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?
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?
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。
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。
图 POCO用于玻璃成型石墨微观结构
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。
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。
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 |
思瑞测量技术(深圳)有限公司 |
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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