隨著信息電子技術的發(fā)展,人們對手機、智能手環(huán)等智能穿戴裝備的需求量越來越大。3D熱彎玻璃主要應用于曲面手機屏幕的蓋板,具有高貼合度的手感、輕薄、透明潔凈、抗指紋、防眩光、堅硬、耐刮傷等優(yōu)點,還可以制作成多種彎曲形狀,未來的應用范圍會越來越廣泛。在3D玻璃熱彎成型技術中,溫度的控制對玻璃的成型起著至關重要的作用,也是衡量玻璃彎曲成型質(zhì)量的關鍵性指標,加熱溫度控制范圍還可以影響到模具的使用壽命。采用傳統(tǒng)的測溫方法很難測量模具內(nèi)部和玻璃片的溫度,無法了解傳熱機理和溫度變化歷程。為了能夠給3D玻璃熱彎加工提供準確的工藝參數(shù),本文率先對預成型平板玻璃進行了加熱過程的溫度場有限元分析,并結合玻璃熱彎成型實驗確定適合對平板玻璃進行熱彎加工的加熱溫度和加熱時間。本論文主要研究內(nèi)容如下:首先在大量的實踐工作基礎上,結合國內(nèi)外生產(chǎn)的熱彎機,重新設計了熱彎機加熱系統(tǒng);并對加熱系統(tǒng)的傳熱進行了理論分析,推導出了加熱板加熱至設定溫度的時間方程,通過數(shù)值計算對兩種設計方案的加熱板進行吸收熱量和加熱時間的比較;在工程實踐中總結分析了電加熱管失效的原因,提出了的提高加熱板熱效率的電加熱管選型方法和安裝方案。然后,對內(nèi)部含平板玻璃的石墨模具整體的加熱升溫過程進行了模擬仿真,仿真中可以實時的反應模具和平板玻璃的升溫過程和溫度分布情況,還計算出玻璃的溫度和時間的變化歷程,以及平板玻璃受熱的應力變化情況。最后,設計了玻璃熱彎成型實驗的方法,通過大量玻璃熱彎成型的實驗,確定康寧第三代大猩猩玻璃適合熱彎加工的加熱溫度控制范圍,準確的確定了熱彎工藝所需的加熱時間,通過實驗結果與仿真模擬的結果進行比對。本文采用的分析和實驗的方法得出了結論,不僅對3D玻璃的熱彎加工工藝參數(shù)的選擇和3D熱彎機的實際運行提供了有價值的參考,也為今后的研究工作給予一定的理論和數(shù)據(jù)支持。
【學位單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TQ171.6
【部分圖文】：

課題來源光電技術設備生產(chǎn)加工企業(yè)響應市場需求，生產(chǎn)一款能夠加工曲面手專用設備，需要對設備不斷的進行改進，并對 3D 熱彎玻璃成型工藝優(yōu)化進行研究。因此哈爾濱理工大學與該企業(yè)的校企合作項目開展璃成型工藝的研究。研究背景意義著手機、電子及智能可穿戴設備等電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，消費電的用戶體驗以及外觀的要求越來越高[1]。3D 曲面玻璃如圖 1-1 具有輕、抗指紋、防眩光、堅硬、耐刮傷、耐候性等優(yōu)點,造型各異、款式新屏幕應用在手機上更符合人體工程學和消費者的習慣，今后的使用將，又可增加弧形邊緣觸控功能帶來出色的觸控手感、發(fā)展無線充電功曲面玻璃市場前景得到高度認可[2]。如何高效地獲得超平滑無損傷的 為了玻璃熱彎技術的重要研究課題，提高 3D 曲面玻璃的加工工藝質(zhì)要的現(xiàn)實意義和市場價值[3]。

模具在合模的過程中將粘彈性太的玻璃壓制制成滿足設計需求的 3D 熱彎玻璃，無需要其他成型的材料去除加工法，熱彎成型法的產(chǎn)品生產(chǎn)率有明顯優(yōu)勢技術，圖 1-2 是熱彎關鍵技術裝備，包括熱彎機和熱彎,如果模具內(nèi)的玻璃溫度過高，則會發(fā)生玻璃融化，冷卻整體報廢；若玻璃加熱溫度過低，又會導致玻璃熱彎甚至出現(xiàn)破碎現(xiàn)象。在玻璃冷卻降溫階段，如果降溫速度分布不均勻，特別是在玻璃片的厚度方向上會存在內(nèi)部熱應力過大而在成形過程中炸裂[5]。因此對開展熱彎機設備的優(yōu)化改造和工藝參數(shù)的研究，掌握 3D 曲面化規(guī)律，預熱、成型、緩冷、冷卻四個工序?qū)ΣＡЪ庸�，�?3D 玻璃熱彎機提供優(yōu)化的工藝參數(shù)，也對大批量高 3D 曲面玻璃熱彎加工設備制造技術及生產(chǎn)技術，提提高我國電子信息領域的裝備制造水平具有十分重要的熱彎加工技術理論框架，填補手機蓋板玻璃加工的理論術的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義[6]。3D 熱彎玻璃成型所需如圖 1-2 和石墨模具如圖 1-3。

圖 1-3 石墨模具Fig.1-3 Graphite mold壓成型技術的介紹壓成型技術，原理是將玻璃加熱升溫，玻璃會從固體轉(zhuǎn)向在固態(tài)和黏流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度范圍內(nèi)，在充滿惰性氣體的環(huán)境進行加熱擠壓的過程，一次性高效率、高質(zhì)量的將玻璃壓制玻璃工件[7]。由于玻璃模壓成型的方法代替了傳統(tǒng)的粗磨、加工工序，可以一次性將玻璃毛坯熱制成型，節(jié)約了大量的生產(chǎn)設備 ，適用范圍極廣，能夠加工出不同的形狀、款式件和小型、微型光學元器件制造領域，有著廣闊的發(fā)展空間壓技術是一項綜合性極強的技術，與玻璃材料、模具材料、參數(shù)等有著密切的聯(lián)系，這些技術均是各自領域的尖端技術模壓成型技術還沒有應用之前，加工異型的曲面玻璃或者非與研拋的方法[11]。磨削和拋光的加工效率非常低，對于工人，而且只能是加工幾種簡單形狀的玻璃制品[12]。傳統(tǒng)加工玻
【參考文獻】

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本文編號：2866800