TWI606017B

TWI606017B - Heating device for molding three-dimensional glass continuous molding device

Info

Publication number: TWI606017B
Application number: TW105126772A
Authority: TW
Inventors: Wen Lung Chin
Original assignee: Wen Lung Chin
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2017-11-21
Also published as: TW201806883A

Description

模造立體玻璃連續成型裝置之加熱裝置

本發明屬加熱裝置技術領域，特別係針對立體模造玻璃連續成型裝置之加熱裝置結構嶄新設計，具有加熱溫度均勻一致，產品良率高的功效，適用於較高溫立體模造玻璃之連續成型。

按，玻璃因為具有較高透光的特性，因此顯示裝置(如手機、手錶等電子產品)多選其作為視窗部份的外殼。君可見手持電子產品表面通常設有玻璃殼體，以保護產品內部的顯示模組。目前玻璃殼體大部分都是平板的外形，所以在電子產品的上表面會形成有接縫。再者，由於電子產品的周邊必須保留一定寬度的機構部分，用以固持平板狀的玻璃，因此電子產品的頂面也就無法完全被利用。因此，立體或曲面玻璃已漸漸的被運用於電子產品的玻璃殼體上。

平板式玻璃殼體較易製造，而具有立體形狀的玻璃殼體製造則較為不易。目前，具有立體形狀的玻璃殼體的製造通常有兩種方法：第一種為：製造多片平板式玻璃單元，然後藉由黏貼邊緣的方式形成具有立體形狀的玻璃殼體。第二種為：製造一定厚度的長方體玻璃，而後於該長方體玻璃上多次的研磨以形成具有多側面的立體造型。然而，上述二方法均耗時耗力，生產速度非常慢。一般而言，由於玻璃素材係為一平板狀，如果要生產一具有造型之玻璃，較佳的作法係將平板狀的玻璃素材設置於一上模件與一下模件之間，接著加熱上模件、下模件以及玻璃素材，以使玻璃素材軟化。當上述之玻璃素材軟化時，上模件與下模件便可進行合模動作，以使上模件沿一合模方向與下模件共同塑造玻璃素材的外形，藉以生產相對應之模造玻璃。我國專利公告M452174號「用來製造模造玻璃之成型設備」(公告日2013年05月01日專利公告資料參照)，其包含有一母型模具件、一第一公型模具件、一第二公型模具件、一支撐頂桿以及一壓桿。該第一公型模具件以可開合之方式設置於該母型模具件上，該第二公型模具件設置於該母型模具件與該第一公型模具件之間。該支撐頂桿穿設於該母型模具件，該支撐頂桿用來推頂於該第二公型模具件，藉以支撐該第二公型模具件與該第一公型模具件共同夾持一模造玻璃。該壓桿設置於該第一公型模具件之一側，該壓桿用來下壓於該第一公型模具件，以使該第一公型模具件與該第二公型模具件相對該母型模具件移動至一合模位置，藉以成型該模造玻璃。

利用熱壓成型技術製作3D立體模造玻璃之成型機，有利用加熱裝置直接對模具加熱者，其係包括有裝置於加壓裝置下端之上加熱裝置與設於下方之下加熱裝置構成，習用之加熱裝置請參閱第1圖所示，其主要係由支撐座(A)、加熱塊(B)及加熱板(C)以螺絲固定成一體，其中，該加熱塊(B)並設有適當數量的穿孔(D)，以設置棒型加熱管(E)於其中，藉以加熱加熱塊(B)，並將熱傳導給加熱板(C)，再藉加熱板(C)加熱模具，而將置於模具成型面上待成型之平板玻璃予以加熱軟化而於模具內成型。然此種習用的加熱裝置，由於組合式的加熱塊(B)與加熱板(C)結構，具有熱傳導損失的缺失，且棒型加熱管(E)亦無法提供足夠的加熱溫度給模具，在現今玻璃軟化溫度越來越高(尤其是含鋁玻璃軟化溫度高)，已無法滿足業界之所需，為其缺失。

申請人先前提出獲准之M524845號「模造立體玻璃連續成型裝置之加熱裝置」【105年7月1日公告】，其係特別針對立體模造玻璃連續成型裝置之加熱裝置結構嶄新設計，該加熱裝置係由熱傳導佳材質一體成型之加熱塊構成，該加熱塊並具有適當數量的槽孔以設置加熱元件，由於加熱塊係一體成型構成，沒有傳導的熱損失，熱傳導佳，適用於較高溫立體模造玻璃之連續成型。惟，由於該前案加熱元件係設置於加熱塊的槽孔內，使用一段時間後，若加熱元件有損壞，一般僅更換損壞的加熱元件，如此當造成新更換的加熱元件與與使用一段時間的加熱元件一併使用的情形，由於新舊加熱元件加熱的溫度會有差異，如此當造成加熱塊受熱溫度不均勻，使模造立體玻璃產品良率一直降低，為其缺失。再者，由於加熱元件為了易於設置於加熱塊的槽孔內，加熱元件的外緣與槽孔的結合內緣必定存在有間隙，此間隙當具有熱傳導損失的缺失。本發明針對此缺失，提出更佳之設計，使模造立體玻璃連續成型裝置之加熱裝置專利更臻完善。

本發明發明人鑒於習用技術之缺失，積其多年實際從事精密陶瓷科技工業產品之設計製造專業知識，經不斷研究、改良後，終有本發明之研發成功，公諸於世。

緣是，本發明之主要目的在提供一種「模造立體玻璃連續成型裝置之加熱裝置」，其係特別針對立體模造玻璃連續成型裝置之加熱裝置結構嶄新設計，本發明加熱裝置係由熱傳導佳材質一體成型之加熱塊及底座所構成，該加熱塊具有適當數量的槽孔以緊密結合加熱元件，加熱塊係以可拆式元件固定於底座上，底座則以可拆式元件固定於模造立體玻璃連續成型裝置預定位置上，由於加熱元件係與加熱塊緊密結合，更換時係更換加熱塊及結合於加熱塊上所有的加熱元件，故不會有單獨更換加熱元件，造成加熱溫度不均的缺失，具有加熱溫度均勻一致，產品良率高的功效，且由於加熱塊係一體成型構成，沒有傳導的熱損失，熱傳導佳，適用於較高溫立體模造玻璃之連續成型。

本發明前述加熱塊，其加熱面上具有槽軌以作為模具移動之軌道，槽軌之二端具有較大之開口端，以利模具順暢之推入定點。

本發明前述加熱塊，其設置之加熱元件主要包括有一電熱元件及包覆於電熱元件外緣的保護管，前述加熱元件並外露於保護管之二開口端，並形成接線端，該保護管之開口端二側並以固定件固定封閉，且該保護管二側開口端設有氣封密閉層，使保護管形成氣封狀態，以提供足夠高溫加熱加熱塊。

(1)‧‧‧爐體

(10)‧‧‧昇溫高溫成型區

(11)‧‧‧緩降區

(12)‧‧‧冷卻區

(2)‧‧‧內輸送道

(3)‧‧‧外輸送道

(4)‧‧‧交換系統

(40)‧‧‧氣密門

(41)‧‧‧氣密門

(42)‧‧‧交換室

(5)‧‧‧加壓系統

(6)‧‧‧上加熱裝置

(60)‧‧‧下加熱裝置

(61)‧‧‧加熱塊

(62)‧‧‧底座

(63)‧‧‧槽孔

(64)‧‧‧加熱面

(65)‧‧‧槽軌

(66)‧‧‧開口端

(7)‧‧‧模具

(8)‧‧‧加熱元件

(80)‧‧‧電熱元件

(81)‧‧‧保護管

(82)‧‧‧固定件

(83)‧‧‧接線端

(84)‧‧‧氣封密閉層

(85)‧‧‧斷熱層

第1圖係習用加熱裝置平面圖；第2圖係本發明模造立體玻璃連續成型裝置正面剖示圖；第3圖係本發明模造立體玻璃連續成型裝置上端剖示圖；第4圖係本發明實施例加熱裝置平面圖；第5圖係本發明實施例加熱元件剖示圖。

為達成本發明前述目的之技術手段，茲列舉一實施例，並配合圖式說明如後，貴審查委員可由之對本發明之結構、特徵及所達成之功效，獲致更佳之瞭解。

本發明係特別針對立體模造玻璃連續成型裝置之加熱裝置結構嶄新設計，首先，請參閱第2、3圖所示，本發明加熱裝置係設置於立體模造玻璃連續成型裝置，該裝置主要係由爐體(1)、內輸送道(2)、外輸送道(3)、交換系統(4)及加壓系統(5)所構成，該內輸送道(2)設於爐體(1)內部，並連結設於爐體(1)二側之交換系統(4)，外輸送道(3)設於爐體(1)外部，並連結爐體(1)二側之交換系統(4)，該爐體(1)為密閉式，並導入保護氣體【提供保護氣體之裝置為習用技術，不多贅言】，且依製程區分有昇溫高溫成型區(10)、緩降區(11)及冷卻區(12)，昇溫高溫成型區(10)及緩降區(11)內具有耐熱材【耐熱材為習知技術，圖未示，不多贅言】，冷卻區(12)具有冷卻裝置【冷卻裝置為習用技術，不多贅言】，昇溫高溫成型區(10)、緩降區(11)及冷卻區(12)上方設有加壓系統(5)，昇溫高溫成型區(10)及緩降區(11)之各加壓系統(5)下方結合有上加熱裝置(6)，各上加熱裝置(6)相對之爐體下方設有下加熱裝置(60)，上加熱裝置(6)與下加熱裝置(60)設有加熱元件(8)【溫度控制等裝置為習用技術，不多贅言】，並視製程程序加熱上加熱裝置(6)及下加熱裝置(60)至所需溫度，請參閱第4圖所示，本發明加熱裝置(6)(60)【即包括設於加壓系統(5)下方之上加熱裝置(6)及相對設於其下方之下加熱裝置(60)】，係由熱傳導佳材質一體成型之加熱塊(61)及底座(62)所構成，該加熱塊(61)具有適當數量的槽孔(63)以緊密結合加熱元件(8)，加熱塊(61)係以可拆式元件固定於底座(62)上，底座(62)則以可拆式元件固定於模造立體玻璃連續成型裝置預定位置上【即昇溫高溫成型區(10)及緩降區(11)之各加壓系統(5)下方結合有上加熱裝置(6)，各上加熱裝置(6)相對之爐體下方設有下加熱裝置(60)】。前述加熱塊(61)之加熱面(64)上具有槽軌(65)以作為模具(7)移動之軌道，待成型平板玻璃置於模具(7)成型面中，當模具(7)被推入內輸送道內之下加熱裝置(60)上【模具(7)被推入內輸送道內之下加熱裝置(60)預定位置係利用一撥桿機構(圖未示)，為習知技術】，經昇溫高溫區(10)時加壓系統(5)下壓使上加熱裝置(6)及下加熱裝置(60)加熱模具至設定溫度，後加壓系統(5)上升，模具(7)被推入下個下加熱裝置(60)上，加壓系統(5)再下壓使上加熱裝置(6)及下加熱裝置(60)加熱模具至設定溫度，使模具(7)內之待成型玻璃分階段，由預熱【避免溫度變化太快損壞】而至高溫，使玻璃軟化並同時藉加壓系統(5)之加壓而成型，再經緩降區(11)之降溫【避免溫度變化太快損壞】及冷卻區(12)之冷卻後送出爐體外部，再脫模而成，具有連續、高效率及高品質成型模造立體玻璃之功效。

請參閱第2圖所示，本發明設於爐體(1)二側之交換系統(4)各具有二道氣密門(40)(41)，並形成一交換室(42)，當模具(7)被送進爐體(1)前，爐體(1)頭端之二道氣密門(40)(41)為封閉，待交換室(42)內抽真空並導入保護氣體至與爐體(1)內相同環境後，爐內側氣密門(41)方打開將模具(7)推入爐體(1)內，當模具(7)要送出爐體(1)前，爐體尾端之二道氣密門(40)(41)為封閉，且交換室(42)內已經抽真空並導入保護氣體至與爐體(1)內相同環境，爐內側氣密門(41)方打開將模具(7)推入交換室(42)內，如此具有避免爐體(1)內混入爐外空氣來提高元件成型品質之功效者。

如前所述，請參閱第4圖，本發明加熱裝置(6)(60)【即包括設於加壓系統(5)下方之上加熱裝置(6)及相對設於其下方之下加熱裝置(60)】，係由熱傳導佳材質一體成型之加熱塊(61)及底座(62)所構成，該加熱塊(61)具有適當數量的槽孔(63)以緊密結合加熱元件(8)，加熱塊(61)係以可拆式元件固定於底座(62)上【可拆式元件例如螺栓、固定銷等】，底座(62)則以可拆式元件固定於模造立體玻璃連續成型裝置預定位置上【即昇溫高溫成型區(10)及緩降區(11)之各加壓系統(5)下方結合有上加熱裝置(6)，各上加熱裝置(6)相對之爐體下方設有下加熱裝置(60)】，由於加熱元件(8)係與加熱塊(61)的槽孔(63)緊密結合【加熱元件(8)與加熱塊(61)的槽孔(63)緊密結合方式，例如：加熱加熱塊(61)使槽孔(63)熱脹變大，再將加熱元件(8)置入，待加熱塊(61)冷卻，即可緊密結合加熱元件(8)於槽孔(63)內】，且由於加熱元件(8)係與加熱塊(61)的槽孔(63)緊密結合，加熱元件(8)與槽孔(63)間無間隙，故沒有熱傳導的損失。更換時係更換加熱塊(61)及結合於加熱塊(61)上所有的加熱元件(8)，而不是僅更換單一加熱元件(8)，故不會有單獨更換單一加熱元件(8)，造成模具(7)受熱溫度不均的缺失，如此具有加熱溫度均勻一致，產品良率高的功效，而底座(62)係以可拆式元件固定於模造立體玻璃連續成型裝置預定位置上，在更換加熱塊(61)時，是不用拆下底座(62)的，而係將加熱塊(61)直接螺固於底座(62)上，十分的快速方便。且由於加熱塊(61)係一體成型構成，沒有傳導的熱損失，故熱傳導佳，適用於較高溫立體模造玻璃之連續成型。

本發明前述加熱塊(61)，其加熱面(64)上具有槽軌(65)以作為模具(7)移動之軌道，槽軌(65)之二端具有較大之開口端(66)，以利模具(7)順暢之推入定點。

請參閱第5圖所示，本發明前述加熱塊(61)，其設置之加熱元件(8)主要包括有一電熱元件(80)【如電熱絲】及包覆於電熱元件(80)外緣的保護管(81)【保護管(81)一般大都採用石英管】，前述電熱元件(80)並外露於保護管(81)之二開口端，並形成接線端(83)，該保護管(81)之開口端二側並以固定件(82)固定封閉【如華絲及螺帽】，該保護管(81)二側開口端設有氣封密閉層(84)，使保護管(81)形成氣封狀態，由於保護管(81)二側具有氣封密閉層(84)構成之氣封結構，故氣氛環境的氣體無法經由保護管二側滲透進入保護管(81)內，如此將不會造成保護管(81)內電熱元件(80)之受到侵蝕損壞，或者是受任何不良反應影響，以提供足夠高溫加熱加熱塊(61)。

本發明前述氣封密閉層(84)可由陶瓷密封膠構成。

本發明前述氣封密閉層(84)之內端另設有斷熱層(85)者。

綜上所述，本發明所揭露之一種「模造立體玻璃連續成型裝置之加熱裝置」為昔所無，亦未曾見於國內外公開之刊物上，理已具新穎性之專利要件，又本發明確可摒除習用技術缺失，並達成設計目的，亦已充份符合專利要件，爰依法提出申請，謹請貴審查委員惠予審查，並賜予本案專利，實感德便。

惟以上所述者，僅為本發明之一較佳可行實施例而已，並非用以拘限本發明之範圍，舉凡熟悉此項技藝人士，運用本發明說明書及申請專利範圍所作之等效結構變化，理應包括於本發明之專利範圍內。