一种3D玻璃成型模具结构的制作方法

本发明涉及模具领域，尤其涉及一种3d玻璃成型模具结构。

背景技术：

随着3d曲面屏的兴起和通讯5g时代，智能手机更多的使用3d曲面玻璃(前后盖)，5g时代将完全摒弃现有的金属后盖，而采用不会对信号产生屏蔽玻璃材料。

在3d曲面玻璃成型过程中，玻璃成型的轮廓对于3d曲面而言是很重要的管控精度，一旦玻璃在成型过程中偏心，则玻璃轮廓就往一边偏了，精度就无法保证，所有对于3d曲面玻璃的偏心控制尤为重要；目前对于3d曲面玻璃偏心控制的研究还非常少，如公告号为cn2601253y的实用新型专利公开了一种磁盘用微晶化玻璃基板毛坯成型设备，包括大压力压力机，与冲头联接的上模和与该上模相对应的底模，在上模侧面上设有三个均匀分布的、由弹性材质制成的卡脚，该卡脚与底模的侧外缘面紧配合。该方法可以将偏心量控制在0.1～0.3mm以内，但是其是采用的具有弹性材质制成的卡脚的作用，并未考虑玻璃的热膨胀情况，无法用于对偏心量要求非常高的精密产品中。

再如公告号为cn204434470u公开了一种用于制备曲面玻璃板的成型模具，包括中心平板和至少一条周边曲面板条；所述成型模具的材质为石墨，且所述成型模具包括模仁上含有第一曲面模腔的下模、用于对玻璃板限位的中框、含有压块通孔且与所述中框匹配的上模、模仁上含有能与所述第一曲面模腔凹凸配合的第二曲面模腔且能设置在所述压块通孔中的成型压块、锁块，且所述锁块用于固定所述上模、中框、玻璃板和下模。其虽然在产品两侧设置了中框，但是其仅限于对平面板材的左右位置管控，并未考虑热膨胀问题，仍然无法用于对偏心量要求非常高的精密产品中。

技术实现要素：

为克服现有技术中产品3d玻璃成型模具生产出来的产品偏心量大，精度控制不到位、产品次品率高等问题，本发明提供了一种3d玻璃成型模具结构，包括上下设置凸模和凹模，所述3d玻璃夹在所述凸模和凹模的中间，所述凸模上设有两条与所述3d玻璃侧边平行并位于所述3d玻璃两侧的凹槽，所述凹模上设有与两条所述凹槽相对应的卡角，所述凹槽内部设有与所述3d玻璃左/右侧面上最高点竖直方向距离为0.03～0.05mm的限位台阶。

在凹槽内部设置限位台阶，这样使玻璃在成型时，限位台阶能对其两侧边起到限位作用，防止玻璃左右偏摆；但是由于玻璃加热会有膨胀，台阶平面与所述3d玻璃左/右侧面上最高点竖直方向距离为0.03～0.05mm，可防止玻璃边缘出现压印或者造成碎片。

进一步，所述卡角内与所述限位台阶对应位置处设有与所述限位台阶平行的平台。

进一步，所述平台与所述3d玻璃左/右侧面上最低点距离竖直方向距离为0～0.1mm。

进一步，所述平台与所述凹模上用于支撑玻璃板材的成型下方的支撑面平滑连接，其平滑连接面可以是弧形曲面，所述平台可设计尽量低一点，具体是与所述3d玻璃左/右侧面上最低点距离竖直方向距离为0～0.1mm，这样可以在保证产品成型延伸的前提下，使玻璃两侧边具体较宽阔的膨胀空间，避免对玻璃两侧边造成挤压伤害。

进一步，所述凸模两侧边上设有两条与所述凹槽平行的锁边，所述锁边上设在一个以上用于固定所述凸模和所述凹模的锁槽。

进一步，所述凹模上与所述锁槽对应位置处设有锁角，所述锁角的外轮廓与所述锁槽的内轮廓重合。

设计锁槽和锁角，可以将所述凸模与所述凹模进行固定，防止凸模和凹模在成型过程中出现位移，影响3d玻璃产品的质量。

进一步，所述凹模和所述凸模的主体材料为不锈钢纤维骨架和不锈钢粉末填充而成。

进一步，所述不锈钢纤维骨架为三维机织物，其由不锈钢长丝纤维按照凸模或凹模的形状，经机织工艺编织而成。

采用不锈钢纤维骨架，利用三维机织物整体结构的稳定性的抗形变性能，可以提高模具特别是在受热受力状态下与玻璃产品接触平面的稳定性和力学性能，防止模具表面变形，提高玻璃表面的平滑度，降低玻璃主体的翘曲度。

进一步，所述不锈钢长丝纤维的直径为0.01～0.10μm，所述不锈钢粉末的平均直径为0.005～0.015μm，所述凹模/凸模的表面粗糙度为0.002～0.003μm。

进一步，所述不锈钢长丝纤维与所述不锈钢粉末的重量比为1：(0.5～2)。

进一步，所述不锈钢粉末采用熔融后喷射的方式浇注在所述不锈钢纤维骨架上，并通过成型工艺，得到所述的凸模/凹模。

进一步，所述凸模、凹模与所述3d玻璃相邻一侧距离4～8cm处设有一层加热板，所述加热板与所述3d玻璃所在平面平行。

进一步，所述凸模、凹模与所述3d玻璃相邻一侧涂覆有一层导热膜，所述导热膜的材质金属导热材料，具体配方为40～70wt％氧化铁、10～20wt％铜粉、0.5～4wt％的银粉、5～10wt％的锌、余量为镁与杂质，其中杂质含量不超过0.5％。

进一步，所述导热膜内颗粒直径为1～10微米。

进一步，所述导热膜的粗糙度为0.01～0.02μm。

进一步，所述加热板内部铺设有一层以上的电磁感应线圈，电磁感应线圈对凸模和凹模上的导热膜进行加热，使导热膜的温度高于玻璃的软化熔融温度，从而防止熔融状玻璃在填充模腔时，粘附在导热膜上，影响模腔的填充。

进一步，所述加热板内部铺设三层电磁感应线圈，相邻两层电磁感应线圈之间的距离为1～2cm，所述从内到外所述电磁感应线圈的电流依次是3a、5a和10a。

采用三层电磁感应线圈对导热膜进行加热，可以提高对导热膜加热的均匀性，而且由于电磁感应线圈的加热特点，成功实现了对导热膜的精准加热，提高了模具的加热效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)在凹槽内部设置限位台阶，这样使玻璃在成型时，限位台阶能对其两侧边起到限位作用，防止玻璃左右偏摆；但是由于玻璃加热会有膨胀，台阶平面与所述3d玻璃左/右侧面上最高点竖直方向距离为0.03～0.05mm，可防止玻璃边缘出现压印或者造成碎片；

(2)所述平台与所述凹模上用于支撑玻璃板材的成型下方的支撑面平滑连接，其平滑连接面可以是弧形曲面，所述平台可设计尽量低一点，具体是与所述3d玻璃左/右侧面上最低点距离竖直方向距离为0～0.1mm，这样可以在保证产品成型延伸的前提下，使玻璃两侧边具体较宽阔的膨胀空间，避免对玻璃两侧边造成挤压伤害；

(3)设计锁槽和锁角，可以将所述凸模与所述凹模进行固定，防止凸模和凹模在成型过程中出现位移，影响3d玻璃产品的质量；

(4)采用不锈钢纤维骨架，利用三维机织物整体结构的稳定性和抗形变性能，可以提高模具特别是在受热受力状态下与玻璃产品接触平面的稳定性和力学性能，防止模具表面变形，提高玻璃表面的平滑度，降低玻璃主体的翘曲度。

附图说明

图1为本发明较佳之凸模立体图；

图2为本发明较佳之凹模立体图；

图3为本发明较佳之3d曲面玻璃立体图；

图4为本发明较佳之模具剖面图；

图5为图4中标记a的放大图。

图中各标记含义如下：

1、凸模；11、凹槽；12、锁边；13、锁槽；14、限位台阶；2、凹模；21、卡角；22、锁角；23、平台；3、3d玻璃；31、主体部分；32、曲面部分；4、加热板；41、电磁感应线圈。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-4所示，3d玻璃成型模具结构包括上下设置凸模1和凹模2，所述3d玻璃3夹在所述凸模1和凹模2的中间，所述凸模1上设有两条与所述3d玻璃3侧边平行并位于所述3d玻璃3两侧的凹槽11，所述凹模2上设有与两条所述凹槽11相对应的卡角21，所述3d玻璃3包括主体部分31和设在所述主体部分两侧的曲面部分32。

所述凸模1两侧边上设有两条与所述凹槽11平行的锁边12，所述锁边12上设在一个以上用于固定所述凸模1和所述凹模2的锁槽13。

凹模2上与所述锁槽13对应位置处设有锁角22，所述锁角22的外轮廓与所述锁槽13的内轮廓重合。

容易理解，设计锁槽和锁角，可以将所述凸模与所述凹模进行固定，防止凸模和凹模在成型过程中出现位移，影响3d玻璃产品的质量。

作为一种优选的实施方式，所述凸模1、凹模2与所述3d玻璃3相邻一侧距离4～8cm处设有一层加热板4，所述加热板4与所述3d玻璃3所在平面平行。

所述凸模1、凹模2与所述3d玻璃3相邻一侧涂覆有一层导热膜，所述导热膜的材质金属导热材料，具体配方为40～70wt％氧化铁、10～20wt％铜粉、0.5～4wt％的银粉、5～10wt％的锌、余量为镁与杂质，其中杂质含量不超过0.5％。所述导热膜表面粗糙度为0.01～0.02μm。

采用以上配方得到的金属导热材料，其表面光滑，导热率高，而且在3d玻璃脱模时，3d玻璃表面不会粘附在模具表面，影响脱模及产品性能。

所述加热板4内部铺设有一层以上的电磁感应线圈41，电磁感应线圈41对凸模和凹模上的导热膜进行加热，使导热膜的温度高于玻璃的软化熔融温度，从而防止熔融状玻璃在填充模腔时，粘附在导热膜上，影响模腔的填充。

作为一种优选的实施方式，所述凹模2和所述凸模1的主体材料为不锈钢纤维骨架和不锈钢粉末填充而成。

所述不锈钢纤维骨架为三维机织物，其由不锈钢长丝纤维按照凸模或凹模的形状，经机织工艺编织而成。

令人惊讶的是，采用不锈钢纤维骨架，利用三维机织物整体结构的稳定性的抗形变性能，可以提高模具特别是在受热受力状态下与玻璃产品接触平面的稳定性和力学性能，防止模具表面变形，提高玻璃表面的平滑度，降低玻璃主体的翘曲度。

所述不锈钢长丝纤维的直径为0.01～0.10μm，所述不锈钢粉末的平均直径为0.005～0.015μm，所述凹模/凸模的表面粗糙度为0.02～0.03μm。

不锈钢长丝纤维与所述不锈钢粉末的重量比为1：(0.5～2)。

不锈钢粉末采用熔融后喷射的方式浇注在所述不锈钢纤维骨架上，并通过成型工艺，得到所述的凸模/凹模。

作为一种优选的实施方式，在不锈钢粉末中混入少量的cr、ni、mo、sr和sb中的一种或多种元素粉末，其中各元素粉末的直径分布在0.002～0.02μm之间。

作为一种优选的实施方式，cr、ni、mo、sr和sb和不锈钢粉末混合后，重量百分比为(fe+c)：cr：ni：mo：sr：sb＝(60～70)：(15～20)：(5～10)：(2～5)：(5～10)：(5～10)。

在不锈钢粉末中加入其他合金粉末，经浇注后，得到的模具耐磨损、热尺寸稳定性、热疲劳性能均有较大的提升。

如图5所示，所述凹槽11内部设有与所述3d玻璃3的曲面部分32最高点m竖直方向距离为0.03～0.05mm的限位台阶14。

令人意想不到的是，在凹槽内部设置限位台阶，这样使玻璃在成型时，限位台阶能对其两侧边起到限位作用，防止玻璃左右偏摆；但是由于玻璃加热会有膨胀，台阶平面与所述3d玻璃左/右侧面上最高点竖直方向距离为0.03～0.05mm，可防止玻璃边缘出现压印或者造成碎片。

所述卡角21内与所述限位台阶14对应位置处设有与所述限位台阶14平行的平台23。

平台23与所述3d玻璃3上的曲面部分32上最低点n距离竖直方向距离为0～0.1mm。

所述平台23与所述凹模2上用于支撑玻璃板材的成型下方的支撑面平滑连接，其平滑连接面可以是弧形曲面，所述平台23可设计尽量低一点，具体是与所述3d玻璃左/右侧面上最低点距离竖直方向距离为0～0.1mm，这样可以在保证产品成型延伸的前提下，使玻璃两侧边具体较宽阔的膨胀空间，避免对玻璃两侧边造成挤压伤害，通过上述方法可将产品的偏心不良率控制在2％以内。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。