[发明专利]一种大尺寸超薄玻璃构件热弯成型装置及其成型方法

说明书

本发明涉及玻璃热弯加工技术领域，具体涉及一种大尺寸超薄玻璃构件热弯成型装置及其成型方法，本申请的成型装置，包括调控单元、炉腔、模具本体、支撑组件、负载单元、驱动单元、第一加热组件和第二加热组件，其通过第一加热组件控温实现“粗调”，结合第二加热组件的激光调控，快速实现加热“精调”，高效、精准的将能量集聚到需要成型的区域，快速提升超薄玻璃成型宏观性能及其可控性；本申请提供的成型方法，对玻璃料胚经过初步加热，达到软化点温度附近后，再使上下石英模具合模，采用模具本体实现封闭环境激光光路可达，凭其可控性高、非接触式、高效精确热态累积作用可直接聚焦超薄玻璃构件进行升温，提升超薄玻璃成型宏观性能及其可控性，成型效果好。

技术领域

本发明涉及玻璃热弯加工技术领域，特别是涉及一种大尺寸超薄玻璃构件热弯成型装置及其成型方法。

背景技术

高性能显示屏制造，是制约我国电子信息产业发展的瓶颈之一。大尺寸曲面超薄玻璃构件在车载显示屏领域有着良好的市场前景。但随着车载显示设备朝着轻量化、大屏化、曲面化和高清化的方向发展，整个高端显示行业面临”卡脖子”的问题越发凸显。高性能显示玻璃构件具有超薄化、精密化、高质量等特点且要求异形面的形貌精度高，表面无缺陷且高一致性(高透光率和折射率)，以满足高性能显示需求，这也显著提升了大尺寸复杂曲面超薄玻璃构件制造难度。

如公布号为“CN109205999A”的专利申请，公开了一种3D弯曲盖板玻璃的高效加工方法，其曲面玻璃的加工工艺主要存在以下问题：(1)只采用U型加热管作为源直接加热模具及玻璃坯料，存在可控性弱，坯料内温度梯度大等问题；(2)模具合模时间过早，超薄玻璃坯料还未及时软化，极易造成因模具重量而导致的超薄玻璃破碎。除此之外，采用传统工艺进行超薄玻璃热压成型，易出现析晶、孔洞、裂纹等表面缺陷，这主要是由于超薄玻璃在尺寸跨度(长厚比超2000：1)、形状复杂度(空间异形曲面)、温度敏感性(0.5℃)、应力耐受性(0.5Pa)等方面与普通玻璃有极大差异，而且传统热压工艺只能快速整体非均匀加热，无法实现局部高分辨率的均匀加热、加压，导致热压过程中存在大温度梯度、非均匀应力分布、剧烈玻璃态流变等现象，这都将直接影响热压成型表面质量。还会出现较大形位误差(如平整度、曲率半径等)，因为传统热压的”温度-压力-位置”调控策略响应慢、精度低、鲁棒性弱，难以精确调控具有显著尺寸效应的超薄玻璃热压过程中温度、压力、位移等复杂多参量，从而易导致曲面超薄玻璃回弹，无法保证热压成型形位精度。因此针对普通玻璃的传统热压成型工艺及调控方式并不适用超薄玻璃，无法满足高性能大尺寸异形曲面超薄玻璃低缺陷高形位精度的制造需求。

有鉴于此，有必要提出一种新的大尺寸超薄玻璃构件热弯成型装置及其方法，以更好地解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种大尺寸超薄玻璃构件热弯成型装置及其成型方法，其可更好地进行大尺寸超薄玻璃构件热弯成型加工，成型精度高、通过率高，以满足尺寸超薄玻璃构件成型工艺质量要求。

本发明采用的技术方案是：

一种大尺寸超薄玻璃构件热弯成型装置，包括调控单元、炉腔、模具本体、支撑组件、负载单元、驱动单元、第一加热组件和第二加热组件，所述支撑组件、所述负载单元、所述驱动单元、所述第一加热组件和所述第二加热组件分别与所述调控单元连接；

所述模具本体包括可合模连接的石英上模和石英下模，所述石英上模和所述石英下模分别设于所述炉腔内，所述石英上模和所述石英下模合模连接时，围设形成成型腔；

所述支撑组件设于所述石英下模，并与所述石英上模连接；

所述驱动单元与所述负载单元连接，所述负载单元与所述石英下模连接；

所述第一加热组件设于所述石英上模的上方，且所述第一加热组件采用激光光源加热；

所述第二加热组件设于所述石英下模内。

在一些实施例中，所述模具本体的光透过率大于94％。