3D玻璃热弯成型中需重点把控的五大环节,良率就靠它了

导读:3D玻璃加工工艺中,热弯无疑是最有难度的工艺之一,从石墨选材、石墨模具设计及CNC加工到热弯工艺,每一步对于企业都是非常大的挑战。那么玻璃热弯出现问题后会产生哪些不良情况?在玻璃热弯工艺中有哪些环节需重点把控?

3D玻璃热弯成型中需重点把控的五大环节,良率就靠它了

2016年11月12日来自东方碳素蔡总的演讲中提到3D玻璃加工时常见问题,这里总结如下:


一、玻璃热弯出现问题会产生哪些不良情况?

玻璃热弯工艺出现问题后出现的不良情况主要有以下9点:

1. 热弯加工后,外围尺寸精度超差问题;

2. 玻璃弧度异常,造成大小边不一致问题;

3. 热弯后的变形应力,导致玻璃弧面翘曲;

4. 玻璃对角方向明显折痕;

5. 玻璃四角弧面坍塌;

6. 玻璃弧形面与大平面的折痕;

7. 玻璃表面压痕、雾面;

8. 玻璃表面的凹凸点与水波纹;

9. 玻璃碎裂报废。


二、玻璃热弯工艺中有哪些环节需重点把控?

1. 玻璃的开料尺寸

难点:由于有时玻璃切割机不能够高效精准的切割出符合模具形状的玻璃,导致玻璃产品尺寸公差范围过大,于是直接会影响产品的合格率,例如玻璃崩边率会增大。

解决办法:采用精准高效的玻璃切割机,切割后的玻璃尺寸与模具的公差控制在±0.01mm。


2. 玻璃厚度
不同厚度的玻璃材料,对于热弯技术参数调整是重要的环节,也是对产品良率产生非常重要的影响。


3. 石墨选材

1)热膨胀系数

难点:石墨的热膨胀系数差异难把握。热膨胀系数大,会使得模具寿命缩短、产品尺寸也会变差,且模具在热弯机高温下没有柔性会挤压模具,导致玻璃表面有严重的压痕。例如某品牌面板玻璃要求71.65mm,POCO的GFLT-1实际尺寸为71.58mm,其它5个品牌的尺寸是71.48mm,如果玻璃热弯后超差太大,在后续钢化工艺中很难补偿。

解决办法:尽量选择热膨胀系数小石墨材料;最好是接近3D玻璃的热膨胀系数。目前市面上石墨材料的热膨胀系数大约为:4x10-6/℃,而做的比较好的企业能将石墨的热膨胀系数减小一倍,即8x10-6/℃。

2)石墨颗粒密度

难点:传统的石墨颗粒大小为20μ~5μ,但是3D曲面玻璃模具的石墨颗粒要求要更小,否则模具表面会很粗糙。颗粒密度过大会导致颗粒间的摩擦力增大,从而减短模具的寿命。

解决办法:石墨颗粒大小最好为<3μ,并且颗粒要均匀,结构要紧密,孔隙大小建议小于0.8μm;密度要高,最好大于1.76g/cm3。

3)纯度及硬度

难点:石墨材料的纯度不足会导致模具出现糙点,并且在高温下石墨被氧化产生气泡现象,从而影响表面光洁度;

解决办法:石墨纯度最好小于5ppm(ppm表示杂质含量,1ppm=百万分之一);硬度建议选择肖氏硬度60-100,在机加工及模具性能时间,考虑合理的平衡。

4)挠曲强度与抗压强度

难点:3D玻璃本身有弯曲部分,在高温加工过程中石墨模具如果不能抗弯,就容易断裂;抗压强度不够时在石墨模具被施加一定的压力、连续工作的时候模具寿命会缩短。

解决办法:挠曲强度最好大于95MPa,抗压强度最好大于150MPa。

3D玻璃热弯成型中需重点把控的五大环节,良率就靠它了

图  POCO用于玻璃成型石墨微观结构

 

4. 模具结构

模具结构非常关键,主要注意以下几点:

1)模具的精度

大小边公差±0.01mm,极致公差将要做到±0.005mm;平面度±0.01mm(玻璃本身升温降温过程也有差)。

模具的精度将直接影响玻璃的精度,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,玻璃精度会更低,后段即使再努力也无法满足产品的要求,因此,在整个加工过程中需要丰富的经验才能做到,编程、机床、刀柄、刀具、装夹、温度等累积公差的影响,所以,每个细节都要有独特的工艺,模具精度才能保证±0.01mm。

3D玻璃热弯成型中需重点把控的五大环节,良率就靠它了

图:高精度的石墨专用CNC,拍摄于东方碳素

2)两件套结构

目前大家比较少尝试两件套结构,而更注重三件或四件,三件加工中框的话,中框会顶到玻璃表面,会使玻璃表面严重压痕,后段扫光无法祛除,导致玻璃报废,目前工艺还不是很成熟。

3)石墨材料与模具配比问题

石墨材料厚度和模具的合模高度、上下模厚度合理配比。


5. 模具光洁度

对于石墨模具光洁度的要求,正确的加工方案是在尽可能保证模具平面度的情况下,来提高表面光洁度。

这里涉及到一个问题,:石墨模具加工以后到底需不需要抛光?其实在整个加工过程中难免会有刀痕,印迹在模具里面,当你在加工完后很难看清楚,这里有几个验证是否需要抛光的方法:

1)选择细砂纸在凹模四个角表面轻轻抛一下,看刀痕是否很深?如果刀痕不是很深则可以通过。

2)玻璃热弯以后放大检测刀痕是否很深?

3)在扫光加工过程中看是否能把刀痕扫掉,如果能扫掉无需抛光,如果扫不掉则模具需要抛光。

如果上述三个条件均满足,则不需要抛光,毕竟在抛光过程中很难保持石墨模具的平整度。


真正的石墨模具需要做的圆滑精准,才能做出3D好玻璃。

目前做石墨材料比较知名的企业有POCO、东洋碳素等;做石墨模具的有东方碳素、凯迪碳素、东美石墨、嘉裕碳素等等;石墨模具CNC设备企业有ROKU-ROKU、牧野、久久精工、中匠智造、恒鼎、科挺,森玛德、美溪机电、上善精机、科杰、正丰、德玛吉、尔福精工、大兴智能等,由于小编能力有限,列举的企业并不全面,还望大家留言补充或者加小编微信:polytpe06,进行深入的交流。


以下是东方碳素蔡总的演讲视频:(视频长度为7分20秒,建议在WiFi环境下观看)



第五届手机金属与3D玻璃外壳技术应用论坛

(6月3日·深圳龙岗中海凯骊酒店)

主办方:艾邦智造资讯有限公司

规模:600人


演讲主题

演讲议题

主讲人信息

3D玻璃行业痛点以及难点

一加手机 刘兵 CMF设计师

3D全制程和外观上色方案的可行性及行业后续发展

伯恩光学(邀请中)

3D玻璃热弯成型工艺介绍

哈尔滨奥瑞德光电技术有限公司 杨鑫宏 执行董事

3D曲面玻璃全尺寸、快速检测解决方案

苏州天准科技股份有限公司 刘雪亮 经理

3D玻璃手机中框材质及设计

东莞市灿煜金属制品有限公司  徐志彬 副总

纳米炫光复合材料3D高压工艺

(3D纳米炫光膜纹理设计及模制作技术、纳米炫光膜片与天线一体化技术)

聚龙高科  汤俊松 研发部

手机3D玻璃的喷墨、曝光、显影,全制程解决方案

泰达机器人 杨雪文 技术总监

双曲面3D玻璃贴合与转印应用现况

爱元福  洪玉纯  副总经理

金属外壳/防爆玻璃膜转印胶粘剂

拟邀请惠州市德佑威电子材料有限公司

3D玻璃热成型前CNC加工与后段加工控制因素

久久精工 韦禄  研发经理

3D玻璃抛光工艺应用

西可实业  谭志强  技术总监

光谱共焦传感器测量技术在玻璃测量的运用

司逖测量技术(上海)有限公司 郑健平 总监

石墨模具加工最新进展

拟邀请东方碳素

如何智造3D石墨模具

中匠智造

大族激光在3D玻璃全制程中的解决方案

大族激光


赞助单位:

哈尔滨奥瑞德光电技术有限公司

欧姆龙自动化(中国)有限公司

苏州天准科技股份有限公司

深圳市承熹机电设备有限公司

深圳市泰达机器人有限公司

深圳中科飞测科技有限公司

司逖测量技术(上海)有限公司

广东天行测量技术有限公司

东莞市灿煜金属制品有限公司

东莞市东美石墨实业有限公司

西可实业

东莞南信新材料有限公司

久久精工

深圳市新乡弘科技有限公司

大族激光

深圳市东方碳素实业有限公司

苏州伟扬精机有限公司

深圳市森川科技有限公司

河北酷甩科技有限公司

东莞市朗力研磨材料有限公司

安美科技股份有限公司

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苏州龙雨电子设备有限公司

东莞市瑞蒙科技实业有限公司

深圳市东麟石墨制品有限公司


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作者 ab