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一文看懂3D玻璃制程工艺

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【材料+】说:

3D玻璃的曲面特色,让很多3C产品等陆续出现3D造型,已经明确引导3D曲面玻璃发展方向。3D玻璃具备轻薄、透明洁净、抗指纹、防眩光、坚硬、耐刮伤、耐候性佳等优点,可型塑做出3D多形状外观具有产品特殊设计新颖性与质感佳,又可增加弧形边缘触控功能带来出色的触控手感,还可完善出更好的握感体验。

3D玻璃由于工艺技术复杂,目前的加工良品率很低,但相关产品的需求率日益增长,产品技术不断提升良品率也会随之提升,生产成本的下降伴随市场规模的扩大会给这个产业带来爆发式增长。

制造工艺


2D和2.5D玻璃防护屏产品的生产方法是将玻璃基板进行切割,通过精雕、光孔、抛光、强化、丝印、镀膜等加工后,制成各种规格型号的产品。3D曲面玻璃的生产流程与2D和2.5D产品基本相同,最大区别在于新增热弯成型设备。

3D玻璃加工流程



开料开孔

将玻璃片材料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。

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。


超声波清洗

清洗掉表面残留废渣。

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尺寸弧度有一定关系,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

在工作中通氮保护气,并防止空气迚入。炉温控制在700-750℃。产品在炉内时间为2min,因为玻璃丌是结晶态物质,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发软,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发软的温度。

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。

石墨热弯模具制造流程

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 电脑锣加工中心迚行成型雕刻,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。

双面抛光

玻璃经4步热弯后,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。

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。

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。

AFcoating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。

具体防指纹处理工艺流程如下:

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℃,30min),视具体要求及产品情况调整至最佳;
4
清洗:产品清洁后,成品包装

上面提到了AF的处理,下面来详细说说镀膜。

AF-Anti-fingerprint,中文为抗指纹。一般SiO2+AF材料,一般采用真空蒸发镀膜法。 

原理:AF防污防指纹玻璃是根据荷叶原理,在玻璃外表面涂制一层纳米化学材料,将玻璃表面张力降至最低,灰尘与玻璃表面接触面积减少90%,使其具有较强的疏水、抗油污、抗指纹能力;使视屏玻璃面板长期保持着光洁亮丽的效果。 

适用材料:各类玻璃或有机玻璃PC、PMMA、PET…   

产品特性: 

防污性:防止指纹及油污不容易粘附、轻易擦除;

防刮伤:表面滑顺,手感舒服,不容易刮花;

膜层薄:优异光学性能、不改变原有的纹理; 

耐磨性:具有真度耐磨性能  

AF镀膜产品应用领域:手机、平板、电视、LED等玻璃显示屏。


AR-anti-reflection,中文为抗反射增透,通过提高玻璃(屏幕)透光率,降低玻璃(屏幕)反射率达到增透目的。

可选择材料比较多,一般用高低折射率材料交叉堆叠镀上去,可采用真空蒸发镀也可采用磁控溅射镀。

原理:当光从光疏物质射向光密物质时,反射光会有半波损失,在玻璃上镀AR膜后,表面的反射光比膜前表面反射光的光程差恰好相差半个波长,薄膜前后两个表面的反射光相消,即相当于增加了透射光的能量。并且可以通过在玻璃两面同时镀膜来让玻璃的两个面同时减小反射效果。

适用基材:玻璃、压克力 (PMMA)、PC、CR39等其它有机玻璃。

产品特性: 

高穿透:纳米级光学涂层技术能使超白玻璃的透光率增加2-3%

耐用:可在恶劣环境中保持25年

防止结露:大幅抑制光伏玻璃产生结露

防刮划硬度:镀膜后可增加1H硬度防刮划效果 

抗积水:水滴落在上面水滴角度达到>110°,面板在倾斜状态下自动滑落,且不影响视觉 

易清洁:及无量可降低80%,极易清理

AR镀膜产品应用领域:汽车前后挡风玻璃、太阳能光伏产业(太阳能电池板)、抽油烟机、室外大型广告屏等。


AG - anti-glare,中文为防炫光,是将玻璃表面进行单面或双面特殊处理后达到多角度漫反射的效果,从而提高画面的可视角度,降低环境光的干扰,减少屏幕反光。

可采用喷涂+烘烤的方法成膜,采用的是SiO2之类的胶体溶液。

原理:通过光的散射和漫反射作用,降低反射而达到防眩晕,防刺眼的目的,以创造清晰透明的视觉空间,从而有更佳的视觉享受。

产品特性:

反射红外线:降低红外线在玻璃表面的通透率来减少入室红外线光 

增强透光率:在反射红外线光线的同时增强其他光源的透过,不影响室内采光效果

防眩光:将光源发出的光同过漫反射(AG镀膜本质)改变反射强光对观察者的视觉刺激 

AG镀膜产品应用领域: 

高级画廊和美术馆的名贵字画的镜框,使字画和图片长期保存,永不褪色。

博物馆、档案馆等贵重文物保护。 

电子白板,DLP/LCD触摸屏、DLP/LCD电视墙.具有高透光率及防眩光。

精密仪器屏幕,医疗设备窗口、液晶显示器视窗、电子产品视窗等。

肯德基、麦当劳等餐厅点餐牌,商品名称清晰可见,不会看到灯光反光现象。

机场,宾馆指示牌, 指示屏幕等。



清洁 →干燥 →镀膜 →固化 →高温钢化 

三种镀膜工艺流程都差不多,只是镀膜的方式和药水有变化。

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来源:OLEDindustry,已授权转载。


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