、热锻和冷却。
20.优选地，所述预热是通过七个工站对所述热锻模具进行升温，每个工站的温度递增，直至升温至所述2d玻璃基材的热锻成型温度；
21.优选地，每个工站的上模温度依次为740
±
30℃、760
±
30℃、780
±
30℃、800
±
30℃、820
±
30℃、840
±
30℃、860
±
30℃，每个工站的下模温度依次为680
±
30℃、720
±
30℃、760
±
30℃、780
±
30℃、800
±
30℃、820
±
30℃、840
±
30℃，每个工站的停留时间为300-400s；
22.所述热锻是通过三个工站对所述热锻模具进行成型，并在每个工站内对所述热锻模具进行分段加压；
23.优选地，每个工站的上、下模温度依次皆为870
±
30℃、870
±
30℃、730
±
30℃，每个工站停留时间为300-400s；
24.优选地，每个工站初始阶段加压压力为60
±
20kg，持续时间为10
±
5s，成型阶段加压压力为140
±
20kg，持续时间为340
±
10s。
25.所述冷却是通过三个工站对所述热锻模具进行退火，每个工站的温度递减；
26.优选地，每个工站的上模温度依次为630
±
30℃、530
±
30℃、430
±
30℃，每个工站的下模温度依次为660
±
30℃、560
±
30℃、460
±
30℃，每个工站的停留时间为300-400s。
27.本发明中，多个工站的加热对玻璃进行阶梯预热升温，使玻璃软化并达到变形点温度；多个工站的热锻对玻璃表面施加了一定压力和一定温度，则使玻璃变形并定型为与模具上凹凸纹理相适配的凹凸不平结构；多个工站冷却对玻璃进行退火，使玻璃硬化，避免降温过快导致玻璃破碎或者变形；上述对热锻成型各段温度和压力控制，不仅能有效在玻璃上形成稳定的非平面结构，获得2d不等厚玻璃，而且显著减少模印、凸点、气泡以及橘皮
纹等缺陷。
28.本发明还提出一种手机后盖用3d不等厚玻璃，其是上述加工成型方法加工而成。
29.本发明提出的一种手机后盖用3d不等厚玻璃的加工成型方法，从冷雕加工(cnc整块加工)的传统方式转换为将不等厚玻璃直接热弯成型，缓解了传统冷雕加工方式原料浪费大、效率低和产品良率低的缺陷，因此可行性范围较广，可以实现3d不等厚手机后盖的批量制作，同时能很好地避免cnc冷雕刀纹的问题，从而得到更好的外观效果，所得手机后盖用3d不等厚玻璃表面没有刀纹，强度将得到很大的提升，成本相比冷雕成本可降低25％倍以上，良品率则提升20％以上。
附图说明
30.图1为本发明所述的2d不等厚玻璃的结构示意图；
31.图2为本发明所述3d不等厚手机后盖的加工成型模具结构示意图。
具体实施方式
32.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，但是应该明确，提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本发明的范围。
33.实施例1
34.本实施例提出了一种手机后盖用3d不等厚玻璃的加工成型方法，其包括如下步骤：
35.(1)将2d玻璃基材(材质为铝硅酸盐玻璃，厚度为1.0mm)切割为预定尺寸后清洗、烘干，再置于由凸模和凹模配合形成的热锻模具型腔中，所述热锻模具与2d玻璃基材相接触的面上具有凹凸纹理，对所述装载有2d玻璃基材的热锻模具进行热锻成型，将热锻模具整体通过七个工站进行加热，每个工站的温度递增，具体每个工站的上模温度依次为740℃、760℃、780℃、800℃、820℃、840℃、860℃，每个工站的下模温度依次为680℃、720℃、760℃、780℃、800℃、820℃、840℃，每个工站的停留时间为350s；接着将热锻模具整体通过三个工站进行成型，在每个工站内对所述热锻模具加压，具体每个工站的上、下模温度依次皆为870℃、870℃、730℃，每个工站停留时间为350s，每个工站采用分段加压，初始阶段加压压力为60kg，持续时间为10s，成型阶段加压压力为140kg，持续时间为340s；再将热锻模具整体通过三个工站进行冷却，每个工站的温度递减，具体每个工站的上模温度依次为630℃、530℃、430℃，每个工站的下模温度依次为660℃、560℃、460℃，每个工站的停留时间为350s；冷却至室温后开模，2d玻璃基材上形成凹凸不平的非平面结构，得到图1所示的2d不等厚玻璃；
36.(2)将图1所示的2d不等厚玻璃置于图2所示热弯模具的型腔中，对所述装载有所述2d不等厚玻璃的热弯模具进行热弯成型，将热弯模具整体通过七个工站进行预热，每个工站的温度递增，具体每个工站的上模温度依次为700℃、710℃、720℃、730℃、740℃、750℃、760℃，每个工站的下模温度依次为690℃、700℃、710℃、720℃、730℃、740℃、750℃，每个工站的停留时间为70s；接着将热弯模具整体通过三个工站进行热弯，在每个工站内对所述模具进行分段加压，具体每个工站的上模温度依次为730℃、720℃、680℃，每个工站的下模温度依次为730℃、720℃、650℃，每个工站停留时间为70s，每个工站初始阶段加压压力
为60kg，持续时间为10s，成型阶段加压压力为100kg，持续时间为60s；再将热弯模具整体通过三个工站进行冷却，每个工站的温度递减，具体每个工站的上模温度依次为600℃、550℃、500℃，每个工站的下模温度依次为570℃、520℃、470℃，每个工站的停留时间为70s；继续冷却至室温后开模，得到所述手机后盖用3d不等厚玻璃。
37.实施例2
38.本实施例提出了一种手机后盖用3d不等厚玻璃的加工成型方法，其包括如下步骤：
39.(1)参照实施例1所述方法得到图1所示的2d不等厚玻璃，将图1所示的2d不等厚玻璃置于图2所示热弯模具的型腔中；
40.(2)对所述装载有所述2d不等厚玻璃的热弯模具进行热弯成型，将热弯模具整体通过七个工站进行预热，每个工站的温度递增，具体每个工站的上模温度依次为730℃、740℃、750℃、760℃、770℃、780℃、790℃，每个工站的下模温度依次为720℃、730℃、740℃、750℃、760℃、770℃、780℃，每个工站的停留时间为85s；接着将热弯模具整体通过三个工站进行热弯，在每个工站内对所述模具进行分段加压，具体每个工站的上模温度依次为760℃、750℃、710℃，每个工站的下模温度依次为760℃、750℃、680℃，每个工站停留时间为85s，每个工站初始阶段加压压力为80kg，持续时间为15s，成型阶段加压压力为120kg，持续时间为70s；再将热弯模具整体通过三个工站进行冷却，每个工站的温度递减，具体每个工站的上模温度依次为630℃、580℃、530℃，每个工站的下模温度依次为600℃、550℃、500℃，每个工站的停留时间为85s；继续冷却至室温后开模，得到所述手机后盖用3d不等厚玻璃。
41.实施例3
42.本实施例提出了一种手机后盖用3d不等厚玻璃的加工成型方法，其包括如下步骤：
43.(1)参照实施例1所述方法得到图1所示的2d不等厚玻璃，将图1所示的2d不等厚玻璃置于图2所示热弯模具的型腔中；
44.(2)对所述装载有所述2d不等厚玻璃的热弯模具进行热弯成型，将热弯模具整体通过七个工站进行预热，每个工站的温度递增，具体每个工站的上模温度依次为670℃、680℃、690℃、700℃、710℃、720℃、730℃，每个工站的下模温度依次为660℃、670℃、680℃、690℃、700℃、710℃、720℃，每个工站的停留时间为55s；接着将热弯模具整体通过三个工站进行热弯，在每个工站内对所述模具进行分段加压，具体每个工站的上模温度依次为700℃、690℃、650℃，每个工站的下模温度依次为700℃、690℃、620℃，每个工站停留时间为55s，每个工站初始阶段加压压力为40kg，持续时间为5s，成型阶段加压压力为80kg，持续时间为50s；再将热弯模具整体通过三个工站进行冷却，每个工站的温度递减，具体每个工站的上模温度依次为570℃、520℃、470℃，每个工站的下模温度依次为540℃、490℃、440℃，每个工站的停留时间为55s；继续冷却至室温后开模，得到所述手机后盖用3d不等厚玻璃。
45.对比例1
46.本对比例提出了一种手机后盖用3d不等厚玻璃的加工成型方法，其包括如下步骤：
47.(1)参照实施例1所述方法得到图1所示的2d不等厚玻璃，将图1所示的2d不等厚玻
璃置于图2所示热弯模具的型腔中；
48.(2)对所述装载有所述2d不等厚玻璃的热弯模具进行热弯成型，将热弯模具整体通过七个工站进行预热，每个工站的温度递增，具体每个工站的上模温度为730℃，每个工站的下模温度依次为720℃，每个工站的停留时间为70s；接着将热弯模具整体通过三个工站进行热弯，在每个工站内对所述模具进行加压，具体每个工站的上模温度依次为710℃，每个工站的下模温度依次为700℃，每个工站停留时间为70s，每个工站加压压力为100kg，持续时间为70s；再将热弯模具整体通过三个工站进行冷却，每个工站的温度递减，具体每个工站的上模温度为550℃，每个工站的下模温度为520℃，每个工站的停留时间为70s；继续冷却至室温后开模，得到所述手机后盖用3d不等厚玻璃。
49.对比例2
50.本对比例提出了一种手机后盖用3d不等厚玻璃的加工成型方法，其包括如下步骤：
51.(1)参照实施例1所述方法得到图1所示的2d不等厚玻璃，将图1所示的2d不等厚玻璃置于图2所示热弯模具的型腔中；
52.(2)对所述装载有所述2d不等厚玻璃的热弯模具进行热弯成型，将热弯模具整体通过七个工站进行预热，每个工站的温度递增，具体每个工站的上、下模温度依次皆为695℃、705℃、715℃、725℃、735℃、745℃、755℃，每个工站的停留时间为70s；接着将热弯模具整体通过三个工站进行热弯，在每个工站内对所述模具进行加压，具体每个工站的上、下模温度依次皆为730℃、720℃、665℃，每个工站停留时间为70s，每个工站的加压压力为100kg，持续时间为70s；再将热弯模具整体通过三个工站进行冷却，每个工站的温度递减，具体每个工站的上、下模温度依次皆为585℃、535℃、485℃，每个工站的停留时间为70s；继续冷却至室温后开模，得到所述手机后盖用3d不等厚玻璃。
53.性能检测：
54.观察所得手机后盖用3d不等厚玻璃的破碎、模印、凸点以及裂纹，计算所得手机后盖用3d不等厚玻璃的良品率，结果见下表：
[0055] 破碎模印凸点裂纹良品率％实施例1无无无无97实施例2无无无无93实施例3无无无无92对比例1有较深有有43对比例2无较浅有有71
[0056]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。