3D曲面玻璃会成为智能趋势么?(附制造工艺)——广东省钢化玻璃膜行业协会

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铺天盖地的新闻让3D玻璃最近着实火了，目前三星galaxy s7和小米5等业界巨头已经率先使用了双面3D玻璃(3D玻璃显示屏和3D玻璃后盖)。

什么是3D玻璃？

　　现在数码产品使用的玻璃盖板分为：2D玻璃，2.5D玻璃，还有3D玻璃。

　　2D玻璃就是普通的纯平面玻璃，没有任何弧形设计。

此前我们所使用手机的屏幕玻璃基本都是平的，玻璃上的所有的点都处在同一个平面上，这种手机屏幕的玻璃统称为2D屏幕玻璃。

2.5D玻璃则为中间是平面的，但边缘是弧形设计。

相对于2D玻璃，也就是在平面玻璃的基础上对边缘进行了弧度处理。目前来看，2.5D玻璃已经成为很多手机厂商的第一选择。

三星的Note 4，包括国产的像vivo、小米的厂商都在使用2.5D玻璃。

　　而3D屏幕，无论是中间还是边缘都采用弧形设计。

制造工艺

　　无论这些品牌是真3D玻璃机身，还是属于“3D概念”，苹果和三星都采用双面3D玻璃后，势必将带动其他品牌手机快速跟进。那么3D玻璃是如何加工成型的呢？下面由新材料在线带着大家深度解读3D玻璃的加工流程（以ZUK Z2 Pro的3D玻璃加工为例）：

　　3D玻璃加工流程

　　1、开料开孔．将玻璃片材放置在三轴开料机台面，粗砂轮刀开外形，开摄像头孔．转速达10000－12000转／min．切断面较粗糙，同时单边留0.1mm余量；

　　2、磨边．即侧面精磨。细砂轮，对外形及摄像头孔精加工，加工精度可达0.01mm．并将切断面精细化．

　　3、超声波清洗。清洗掉表面残留废渣．常规工艺不赘述。

　　4、玻璃热弯。平板玻璃加热软化在模具中成型，再经退火制成的曲面玻璃。根据炉体的大小和你所烧制玻璃的尺寸弧度有一定的关系，最主要的是玻璃在烧制过程中炉体内的温度要均匀，并使玻璃能均匀受热，避免应力脆裂。加热炉内部设16－22个炉温点，以监测炉内温度均匀性。

　　具体操作流程是：在工作中通氮保护气，并防止空气进入．炉温控制在700－750℃．产品在炉内时间为２min．因为玻璃不是结晶态物质，没有固定熔点，它是玻璃态有机化合物，在温度升高的过程中慢慢的变软，通常软化点600℃左右。温度越高，流动性会越好。软化点是我们日常见到的玻璃成品刚开始变软的温度．

　　下面我们将继续深入了解玻璃热弯工艺的重要延伸——模具、模具材质、模具加工。

　　而玻璃热弯模具在当今就是一个比较有技术性的话题了。玻璃热弯模具使用的是石墨材料。因为石墨具有硬度高、导电性好、防辐射、耐腐蚀、导热性好、成本低，而且还具有耐高温的特性，与金属升温变化具有相反的性能，温度越高，体质越硬。这样就不会存在变形的问题。因此玻璃热弯模具使用石墨材料来制作，不仅大大降低了生产成本，模具加工难度也大大的降低。

　　模具本体为实心，材质为石墨主材料，模具本体为石墨质凹字型矩形体，模腔为预设的曲面。其中，模腔和推板经精抛光加工，模具本体厚度为5至30毫米。有效保证了高温下的材质稳定和尺寸的一致性，提高了产品的成品率和良品率。

　　那么，石墨热弯模具的制造流程是怎么样的呢？下面我们来说一说制造石墨玻璃热弯模具的工艺流程。

　　第一步，需要选择合适的石墨材料，尽量选择石墨纯度高和石墨密度高的，否则高温热弯的时候模具很容易氧化和塌陷，这样加工热弯的时候不会产生氧化现象，也不会发生气泡洞洞的现象，还一个就是模具的寿命会大大的提高。

　　第二步，石墨材料在切料房切好了之后进入CNC电脑锣加工中心进行成型雕刻，碳素CNC电脑锣需加工速度快，精度高。此种模具热压出来的产品精度，是可以达到新品发布会上公布的0.025mm的热弯加工精度的。

　　第三步，模具成型之后就可以拿到抛光机上进行最后的石墨抛光，抛光完成，经过三次元检测仪尺寸检验，即可投入生产。

　　5、双面抛光。玻璃经热弯后，产品表面须经抛光．采用羊绒轮，通过调整上下抛光轮转速，对产品压力，时间控制，并辅助研磨粉或泡沫液，对玻璃产品表面精抛光，以达通透无瑕疵．

　　6、化学硬化。采用高纯度的硝酸钾溶液及搭配的催化剂混合加热至摄氏450℃左右，且产品在强化炉的加工时间为４-５小时。玻璃结构表面的钾离子和钠离子进行离子交换而形成强化层。硬度可达7H，提高玻璃的防划伤，抗冲击等能力。

　　7、丝印、喷涂。将产品LOGO字符制网版，调油墨，辅以定位治具，将字符印在产品凹面。烤干，上治具，调漆，钛晶黑／陶瓷白，往复喷涂。烤干。

　　8、AF coating 处理。防止指纹及油污不易粘附且轻易擦除。表面顺滑，手感舒适，不易刮花。增加玻璃表面耐磨性。

　　下面我们具体讲一下防指纹处理的工艺流程。

①、前处理：使用弱碱性清洗剂或溶剂去除基材表面油分、水分等污迹，通过超声波清洗效果更好；

②、将AF药液镀在产品表面成膜；

③、烘烤：喷涂后取出玻璃，放入烤箱（120度，30分钟），视具体要求及产品情况调整至最佳；

④、清洁：产品清洁后，成品包装。

发展趋势

手机盖板玻璃从2.5D升级到3D将成为趋势，其逻辑如下：

手机产品的创新促使了3D玻璃在手机上的应用。

智能手机的越发趋同，消费者已经出现审美疲劳，在功能创新方面受技术限制渐遇瓶颈，各大手机巨头纷纷转向外观创新。

三星凭借新款旗舰机S7占尽风头，智能手机2016年一季度居行业榜首，S7/edge率先采用曲面OLED屏及双面3D玻璃机身，给人耳目一新感觉，受收到市场热捧，一季度销量即达到1000万台。

OLED催化旗舰手机采用3D玻璃。

随着柔性OLED对LCD的替代，使得柔性显示屏占比面积大幅增加，这也需要盖板玻璃配合做成3D形状，而3D玻璃是目前唯一能够较好和曲面屏幕贴合，且具有轻薄、洁净、防眩光、耐候性佳等优异特质的硬物质。

4G、5G、无线充电灯等新通讯技术的发明也促进了3D玻璃在手机上的应用。

金属外壳有电磁屏蔽，从而影响4G手机的通信信号，因此需要将金属外壳隔离多段，才能保证通信质量。而随着5G时代到来，通信信号更为复杂，且NFC、wifi及无线充电技术都将会是未来手机的标配，金属外壳对于信号的屏蔽将进一步凸显，非金属材质迎来重大机遇。玻璃材质物美价廉、手感舒适，是绝佳的替代材料，同时为了与盖板3D玻璃获得对称美感，背板玻璃也要曲面3D化，市场规模进一步扩大。

随着技术的发展，成本的降低也会进一步推动3D玻璃的发展。

从制造工艺上看，目前主流的2.5D玻璃边缘的曲面是通过在2D玻璃上直接打磨抛光而成，3D玻璃则需采用热弯工艺，抛光、丝印等工艺则需在弯曲后的玻璃上进行，这也造成了其施工难度高、良品率低及成本相对较高，这也是制约3D玻璃大规模的应用的原因，但随着各加工厂商加大研发力度，热压良率不断提升，目前能够达到80%，同时成本也随之降低。

3D玻璃除了在手机上大放异彩以外，3D玻璃的曲面特色也符合其他3C产品设计需求。

3C产品设计如平板计算机，头戴式VR设备、智能手表、智能手环等可穿戴式智能产品、车辆中控及便携式仪表盘等陆续出现3D造型产品，已经明确引导3D曲面玻璃发展方向。

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上市中的曲屏手机