CN113329977A - 玻璃板的成形装置 - Google Patents
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Abstract
玻璃板的成形装置具备:第1成形模,支承玻璃板;至少一个第2成形模,合模于第1成形模;至少一个预热台,对支承于第1成形模的玻璃板进行加热;至少一个成形台,对已加热的玻璃板在第1成形模与第2成形模之间进行成形;至少一个冷却台,对成形后的玻璃板进行缓慢冷却;以及模搬运部,按预热台、成形台和冷却台的顺序搬运第1成形模。成形台的第2成形模与第1成形模之间仅在玻璃外周部与玻璃板接触。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃板的成形装置。
背景技术
采用各种对收容在成形模内的玻璃材料进行加热使其软化并对其进行冲压来制造玻璃制的冲压成形品的方法。例如,提出有将板状的玻璃材料依次向设置在腔室内的加热、冲压以及冷却的各台搬运,而通过各台连续地成形冲压成形品的成形装置(专利文献1)。
在这样的成形装置中,在冲压时使成形模成为规定的温度,由此玻璃材料被维持为足够加工玻璃材料的加热温度。另外,成形后的玻璃材料被冷却、固化,最终被冷却到成形模不被氧化的200℃以下的温度。如上述那样,通过在冲压时正确地转印成形模的形状,并通过冷却、固化来保持该成形形状,由此玻璃材料成为形状精度高的冲压成形品。
专利文献1:国际公开第2013/103102号
然而,在上述那样的成形装置中,伴随着玻璃材料的成形形状的复杂化、量产化,在成形品的生产率、形状/表面性状的品质等各方面还有改善的余地。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种即使是具有复杂形状的成形品,也能够降低设备成本,并以高的形状精度和高的生产量成形的玻璃板的成形装置。
本发明由下述结构构成。
一种玻璃板的成形装置,加热玻璃板来成形为所希望的形状,其特征在于,具备:
第1成形模,形成有至少在一部分具有曲面形状的成形面,在所述成形面支承所述玻璃板;
至少一个第2成形模,合模于所述第1成形模;
至少一个预热台,对支承于所述第1成形模的所述玻璃板进行加热;
至少一个成形台,与所述第1成形模相对地配置所述第2成形模,对已加热的所述玻璃板在所述第1成形模与所述第2成形模之间进行成形,
至少一个冷却台,对成形后的所述玻璃板进行缓慢冷却;以及
模搬运部,按所述预热台、所述成形台和所述冷却台的顺序搬运所述第1成形模,
所述玻璃板具有:比玻璃形状外周缘靠内侧的玻璃中央部、和从所述玻璃中央部的外周到所述玻璃形状外周缘之间的玻璃外周部,
所述成形台的所述第2成形模与所述第1成形模之间仅在所述玻璃外周部与所述玻璃板接触。
根据本发明,即使是具有复杂形状的成形品,也能够降低设备成本,并以高的形状精度和高的生产量成形。
附图说明
图1是表示将玻璃板成形为曲面形状的顺序的概略工序图。
图2是成形装置的概略结构图。
图3是多个灯加热器的剖视图。
图4是从上方观察图2所示的III-III线剖面的示意性的俯视图。
图5是表示沿着从预热台朝向冷却台的搬运方向搬运下模的情况的示意性的说明图。
图6是成形台的放大剖视图。
图7的(A)是上模的剖视图,(B)是下模的包括成形面的剖视图。
图8是从图7的(A)的B方向观察上模的后视图。
图9是玻璃板的俯视图。
图10A是按照阶段表示使图7的(A)、(B)所示的下模和上模相互接近来对玻璃板进行成形加工的情况的概略工序说明图。
图10B是按照阶段表示使图7的(A)、(B)所示的下模和上模相互接近来对玻璃板进行成形加工的情况的概略工序说明图。
图10C是按照阶段表示使图7的(A)、(B)所示的下模和上模相互接近来对玻璃板进行成形加工的情况的概略工序说明图。
图11是表示利用第2成形方法对玻璃板进行成形加工的情况的概略的工序说明图。
图12是具备多个预热台、成形台和多个冷却台的成形装置的概略结构图。
图13是表示预热台、成形台和冷却台中的下模和玻璃板的温度变化的一个例子的曲线图。
图14是作为参考例的以往的成形装置的概略结构图。
图15是表示图12所示的成形装置的另一结构例的成形装置的概略结构图。
图16的(A)是表示试验例1、2的成形形状的概略剖视图,(B)是表示试验例3的成形形状的概略剖视图,(C)是表示试验例4的成形形状的概略剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式详细地进行说明。
这里,提示将玻璃板成形为至少在一部分具有曲面形状的形状的成形装置和成形方法的具体例子来进行说明,但本发明也能够根据所使用的材料、成形形状、尺寸等各种制造条件,而适当地变更装置的结构、顺序。
另外,在本说明书中,表示数值范围的“~”以将记载于其前后的数值作为下限值和上限值包含的含义来使用。
<玻璃板的成形顺序的概要>
图1是表示将玻璃板成形为曲面形状的顺序的概略工序图。
玻璃板的成形装置100依次配置有预热台11、成形台13和冷却台15,还具备向预热台11搬入成形前的玻璃板17的装载部19、和从冷却台15搬出成形后的玻璃板17A的卸载部21。
在预热台11,加热被搬入的玻璃板17使其软化。在成形台13,对在预热台11被加热而软化的玻璃板17实施冲压成形等,而使其成形为所希望的形状。在冷却台15,将在成形台13成形的玻璃板17缓慢冷却到能够抑制变形的程度的温度。
对于上述各台,从装载部19和卸载部21搬入搬出玻璃板17。即,在装载部19,成形前的玻璃板17被载置在下模(第1成形模)23上。载置有玻璃板17的下模23被搬运至预热台11,并在预热台11中被加热为规定温度。被加热的玻璃板17与下模23一起被搬运至成形台13。
在成形台13,将玻璃板17夹持在搭载于成形台13的上模(第2成形模)25与下模23之间并进行合模。由此,玻璃板17被成形为曲面形状。成形后,上模25与下模23分离,留在下模23的加工后的玻璃板17A与下模23一起被搬运至冷却台15。
在冷却台15,缓慢冷却被加热的玻璃板17A。用卸载部21从下模23取出缓慢冷却后的玻璃板17A并搬出。
在本结构的成形装置中,在成形台13中,除了利用下模23和上模25对通过加热而软化的玻璃板17进行冲压的冲压成形之外,根据目的而组合实施基于玻璃板的自重的弯曲(自重弯曲成形)、玻璃板的向成形模的成形面的吸附(真空吸附)、玻璃板的向成形模的成形面的压接(压空成形)。通过选择性地采用这样的多个加压源,能够进行形状精度高的曲面成形。此外,对于自重弯曲成形而言,只要将玻璃板17配置在下模23之上并加热,就在玻璃板17产生自重弯曲,但能够使其具有可控制性。例如,基于自重的弯曲开始温度和冲压成形温度几乎没有乖离,由到冲压温度为止的加热对自重弯曲带来的影响小的情况下,不适用自重弯曲成形。另一方面,在所取的冲压前后的自重成形时间充分的情况下,由于重力影响成形后的形状,因此适用自重弯曲成形。这样,能够根据实施冲压成形前的待机时间和待机温度,来控制自重弯曲成形。
上述的各成形方法分别是以下所示的成形手法。
(1)冲压成形是指如下方法,即,将玻璃板设置在规定的成形模(下模、上模)间,在使玻璃板软化了的状态下,对上下成形模间施加冲压载荷,弯曲玻璃板使其贴合于成形模,来成形为规定的形状。
(2)自重弯曲成形是指如下方法,即,在将板状玻璃设置在规定的成形模上后,加热玻璃板使其软化,利用重力弯曲玻璃板使其贴合于成形模,来成形为规定的形状。
(3)真空成形通过如下方式来成形,即,将玻璃板设置在规定的成形模上,例如将夹持成形模设置在玻璃板上,并将玻璃板的周边密封。之后,用泵等来将成形模与玻璃板之间的封闭空间减压,从而对玻璃板的表面和背面赋予差压。
(4)在压空成形法中,将玻璃板设置在规定的成形模上,例如,将夹持成形模设置在玻璃板上,并将玻璃板的周边密封。之后,利用压缩空气对玻璃板的上表面赋予压力赋予正压,对玻璃板的表面和背面赋予差压来成形。
<被成形体的玻璃材料>
作为被成形体的玻璃板例如厚度为0.5mm以上,优选为0.7mm以上。另外,玻璃板的厚度为5mm以下,优选为3mm以下,更优选为2mm以下。只要是该范围,就能够在最终制品中得到不易破裂的强度。
作为构成玻璃板的玻璃组成,能够使用无碱玻璃、钠钙玻璃、钠钙硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、锂铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃。特别是在本结构的玻璃的成形装置中,当在玻璃板中使用了铝硅酸盐、铝硼硅酸盐的情况下优异。这些玻璃板具有高杨氏模量、高膨胀系数,因玻璃板的加热而产生高的热应力。因此,与玻璃板的所希望的弯曲形状之间的偏差变大,进一步对玻璃板进行了强化处理的情况下,有时压缩应力的值变得不均。在本结构的玻璃的成形装置中,玻璃板为上述的玻璃组成,即使为弯曲形状,也能够减小形状偏差,能够抑制压缩应力的不均。
作为玻璃组成的具体例子,可以举出如下的玻璃,即,按用氧化物基准的摩尔%表示的组成,含有50~80%的SiO2、0.1~25%的Al2O3、3~30%的Li2O+Na2O+K2O、0~25%的MgO、0~25%的CaO以及0~5%的ZrO2,但并不特别限定。更具体而言,可以举出以下的玻璃的组成。其中,例如,“含有0~25%的MgO”是指MgO虽然不是必须的,但可以含有至25%。(i)的玻璃包含于钠钙硅酸盐玻璃,(ii)和(iii)的玻璃包含于铝硅酸盐玻璃。(v)的玻璃包含于锂铝硅酸盐玻璃玻璃。
(i)按用氧化物基准的摩尔%表示的组成,含有63~73%的SiO2、0.1~5.2%的Al2O3、10~16%的Na2O、0~1.5%的K2O、0~5%的Li2O、5~13%的MgO以及4~10%的CaO的玻璃。
(ii)按用氧化物基准的摩尔%表示的组成,含有50~74%的SiO2、1~10%的Al2O3、6~14%的Na2O、3~11%的K2O、0~5%的Li2O、2~15%的MgO、0~6%的CaO以及0~5%的ZrO2,且SiO2和Al2O3的含量的合计为75%以下,Na2O和K2O的含量的合计为12~25%,MgO和CaO的含量的合计为7~15%的玻璃。
(iii)按用氧化物基准的摩尔%表示的组成,含有68~80%的SiO2、4~10%的Al2O3、5~15%的Na2O、0~1%的K2O、0~5%的Li2O、4~15%的MgO以及0~1%的ZrO2的玻璃。
(iv)按用氧化物基准的摩尔%表示的组成,含有67~75%的SiO2、0~4%的Al2O3、7~15%的Na2O、1~9%的K2O、0~5%的Li2O、6~14%的MgO以及0~1.5%的ZrO2,且SiO2和Al2O3的含量的合计为71~75%,Na2O和K2O的含量的合计为12~20%,在含有CaO的情况下其含量为不足1%的玻璃。
(v)按用氧化物基准的摩尔%表示的组成,含有56~73%的SiO2、10~24%的Al2O3、0~6%的B2O3、0~6%的P2O5、2~7%的Li2O、3~11%的Na2O、0~2%的K2O、0~8%的MgO、0~2%的CaO、0~5%的SrO、0~5%的BaO、0~5%的ZnO、0~2%的TiO2、0~4%的ZrO2的玻璃。
<成形装置的结构>
以下,对上述成形装置的一结构例详细地进行说明。
图2是成形装置100的概略结构图。图3是从上方观察图2所示的III-III线剖面的示意性的俯视图。
在以下的说明中,有时通过对起到相同作用的部件、部位标注相同的附图标记,来省略或者简化其说明。另外,附图所记载的方式为了使本结构的说明明确而进行了示意化,并不是按照实际制品的尺寸、比例尺正确地表示的方式。
图2所示的成形装置100将从水平方向左侧朝向右侧的方向作为玻璃板的搬运方向TD,从搬运方向TD的上游侧依次配置有预热台11、成形台13、冷却台15。另外,预热台11、成形台13、冷却台15收容于腔室27的内部空间。腔室27内被氮气等惰性气体净化,使在玻璃成形时引起负面影响的气体的气体浓度下降。
腔室27具有:搬入口29,供玻璃板和下模23搬入腔室27内;和搬出口31,供成形后的玻璃板和下模23搬出。在搬入口29连接图1所示的装载部19,相同地在搬出口31连接图1所示的卸载部21(省略图示)。另外,在搬入口29和搬出口31设置未图示的闸门,除了搬入、搬出玻璃板时以外关闭闸门,由此腔室27内的环境气体维持恒定。在腔室27形成多个开口部101,在各个开口部101***后述的支承轴37。用未图示的波纹管构造密封支承轴37与腔室27之间。除了封闭惰性气体的封闭构造之外,腔室27也可以是始终供给惰性气体来使腔室27内成为正压的半封闭构造。
图2所示的预热台11在比玻璃板的搬运面靠上方的位置配置有将玻璃板和下模23加热至所希望的加热温度的上部加热器(升温用加热部)35。上部加热器35优选配置为与下模23相对,并具备支承于未图示的固定框的多个灯加热器36来作为热源的结构。作为灯加热器36,例如使用红外线灯加热器。在红外线灯加热器的中,例如能够使用碳丝灯、卤素灯等公知的各种加热器,只要是能够进行辐射加热的发热体即可。
图3是多个灯加热器36的剖视图。
灯加热器36具有:发热线材36A,被通电而发热;和石英等的管材36B,包围发热线材36A的周围。在管材36B的内周面或者外周面,以保留照射窗38的方式形成陶瓷涂层40。照射窗38的以发热线材36A为中心的开口角(中心角)θ,根据从灯加热器36的中心到作为被加热体的下模23为止的距离Ld、和灯加热器36的配置间距Lc而决定,以使得对下模23均匀地照射热线。这里作为一个例子,将开口角θ设为60°。
另外,基于上部加热器35的加热区域(排列有灯加热器36的区域)优选为比下模23的水平面的外缘宽,该情况下,能够均匀地加热下模23的整体。
在上部加热器35的上方,配置由上述的支承轴37支承的水冷板39。优选在水冷板39的与上部加热器35对置的表面设置反射膜。在水冷板39形成有冷却水的流路,供通过支承轴37而供给和排出的冷却水循环。该水冷板39抑制上部加热器35对除下模23、玻璃板以外的周围部件进行的不必要的加热。
在下模23的下方留有间隙地配置热扩散板41。另外,在热扩散板41的下方配置下部加热器(升温用加热部)43。热扩散板41由热传导性优异的材质构成,使下部加热器43的发热均匀地辐射传导至下模23。作为热扩散板41的材质,例如能够使用炭化钨、碳、超硬合金、铜、铁、不锈钢材料等。下部加热器43能够利用接触加热式的台加热器等,但也可以设为与上部加热器35相同的辐射加热式的结构。
另外,在下部加热器43的下方配置水冷板47。水冷板47由固定于腔室27的下部的支承体45来支承,抑制下部加热器43对除热扩散板41和下模23以外的周围部件进行的不必要的加热。水冷板47是与上述的水冷板39相同的结构,从支承体45供给和排出冷却水。
在冷却台15中,下模23与热扩散板41之间的间隙并不特别限定,但若过大则加热效率下降,若过小则难以抑制玻璃板的温度偏差,因此作为间隙的下限值设为1mm。另外,作为间隙的上限值设为10mm。
以包围下模23的载置玻璃板的上表面侧、和上部加热器35、水冷板39以及支承轴37的侧方的台外周的方式,配置隔热框体51。隔热框体51对载置于配置在台内的下模23的玻璃板的侧方进行覆盖。
隔热框体51例如能够使用抄造以硅酸钙为主体的材料而成的隔热板等。除此之外,例如也可以是不锈钢材料等的金属板。如图4所示,隔热框体优选为包围比下模23的外周靠外侧的宽广的范围的、水平剖面为长方形的框体。在隔热框体51也可以具备覆盖框上部的盖体。
另外,优选为在成形台13、冷却台15中也配置相同结构的隔热框体53、55。为了提高所得到的玻璃板的成形品质,降低各台内的玻璃板的温度偏差特别重要。为此,优选为使各台全部具备隔热框体。据此,能够使被隔热框体51、53、55覆盖的内部空间的温度分布分别均匀。并且,由于隔热框体51、53、55的外侧由腔室27包围,因此在隔热框体51、53、55内,变得不易产生与外部之间的热的流入和流出,得到更均匀的温度分布。由此,热效率提高,能够缩短各台中的处理时间,另外,能够减少各台中的玻璃板的温度偏差。
如图4所示,在预热台11、成形台13、冷却台15分别配置下模23。在各下模23,在与搬运方向TD正交的两侧的侧面23a、23b,分别向外侧突出地设置一对模支承用杆61。各个模支承用杆61支承于隔着下模23配置于其两侧的模搬运部63A、63B。对于模搬运部63A、63B,省略详细机构的说明,但利用搬运方式为步进梁方式的搬运机构,沿着搬运方向TD搬运沿着各台配置的多个下模23。
图5表示沿着从预热台11朝向冷却台15的搬运方向TD搬运下模23的情况的示意性的说明图。
模搬运部63A、63B支承从多个下模23分别突出的模支承用杆61,利用步进梁方式,从预热台11向成形台13、从成形台13向冷却台15同时搬运多个下模23。该搬运时的下模23的上下方向的位移在不与隔热框体51、53、55、热扩散板41等固定侧部件干涉的范围内进行。
接下来,对图2所示的冷却台15进行说明。
在冷却台15的下模23的上方依次配置有热扩散板65、与预热台11相同的上部加热器(降温用加热部)67、水冷板59。热扩散板65是与上述的热扩散板41相同的结构。水冷板59由固定于腔室27的上部并形成有冷却水的流路的支承轴71支承。
在冷却台15的下模23的下方,与预热台11相同地配置热扩散板73、下部加热器(降温用加热部)75、水冷板77。水冷板77由固定于腔室27的下部的支承体79支承,抑制下部加热器75对除热扩散板73和下模23以外的周围部件进行的不必要的加热。水冷板77是与上述的水冷板39相同的结构,从支承体79供给和排出冷却水。
虽然可以使冷却台15的下模23与热扩散板65之间、和下模23与热扩散板73之间分别紧贴,但通过设置间隙能够使下模23的温度分布更加均匀,因此优选。
接下来,对图2所示的成形台13进行说明。
图6是成形台13的放大剖视图。
在成形台13的下模23的上方依次配置上模25、热扩散板81、上部加热器(保温用加热部)83、隔热板85、水冷板87。
上模25连接于未图示的柱塞,被支承为能够在合模于下模23的成形位置、与成形位置上方的退避位置之间升降移动。上模25在搬运下模23时等除成形时以外配置于退避位置。另外,也可以设为将上模25固定在成形台13内,并在搬运下模23时,通过使下模23上升来合模的结构。该情况下,能够省略上模移动机构,从而能够降低设备成本。
水冷板87由固定于腔室27的上部的支承轴89支承,抑制上部加热器83对除上模25和热扩散板81以外的周围部件进行的不必要的加热。水冷板87是与上述的水冷板39相同的结构,从支承轴89供给和排出冷却水。
隔热板85例如能够采用陶瓷、不锈钢、模具钢、高速钢(锋钢)等公知的隔热材料。在使用金属系材料的情况下,优选为在表面实施CrN、TiN、TiAlN等涂覆处理。另外,也可以将隔热板85的表面设为粗糙面构造。该情况下,在与水冷板39之间产生微小的间隙,从而可以得到更好的隔热效果。
在成形台13的下模23的下方,依次配置热扩散板91、下部加热器(保温用加热部)93、隔热板85、水冷板97。水冷板97由固定于腔室27的下部的支承体99支承,抑制下部加热器93对除热扩散板91和下模23以外的周围部件进行的不必要的加热。水冷板97是与上述的水冷板39相同的结构,从支承体99供给和排出冷却水。
成形台13的上模25安装于在上下方向上被驱动的未图示的缸,被支承为利用缸的驱动而能够上下运动。作为缸,能够使用气缸、油压缸、使用了电动伺服马达等的伺服缸等。
成形台13的上模25面接触于热扩散板81,使得来自上部加热器83的热均匀地传导至上模25。另外,成形台3的下模23面接触于热扩散板91,使得来自下部加热器93的热均匀地传导至下模23。此外,根据成形条件等,也可以使上模25与热扩散板81之间、和下模与热扩散板91之间分离。
图7的(A)是上模25的剖视图,(B)是下模23的包括成形面111的剖视图。图8是从图7的(A)的B方向观察上模25的后视图。
如图7的(A)和图8所示,上模25具有环状的突起部113。突起部113朝向下模23突出地设置于与图7的(B)所示的下模23的成形面111的外边缘部对应的上模25。突起部113具有随着从上模25的外周朝向中心而突出量缓缓地变大的倾斜面113a。成形面111被设为与玻璃板的成形形状一致的形状。
如图7的(B)所示,下模23具有在成形面111开口的多个真空成形用的吸引孔115。吸引孔115连接于未图示的吸引泵等吸引源。利用吸引泵的驱动,在规定的时间点吸引下模23与玻璃板17之间的空间内的气体,使玻璃板17紧贴于成形面111。
下模23和上模25能够由碳、不锈钢、陶瓷、超硬合金等材料构成。特别是,从均匀化热分布的观点优选为采用碳。
而且,图2所示的预热台11、成形台13、冷却台15中的各上部加热器35、67、83和各下部加热器43、75、93均连接于未图示的温度控制部,分别设定为独立的设定温度。温度控制部例如利用比例控制、PI控制、PID控制等控制动作而在各台实现加热、保温、缓慢冷却处理。
此外,上述的成形装置100将玻璃板的搬运方向TD设为水平方向,但也可以设为例如铅垂方向等从水平方向倾斜的方向。该情况下,虽然有时下模23和上模25不是上下配置,但通过调整玻璃板的加热温度,不过度降低玻璃板的粘度,由此能够边抑制重力的影响边在下模23与上模25之间成形。
<玻璃板材的成形顺序>
接下来,采用上述结构的成形装置100,对将玻璃板17成形为曲面形状的具体的顺序及其作用进行说明。
利用未图示的机器人臂等移送单元、或者作业者的手来将成形前的玻璃板17载置于图1所示的装载部19的下模23。
装载部19的下模23由图4所示的模搬运部63A、63B,以载置玻璃板17的状态搬运至预热台11。若在载置玻璃板17之前预先加热下模23至高于常温的温度,则能够缩短在预热台11的加热时间,因此优选。例如,载置玻璃板17时的下模23的温度优选为300℃以上,更优选为500℃以上。
(预热工序)
在图2所示的预热台11,利用上部加热器35和下部加热器43,加热下模23上的玻璃板17直到成为目标加热温度(例如,500℃~700℃)为止。
玻璃板17的适合冲压成形的温度虽然因玻璃板17本身的组成而不同,但若温度过低则玻璃板17不充分地软化。因此,在预热台11进行加热以使得优选成为玻璃板17的玻璃化转变温度Tg以上,更优选成为Tg+40℃以上,进一步优选成为Tg+80℃以上。另一方面,若玻璃板17的温度过高则玻璃板17过度地软化而成为不适合维持形状的状态。因此,在预热台11加热玻璃板17以使地优选成为Tg+200℃以下,更优选成为Tg+150℃以下,进一步优选成为Tg+120℃以下。
另外,从与上述相同的观点,在预热台11进行加热以使玻璃板17的粘度优选成为5.22×1011Pa·s以上,更优选成为1.97×1010Pa·s以上,进一步优选成为1.81×109Pa·s以上。另外,在预热台11进行加热以使玻璃板17的粘度优选成为5.94×106Pa·s以下,更优选成为4.16×107Pa·s以下,进一步优选成为1.65×108Pa·s以下。
从得到的玻璃板成形品的面品质的观点,优选在预热台11均匀地加热玻璃板17。即,优选减少在预热台11加热中的玻璃板17的温度偏差。具体而言,在预热台11加热中的玻璃板17的温度偏差优选为不足30℃,更优选为不足20℃,进一步优选为不足10℃。
另外,加热时的下模23的与玻璃板17接触的区域的温度分布优选为不足30℃,更优选为不足25℃,进一步优选为不足20℃。
(成形工序)
加热至目标加热温度的玻璃板17与下模23一起被搬运至成形台13。在成形台13,对被加热的玻璃板17赋予冲压等外力来成形为所希望的形状。
在成形台13,配置于退避位置的上模25下降,而在与下模23之间夹住玻璃板17,对玻璃板17进行成形加工。该成形加工的详细情况后述。在成形台13,由上部加热器83和下部加热器93保温,以使得被预热台11加热的玻璃板17的温度维持恒定。
成形台13中的玻璃板17的温度优选为将从上述的预热台11中的加热温度起的变动抑制为20℃以下。另外,从得到的玻璃板成形体的面品质的观点,优选在成形台13均匀地加热玻璃板17。具体而言,在成形台13成形中的玻璃板17的温度偏差优选为20℃以内。
玻璃板17被成形加工后,上模25上升返回至退避位置。然后,下模23与成形完毕的玻璃板17A一起被搬运至冷却台15。
(冷却工序)
在冷却台15,上部加热器67和下部加热器75的设定温度设定为低于目标加热温度的温度,缓慢冷却玻璃板17A和下模23。在冷却台15,缓慢冷却玻璃板17直到被加热、成形的玻璃板17A的形状稳定为止。
在冷却台15,边调整基于上部加热器67和下部加热器75的加热温度,边缓慢冷却玻璃板17A。若冷却台15中的冷却速度过快,则变得容易在玻璃板17A产生变质、温度偏差。因此,冷却台15中的玻璃板17A的冷却速度优选在30s设为20℃,更优选为30℃,进一步优选为40℃。另外,冷却时的玻璃板17A的温度分布优选设为30℃以下,更优选设为25℃以下,进一步优选设为20℃以下。
缓慢冷却后的玻璃板17A在被搬运至腔室27的外部后,如图1所示,通过卸载部21取出。在卸载部21,从模面取出载置于具有300°以上优选500℃以上的温度的下模上的成形、缓慢冷却后的玻璃板17A。对于玻璃板17的取出,既可以是基于未图示的机器人臂等移送单元的搬出,也可以是基于作业者的手的搬出。
<温度分布的均匀化效果>
上述的玻璃板17、17A的均匀的温度分布,通过隔热框体51、53、55对热的封入效果、和隔热框体51、53、55的外侧的腔室27对外部的高的遮热效果、还有热扩散板41、65、73、81、91对加热器的均热化效果等协同效果而实现。另外,通过基于预热台11的上部加热器35的辐射加热、来自下部加热器43的导热加热、来自成形台13的上部加热器83和下部加热器93的导热加热、以及基于冷却台时的上部加热器67和下部加热器75的经由热扩散板65、73的辐射加热,而在各台设为分别不同的加热方式。另外,各台的上部加热器和下部加热器分别能够以独立的设定温度加热,从而能够进行极细致的温度控制。
通过在每个这样的台,每个加热器分别独立地进行加热控制,由此能够将玻璃板17、17A的温度分布以高的等级均匀化。另外,与位置对应的微调变得容易,能够正确地实现如设计那样的加热处理。并且,通过由隔热框体51、53、55和腔室27包覆加热环境气体,抑制向外部的热流出,其结果,提高加热控制、降温控制的响应性,能够均匀且短时间内到达所希望的温度。
另外,由于模搬运部63A、63B是用步进梁方式搬运下模23的结构,因此提高台间的移动速度。由此,抑制由在台间的放热导致的热损失,由此也实现温度分布的均匀化。
此外,对于上述的热扩散板41、65、73、81、91,能够根据成形条件而省略配置,但通过设置热扩散板,而各台中的玻璃板17、17A的温度偏差被抑制得小。
<成形工序的详细情况>
接下来,对成形台13中的玻璃板17的成形方法、和成形模的构造详细地进行说明。
首先,对用于成形的玻璃板17的形状进行定义。
图9是玻璃板17的俯视图。
玻璃板17具有比玻璃形状的外周缘17a靠内侧的玻璃中央部121、和从玻璃中央部121的中央部外周121a到外周缘17a之间的玻璃外周部123。此外,在图9中对外周部123标注阴影线。在成形工序中,将玻璃中央部121的至少一部分成形为曲面形状。
(第1成形方法)
图10A、图10B、图10C是按照阶段表示使图7的(A)、(B)所示的下模23和上模25相互接近来对玻璃板17进行成形加工的情况的概略工序说明图。
如图10A所示,在下模23的成形面111,以玻璃板17的外周缘17a接触的状态载置玻璃板17。若使上模25朝向该下模23下降,则上模25的突起部113与载置于下模23的玻璃板17接触。
上模25具有与玻璃板17接触的部分和不接触的部分,仅突起部113的倾斜面113a与玻璃板17的玻璃外周部123接触。然后,如图10B所示,若上模25进一步下降,则因突起部113的倾斜面113a的倾斜,而玻璃板17被冲压为向下侧凸出的形状。即,上模25即使仅与玻璃板17呈环状地接触,也能够使玻璃板17朝向下模23变形。另外,玻璃板17由于自身的自重也向下侧挠曲,变形为沿着下模23的成形面111。
接下来,如图10C所示,通过从吸引孔115供给负压来使玻璃板17真空吸附于成形面111。由此,玻璃板17紧贴于成形面111,成形面111的曲面形状转印至玻璃板17。由此,能够使仅通过冲压成形而不易紧贴玻璃板17和成形面111的部分也可靠地紧贴,即使是仅通过冲压成形而困难的复杂的形状也能够容易地成形。
吸引孔115的位置、个数、大小等并不特别限定,在成形面111中,优选在仅通过冲压成形而不易使玻璃板17紧贴的部分形成吸引孔115。另外,对于吸引孔115的大小,优选为适当地调整为在玻璃板17不残存吸引孔115的痕迹、或者即使残存也不明显的程度。
通常,在玻璃板的冲压成形中,将玻璃板的全面与成形模接触的状态下夹入而成形。因此,为了确保得到的玻璃板成形品的面品质,而以比较低的温度成形。因此,为了使玻璃板变形为所希望的形状,需要比较长的时间。因此,在成形复杂的形状的情况下,难以在能够确保面品质的低温域进行成形。另一方面,在采用上述结构的下模23和上模25进行成形的情况下,上模25不与玻璃板17的玻璃中央部121接触。因此,即使以比较高的温度成形,也不在玻璃中央部121引起由与成形模的接触而导致的表面粗糙等负面影响,能够得到面品质优异的玻璃板成形品。这样,在本结构的成形台13,能够进行比较高的温度下的成形,因此能够在短时间内完成成形。即,若采用上述的成形模,则能够在短时间内得到面品质优异的玻璃板成形品。
此外,本结构的下模23和上模25虽然是用于得到玻璃中央部121的整体以恒定的曲率弯曲的玻璃板成形品的模,但下模23和上模25的形状并不限定于图示例的形状。下模23和上模25的形状,能够根据成形的目标形状而适当地变更。
本结构的下模23和上模25实现了冲压成形、真空成形、以及基于重力的自重弯曲成形的组合成形,但根据材料、成形条件等,而仅通过除了真空成形以外的冲压成形和基于重量的成形也能够成形。
(第2成形方法)
在第1成形方法中,组合了冲压成形、真空成形、自重弯曲成形三种成形,但在第2成形方法,进一步组合压空成形。
图11是表示利用第2成形方法对玻璃板17进行成形加工的情况的概略的工序说明图。该情况的成形模除了在上模25A的环状的突起部113的内侧形成有压空成形用的气体喷出孔125之外,结构与第1成形方法的成形模相同。
气体喷出孔125通常设置于上模25A的与玻璃板17不接触的部分。气体喷出孔125的个数、大小等并不特别限定。
在采用上述结构的下模23和上模25A,且并用冲压成形和压空成形的情况下,在使上模25A的突起部113与玻璃板17的玻璃外周部123接触后,从气体喷出孔125喷出气体。于是,玻璃板17被按压于下模23的成形面111。即,由于突起部113形成为环状,与玻璃板17的接触也成为环状,因此在下模23的成形面111与玻璃板17之间形成封闭空间129。对该封闭空间129供给气体,而使封闭空间129内的压力变为正压。由此玻璃板17被挤压于成形面111。
另外,与上述的压空成形一起,还同时实施上述的真空成形、基于重力的成形,由此能够使玻璃板17更快速更可靠地沿着成形面111,从而能够缩短到成形完成为止的所需时间。这样,通过将真空成形、压空成形、自重弯曲成形中的至少任一个组合于冲压成形,能够简单地实现复杂的形状的成形,从而能够进一步缩短成形时间。
另外,真空成形、压空成形在冲压成形实施中能够在任意的时间点进行,实施顺序可以是冲压成形、真空成形、压空成形的顺序,也可以是冲压成形、压空成形、真空成形的顺序。通过先于真空成形和压空成形实施冲压成形,能更可靠地进行玻璃板17相对于成形面111的定位。
另外,通过同时实施各成形,能够进一步提高玻璃板17与成形面111的紧贴性,容易在玻璃板17产生褶皱的形状的加工也变得容易。
<其他的成形装置的结构例>
上述的玻璃板的成形装置100也可以设为预热台11和冷却台15分别具备多个的结构。
图12是具备多个预热台11、成形台13、多个冷却台15的成形装置200的概略结构图。
预热台11沿着下模23的搬运方向TD设置于四处(PH1~PH4),冷却台15沿着下模23的搬运方向TD设置于四处(C1~C4)。成形台13设置于预热台11与冷却台15之间的一处(PM1)。
对于预热台11的PH1~PH4而言,加热温度设定为沿着搬运方向TD阶段性地变高。由此,下模23和玻璃板17随着向搬运方向TD的搬运缓缓地升温,而被加热至到达作为成形温度的目标加热温度。
对于冷却台15的C1~C4而言,加热温度设定为沿着搬运方向TD阶段性地变低。由此,下模23和玻璃板17随着向搬运方向TD的搬运缓缓地降温,而实施从目标加热温度起的缓慢冷却。
图13是表示预热台11、成形台13、冷却台15中的下模23和玻璃板17的温度变化的一个例子的曲线图。
从图12所示的装载部19(LD)供给至预热台11的PH1的玻璃板17载置于预先加热到规定的温度Tc的下模23,从室温TRM起开始加热。下模23和玻璃板17随着向PH2、PH3、PH4被搬运而温度上升,在搬运至成形台13(PM)前到达作为成形温度的目标加热温度TPM。
在成形台13(PM),边以目标加热温度TPM的恒定温度保持玻璃板17边进行成形。
成形后,被搬运至冷却台15的C1~C4,下模23和成形后的玻璃板17A的温度缓缓地下降。从C4被搬运至图12所示的卸载部21(ULD)的玻璃板17A被自然放冷。
在预热台11和冷却台15的各台中,以使下模23和玻璃板17、17A在各个台均匀地成为设定温度的方式进行温度管理。台的数量越多,温度的变化幅度越能够扩大。另外,从生产间隔时间的观点,优选减少台的数量。各台的数量,根据成为加工对象的玻璃板的尺寸、加工形状等而适当地设定。例如,在玻璃板的尺寸大的情况、进行复杂形状的成形的情况下,为了避免急剧的温度变化,而优选增加预热台11和冷却台15的数量。
图14是作为参考例的以往的成形装置的简要图。
以往的成形装置为利用下模131和上模135对玻璃板17进行全面冲压的结构,加热温度设定为低于上述的成形温度(目标设定温度)。因此,需要以合模的状态保持玻璃板17直到成形形状稳定为止。其结果是,成形时间TPM2变得长于图13所示的成形时间TPM1。
另一方面,图12所示的本结构的成形装置200,由于组合仅与玻璃外周接触的冲压成形、真空成形、压空成形、和基于重力的成形来成形玻璃板17,因此能够将加热温度设定到比以往高的温度,并且,借助各成形的协同效果而使玻璃板紧贴于成形模的成形面,成形形状很快稳定。即,变得不易产生玻璃板的回弹。由此,成形台13只需一个台即可,能够削减设备成本,提高生产量。
另外,通过将下模23的温度预先加热到规定的温度Tc,能够进一步缩短到达目标设定温度的到达时间,从而能够缩短生产间隔时间。
图15是表示图12所示的成形装置200的另一结构例的成形装置300的简要图。
本结构的成形装置300具备多个具有图12所示的预热台11、成形台13、以及冷却台15的成形线。对于成形装置300,在图15中示出了具备第1成形线141和第2成形线143这两条线的结构,但也可以具备三条以上的线。
成形装置300的第1成形线141的装载部19连接于第2成形线143的卸载部21,第1成形线141的卸载部21连接于第2成形线143的装载部19。于是,第1成形线141的下模23和第2成形线143的各下模23分别被共通使用,在各线循环。
根据本结构,将搬运至一成形线的卸载部21的下模23返回至另一成形线的装载部19,由此抑制模温度的下降,在成形装置300运行时,始终维持为规定的温度Tc以上。由此,下模23的温度变化幅度变小,能够减轻对下模23的温度循环负荷。另外,能够抑制用于加热的能耗,降低运行成本。
并且,与串联地配置多个成形线的结构比较,能够减小成形装置200的设置空间,由此也能够削减设备成本。
<成形工序的详细情况>
接下来,对在成形台13的成形工序中的优选成形条件进行说明。
在本结构的成形装置100、200、300中,优选基于以下所示的成形条件成形玻璃板。
(加压条件)
在冲压成形中,对图9所示的玻璃板17的玻璃中央部121和玻璃外周部123的各个区域赋予不同的压力来对玻璃板17进行冲压成形。具体而言,在不实施真空成形、压空成形的情况下,优选赋予玻璃中央部121的压力Pct为0~0.1MPa,赋予玻璃外周部123的压力Peg为0.1~10MPa。
在不实施真空成形、压空成形的情况下,除重力以外的压力不作用于玻璃板17的玻璃中央部121。另一方面,对玻璃板17的玻璃外周部123赋予高于玻璃中央部121的压力,而将玻璃板17固定于成形模。由此,能够进行玻璃板17没有位置偏移的稳定的冲压成形。另外,能够根据与玻璃板17接触的突起部113、成形面111(参照图7的(A)、(B))的倾斜方向、倾斜角度,而决定基于冲压成形的玻璃板17的变形方向(向下凸或者向上凸)、变形量。
在并用冲压成形和真空成形来成形玻璃板17的情况下,利用冲压赋予玻璃中央部121的压力Pct优选为0~0.1MPa,赋予玻璃外周部123的压力Peg优选为0.1~10MPa。于是,基于冲压成形和真空成形的对玻璃板17赋予的压力的合计设为玻璃外周部123的压力Peg比玻璃中央部121的压力Pct高的压力(Peg>Pct)。
并且,在并用冲压成形、真空成形以及压空成形来成形玻璃板17的情况下,优选为利用冲压赋予玻璃中央部121的压力Pct为0~0.1MPa,赋予玻璃外周部123的压力Peg为0.1MPa~10MPa。于是,基于冲压成形、真空成形以及压空成形的对玻璃板17赋予的压力的合计,设为玻璃外周部123的压力Peg比玻璃中央部121的压力Pct高的压力(Peg>Pct)。该情况下,由于除了真空成形之外对玻璃中央部121还赋予基于压空成形的压力,因此赋予玻璃中央部的压力比仅冲压成形和真空成形的情况大。
上述条件可以包括在冲压成形前后基于自重成形的弯曲效果,也可以不包括。
(玻璃板的温度)
在将玻璃板17成形为所希望的形状时,成形时的温度的下限值优选为400℃,更优选为Tg+40℃,进一步优选为Tg+80℃。另外成形时的温度的上限值优选为750℃,更优选为680℃,进一步优选为650℃。
通过将成形温度设为上述范围,能够以短时间保持玻璃板17的成形形状,缩短成形时间。
(玻璃板的粘性)
在将玻璃板17成形为所希望的形状时,成形时的玻璃板17的粘性因上述的玻璃板17的材料种类等而不同,但从成形性的观点优选为1×10-5Pa·s以下。
(玻璃板的尺寸精度)
根据上述的制造装置和成形方法,能够得到形状精度优异的玻璃板成形体。作为玻璃板成形体的形状品质的评价指标,例如可以举出与设计形状(外观设计面)比较的面内形状偏差。
面内形状偏差是指,在按设计形状设定了法线时,对玻璃板成形体的形状进行曲面近似以使法线方向上的与外观设计面之间的距离的绝对值在面内成为最小,将进行该曲面近似而得的面和外观设计面的法线方向的偏移量的偏差值定义为面内形状偏差。
利用本结构的制造装置和成形方法而得到的玻璃板成形体的面内形状偏差优选为0.6mm以下,更优选为0.4mm以下。
实施例
在表1汇总示出玻璃板的成形条件及其成形结果。
采用图1所示的成形装置,仅利用自重弯曲的成形、利用全面冲压成形、仅利用冲压玻璃外周部的边缘冲压成形这样的冲压成形、利用组合冲压成形和真空成形而成的成形这样的各成形法,对尺寸100×50mm(厚度t=1.1mm)的玻璃板(材料:Dragontrail(注册商标))进行成形。
玻璃板的成形形状设为图16的(A)所示的具有单一曲率半径的试验例1、2、图16的(B)所示的S字形状的试验例3、图16的(C)所示的J字形状的试验例4。试验例1的曲率半径R为2000mm,试验例2的曲率半径R为800mm。另外,S字形的试验例3的曲率半径,从一侧端部起依次R1为2000mm,R2为100mm,R3为2000mm。J字形的试验例4具有从平坦状连接有曲率半径R为50mm的曲面的形状。
对利用各个成形法得到的成形体,评价了成形的生产间隔时间、形状精度、面品质。评价基准如以下所示。
·生产间隔时间(成形所需要的时间)
◎:不足30s
○:30s以上且不足100s
△:100s以上且不足200s
▲:200s以上且不足500s
×:501s以上
·形状精度(与设计形状之间的偏差)
◎:不足0.2mm
○:0.2mm以上且不足0.4mm
△:0.4mm以上且不足0.6mm
▲:0.6mm以上且不足0.8mm
×:1.0mm以上
·面品质(基于图像处理计数的缺点的数量)
◎:0~5个
○:6~10个
△:11~50个
▲:51~100个
×:101个以上
[表1]
在仅自重弯曲成形的情况下,任一试验例都没能够加快生产间隔时间。
在全面冲压成形的情况下,由于玻璃板的全面与成形模接触,因此成形后的玻璃表面的表面粗糙度增大,面品质下降。
在边缘冲压成形的情况下,单曲形的试验例1、2得到生产间隔时间、形状精度良好,特别是面品质优异的结果。但是,在成形形状变为比较复杂的试验例3、4中,生产间隔时间、形状精度、面品质均不合格(NG)。
另一方面,当在边缘冲压成形中组合了冲压成形和真空成形的情况下,在全部试验例1~4中得到了良好的结果。
这样,本发明并不限定于上述的实施方式,本领域技术人员基于相互组合实施方式的各结构、说明书的记载以及公知的技术而进行变更、应用的实施方式也是本发明所预定的内容,包含于要求保护的范围。
如上所述,本说明书公开了以下事项。
(1)一种玻璃板的成形装置,加热玻璃板来成形为所希望的形状,其特征在于,具备:
第1成形模,形成有至少在一部分具有曲面形状的成形面,在所述成形面支承所述玻璃板;
至少一个第2成形模,合模于所述第1成形模,
至少一个预热台,对支承于所述第1成形模的所述玻璃板进行加热;
至少一个成形台,与所述第1成形模相对地配置所述第2成形模,对已加热的所述玻璃板在所述第1成形模与所述第2成形模之间进行成形;
至少一个冷却台,对成形后的所述玻璃板进行缓慢冷却;以及
模搬运部,按所述预热台、所述成形台、所述冷却台的顺序搬运所述第1成形模,
所述玻璃板具有:比玻璃形状外周缘靠内侧的玻璃中央部、和从所述玻璃中央部的外周到所述玻璃形状外周缘之间的玻璃外周部,
所述成形台的所述第2成形模与所述第1成形模之间仅在所述玻璃外周部与所述玻璃板接触。
根据该玻璃板的成形装置,在第1成形模与第2成形模之间,仅在玻璃外周部冲压玻璃板,因此第2成形模侧的玻璃中央部不与模面接触。因此,能够提高玻璃中央部的面品质进行成形,另外,与成形模与玻璃面全面接触的冲压成形比较,能够在高的温度下进行成形。由此,能够在短时间内完成成形,从而能够缩短生产间隔时间。
(2)根据(1)所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,所述第1成形模具有向所述成形面开口的真空成形用的吸引孔。
根据该玻璃板的成形装置,能够利用来自吸引孔的吸引来强制地使玻璃板紧贴于成形面,从而能够更可靠且高速地实施成形面向玻璃板的形状转印。
(3)根据(1)或(2)所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,所述第2成形模具有:环状的突起部,朝向所述第1成形模突出;和气体喷出孔,配置于所述环状的突起部的内侧,喷出压空成形用的气体。
根据该玻璃板的成形装置,能够利用从气体喷出孔的气体压的供给来强制地使玻璃板紧贴于成形面,从而能够更可靠且高速地实施成形面向玻璃板的形状转印。
(4)根据(1)~(3)中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,所述第1成形模配置于所述第2成形模的铅垂方向下侧。
根据该玻璃板的成形装置,能够使已软化的玻璃板通过其自重而紧贴于成形面。
(5)根据(1)~(4)中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,具备:
升温用加热部,设置于所述预热台,将所述第1成形模和所述玻璃板加热至所希望的加热温度;
保温用加热部,设置于所述成形台,将所述第2成形模和所述第1成形模的温度保持为所述加热温度,并将所述玻璃板保持为所希望的成形温度;以及
降温用加热部,设置于所述冷却台,一边加热所述第1成形模和所述玻璃板,一边使所述第1成形模和所述玻璃板的温度成为低于所述加热温度的温度。
根据该玻璃板的成形装置,能够利用各个加热部更高精度地设定各台的温度。
(6)根据(5)所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,所述升温用加热部、所述保温用加热部和所述降温用加热部中的至少任一个将多个辐射加热用的灯加热器作为热源。
根据该玻璃板的成形装置,能够通过驱动多个灯加热器来极细致地进行加热控制,并且,能够通过利用辐射热的加热来将玻璃板和成形模控制为均匀的温度分布。
(7)根据(5)所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,所述升温用加热部、所述保温用加热部和所述降温用加热部中的至少任一个将多个接触加热用的台加热器作为热源。
根据该玻璃板的成形装置,通过使用接触加热用的台加热器,能够高效率地进行均匀的温度控制。
(8)根据(7)所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,所述保温用加热部和所述降温用加热部中的至少任一个在所述台加热器与所述第1成形模之间配置有热扩散板。
根据该玻璃板的成形装置,由于经由热扩散板加热第1成形模,因此能够在热扩散板的板面内均匀地扩散来自加热器的热,使与热扩散板相对的玻璃板、成形模的温度更均匀。
(9)根据(5)~(7)中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,在所述冷却台中,所述降温用加热部配置于不与所述第1成形模直接接触的位置。
根据该玻璃板的成形装置,不使降温用加热部与第1成形模直接接触,而是仅通过辐射热进行温度控制,由此能够进行更高精度的温度管理。
(10)根据(1)~(9)中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,所述预热台、所述成形台和所述冷却台中的至少任一个配置有隔热框体,该隔热框体包围各个台外周,并对配置在台内的所述第1成形模所支承的所述玻璃板的侧方进行覆盖。
根据该玻璃板的成形装置,用隔热框体包围的区域内被保持为均匀的温度。另外,抑制热向隔热框体内外的流出流入,因此基于加热的温度控制的响应性变高。
(11)根据(10)所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,在所述预热台、所述成形台和所述冷却台全部配置有所述隔热框体,
具备在内部空间***述预热台、所述成形台和所述冷却台的腔室。
根据该玻璃板的成形装置,能够正确地实施各台中的温度控制,从而能够提高成形后的玻璃板的品质。另外,利用腔室进一步抑制各隔热框体的热流出流入,从而能够使被隔热框体包围的区域内成为更均匀的温度。
(12)根据(11)所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,所述腔室的内部空间被惰性气体充满。
根据该玻璃板的成形装置,能够降低在成形时在玻璃板引起负面影响的气体的气体浓度,从而能够防止玻璃板的变质。
(13)根据(1)~(12)中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,所述第1成形模和所述第2成形模是碳制。
根据该玻璃板的成形装置,通过设为碳制的成形模,能够实现模的轻量化、长寿命化。
(14)根据(1)~(13)中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,沿着所述第1成形模的搬运方向配置有多个所述预热台,且所述预热台的加热温度设定为沿着所述搬运方向阶段性地变高。
根据该玻璃板的成形装置,能够一边在各预热台设为均匀的温度分布状态一边阶段性地推进加热,因此与在一个预热台加热到所希望的目标加热温度的情况比较,能够减小加热中途的温度不均。
(15)根据(1)~(14)中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,沿着所述第1成形模的搬运方向配置有多个所述冷却台,且所述冷却台的加热温度设定为沿着所述搬运方向阶段性地变低。
根据该玻璃板的成形装置,能够一边在各冷却台设为均匀的温度分布状态一边阶段性地冷却,因此与在一个冷却台冷却到所希望的温度的情况比较,能够减小冷却中途的温度不均。
(16)根据(1)~(15)中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,沿着所述预热台、所述成形台和所述冷却台配置有多个所述第1成形模,
所述模搬运部将多个所述第1成形模同时搬入所述预热台、所述成形台和所述冷却台的每一个,或从所述预热台、所述成形台和所述冷却台的每一个同时搬出。
根据该玻璃板的成形装置,能够一次搬运多个第1成形模和玻璃板,因此能够提高成形效率,提高生产量。
(17)根据(16)所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,所述模搬运部的所述第1成形模的搬运方式是步进梁方式。
根据该玻璃板的成形装置,不使搬运机构复杂化,就能稳定地搬运第1成形模。
(18)根据(16)或(17)所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,具备包括所述预热台、所述成形台和所述冷却台的多个成形线,
每个所述成形线还具备:装载部,向所述预热台搬入所述第1成形模和成形前的所述玻璃板;和卸载部,从所述冷却台搬出所述第1成形模和成形后的所述玻璃板,
通过连接任一所述成形线的所述装载部、和与该成形线不同的另一成形线的所述卸载部,来在多个所述成形线循环使用所述第1成形模。
根据该玻璃板的成形装置,通过使第1成形模在多个成形线共通地循环,由此能够降低设备成本,能够抑制第1成形模的温度从目标加热温度大幅下降。由此,能够减轻第1成形模的热应力。另外,抑制加热能量的增加,能够降低运行成本。
(19)根据(18)所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,所述装载部和所述卸载部中的、在所述第1成形模之上交接所述玻璃板时的所述第1成形模的温度为300℃以上。
根据该玻璃板的成形装置,由于以300℃以上的高温状态实施玻璃板的交接,因此与在接近常温的温度下进行交接的情况比较,能够缩短玻璃板的加热时间、冷却时间,从而能够更加缩短成形的生产间隔时间。
本申请是基于2019年2月8日申请的日本专利申请(特愿2019-21561)作出的,其内容作为参照引用在本申请中。
附图标记说明
11…预热台;13…成形台;15…冷却台;17、17A…玻璃板;17a…外周缘;23…下模(第1成形模);25、25A…上模(第2成形模);27…腔室;35…上部加热器(升温用加热部);36…灯加热器;41…热扩散板;43…下部加热器(升温用加热部);51、53、55…隔热框体;63A、63B…模搬运部;65…热扩散板;67…上部加热器(降温用加热部);73…热扩散板;75…下部加热器(降温用加热部);81…热扩散板;83…上部加热器(保温用加热部);91…热扩散板;93…下部加热器(保温用加热部);100…成形装置;111…成形面;113…突起部;113a…倾斜面;115…吸引孔;121…玻璃中央部;121a…中央部外周;123…玻璃外周部;125…气体喷出孔;131…下模(第1成形模);135…上模(第2成形模);141…第1成形线(成形线);143…第2成形线(成形线)。
Claims (19)
1.一种玻璃板的成形装置,加热玻璃板来成形为所希望的形状,其特征在于,
具备:
第1成形模,形成有至少在一部分具有曲面形状的成形面,在所述成形面支承所述玻璃板;
至少一个第2成形模,合模于所述第1成形模;
至少一个预热台,对支承于所述第1成形模的所述玻璃板进行加热;
至少一个成形台,与所述第1成形模相对地配置有所述第2成形模,对已加热的所述玻璃板在所述第1成形模与所述第2成形模之间进行成形;
至少一个冷却台,对成形后的所述玻璃板进行缓慢冷却;以及
模搬运部,按所述预热台、所述成形台、所述冷却台的顺序搬运所述第1成形模,
所述玻璃板具有:比玻璃形状外周缘靠内侧的玻璃中央部、和从所述玻璃中央部的外周到所述玻璃形状外周缘之间的玻璃外周部,
所述成形台的所述第2成形模与所述第1成形模之间仅在所述玻璃外周部与所述玻璃板接触。
2.根据权利要求1所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
所述第1成形模具有向所述成形面开口的真空成形用的吸引孔。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
所述第2成形模具有:环状的突起部,朝向所述第1成形模突出;和气体喷出孔,配置于所述环状的突起部的内侧,喷出压空成形用的气体。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
所述第1成形模配置于所述第2成形模的铅垂方向下侧。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
具备:
升温用加热部,设置于所述预热台,将所述第1成形模和所述玻璃板加热至所希望的加热温度;
保温用加热部,设置于所述成形台,将所述第2成形模和所述第1成形模的温度保持为所述加热温度,并将所述玻璃板保持为所希望的成形温度;以及
降温用加热部,设置于所述冷却台,一边加热所述第1成形模和所述玻璃板,一边使所述第1成形模和所述玻璃板的温度成为低于所述加热温度的温度。
6.根据权利要求5所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
所述升温用加热部、所述保温用加热部和所述降温用加热部中的至少任一个将多个辐射加热用的灯加热器作为热源。
7.根据权利要求5所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
所述升温用加热部、所述保温用加热部和所述降温用加热部中的至少任一个将多个接触加热用的台加热器作为热源。
8.根据权利要求7所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
所述保温用加热部和所述降温用加热部中的至少任一个在所述台加热器与所述第1成形模之间配置有热扩散板。
9.根据权利要求5~7中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
在所述冷却台中,所述降温用加热部配置于不与所述第1成形模直接接触的位置。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
所述预热台、所述成形台和所述冷却台中的至少任一个配置有隔热框体,该隔热框体包围各个台外周,并对配置于台内的所述第1成形模所支承的所述玻璃板的侧方进行覆盖。
11.根据权利要求10所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
在所述预热台、所述成形台和所述冷却台全部配置有所述隔热框体,具备在内部空间***述预热台、所述成形台和所述冷却台的腔室。
12.根据权利要求11所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
所述腔室的内部空间被惰性气体充满。
13.根据权利要求1~12中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
所述第1成形模和所述第2成形模是碳制。
14.根据权利要求1~13中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
沿着所述第1成形模的搬运方向配置有多个所述预热台,且所述预热台的加热温度设定为沿着所述搬运方向阶段性地变高。
15.根据权利要求1~14中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
沿着所述第1成形模的搬运方向配置有多个所述冷却台,且所述冷却台的加热温度设定为沿着所述搬运方向阶段性地变低。
16.根据权利要求1~15中的任一项所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
沿着所述预热台、所述成形台和所述冷却台配置有多个所述第1成形模,
所述模搬运部将多个所述第1成形模同时搬入所述预热台、所述成形台和所述冷却台的每一个,或从所述预热台、所述成形台和所述冷却台的每一个同时搬出。
17.根据权利要求16所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
所述模搬运部的所述第1成形模的搬运方式是步进梁方式。
18.根据权利要求16或17所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
具备包括所述预热台、所述成形台和所述冷却台的多个成形线,
每个所述成形线还具备:装载部,向所述预热台搬入所述第1成形模和成形前的所述玻璃板;和卸载部,从所述冷却台搬出所述第1成形模和成形后的所述玻璃板,
通过连接任一所述成形线的所述装载部、和与该成形线不同的另一成形线的所述卸载部,来在多个所述成形线循环使用所述第1成形模。
19.根据权利要求18所述的玻璃板的成形装置,其特征在于,
所述装载部和所述卸载部中的、在所述第1成形模之上交接所述玻璃板时的所述第1成形模的温度为300℃以上。
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