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利兴隆机电分享从一片白玻璃到手机3D盖板的艺术之旅(史上最全工艺)

作者:管理员日期:2017年10月10日 11:13

导读:一块玻璃基板是如何加工成手机盖板的?

网上有很多讨论,不过并不全面,其实手机3D玻璃盖板生产加工工艺的流程主要包括:工程→开料开孔→精雕→研磨→超声波清洗→热弯→抛光→检测→钢化→超声波清洗→UV转印→镀膜(PVD)→印刷(丝印、喷涂)→超声波清洗→贴合→贴膜→包装等,看到这么多复杂的工艺,怪不得良率低了。今天,我们来系统的了解一下每道加工工序及知名的企业?

  利兴隆机电在这里做个调查,您认为在3D玻璃制程工艺中,哪个工序的难度最大?

  一、工程

  确认客户图纸是否可以生产,制作本厂图纸及菲林,并确认流程。(图纸菲林需有制作日期,编号。有修改及时更新,收回旧图纸及菲林),下达指令单,样品全线跟踪。

  二、 CNC开料

  材料要求:玻璃材料必须是3D曲面玻璃材质。

  板材玻璃在进入深加工作业时,第一道工序就是按照客户的图纸尺寸要求,进行加工余量放量后(一般单边留0.1mm余量),把数据输入到玻璃基板CNC切割机里进行粗坯制作,俗称开料。

  注意事项:玻璃切割机需能够高效的进行直线、圆孔、曲线切割,这样可大量节省后续盖板玻璃CNC成型、抛光等工序的加工时间,对盖板玻璃行业提高生产效率,降低生产成本有着十分积极的意义。

  第一道工序和普通盖板一样。

  三、 CNC精雕玻璃(磨边)

  CNC精雕玻璃是采用精雕机砂轮槽对毛坯玻璃进行磨边,去除余量;并通过钻头将玻璃原料进行倒边和钻孔,用细砂轮对外形及摄像头孔精加工,以满足最终成品要求。加工精度达0.01mm

 

 

   图:玻璃CNC加工用砂轮(左)和钻头(右)

  目前做玻璃精雕的知名企业有北京精雕、久久精工、大宇精雕、创世纪、沈阳机床、克迈特、兴富祥、大兴智能等。


  

                                                   图 玻璃精雕三头机

  四、研磨抛光

  加入抛光粉,通过研具在一定压力下与加工面作复杂的相对运动,将玻璃原料磨至要求厚度,并抛光成表面镜面效果。


  

                                  技鼎 3D玻璃研磨机(目前有消息称三星在用)

  五、清洗

  清洗在3D盖板玻璃加工工艺中必不可少的工序,一般在磨边后,丝印前,丝印后,镀膜前后工序均需清洗

  主要清洗掉表面残留废渣切削油,指纹印等等,一般采用超声波清洗。

  

                           图利兴隆机电超声波清洗机

  专业生产清洗机的知名企业有利兴隆机电、和科达、科伟达等,清洗剂企业有科灵、山之风环保科技等。

  六、热弯工艺

  热弯工艺是3D玻璃制程中最核心的工艺之一,也是难点之一。

  精雕好外形和孔的玻璃放置在石墨模具中,再将模具放进热弯机中,经过预热、压型、冷却,玻璃在模具中成型成曲面玻璃。曲面玻璃的尺寸取决于石墨模具设计。成型后的外观取决于成型工艺以及石墨模具设计。热弯机的性能对成型有至关重要的影响,最主要的是玻璃在成型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℃.产品在炉内时间根据热弯机器的工位而定,一般需要20~40min.因为玻璃不是结晶态物质,没有固定熔点,它是玻璃态无机化合物,在温度升高的过程中慢慢的变软,通常软化点600℃左右。软化点是我们日常见到的玻璃成品刚开始变软的温度。


  

  图:DTK-DGP-3D12S3D玻璃热成型机(据说200多万)

  玻璃热弯模具一般使用的是石墨材料。

  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。


  

加工的石墨模具产品(拍摄于中匠智造展台)

  3D玻璃热弯机的主要供应商分布来看,主要有韩国、台湾、国内华南与华东区域。韩国有近10家企业,比如DTK、JNT、KOSES等,台湾企业有盟立、大量科技等5家左右,国内华南区域有40家左右,主要集中在东莞与深圳,其中,东莞有10家左右,深圳有20多家,华东区域有龙雨电子、韵申新能源等5家左右,还有个别在东北的企业,比如哈尔滨奥瑞德光电等。

  七、双面扫光

  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。

  注:扫光机的参数设置很关键,参数不对将可能导致扫光机上的主减速箱损坏,同时抛光粉质量太差的话扫出来的玻璃片良率就低,不只是出现沙点还可能出现波浪纹。

  八、质量检测

  需经过层层质量检测流程。3D玻璃检测需要根据工艺要求。一般需检测两次,钢化前一次外观和尺寸,钢化后有应力释放延展曲变,应该再次进行外观和翘曲变形监测。


  

  目前真正有做3D玻璃检测的企业较少,主要有海克斯康、马路科技、三姆森、大族激光、天准、天行、中科飞测等。


  

3D轮廓测量设备:拍摄于三姆森展台

  九、化学强化

  采用高纯度的硝酸钾溶液及搭配的催化剂混合,一般4-6小时450℃高温钢化处理。

  其原理是: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。

 

  十、UV转印(加纹理)

  UV转印通俗点说是加纹理,这里指的是GDF工艺,将纹理或数码图文转印到玻璃防爆膜上(一般为PET材质),转印过程中无像素损失。


UV转印后的效果

  注:GDM工艺指的是直接UV转印到玻璃盖板上,视频及详情见文章:

  十一、镀膜(PVD)

  镀膜目的是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

  十二、丝印、喷涂或曝光显影

  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。

  与丝印对等的工艺是曝光显影,目前是比较新的工艺,详情请关注利兴隆机电后续文章!


  

  做丝印机企业有凯格、优印,油墨生产企业有美丽华、日本精工、尤特新材料、帝国油墨、松井新材等。

  十三、贴合

  这一工艺是将已经装饰好的防爆膜与玻璃盖板贴合。


玻璃与防爆膜贴合设备


左是贴合后,右是贴合前

  十四、贴保护膜


  十五、包装

  将效果处理完成且达到客户要求的产品进行清洗、检验、包装,包装时用低粘保护膜包装,覆膜时不能有气泡现象。

  注:文中小编列出的供应商只是很小一部分,希望大家留言补充,并备注姓名+公司+主营,谢谢!