[发明专利]一种3D曲面超薄玻璃弯曲成型装置和制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D曲面超薄玻璃弯曲成型装置和制造方法，特别是一种用于曲面显示屏保护膜的3D曲面超薄玻璃的弯曲成型装置和批量制造方法。

背景技术

最近，曲面显示屏技术日益成熟且已开始在显示领域应用，如苹果、三星以及LG的手机显示屏已开始采用曲面显示屏技术，曲面显示屏技术的应用，可以极大的提高显示屏设计的自由度，同时也是未来手机等显示屏个性化发展的趋势，如苹果最近推出的苹果Iphone6手机即采用了四边边缘向下弯曲的弧边技术。因此，针对应用于曲面显示屏的保护膜也迫切需要一种技术来实现超薄玻璃的弯曲，以适应当前及未来曲面显示屏保护膜的需求。

当前玻璃弯曲主要是采用加热弯曲方式来实现，一般是将平板玻璃切割、磨边后放入金属模具，然后加热到软化温度，按需要的形状，自由弯曲或压弯而成。但当前的发明专利主要针对于汽车挡风玻璃或聚光镜，如专利CN101720308A、CN1856451A、CN103402934A等，均是针对厚度大于1 mm的玻璃进行弯曲，而应用于屏幕保护的超薄玻璃厚度一般在0.1-0.4 mm，成型装置、模具形态、应力控制、温度场控制等参数在超薄玻璃热弯过程中十分关键，与传统厚玻璃弯曲具有较大的差异，传统厚玻璃的热弯装置及方法难以满足超薄玻璃的热弯要求，特别是，在热弯过程中，玻璃加温和降温可能导致超薄玻璃的开裂、断裂、光学上失真和弯曲精度变差等质量缺陷，导致产品生产过程的合格率降低，同时增加成本。因此，针对用于曲面显示屏保护膜的3D曲面超薄玻璃弯曲成型技术，需要在传统技术的基础上从装置、热弯方法加以改进，并结合产品的实际应用，提供实现超薄玻璃的精确弯曲且能批量化高效制造的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供应用于曲面显示屏保护膜的一种3D曲面超薄玻璃弯曲成型装置和制造方法，该装置和方法可以实现超薄玻璃的3D曲面精确弯曲，所加工的3D曲面超薄玻璃具有可见光透过率高、成品率高、表面清洁和可工业化批量流水线制造的优点。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种3D曲面超薄玻璃弯曲成型装置，包括转盘、凹模、凸模、气缸、玻璃转移机构、隧道炉、真空系统以及电气控制操作系统。

所述的凹模均匀设在转盘的四周；所述的凸模设在转盘工位的凹模相对应的上方，凸模的上方设置气缸；所述的转盘、玻璃转移机构和隧道炉依次连接；所述的电气控制操作系统设在装置的侧面；所述的真空系统设在成型装置的壳体内。

所述的3D曲面是玻璃的四边同时弯曲，或是玻璃四边的任意两边或一边弯曲，或是玻璃整体呈弧面弯曲。

所述的超薄玻璃，其厚度为0.1-0.4 mm，软化温度为500-800 ℃。

所述的转盘由石英玻璃制成，在转盘对应的成型装置的壳体内设置转动机构；所述的转盘上均匀设有石英玻璃材料制作的多个凹模，在每个凹模的下方安装有单独控温的远红外快速加热灯管以及真空抽气或充气的管道，每个凹模面上设有若干小孔。

所述的凸模的材料为石英玻璃，在凸模内设有可单独控温的远红外快速加热灯管；所述的凸模通过气缸进行上下驱动和加压，加压的范围为0.1-0.3 Pa。

所述的玻璃转移机构设置位于转盘和隧道炉之间，由转动电机、真空吸附器和真空管组成，真空管与凹模下方真空抽气或充气的管道相连。

所述的隧道炉设置远红外快速加热灯管，并分为三个单独控制的加温区。

所有的远红外快速加热灯管的加热温度范围为50-1000 ℃，加热速度为10-100 ℃/min。

本发明还提供一种3D曲面超薄玻璃的制造方法，具体包括以下步骤：

1）通过温控仪自动控制，按10-100 ℃/min的升温速度分阶段快速加热凹模和凸模。

2）将待成型的超薄玻璃依次放置于转盘的凹模上，并开启转盘转动。

3）当转盘上的凹模旋转至与凸模对应的工位时，压下凸模，待温度到达超薄玻璃软化点后，抽真空到-0.1-0.2 Pa，利用负压对超薄玻璃进行预成型5-10秒，随后在凸模上施加0.1-0.3 Pa的压力并保压3-8秒后充入空气破真空，抬起凸模。

4）利用玻璃转移机构通过真空吸片的方式将超薄玻璃转移到隧道炉，按5-30 ℃/min的速率降温至80 ℃以下，实现超薄玻璃的3D弯曲成型。

本发明具有如下优点和积极效果：