用于热控制翘曲的系统和方法技术方案

本文公开的实施方式包括用于控制材料翘曲的系统和方法，所述方法包括将成形模具置于加热装置中，使玻璃材料成形为成形模具的形状，以及将玻璃材料和成形模具冷却到玻璃材料的预定粘度。一些实施方式包括在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具之前的预定时间，将玻璃保持在加热装置中的模具处，其中加热装置的温度基本上等于刚好离开进入到环境温度之前的模具和玻璃温度。一些实施方式包括从加热装置中移除玻璃材料和成形模具以在环境温度下进一步冷却玻璃材料和成形模具，其中，在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具后，玻璃材料将表现出受控的或所需的材料翘曲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于热控制翘曲的系统和方法相关申请的交叉引用本申请依据35U.S.C.§119要求于2015年6月16日提交的系列号为62/180173的美国临时申请的优先权的权益，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全文纳入本文。背景
本公开一般涉及用于热控制翘曲的系统和方法，更具体而言，涉及形成三维玻璃材料的实施方式以使得翘曲得到控制。
技术介绍
客户对用于手持式显示装置的三维(非平面)玻璃盖板越来越感兴趣。具体来说，目前，这些装置中的许多装置包括三维玻璃材料，该三维玻璃材料包含90度(或其他角)弯部以覆盖显示装置的不止一个表面。因此，这些弯部一般具有极小的弯曲半径。在需要这些三维玻璃盖板的情况下，由于玻璃盖板的平坦度和形状所允许的容差较小，因此将玻璃材料成形成所需形状可能是困难的。在现有的许多成形方案中，在受控的环境中将玻璃材料加热到低粘度以使得玻璃材料在较短的时间内可顺应成形模具。随着玻璃冷却到室温，通常存在于玻璃中的热梯度产生了不期望的翘曲。另外，由于在加工玻璃材料期间的热循环，成形模具可能翘曲，这可进一步增加玻璃材料的不期望的翘曲。此外，对玻璃材料进行的后续处理，例如玻璃材料的离子交换强化，还可能造成玻璃材料的不期望的变形。因此，在技术上存在需要。
技术实现思路
本文公开的实施方式提供了用于控制材料翘曲的方法，所述方法包括将成形模具置于加热装置中，使玻璃材料成形为成形模具的形状，以及将玻璃材料和成形模具冷却到玻璃材料的预定粘度。一些实施方式包括在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具之前的预定时间，将玻璃保持在加热装置中的模具处，其中加热装置温度基本上等于刚好离开加热装置进入到环境温度之前的模具和玻璃温度。一些实施方式包括从加热装置中移除玻璃材料和成形模具以在环境温度下进一步冷却玻璃材料和成形模具，其中，在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具后，玻璃材料将表现出所需的材料翘曲。本文公开的另一种方法的实施方式可以包括将玻璃材料形成成形模具的形状，其中，将成形模具和玻璃材料置于加热装置中，其中，成形模具包括中心区段和边缘，并且其中，加热玻璃材料和成形模具以在边缘和中心区段之间形成预定的温差。一些实施方式可以包括将玻璃材料和成形模具冷却到玻璃材料的预定粘度，其中，保持边缘与中心区段之间的预定的温差。一些实施方式包括在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具之前的预定时间，使玻璃材料和成形模具进一步冷却，以使得成形模具的温度基本上等于加热装置的温度。类似地，一些实施方式包括从加热装置中移除玻璃材料和成形模具以在环境温度下进一步冷却玻璃材料和成形模具，其中，在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具后，玻璃材料将表现出所需的材料翘曲。本文公开的系统的实施方式包括加热装置，所述加热装置包括加热元件和冷却元件，以及用于接受玻璃材料以将其模塑成预定的三维构造的成形模具。成形模具可以包括中心区段和边缘。可以对系统进行构造以通过加热元件加热玻璃材料和成形模具来使玻璃材料形成预定的构造，以使得边缘与中心区段之间具有预定的温差。所述系统可以通过冷却元件将玻璃材料和成形模具进一步冷却到玻璃材料的预定粘度，并且其中保持边缘与中心区段之间的预定的温差。一些实施方式还可以在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具之前，通过冷却元件使玻璃材料和成形模具进一步冷却预定量的时间，以使得成形模具的温度基本上等于在预定量的时间期间加热装置的温度；以及从加热装置中移除玻璃材料和成形模具以在环境温度下进一步冷却玻璃材料和成形模具，其中，在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具之后，玻璃材料将表现出所需的材料翘曲。在以下的具体实施方式中给出了附加特征和优点，通过所作的描述，其中的部分特征和优点对于本领域的技术人员而言是显而易见的，或者通过实施包括以下具体实施方式、权利要求书以及附图在内的本文所描述的实施方式而被认识。附图简要说明应理解，前述的一般性描述和下文的详细描述都描述了各个实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各个实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各个实施方式，且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。图1A和1B描述了根据本文公开的一些实施方式的分别具有碟形构造和橇形(sled)构造的玻璃材料的实施方式；图2A-2C描述了根据本文公开的一些实施方式的在成形工艺期间玻璃材料可能经历的翘曲的实施方式；图3描述了根据本文描述的一些实施方式的具有成形模具和玻璃材料的加热装置；图4描述了根据本文描述的一些实施方式的用于热控制玻璃材料翘曲的方法；以及图5描述了根据本文描述的一些实施方式的用于热控制玻璃材料翘曲的另一种方法。具体实施方式本文公开的实施方式涉及用于热控制三维玻璃材料的翘曲的系统和方法。具体而言，构造本文描述的实施方式以使得当成形模具和玻璃材料离开加热装置时，由于玻璃的非模具侧暴露于室温空气而在玻璃材料中形成大的温度梯度。该温度梯度可以提供驱动力用于使玻璃材料与成形模具分离并且获得与在室温下所需的形状不相同的形状。另外，在一些实施方式中，冷却阶段期间的加热装置的温度低于成形模具的温度以允许冷却更加快速以及随后的循环更短。这样的实施方式——其中在冷却期间加热装置比成形模具更冷——可提供促进不期望的翘曲的温度梯度。因此，当玻璃材料即将离开加热装置进入环境温度环境时，可以通过关注温度梯度来管理翘曲，同时允许不利的温度梯度出现在冷却的较早期中(以使得冷却更快和循环更短)。为了满足终产品的形状容差，可以构造本文描述的实施方式以在玻璃材料进行离子交换工艺时赋予玻璃材料正翘曲，或者在玻璃材料不进行离子交换工艺时减少不期望的翘曲。根据实施方式，不期望的翘曲可以包括任何量的负翘曲或大于预定量的负翘曲。负翘曲可以是指已经在凹形成形模具上成形的玻璃材料的翘曲(例如，其中玻璃材料在成形模具的内侧或凹侧上形成)并且翘曲也在凹形方向上。类似地，一些实施方式可以使用凸形成形模具(例如，其中玻璃材料在成形模具的外侧或凸侧上形成)。在使用凸形模具的一些实施方式中，不期望的翘曲可在正方向上或在凸形方向上。虽然本文描述的实施方式使用凹形模具，因此不期望的翘曲可以为负翘曲并且期望的翘曲可以为非负翘曲或正翘曲，但是这些仅是实例。现在参考附图，根据本文公开的实施方式，图1A和1B描述了具有碟形构造100a和橇形构造100b的玻璃材料100的实施方式。如图1A所例示的，碟形构造100a包括平坦或近于平坦的中心区域，同时全部四个外缘均弯曲以提供三维属性。在图1B中，三维属性通过橇形构造100b实现，所述橇形构造100b包含平坦或近于平坦的中心部分和仅有的两个弯曲的相对外缘。如在下文更加详细论述的，通过对玻璃材料的平面片材(预制件)进行热机械加工，可以将这些三维玻璃材料形成图形描述的实施方式(和/或其他实施方式)。可以将玻璃预制件放置在适当成形的模具304(图3)上，并且可以在加热装置302(例如炉)中加热玻璃-模具组件(图3)。可以将玻璃材料100和成形模具304加热到一定的温度，在所述一定的温度下，玻璃材料100的粘度足够低以根据成形模具304对玻璃材料100进行成形。然后通过施加机械力迫使玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制材料翘曲的方法，所述方法包括：将玻璃材料和成形模具置于加热装置中以加热玻璃材料和成形模具；将玻璃材料成形为成形模具的形状；将玻璃材料和成形模具冷却到玻璃材料的预定粘度；在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具之前，将玻璃和成形模具在加热装置中保持预定的时间，其中加热装置的温度基本上等于成形模具和玻璃材料刚好离开加热装置进入环境温度之前的成形模具和玻璃材料的温度；和从加热装置中移除玻璃材料和成形模具以在环境温度下进一步冷却玻璃材料和成形模具，其中，在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具后，玻璃材料将表现出所需的材料翘曲。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.16 US 62/180,1731.一种用于控制材料翘曲的方法，所述方法包括：将玻璃材料和成形模具置于加热装置中以加热玻璃材料和成形模具；将玻璃材料成形为成形模具的形状；将玻璃材料和成形模具冷却到玻璃材料的预定粘度；在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具之前，将玻璃和成形模具在加热装置中保持预定的时间，其中加热装置的温度基本上等于成形模具和玻璃材料刚好离开加热装置进入环境温度之前的成形模具和玻璃材料的温度；和从加热装置中移除玻璃材料和成形模具以在环境温度下进一步冷却玻璃材料和成形模具，其中，在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具后，玻璃材料将表现出所需的材料翘曲。2.如权利要求1所述的方法，其中，成形模具包含中心区段和边缘，其中，加热玻璃材料以在玻璃材料顺应成形模具时，形成比中心区段高约5摄氏度至约50摄氏度的预定温差。3.如权利要求1所述的方法，其中，成形模具包含中心区段和边缘，其中，加热玻璃材料以在玻璃材料离开加热装置到环境温度后，形成比中心区段高约0摄氏度至至少约25摄氏度的预定温差。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，当从加热装置中移除玻璃材料和成形模具时，将玻璃材料和成形模具冷却到一定温度，所述温度比对应约1013.2泊玻璃粘度的温度高约0摄氏度至约50摄氏度。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，玻璃材料包含最小弯曲半径为约2毫米至约10毫米的三维玻璃材料。6.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，玻璃材料包含最小弯曲半径为约10毫米至约1000毫米的三维玻璃。7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，在离开加热装置到环境温度后，玻璃材料的粘度为大于约1011.81泊。8.一种用于控制材料翘曲的方法，所述方法包括：将玻璃材料形成为成形模具的形状，其中，将成形模具和玻璃材料置于加热装置中，其中，成形模具包含中心区段和边缘，其中，加热玻璃材料和成形模具以在边缘和中心区段之间形成预定的温差；将玻璃材料和成形模具冷却到玻璃材料的预定粘度，其中，保持边缘与中心区段之间的预定的温差；在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具之前，使玻璃材料和成形模具进一步冷却预定的时间，以使得成形模具的温度基本上等于加热装置的温度；和从加热装置中移除玻璃材料和成形模具以在环境温度下进一步冷却玻璃材料和成形模具，其中，在从加热装置中移除玻璃材料和成形模具后，玻璃材料将表现出所需的材料翘曲。9.如权利要求8所述的方法，其中，在使玻璃顺应成形模具时，将边缘加热到比中心区段高约5摄氏度至50摄氏度的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·G·D·比森，K·P·麦克内里斯，R·莱，J·R·里奇，L·尤克雷辛克，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US