5G時(shí)代到來，3D手機(jī)玻璃將大放異彩

5G時(shí)代到來，3D手機(jī)玻璃將大放異彩

　　隨著5G網(wǎng)絡(luò)到來，傳統(tǒng)的金屬外殼智能手機(jī)已經(jīng)無法滿足5G信號(hào)傳輸?shù)囊?。與此同時(shí)，3D玻璃開始進(jìn)入人們的視野，被廣泛應(yīng)用到手機(jī)屏幕和手機(jī)背板中。

　　一、3D玻璃是什么？

      3D玻璃是玻璃的一種，具有輕薄、透明潔凈、抗指紋、防眩光、堅(jiān)硬、耐刮傷、耐候性佳等優(yōu)點(diǎn)。在制備工藝上可型塑做出3D形狀外觀，并能解決天線布置空間不足及增強(qiáng)收訊功能，多用于手機(jī)玻璃。其原材料主要有玻璃基材、油墨、鍍膜材料、貼合材料、拋光磨材等。

    　受益于消費(fèi)電子外觀創(chuàng)新以及OLED屏幕柔性顯示、無線充電技術(shù)、5G通信技術(shù)等發(fā)展，3D曲面玻璃市場滲透率在不斷地提升。未來的市場空間有望在2020年突破400億。

       既然3D玻璃具有如此多的優(yōu)點(diǎn)，為何目前沒有得到大范圍的普及與推廣呢？

手機(jī)玻璃區(qū)別

    　當(dāng)然，這還要?dú)w結(jié)到其制備工藝中存在的技術(shù)難點(diǎn)——3D玻璃熱彎技術(shù)。熱彎工藝是3D玻璃的制備工藝中最重要的一步。

　　二、熱彎工藝知多少

    　熱彎工藝是3D玻璃主流成型工藝，其中熱彎模具的選用及熱彎工藝溫度參數(shù)對整個(gè)工藝流程產(chǎn)生重要的影響。

       1、熱彎模具的選用

       熱彎模具材料性能要求該材料應(yīng)具有晶粒細(xì)、組織致密均勻、熱穩(wěn)定性高、易于加工、熱膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)。由于石墨具有的優(yōu)良特性更符合3D蓋板玻璃熱彎模具的要求，業(yè)內(nèi)大部分采用石墨作為模具原材料。

       2、熱彎工藝溫度參數(shù)

    　采用熱彎成型工藝首先應(yīng)測試玻璃產(chǎn)品的各項(xiàng)參數(shù)，包括玻璃的應(yīng)變點(diǎn)、退火點(diǎn)、變形點(diǎn)、軟化點(diǎn)和熱膨脹系數(shù)。尤其重要的是玻璃的變形點(diǎn)溫度（Td），以確定3D熱彎加工成型溫度范圍。變形點(diǎn)反映的是溫度與拉伸速率的關(guān)系。在3D熱彎工藝中，此變形點(diǎn)溫度可做為熱彎加工的下限溫度。而外力作用下可成型的上限溫度，通常是在玻璃的軟化點(diǎn)之下。

　　三、熱彎工藝中技術(shù)痛點(diǎn)及解決對策

      3D熱彎機(jī)加工玻璃屏幕可以分為四個(gè)階段：加熱、模壓、退火、冷卻。

    （1）加熱階段：將玻璃毛坯放在耐熱硬質(zhì)合金模具中，加熱爐內(nèi)充滿氮?dú)?，上下加熱板將玻璃毛坯和模具一起加熱至模壓溫度?/span>

    （2）模壓階段：在保證加熱爐溫度恒定條件下，下模具和玻璃毛坯固定，上模具在第一動(dòng)力裝置作用下向下運(yùn)動(dòng)，直至合模。粘滯態(tài)的玻璃在上模的作用下，壓縮并充滿整個(gè)模具型腔并復(fù)制模具型腔形貌。

    （3）退火階段：以緩慢降溫速率將模具和半成品玻璃屏幕溫度降至退火點(diǎn)以下，該階段可以減小玻璃內(nèi)部一部分的殘余應(yīng)力。

    （4）冷卻階段：快速充入冷卻氮?dú)?，將成型玻璃和模具溫度冷至室溫?/span>

　　石墨玻璃模具

    　在上述熱彎工藝流程中經(jīng)常出現(xiàn)各種問題，具體解決方法如下：

    　首先，玻璃在模具內(nèi)破裂：

    　針對玻璃在模具內(nèi)破裂問題，從以下幾個(gè)方面原因進(jìn)行分析：

       1、外觀檢查

      對放入石墨模具前的玻璃進(jìn)行檢查，是否有邊部欠磨、砂邊、崩邊，表面有無劃傷、異物等缺陷。

      2、溫度

      ①根據(jù)玻璃應(yīng)變點(diǎn)、退火點(diǎn)、變形點(diǎn)設(shè)置對應(yīng)的升溫曲線。如溫度設(shè)置過低容易造成玻璃未達(dá)到變形點(diǎn)而受壓破碎。

      ②模具上下模溫度不一致，造成玻璃上下表面升溫速率不一致，會(huì)引起玻璃發(fā)生彎曲，嚴(yán)重時(shí)受力狀態(tài)下發(fā)生破碎。

     3、壓力

      ①壓力設(shè)置。在設(shè)置熱彎壓力時(shí)，要綜合考慮熱彎玻璃的厚度、熱彎形狀、工作區(qū)域，條件不同，設(shè)置參數(shù)也不同。如出現(xiàn)壓力過大或者壓力分配不當(dāng)，會(huì)造成玻璃破碎；

       ②壓力曲線設(shè)置。在玻璃受熱逐漸軟化過程中，如施加壓力增幅過快，也容易造成破碎，在熱彎區(qū)域尤其應(yīng)注意壓力曲線的設(shè)置，逐步增加壓力的方式優(yōu)于間斷施加壓力。

    　其次，玻璃表面出現(xiàn)麻點(diǎn)：

      ①石墨模具的質(zhì)量、材質(zhì)。石墨模具材質(zhì)顆粒度過大或者加工質(zhì)量差易造成玻璃產(chǎn)品出現(xiàn)麻點(diǎn)。

      ②溫度偏高。熱彎溫度偏高，引起玻璃表面軟化過度而失去強(qiáng)度，容易產(chǎn)生一部分拋光工序不能消除的微小麻點(diǎn)。

    　再次，玻璃表面形變：

      ①模具設(shè)計(jì)。提高模具的合理化設(shè)計(jì)可以有效降低玻璃形變?nèi)毕荨?/span>

      ②壓力、溫度設(shè)置。預(yù)熱區(qū)溫度偏高或者上下表面溫差過大，會(huì)造成玻璃翹曲，受力熱彎后成品會(huì)出現(xiàn)明顯的光學(xué)畸變。

    　最后，玻璃翹曲：

    　退火、冷卻溫度控制。退火區(qū)不僅僅只為消除玻璃的殘余應(yīng)力，與玻璃翹也密切相關(guān)。在退火、冷卻區(qū)應(yīng)注意上下模的溫度差，確定適合玻璃參數(shù)的退火、冷卻溫度曲線，防止玻璃翹曲。

    　除此之外，治具溫度的精準(zhǔn)控制、機(jī)臺(tái)內(nèi)治具的精準(zhǔn)定位及動(dòng)作銜接、氣缸壓行力度的準(zhǔn)確把控、機(jī)臺(tái)內(nèi)冷卻循環(huán)合理的氣密性及布局等也成為熱彎技術(shù)的難點(diǎn)。