[发明专利]热机械再成型方法和系统以及机械再成型工具

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2011年10月13日提交的序列号为61/546,687的美国临时专利申请的优先权的利益，该申请的内容被本申请依据并将该申请全文引入作为参考。

技术领域

本发明一般涉及将平面(二维的)玻璃片热再成型为成形的(三维的)玻璃制品。

发明背景

在再成型平面玻璃片的领域中存在许多工业活动。目前，这些活动主要是为了制造成型玻璃制品，其用于汽车应用如挡风玻璃和侧窗以及建筑应用如建筑和商业上非电子显示器的弯曲玻璃。用于这些应用的再成型工艺的典型特征是有限的玻璃变形、大的曲率半径(通常大于50mm)以及大的玻璃片厚度(通常大于1.5mm)。

根据重力下垂的再成型工艺是本技术领域中已知的。例如，参见美国专利第6240746B1号“玻璃板弯曲方法和装置”，2001年6月5日[1]。在重力下垂中，玻璃片定位在支撑玻璃片周边的环或框架上。然后加热该系统到接近玻璃的软化点的温度。在重力作用下，玻璃下垂，最终成为期望的形状。可使用一些玻璃片区域的差异化加热，来获得一些无法仅由等温重力下垂实现的最终形状。对于一些特殊的形状，已开发出基于铰接骨架的更先进技术(参见例如美国专利号4286980A号，“用于形成弯曲玻璃板的方法和装置”，1981年9月1日[2]和美国专利第5167689号，“用于弯曲玻璃片的工艺”，1992年12月1日[3])。该想法是使骨架铰接，使得在重力下垂过程中的某些时间点修改支撑框架的外部形状，以最终获得更复杂的设计，例如，较小的局部曲率半径。

基于压弯的再成型工艺在本领域是已知的。参见例如美国专利第6422040号，“用于形成玻璃片的方法”[4]和WO2004087590A2，“为玻璃通过挤压和抽吸隆起玻璃片的方法”，2004年10月14日[5]。在压弯时，玻璃片是由与中央凸模接触而成形，且外部的阴模挤压玻璃的周边到中央阳模。这个工艺具有获得相对较小半径的曲率例如小至10毫米(参见上面的文献[5])以及相对复杂的形状的能力。

如今，对高品质的、薄壁的、成型的玻璃制品的兴趣正在增长，特别是具有平面区域和弯曲区域的组合的成型玻璃制品，该弯曲区域典型地具有高度弯曲的形状。需要这些复杂的成型玻璃制品来用作便携式电子装置如平板电脑和智能手机的玻璃盖或门或窗，以及较大的智能家电，如电视机和冰箱。这些较新的应用通常对成型的玻璃制品有以下要求：在弯曲区域中有小半径的曲率，例如小于20毫米，在平面区域中有几乎完美的平整度和光学品质，可以位于非常接近玻璃的最外边缘的弯曲区域以及可以大于90度的弯曲角度。使用诸如以上描述的再成型工艺难以实现这些要求。

发明内容

根据本发明的一个方面的热机械再成型方法包括：将玻璃片材的可再成型区和不可再成型区加热到对应于第一粘度的第一温度(步骤(a))。随后将可再成型区局部地加热到对应于第二粘度的第二温度，其中第二粘度低于第一粘度(步骤(b))。在步骤(b)的过程中使用第一形成方法或第二形成方法在可再成型区中形成预定弯曲(步骤(c))。第一形成方法包括使第一推杆接触不可再成型区并沿着直线路径平移第一推杆，以对不可再成型区施加推力，在可再成型区中形成该预定弯曲(步骤(c1))。第二形成方法包括使第二推杆接触可再成型区的边缘区域，并沿着圆形路径使推杆旋转，以对可再成型区的边缘区域施加推力，在可再成型区中形成预定弯曲(步骤(c2))。

在热机械再成型方法的一个实施例中，其中在步骤(c)中使用步骤(c1)，在步骤(c1)的过程中使第一推杆接触不可再成型区包括使第一推杆的弯曲表面与不可再成型区接触。

在热机械再成型方法的一个实施例中，其中在步骤(c)中使用步骤(c2)，在步骤(c2)的过程中使第二推杆与可再成型区的边缘区域接触包括使可再成型区的边缘区域与第二推杆的平面表面接触。

在热机械再成型方法的一个实施例中，在步骤(b)的过程中，允许可再成型区通过重力下垂形成具有初始弯曲角度的初始弯曲(步骤(d))。

在热机械再成型方法的一个实施例中，其中在步骤(c)中使用步骤(c1)，步骤(d)在步骤(c1)之前，在步骤(c1)的过程中将该初始弯曲形成为预定弯曲，在步骤(c)结束时该预定弯曲具有大于该初始弯曲角度的最终弯曲角度。

在热机械再成型方法的一个实施例中，其中步骤(d)在步骤(c1)之前，步骤(c1)开始时初始弯曲角度是在70至90度的范围中。