CN102408184A - 曲面立体面板模具及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曲面立体面板模具及其制造方法，涉及一种曲面立体面板模具及其制造面板的工艺方法，该模具包括上模仁和下模仁，上模仁上设有上模腔，下模仁上设有与上模腔相匹配的下模腔，上模仁和下模仁基体均由碳化钨(WC)或陶瓷或石墨材料制造成型。该方法的步骤为：首先将硝材放入模具中；让硝材和模具在炉内共同加热；硝材软化，同时向模具施加压力；通过模具的压力传递至硝材，硝材变形并成型；保持模具压力同时降温冷却，使得玻璃元件面型得到保持，取出玻璃元件。本发明主要提出了一种使用模造玻璃非球面技术，配合独特设计的模具，可批量化模造各种形状的曲面立体面板。具有生产效果高、成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种曲面立体面板模具及其制造面板的工艺方法，主要应用于电子产品视窗面板的制造，其主要用途包括手机屏幕(触摸屏幕、非触摸屏幕)、MP4屏幕、MP3屏幕、平板电脑、PDA等手持移动设备。
背景技术
目前，智能手机等电子产品更新速度迅猛，随之而来的是对屏幕面板需求的增加并日趋多样化。随着曲面手机面板的面世，人们对曲面屏幕面板越来越追捧，但是现有的平面或曲面玻璃面板的加工都是采用切削、研磨等冷加工方法进行的，但是，使用冷加工技术加工自由曲面与不规则的板状面存在着以下有显而易见的缺点：
一、加工工艺复杂，加工工艺困难；
二、加工效率低下，加工成本高，不能满足大量生产的需要。
三、加工良品率低。
四、部分玻璃材料是无法使用切削、研磨冷加工方式达到需要的表面精度与光洁度。
综上所述，采用特殊玻璃切割生产线制造而成的视窗面板，难以满足目前的市场需求。
模造技术已经有20多年的发展历史，模造技术多应用于在制造高精度非球面透镜技术领域。本发明能使用非球面模造技术加工曲面平板类光学视窗面板，可以突破性地发挥模造技术之特长，有效降低曲面面板的生产成本，提高产品的生产效率。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种模造精度高、生产效率高的曲面立体面板模具及其制造方法，可有效地解决上述技术问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种曲面立体面板模具，包括上模仁和下模仁，上模仁上设有上模腔，下模仁上设有与上模腔相匹配的下模腔，上模仁和下模仁基体均由碳化钨(WC)或陶瓷或石墨材料制造成型。
作为优选，所述上模仁和下模仁的基体形状为长方体形或正方形或圆柱体形或不规则形状，且上模仁和下模仁之间还套设有导程内筒。
作为优选，所述上模腔和下模腔上设有薄膜。
一种曲面立体面板制造方法，该方法包括以下步骤：
1.将导程内筒套装于上模仁和下模仁之间，然后将玻璃硝材放入上模仁的上模腔和下模仁的下模腔构成的模具腔中；
2.将装有玻璃硝材的模具置于加热设备内加热；
3.待玻璃硝材软化，同时通过加压设备向模具的上、下模仁施加正向压力，模具的压力传递至玻璃硝材，玻璃硝材变形并模造成所需的曲面立体面板形状；
4.保持模具压力，同时降温冷却，使得玻璃元件面型得到保持；
5.取出玻璃面板元件。
作为优选，所述加热设备为红外线加热炉或电热偶加热炉。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明主要提出了一种使用模造玻璃非球面技术，配合独特设计的模具，可加工各种形状的曲面立体面板零件，此加工方式可以轻易地解决传统冷加工方式存在的技术问题。本发明加工工艺简单，只需要简单的几道工序就可以达到生产高精度高光洁度镜面的目的；可以批量生产，生产效果高，有较高的良品率，便于成本控制；而且部分冷加工方式不能加工的材料也可以使用此方式进行加工。
附图说明
图1为本发明的各种曲面立体面板结构示意图；
图2为本发明的上模仁和下模仁的结构示意图；
图3为本发明的一种曲面立体面板模具示意图；
图4为本发明的另一种曲面立体面板模具示意图；
图5为本发明的曲面立体面板制造方法流程图。
其中，附图中的附图标记所对应的名称为：
1-上模仁，2-下模仁，3-导程内筒，4-曲面立体面板，11-上模腔，21-下模腔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：
实施例
如图2所示，一种曲面立体面板模具，包括上模仁1和下模仁2，图2中的图2-1为上模仁1，图2-2为下模仁2。上模仁1上设有上模腔11，下模仁2上设有与上模腔11相匹配的下模腔21，上模仁1和下模仁2的基体均由碳化钨(WC)或陶瓷或石墨材料制造成型。如图3～图4所示，上模仁1和下模仁2的基体形状为长方体形或正方形或圆柱体形或不规则形状，且上模仁1和下模仁2之间还套设有导程内筒3(如图4所示)，导程内筒3的基体由碳化钨(WC)或陶瓷或石墨材料制造成型。导程内筒3为配合上、下模仁成型而设计的辅助部件，导程内筒3能保证曲面立体面板4成型后的产品上下面偏心等规格，提高了产品质量。导程内筒3结构为具有一个基体结构，基体形状为长方体或正方体或圆柱体或者其他规则形状结构外形，中心部位为与上下模仁可以组装配套的通孔结构，孔的结构形状视模仁的外形而定。
上模腔11和下模腔21上涂有或镀有具有离型与保护作用的薄膜，上模腔11和下模腔21是否需要薄膜结构或薄膜的厚度视所成型的材料跟模具基体材料的黏合性而定。
图1为本发明可模造的各种曲面立体面板形状，图1-1所示的曲面立体面板4的基板外形为长方形、正方形、圆形等规则形状，双面或者单面为自由曲面、弧形或波浪形的构造；图1-1所示的曲面立体面板4也可以为：基板外形为长方形、正方形、圆形等规则形状，单面为平面、波浪面、弧形面、自由曲面，另一面为周边具有倒角或者圆角结构的平面、波浪面、弧形面、自由曲面结构，或者双面周边具有倒角或者圆角结构的平面、波浪面、弧形面、自由曲面结构。图1-2所示的曲面立体面板4的基板外形为长方形、正方形、圆形等规则形状，单面为平面或者弧形面，另一面为阶梯状弧形面构造或者双面均为阶梯状弧面构造；图1-2所示的曲面立体面板4也可以为：基板外形为长方形、正方形、圆形等规则形状，单面为平面、波浪面、弧形面、自由曲面，另一面为复合波浪面(其意为此面是由很多数量的小波浪曲面形成一个外形类似于平面、波浪面、弧形面、自由曲面的结构)，或者双面均为复合波浪面结构。图1-3所示的曲面立体面板4的基板外形为长方形、正方形、圆形等规则形状，单面为具有阵列结构的平面、波浪面、弧形面、自由曲面结构，或者双面均为具有阵列结构的波浪面、弧形面、自由曲面结构。图1-4所示的曲面立体面板4的基板外形为环形，环状截面为圆形、椭圆形、长方形、正方形结构或者截面上下面为波浪形、锯齿形、自由曲面、弧形面结构。图1-5所示的曲面立体面板4的基板外形为长方形、正方形、圆形等规则形状，单面为平面或者自由曲面，另一面为阶梯状自由曲面构造或者双面均为阶梯状自由曲面构造。图1-6所示的曲面立体面板4的基板外形为长方形、正方形、圆形等规则形状，单面为平面、波浪面、弧形面、自由曲面，另一面为周边具有凸起(或凹陷)结构的平面、波浪面、弧形面、自由曲面，或者双面周边具有凸起(或凹陷)结构的平面、波浪面、弧形面、自由曲面；图1-6所示的曲面立体面板4也可以为：基板外形为长方形、正方形、圆形等规则形状，单面为平面、波浪面、弧形面、自由曲面，另一面为某部位具有成像透镜类结构(非球面表面结构或菲涅尔透镜结构)的平面、波浪面、弧形面、自由曲面结构，或者双面某部位具有成像透镜类结构(非球面表面结构&菲涅尔透镜结构)的平面、波浪面、弧形面、自由曲面结构。
一种曲面立体面板制造方法，如图5所示，该方法包括以下步骤：
1.将导程内筒3套装于上模仁1和下模仁2之间，然后将玻璃硝材放入上模仁1的上模腔11和下模仁2的下模腔21构成的模具腔中，并闭合上模仁1和下模仁2并形成整体模具；
2.将装有玻璃硝材的模具置于加热设备内加热，本发明的加热设备为红外线加热炉或电热偶加热炉，加热设备通过空气或者导热板等介质传热给模具，模具把热量传递给玻璃硝材；
3.待玻璃硝材软化，同时通过加压设备向模具的上、下模仁施加正向压力(加压设备施加的正向压力大小视玻璃硝材选用的材料而定)，模具的压力传递至玻璃硝材，玻璃硝材变形并模造成所需的曲面立体面板形状(立体面板产品的成型温度为一温度范围区间)；
4.保持模具压力，同时降温冷却，以消除曲面立体面板内部应力作用，使得玻璃元件面型得到保持；
5.分开模具的上模仁1和下模仁2，并取出玻璃面板元件。
使用本发明的模具和模造方法能轻松制造出图1中所示的各种曲面立体面板，且该模造方法保护了模具，且提高了模具模造次数。相比传统冷加工曲面立体面板，具有曲面精度高、生产效果高、生产成本低等优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种曲面立体面板模具，包括上模仁(1)和下模仁(2)，上模仁(1)上设有上模腔(11)，下模仁(2)上设有与上模腔(11)相匹配的下模腔(21)，其特征在于：上模仁(1)和下模仁(2)基体均由碳化钨(WC)或陶瓷或石墨材料制造成型。
2.按照权利要求1所述的曲面立体面板模具，其特征在于：所述上模仁(1)和下模仁(2)的基体形状为长方体形或正方形或圆柱体形或不规则形状，且上模仁(1)和下模仁(2)之间还套设有导程内筒(3)。
3.按照权利要求1所述的曲面立体面板模具，其特征在于：所述上模腔(11)和下模腔(21)上设有薄膜。
4.一种曲面立体面板制造方法，该方法包括以下步骤：
将导程内筒(3)套装于上模仁(1)和下模仁(2)之间，然后将玻璃硝材放入上模仁(1)的上模腔(11)和下模仁(2)的下模腔(21)构成的模具腔中；
将装有玻璃硝材的模具置于加热设备内加热；
待玻璃硝材软化，同时通过加压设备向模具的上、下模仁施加正向压力，模具的压力传递至玻璃硝材，玻璃硝材变形并模造成所需的曲面立体面板形状；
保持模具压力，同时降温冷却，使得玻璃元件面型得到保持；
取出玻璃面板元件。
5.按照权利要求4所述的曲面立体面板制造方法，其特征在于：所述加热设备为红外线加热炉或电热偶加热炉。
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