隨著信息電子技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)手機(jī)、智能手環(huán)等智能穿戴裝備的需求量越來越大。3D熱彎玻璃主要應(yīng)用于曲面手機(jī)屏幕的蓋板,具有高貼合度的手感、輕薄、透明潔凈、抗指紋、防眩光、堅(jiān)硬、耐刮傷等優(yōu)點(diǎn),還可以制作成多種彎曲形狀,未來的應(yīng)用范圍會(huì)越來越廣泛。在3D玻璃熱彎成型技術(shù)中,溫度的控制對(duì)玻璃的成型起著至關(guān)重要的作用,也是衡量玻璃彎曲成型質(zhì)量的關(guān)鍵性指標(biāo),加熱溫度控制范圍還可以影響到模具的使用壽命。采用傳統(tǒng)的測溫方法很難測量模具內(nèi)部和玻璃片的溫度,無法了解傳熱機(jī)理和溫度變化歷程。為了能夠給3D玻璃熱彎加工提供準(zhǔn)確的工藝參數(shù),本文率先對(duì)預(yù)成型平板玻璃進(jìn)行了加熱過程的溫度場有限元分析,并結(jié)合玻璃熱彎成型實(shí)驗(yàn)確定適合對(duì)平板玻璃進(jìn)行熱彎加工的加熱溫度和加熱時(shí)間。本論文主要研究內(nèi)容如下:首先在大量的實(shí)踐工作基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)外生產(chǎn)的熱彎機(jī),重新設(shè)計(jì)了熱彎機(jī)加熱系統(tǒng);并對(duì)加熱系統(tǒng)的傳熱進(jìn)行了理論分析,推導(dǎo)出了加熱板加熱至設(shè)定溫度的時(shí)間方程,通過數(shù)值計(jì)算對(duì)兩種設(shè)計(jì)方案的加熱板進(jìn)行吸收熱量和加熱時(shí)間的比較;在工程實(shí)踐中總結(jié)分析了電加熱管失效的原因,提出了的提高加熱板熱效率的電加熱管選型方法和安裝方案。然后,對(duì)內(nèi)部含平板玻璃的石墨模具整體的加熱升溫過程進(jìn)行了模擬仿真,仿真中可以實(shí)時(shí)的反應(yīng)模具和平板玻璃的升溫過程和溫度分布情況,還計(jì)算出玻璃的溫度和時(shí)間的變化歷程,以及平板玻璃受熱的應(yīng)力變化情況。最后,設(shè)計(jì)了玻璃熱彎成型實(shí)驗(yàn)的方法,通過大量玻璃熱彎成型的實(shí)驗(yàn),確定康寧第三代大猩猩玻璃適合熱彎加工的加熱溫度控制范圍,準(zhǔn)確的確定了熱彎工藝所需的加熱時(shí)間,通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真模擬的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。本文采用的分析和實(shí)驗(yàn)的方法得出了結(jié)論,不僅對(duì)3D玻璃的熱彎加工工藝參數(shù)的選擇和3D熱彎機(jī)的實(shí)際運(yùn)行提供了有價(jià)值的參考,也為今后的研究工作給予一定的理論和數(shù)據(jù)支持。
【學(xué)位單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ171.6
【部分圖文】：

課題來源光電技術(shù)設(shè)備生產(chǎn)加工企業(yè)響應(yīng)市場需求，生產(chǎn)一款能夠加工曲面手專用設(shè)備，需要對(duì)設(shè)備不斷的進(jìn)行改進(jìn)，并對(duì) 3D 熱彎玻璃成型工藝優(yōu)化進(jìn)行研究。因此哈爾濱理工大學(xué)與該企業(yè)的校企合作項(xiàng)目開展璃成型工藝的研究。研究背景意義著手機(jī)、電子及智能可穿戴設(shè)備等電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，消費(fèi)電的用戶體驗(yàn)以及外觀的要求越來越高[1]。3D 曲面玻璃如圖 1-1 具有輕、抗指紋、防眩光、堅(jiān)硬、耐刮傷、耐候性等優(yōu)點(diǎn),造型各異、款式新屏幕應(yīng)用在手機(jī)上更符合人體工程學(xué)和消費(fèi)者的習(xí)慣，今后的使用將，又可增加弧形邊緣觸控功能帶來出色的觸控手感、發(fā)展無線充電功曲面玻璃市場前景得到高度認(rèn)可[2]。如何高效地獲得超平滑無損傷的 為了玻璃熱彎技術(shù)的重要研究課題，提高 3D 曲面玻璃的加工工藝質(zhì)要的現(xiàn)實(shí)意義和市場價(jià)值[3]。

模具在合模的過程中將粘彈性太的玻璃壓制制成滿足設(shè)計(jì)需求的 3D 熱彎玻璃，無需要其他成型的材料去除加工法，熱彎成型法的產(chǎn)品生產(chǎn)率有明顯優(yōu)勢技術(shù)，圖 1-2 是熱彎關(guān)鍵技術(shù)裝備，包括熱彎機(jī)和熱彎,如果模具內(nèi)的玻璃溫度過高，則會(huì)發(fā)生玻璃融化，冷卻整體報(bào)廢；若玻璃加熱溫度過低，又會(huì)導(dǎo)致玻璃熱彎甚至出現(xiàn)破碎現(xiàn)象。在玻璃冷卻降溫階段，如果降溫速度分布不均勻，特別是在玻璃片的厚度方向上會(huì)存在內(nèi)部熱應(yīng)力過大而在成形過程中炸裂[5]。因此對(duì)開展熱彎機(jī)設(shè)備的優(yōu)化改造和工藝參數(shù)的研究，掌握 3D 曲面化規(guī)律，預(yù)熱、成型、緩冷、冷卻四個(gè)工序?qū)ΣＡЪ庸�，�?3D 玻璃熱彎機(jī)提供優(yōu)化的工藝參數(shù)，也對(duì)大批量高 3D 曲面玻璃熱彎加工設(shè)備制造技術(shù)及生產(chǎn)技術(shù)，提提高我國電子信息領(lǐng)域的裝備制造水平具有十分重要的熱彎加工技術(shù)理論框架，填補(bǔ)手機(jī)蓋板玻璃加工的理論術(shù)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[6]。3D 熱彎玻璃成型所需如圖 1-2 和石墨模具如圖 1-3。

圖 1-3 石墨模具Fig.1-3 Graphite mold壓成型技術(shù)的介紹壓成型技術(shù)，原理是將玻璃加熱升溫，玻璃會(huì)從固體轉(zhuǎn)向在固態(tài)和黏流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度范圍內(nèi)，在充滿惰性氣體的環(huán)境進(jìn)行加熱擠壓的過程，一次性高效率、高質(zhì)量的將玻璃壓制玻璃工件[7]。由于玻璃模壓成型的方法代替了傳統(tǒng)的粗磨、加工工序，可以一次性將玻璃毛坯熱制成型，節(jié)約了大量的生產(chǎn)設(shè)備 ，適用范圍極廣，能夠加工出不同的形狀、款式件和小型、微型光學(xué)元器件制造領(lǐng)域，有著廣闊的發(fā)展空間壓技術(shù)是一項(xiàng)綜合性極強(qiáng)的技術(shù)，與玻璃材料、模具材料、參數(shù)等有著密切的聯(lián)系，這些技術(shù)均是各自領(lǐng)域的尖端技術(shù)模壓成型技術(shù)還沒有應(yīng)用之前，加工異型的曲面玻璃或者非與研拋的方法[11]。磨削和拋光的加工效率非常低，對(duì)于工人，而且只能是加工幾種簡單形狀的玻璃制品[12]。傳統(tǒng)加工玻
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2866800