設計師內部工藝大公開之3D玻璃加工的五大難點！

隨著技術的進步，手機材料應用也越來越廣泛，從2017年開始，玻璃材料得到了廣泛的應用，手機屏等相關產品展示了玻璃加工的技術含量，而柔性AMOLED、5G時代來臨，3D曲面造型及玻璃材質將成為手機的標準配置。

玻璃一般分為2D,2.5D及3D玻璃，2D和2.5D玻璃防護屏產品的生產方法是將玻璃基板進行切割，通過精雕、光孔、拋光、強化、絲印、鍍膜等加工后，制成各種規(guī)格型號的產品。3D曲面玻璃的生產流程與2D和2.5D產品基本相同，最大區(qū)別在于新增熱彎成型設備。

 

手機3D玻璃蓋板生產加工工藝的流程主要包括：工程→開料開孔→精雕→研磨→清洗→熱彎→拋光→檢測→鋼化→開模→UV轉印→鍍膜（PVD）→印刷（絲印／噴涂）→鐳雕→檢包→貼合→包裝等，工藝流程長，品質要求高，而良率低。其難度主要體現在3D曲面成型、曲面拋光、曲面印刷、曲面貼合四大工藝上。

 

 

3D玻璃熱彎工藝起源于韓國，隨著近年來玻璃加工企業(yè)的迅猛發(fā)展，相關工藝得以傳承并發(fā)揚光大。但3D玻璃加工仍有不好難題難解決，限制了加工的良率目前玻璃熱彎工藝存在四大難點暨熱彎機，研磨及拋光，3D曲面印刷，3D貼合。

 

3D玻璃熱彎成型時將玻璃加熱到特定溫度軟化，采用特定形狀的，模具復制得到所需3D形態(tài)玻璃的成型工藝。熱彎工藝是3D玻璃制程中最核心的工藝之一，也是難點之一。

 

熱彎玻璃所使用的成型模具在熱彎玻璃成型過程中起著至關重要的作用，熱彎模具的種類主要分為三種:實心模、條框模、空心模。在實際生產過程中，可以根據不同的產品類型，選擇不同的熱彎模具。

 

實心模，顧名思義模具中間為實心，用鐵板制作成。此種模具的特點是容易保證玻璃的彎曲度和球面的一致，玻璃不會彎曲過頭，對操作人員要求不高;缺點是模具的制作成本高，制作周期長，在熱彎燒制過程中，模具吸熱多造成升溫慢，在燒制過程中容易造成玻璃表面出現麻點。

 

空心模采用角鋼和扁鋼制作。這種模具的制作相對簡單，用材少，在熱彎燒制過程中模具吸熱少，在燒制過程中玻璃的中間采用彈簧進行支撐，制品表面不會出現麻點。采用此種模具對熱彎的操作技術要求較高，由于玻璃熱彎過程中有熱滯后現象，制品很容易彎過頭。

 

條框模是介于實心模和空心模之間的一種模具，它的制作相對于實心模來說較為簡單，對熱彎操作要求也較低。

 

目前，玻璃加工廠家大多數采用的是電加熱式熱彎爐，這種熱彎爐溫度控制方便，易操作，不污染玻璃，產品的質量和產品的一致性較高，且多數已采用計算機集成控制，通過計算機對各種參數設置，實現了對熱彎工藝的程序化控制。

 

熱彎操作過程可以簡單概括為將搭配好大小片、且兩片大小片間均勻撒上硅粉的玻璃放在凹模上面，然后對其進行加熱，當達到軟化點溫度時，玻璃在自身重力或外部壓力的作用下達到與凹模曲率一致后，停止加熱，緩慢進行退火直至室溫，完成熱彎過程。

 

(1)玻璃預熱時，應采用連續(xù)加熱或緩慢加熱的方式，使爐內溫度各處一致;

 

(2)要求兩片重疊的玻璃彎曲的曲率半徑相一致，否則會使夾層玻璃產生光學畸變;

 

(3)玻璃必須達到熱彎成型時所需的溫度;

 

(4)模具放置在承載小車上時，必須保證模具放置的水平;

 

(5)爐內溫度達到玻璃成型所需的溫度640～710℃時，玻璃將在自身重力的作用之下開始變形，為了防止玻璃在接近軟化溫度時突然沉降，避免玻璃表面產生熱彎波紋，操作人員必須時刻觀察爐內玻璃的成形情況，控制加熱燈管的開關數量、區(qū)域和時間;

 

(6)玻璃退火應采用緩慢冷卻的方式，爐溫必須降到100℃以下時再取出玻璃，玻璃在熱彎成型時，原有應力已消除，為防止在降溫過程中由于溫度梯度而產生新的應力，應嚴格控制在退火溫度范圍的冷卻速率，特別是在溫度較高階段，退火曲線應該均勻變化，且出爐落架的玻璃不能放在車間風口或風扇直吹處。

 

研磨拋光決定著3D玻璃產品的最終質量，研磨拋光是將玻璃磨至要求的厚度，拋光則是使玻璃表面變得光滑，常用豬毛、尼龍、百潔布等材質毛刷做拋光耗材。

 

3D曲面印刷是先將油墨放入雕刻有文字或圖案凹版內，隨后將文字或圖案復印到曲面上，再利用曲面將文字或圖案轉印至成型品表面，最后通過熱處理或紫外線光照射等方法使油墨固化。

 

在手機平面的制造過程中，蓋板選定之后就是貼合，即把蓋板和下面面的觸控、顯示層整合在一起形成一個完整的膜組。3D貼合工藝，大體分為兩種，一種是膜與蓋板的貼合，也就是裝飾方面的鐵和工藝；一種是屏與玻璃蓋板的貼合，屬于功能性貼合。

 

除了手機外，3D玻璃還有諸多其他應用領域，其曲面特色也符合其他3C產品設計需求。3C產品設計如平板計算機，頭戴式VR設、智能手表、智能手環(huán)等可穿戴式智能產品、車輛中控及便攜式儀表盤等陸續(xù)出現3D造型產品，已經明確引導3D曲面玻璃發(fā)展方向。

本文轉自：手機結構設計聯盟