[发明专利]制作异形玻璃制品的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年11月30日提交的美国临时申请序列号第61/264915号的权益。

技术领域

本发明总地涉及制作异形玻璃制品的方法和装置。更具体地说，本发明涉及将平板玻璃对准在模具上的方法。

背景技术

玻璃再成形过程要求将冷玻璃预制品加热到足够低的粘度，在该粘度下玻璃可被再成形。如2009年6月29日提交的美国专利申请第12/493674号中描述的，制作异形玻璃制品的方法包括将平板玻璃放置在模具上，加热平板玻璃（通常到在或接近其玻璃相变温度的温度），以及将平板玻璃模塑成三维形状。将异形玻璃板从模具移开并退火。退火后，将异形玻璃板的边缘轮廓设置成最终精确尺寸并抛光。对于平板玻璃，可以以低成本在3轴机器上完成设置玻璃板的边缘轮廓。然而，对于异形玻璃板，如果边缘轮廓是复杂曲线，将玻璃板的边缘轮廓设置成最终精确尺寸可能就需要4轴或5轴机器，这通常成本过高。前面提到的美国专利申请第12/493674号描述在将平板玻璃再成形成异形玻璃板前设置平板玻璃的边缘轮廓并抛光的第二种再成形方法。通过第二种方法，不需要附加对异形玻璃板的边缘进行轮廓设置和抛光。

在第二种方法中，必须将具有复杂形状的异形平板玻璃放置在模具非常精确位置上以形成具有最终精确尺寸的异形玻璃板。由于在玻璃板和模具的加热过程中会发生热膨胀和移动，因此这种精确定位会具有挑战性。玻璃在其处于超过玻璃转变温度时通常具有非常高的热膨胀。例如，其膨胀性可轻易超过模具材料的膨胀性（在这里模具材料可以是金属或陶瓷）。图1A示出用大猩猩牌^TM（Gorilla^TM）玻璃（可根据代码2317向纽约康宁康宁有限责任公司购买）制造的玻璃100以及用铬镍铁合金718制造的模具102的典型性能。图1A中，在600°C以上玻璃的膨胀性超过模具的膨胀性。

图1B示出平板玻璃1在约束状态下放置在水平模具3上。平板玻璃1定位在模具3的上表面2上使得其覆盖模腔4。对准销5用来在玻璃板被加热和形成异形玻璃制品6前将玻璃板平板玻璃放在模腔4中部上。如果平板玻璃1在其被加热前以如图1B中所示的约束状态放置，则平板玻璃1一旦接近其玻璃转变温度将因其不能够膨胀而完全破裂。图1C、1D以及1E示出平板玻璃1有约束放置的另外实例。在图1C以及1D中，对准销7用来在加热和成形玻璃板前将冷平板玻璃1精确定位在模具3上。图1E中，对准块8用来实现与对准销7相同的作用。图1C-1E中的放置是过约束的。为了避免玻璃板破裂，人们可考虑将玻璃板加热到或接近玻璃转变温度并接着在约束状态下将加热好的玻璃放置模具上。然而，因为玻璃在被加热时将扭曲和变形且将不再具有精确对准在模具上所要求的平坦表面，所以这种方法不适用于薄玻璃（小于2.5毫米）。

发明内容

在本发明的第一方面中，制作异形玻璃制品的方法包括：（a）提供平板玻璃，(b)提供一种具有由成形表面限定的模腔的模具，该成形表面具有异形玻璃制品表面轮廓，（c）在模具上在成形表面边缘处提供至少一个边缘对准销，（d）将玻璃板倾斜抵靠成形表面边缘，使得玻璃板的一端邻靠边缘对准销，（e）加热玻璃板，（f）将玻璃板下陷在模具的成形表面上使得玻璃板采取异形玻璃板制品的表面轮廓且由此形成异形玻璃板制品，其中，在玻璃板下陷到模具的成形表面上时，边缘对准销使玻璃板边缘与模腔对准，以及（g）将异形玻璃板制品从模具移开。

在本发明的一个实施例中，步骤（a）包括（a1）将平板玻璃边缘轮廓设置成最终的形状。

在本发明的一个实施例中，步骤（1）包括抛光玻璃板边缘。在本发明的一个实施例中，步骤（e）包括优先地加热玻璃板使得在加热过程中模具基本上保持比玻璃板冷。

在本发明的一个实施例中，方法还包括（h）倾斜模具使得玻璃板的邻靠边缘对准销的端部通过重力压紧在边缘对准销上。

在本发明的一个实施例中，步骤（e）包括（e1）将玻璃板加热到低于玻璃板软化点的温度。

在本发明的一个实施例中，步骤（e）包括（e2）将玻璃板加热到玻璃板软化点与玻璃板退火点之间的温度。

在本发明的一个实施例中，方法还包括（i）在步骤（f）前在玻璃板和成形表面之间施加真空。

在本发明的一个实施例中，方法还包括（j）通过步骤（f）的至少一部分在玻璃板和成形表面之间施加真空。

在本发明的一个实施例中，方法还包括（k）在步骤（g）之前冷却模具中的玻璃板。