導(dǎo)讀:3D玻璃加工工藝中,熱彎無疑是最有難度的工藝之一,從石墨選材、石墨模具設(shè)計(jì)及CNC加工到熱彎工藝,每一步對于企業(yè)都是非常大的挑戰(zhàn)。那么玻璃熱彎出現(xiàn)問題后會(huì)產(chǎn)生哪些不良情況?在玻璃熱彎工藝中有哪些環(huán)節(jié)需重點(diǎn)把控?
2016年11月12日來自東方碳素蔡總的演講中提到3D玻璃加工時(shí)常見問題,這里總結(jié)如下:
一、玻璃熱彎出現(xiàn)問題會(huì)產(chǎn)生哪些不良情況?
玻璃熱彎工藝出現(xiàn)問題后出現(xiàn)的不良情況主要有以下9點(diǎn):
1. 熱彎加工后,外圍尺寸精度超差問題;
2. 玻璃弧度異常,造成大小邊不一致問題;
3. 熱彎后的變形應(yīng)力,導(dǎo)致玻璃弧面翹曲;
4. 玻璃對角方向明顯折痕;
5. 玻璃四角弧面坍塌;
6. 玻璃弧形面與大平面的折痕;
7. 玻璃表面壓痕、霧面;
8. 玻璃表面的凹凸點(diǎn)與水波紋;
9. 玻璃碎裂報(bào)廢。
二、玻璃熱彎工藝中有哪些環(huán)節(jié)需重點(diǎn)把控?
難點(diǎn):由于有時(shí)玻璃切割機(jī)不能夠高效精準(zhǔn)的切割出符合模具形狀的玻璃,導(dǎo)致玻璃產(chǎn)品尺寸公差范圍過大,于是直接會(huì)影響產(chǎn)品的合格率,例如玻璃崩邊率會(huì)增大。
解決辦法:采用精準(zhǔn)高效的玻璃切割機(jī),切割后的玻璃尺寸與模具的公差控制在±0.01mm。
1)熱膨脹系數(shù)
難點(diǎn):石墨的熱膨脹系數(shù)差異難把握。熱膨脹系數(shù)大,會(huì)使得模具壽命縮短、產(chǎn)品尺寸也會(huì)變差,且模具在熱彎機(jī)高溫下沒有柔性會(huì)擠壓模具,導(dǎo)致玻璃表面有嚴(yán)重的壓痕。例如某品牌面板玻璃要求71.65mm,POCO的GFLT-1實(shí)際尺寸為71.58mm,其它5個(gè)品牌的尺寸是71.48mm,如果玻璃熱彎后超差太大,在后續(xù)鋼化工藝中很難補(bǔ)償。
解決辦法:盡量選擇熱膨脹系數(shù)小石墨材料;最好是接近3D玻璃的熱膨脹系數(shù)。目前市面上石墨材料的熱膨脹系數(shù)大約為:4x10-6/℃,而做的比較好的企業(yè)能將石墨的熱膨脹系數(shù)減小一倍,即8x10-6/℃。
2)石墨顆粒密度
難點(diǎn):傳統(tǒng)的石墨顆粒大小為20μ~5μ,但是3D曲面玻璃模具的石墨顆粒要求要更小,否則模具表面會(huì)很粗糙。顆粒密度過大會(huì)導(dǎo)致顆粒間的摩擦力增大,從而減短模具的壽命。
解決辦法:石墨顆粒大小最好為<3μ,并且顆粒要均勻,結(jié)構(gòu)要緊密,孔隙大小建議小于0.8μm;密度要高,最好大于1.76g/cm3。
3)純度及硬度
難點(diǎn):石墨材料的純度不足會(huì)導(dǎo)致模具出現(xiàn)糙點(diǎn),并且在高溫下石墨被氧化產(chǎn)生氣泡現(xiàn)象,從而影響表面光潔度;
解決辦法:石墨純度最好小于5ppm(ppm表示雜質(zhì)含量,1ppm=百萬分之一);硬度建議選擇肖氏硬度60-100,在機(jī)加工及模具性能時(shí)間,考慮合理的平衡。
4)撓曲強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度
難點(diǎn):3D玻璃本身有彎曲部分,在高溫加工過程中石墨模具如果不能抗彎,就容易斷裂;抗壓強(qiáng)度不夠時(shí)在石墨模具被施加一定的壓力、連續(xù)工作的時(shí)候模具壽命會(huì)縮短。
解決辦法:撓曲強(qiáng)度最好大于95MPa,抗壓強(qiáng)度最好大于150MPa。
圖 POCO用于玻璃成型石墨微觀結(jié)構(gòu)
模具結(jié)構(gòu)非常關(guān)鍵,主要注意以下幾點(diǎn):
1)模具的精度
大小邊公差±0.01mm,極致公差將要做到±0.005mm;平面度±0.01mm(玻璃本身升溫降溫過程也有差)。
模具的精度將直接影響玻璃的精度,比如模具精度±0.01mm,玻璃精度±0.015,或者模具精度±0.03,玻璃精度±0.05,模具精度做的低,玻璃精度會(huì)更低,后段即使再努力也無法滿足產(chǎn)品的要求,因此,在整個(gè)加工過程中需要豐富的經(jīng)驗(yàn)才能做到,編程、機(jī)床、刀柄、刀具、裝夾、溫度等累積公差的影響,所以,每個(gè)細(xì)節(jié)都要有獨(dú)特的工藝,模具精度才能保證±0.01mm。
圖:高精度的石墨專用CNC,拍攝于東方碳素
2)兩件套結(jié)構(gòu)
目前大家比較少嘗試兩件套結(jié)構(gòu),而更注重三件或四件,三件加工中框的話,中框會(huì)頂?shù)讲AП砻妫瑫?huì)使玻璃表面嚴(yán)重壓痕,后段掃光無法祛除,導(dǎo)致玻璃報(bào)廢,目前工藝還不是很成熟。
3)石墨材料與模具配比問題
石墨材料厚度和模具的合模高度、上下模厚度合理配比。
對于石墨模具光潔度的要求,正確的加工方案是在盡可能保證模具平面度的情況下,來提高表面光潔度。
這里涉及到一個(gè)問題,:石墨模具加工以后到底需不需要拋光?其實(shí)在整個(gè)加工過程中難免會(huì)有刀痕,印跡在模具里面,當(dāng)你在加工完后很難看清楚,這里有幾個(gè)驗(yàn)證是否需要拋光的方法:
1)選擇細(xì)砂紙?jiān)诎寄K膫€(gè)角表面輕輕拋一下,看刀痕是否很深?如果刀痕不是很深則可以通過。
2)玻璃熱彎以后放大檢測刀痕是否很深?
3)在掃光加工過程中看是否能把刀痕掃掉,如果能掃掉無需拋光,如果掃不掉則模具需要拋光。
如果上述三個(gè)條件均滿足,則不需要拋光,畢竟在拋光過程中很難保持石墨模具的平整度。
真正的石墨模具需要做的圓滑精準(zhǔn),才能做出3D好玻璃。
目前做石墨材料比較知名的企業(yè)有POCO、東洋碳素等;做石墨模具的有東方碳素、凱迪碳素、東美石墨、嘉裕碳素等等;石墨模具CNC設(shè)備企業(yè)有ROKU-ROKU、牧野、久久精工、中匠智造、恒鼎、科挺,森瑪?shù)隆⒚老獧C(jī)電、上善精機(jī)、科杰、正豐、德瑪吉、爾福精工、大興智能等,由于小編能力有限,列舉的企業(yè)并不全面,還望大家留言補(bǔ)充或者加小編微信:polytpe06,進(jìn)行深入的交流。
以下是東方碳素蔡總的演講視頻:(視頻長度為7分20秒,建議在WiFi環(huán)境下觀看)
第五屆手機(jī)金屬與3D玻璃外殼技術(shù)應(yīng)用論壇
(6月3日·深圳龍崗中海凱驪酒店)
主辦方:艾邦智造資訊有限公司
規(guī)模:600人
演講主題
演講議題 | 主講人信息 |
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3D全制程和外觀上色方案的可行性及行業(yè)后續(xù)發(fā)展 | 伯恩光學(xué)(邀請中) |
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贊助單位:
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