[發明專利]玻璃板材3D曲面非接觸加工系統及方法

在審

• 申請號: 201710975600.3
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN109678332A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 江朝宗;康祿坤
• 申請（專利權）人: 海納微加工股份有限公司
• 主分類號: C03B33/09
• 分類號: C03B33/09;C03B23/025
• 代理公司: 天津三元專利商標代理有限責任公司 12203
• 代理人: 錢凱

1.一種玻璃板材3D曲面非接觸加工系統，其特征在于，包括：

至少一可移動的輻射熱源切割裝置，供以產生輻射熱源，以對一玻璃板材進行非接觸的切割加工，以形成一平面玻璃板材，該輻射熱源切割裝置并再對該平面玻璃板材表面進行預熱加熱處理；

至少一可移動的取料裝置，供抓取及移動經該輻射熱源切割裝置進行切割加工與預熱加熱處理后的平面玻璃板材；

至少一固定治具，該固定治具頂部及內部分別設有一固定部及一溫度調整機構，由該取料裝置將該經輻射熱源切割裝置進行切割加工后的平面玻璃板材置放于該固定治具的固定部上，該溫度調整機構可控制該同定治具的固定部表面及該平面玻璃板材的溫度；以及

至少一可移動及溫控的光熱源加工裝置，該光熱源加工裝置設有一溫度分布傳感器，且該光熱源加工裝置移動至該固定治具上方對于該平面玻璃板材的上、下、左及右四個周邊預定加熱部位進行非接觸式光熱源加熱，并由該溫度分布傳感器感測該平面玻璃板材的預定加熱部位的溫度分布，以控制該光熱源加工裝置輸出的光熱源能量，使該平面玻璃板材的四個周邊部位受熱軟化而沿該固定部邊緣彎曲下垂定型，并借由該固定治具內部的溫度調整機構控制該固定部表面溫度及該已彎曲定型的玻璃板材溫度降溫，以讓該玻璃板材彎曲降溫定型形成一3D曲面玻璃。

2.根據權利要求1所述的玻璃板材3D曲面非接觸加工系統，其特征在于，所述輻射熱源切割裝置為一雷射切割機所構成。

3.根據權利要求1所述的玻璃板材3D曲面非接觸加工系統，其特征在于，所述固定治具為耐高溫的非金屬材料所構成。

4.根據權利要求3所述的玻璃板材3D曲面非接觸加工系統，其特征在于，所述耐高溫的非金屬材料為陶瓷系列材料所構成。

5.根據權利要求1所述的玻璃板材3D曲面非接觸加工系統，其特征在于，所述固定治具內部的溫度調整機構包含至少一隱藏式電熱線、至少一管路式熱交換器及至少一溫度控制單元，該隱藏式電熱線、管路式熱交換器分別鏈接該溫度控制單元，以受該溫度控制單元控制而提供該固定治具表面溫度控制的功能。

6.根據權利要求5所述的玻璃板材3D曲面非接觸加工系統，其特征在于，所述固定治具內部的溫度調整機構的管路式熱交換器內部充填以流體，以供熱交換降溫之用。

7.根據權利要求1所述的玻璃板材3D曲面非接觸加工系統，其特征在于，所述固定治具下方設有一垂直震蕩加速輔助器，以提供該固定治具向上垂直上升加速運動，使該平面玻璃板材的四個周邊部位受熱軟化后加速彎曲下垂定型。

8.根據權利要求7所述的玻璃板材3D曲面非接觸加工系統，其特征在于，所述固定治具下方的垂直震蕩加速輔助器為一高頻震蕩壓電振動機所構成。

9.根據權利要求1所述的玻璃板材3D曲面非接觸加工系統，其特征在于，所述光熱源加工裝置為一紅外線加熱器所構成。

10.根據權利要求1所述的玻璃板材3D曲面非接觸加工系統，其特征在于，所述光熱源加工裝置為一雷射加熱器所構成。

11.根據權利要求1所述的玻璃板材3D曲面非接觸加工系統，其特征在于，所述光熱源加工裝置的溫度分布傳感器為一紅外線熱影像儀所構成。

12.根據權利要求1所述的玻璃板材3D曲面非接觸加工系統，其特征在于，所述光熱源加工裝置對該已彎曲降溫定型的3D曲面玻璃進行打孔及拋光處理。

13.一種玻璃板材3D曲面非接觸加工方法，其特征在于，步驟包含：

(a)平面玻璃板材非接觸切割處理，借由一輻射熱源切割裝置對待加工的玻璃板材，以非接觸的輻射熱源進行切割處理，包括待加工的玻璃板材的邊緣及導角切割，以形成一平面玻璃板材；

(b)平面玻璃板材預熱處理，將該步驟(a)切割處理后的平面玻璃板材以該輻射熱源切割裝置進行預熱處理，使該平面玻璃板材表面均勻加熱到比該平面玻璃板材的玻璃轉移溫度(Glass Transition Temperature)略低30℃～80℃左右的溫度；

(c)取出平面玻璃板材至固定治具放置，將經步驟(b)由該輻射熱源切割裝置進行預熱處理后的平面玻璃板材，借由一可移動的取料裝置抓取及移動放置至一內部設有一溫度調整機構的固定治具頂端放置；

(d)對該平面玻璃板材進行四個周邊的局部加熱，即由一可移動及溫度控制功能的光熱源加工裝置，移動至步驟(c)的固定治具上方，并對該置放于固定治具上方的平面玻璃板材的上、下、左及右四個周邊預定加熱部位以非接觸的光熱源進行加熱，該平面玻璃板材需先逐步加熱到低于軟化點溫度(Glass Softening Point Temperature)約30℃～80℃左右，再將需彎折部分局部加熱到軟化點溫度攝氏600～900℃，使該平面玻璃板材的四個周邊部位軟化而沿該固定部邊緣彎曲下垂；

(e)玻璃板材彎曲降溫定型，借由該步驟(c)的固定治具內部的溫度調整機構控制固定治具表面及步驟(d)中置于該固定治具頂端已局部加熱彎曲的玻璃板材進行降溫，使該玻璃板材降溫彎曲定型形成一3D曲面玻璃；以及

(f)3D曲面玻璃打孔及拋光處理，由步驟(c)的取料裝置將該步驟(e)已完成四個周邊部位彎曲降溫定型的3D曲面玻璃，自該固定治具頂端取出，并再由步驟(d)的光熱源加工裝置對該3D曲面玻璃進行非接觸式的打孔及拋光處理。