[发明专利]强化的3D打印表面特征及其制造方法

说明书

本申请公开了强化的3D打印表面特征及其制造方法。本申请具体公开了一种玻璃制品，其包含：包含表面的基板；设置在所述表面上的3D打印表面特征，所述3D打印表面特征在所述3D打印表面特征与所述表面之间的接触界面处附接到所述表面，且所述3D打印表面特征包含：玻璃或玻璃陶瓷，所述3D打印表面特征的外周表面处的压缩应力区；以及所述压缩应力区内部的中心张力区。还公开了一种制备玻璃制品的方法，所述方法包括：在基板表面上进行玻璃或玻璃陶瓷特征的3D打印；以及在3D打印玻璃或玻璃陶瓷特征的外周表面处形成压缩应力区。还公开了包含3D打印表面特征的交通工具内饰。

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119要求2018年12月21日提交的美国临时申请系列第62/783,761号的优先权，其内容作为本申请的基础并且通过参考完整地结合于此。

技术领域

本公开涉及包括经过离子交换的3D打印玻璃或玻璃陶瓷表面特征的玻璃制品。具体地，本公开涉及利用离子交换方法优化3D打印玻璃或玻璃陶瓷表面特征与基板表面之间的粘结强度。

背景技术

近年来，包括汽车内部配件在内的消费产品已嵌入更多的触屏和空接面(deadfront)型控制显示器以及减少了按钮/旋钮的定向控制装置。这些消费产品利用防护基板(如防护玻璃)保护这些产品的电子组件。

增材制造法(普遍称作“3D打印”)允许通过部件的计算机辅助设计(CAD)模型直接构建3D部件。3D部件是逐层构建的，这允许将特征构建到每个层中，如果需要的话，可包含在部件内部作为内部特征。增材制造法可用固体、液体和粉末材料来实施。

发明内容

本公开涉及玻璃制品，用于在玻璃制品表面提供触感。触感可促进用户与含有本文公开的玻璃制品的显示器互动。触感通过设置在玻璃制品表面上的至少一个3D打印表面特征提供。3D打印表面特征与基板表面之间的粘结强度可通过在3D打印表面特征中和/或基板表面上形成压缩应力区来提高。这种压缩应力区的形成改善了3D打印表面特征的机械性能和3D打印表面特征与基板之间的界面，从而有利于本文公开的玻璃制品用于各种应用。

第一方面，本文描述了玻璃制品，该玻璃制品包括具有表面的基板、设置在该表面上的3D打印表面特征、3D打印表面特征的外周表面处的压缩应力区和压缩应力区内部的中心张力区，其中所述3D打印表面特征在3D打印表面特征与该表面之间的接触界面处附接到该表面，3D打印表面特征包括玻璃或玻璃陶瓷。

第二方面，根据前述段落所述方面的玻璃制品的3D打印表面特征可包括玻璃，该玻璃包含可离子交换的玻璃材料。

第三方面，根据前述段落所述方面的玻璃制品的3D打印表面特征可包括玻璃陶瓷，该玻璃陶瓷包含可离子交换的玻璃陶瓷材料。

第四方面，根据前述段落中任一段落所述方面的玻璃制品的3D打印表面特征可包括相连(contiguous)预制材料。

第五方面，根据前述段落中任一段落所述方面的玻璃制品的接触界面具有最小接触尺寸，压缩应力区具有最大深度，该最大深度在与外周表面正交的方向上从外周表面向内测量，且最小接触尺寸比压缩应力区的最大深度大至少三倍。第六方面，最小接触尺寸比压缩应力区的最大深度大至少四倍。

第七方面，根据前述段落中任一段落所述方面的玻璃制品的压缩应力区具有400MPa以上的压缩应力。

第七方面，根据前述段落中任一段落所述方面的玻璃制品的压缩应力区具有500MPa以上的压缩应力。

第七方面，根据前述段落中任一段落所述方面的玻璃制品的压缩应力区具有700MPa以上的压缩应力。

第十方面，根据前述段落中任一段落所述方面的玻璃制品的压缩应力区具有10微米以上的最小深度。