TWI753780B - 連續式玻璃熱成型方法、組件及設備 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種連續式玻璃熱成型方法，其包含一玻璃進入一成型腔內的底部，該成型腔內由下至上的逐漸升溫形成有一溫度梯度；該玻璃由該成型腔內的底部至該成型腔內的頂部移動並且逐漸軟化；該玻璃於該成型腔內的頂部經由一成型方法成型，該玻璃成型後，該玻璃由該成型腔內的頂部至該成型腔內的底部移動並且逐漸降溫，該玻璃停留於該成型腔內靠近底部的一退火區。
Description
一種玻璃成型設備，特別是一種連續式玻璃熱成型方法、組件及設備。
現行一玻璃的製作成型主要會經由一加熱軟化、塑型、冷卻成型以及二次加熱及退火。其中上述的各項製成多為分站處理，需要不斷搬動該玻璃至下一個製程站，導致人力上的耗損以及時間的浪費。
市面上也有一種組合該加熱軟化以及該成型步驟的一加熱爐，該玻璃沿著該加熱爐內的一軌道平移，並且於平移的過程中給予逐漸上升的一梯度溫度使得該玻璃逐漸軟化，並且於該加熱爐的終端執行該塑型步驟，然而，由於溫度擴散的原理，該梯度溫度不易維持於該加熱爐內，使得該加熱爐需於該梯度溫度的每一個溫度區間之間設置一溫度調控器反覆調控溫度，以維持各溫度區間的溫度，導致能源上極大的浪費。
亦有一種組合該加熱軟化以及該成型步驟的一單腔加熱爐，該玻璃放置於該單腔加熱爐中逐漸升溫軟化，並且於該塑型步驟後再逐漸降溫定型，此製程方式不僅使得該單腔加熱爐因不斷的加溫以及降溫而導致設備的耗損也造成的能源上的浪費，因此，發展一種可以減輕人力、時間及設備的耗損以及能源上浪費的玻璃成型方法以及設備是目前玻璃工業中急需發展的目標。
發展一種可以減輕人力、時間及設備的耗損以及能源上浪費的玻璃成型方法以及設備，本發明提供一種連續式玻璃熱成型方法，其包含一玻璃進入一成型腔內的底部，該成型腔內由下至上的逐漸升溫形成有一溫度梯度；該玻璃由該成型腔內的底部至該成型腔內的頂部移動並且逐漸軟化；該玻璃於該成型腔內的頂部經由一成型方法成型。
其中，該玻璃於該成型腔內的頂部成型後，該玻璃由該成型腔內的頂部至該成型腔內的底部移動並且逐漸降溫，該玻璃停留於該成型腔內靠近底部的一退火區。
其中，該成型方法可選為一吸塑成型方法、一重力成型方法或是一壓模成型方法。
進一步地，該溫度梯度由下至上以攝氏200度至攝氏900度梯度分佈，該退火區的溫度設置於攝氏450度至攝氏650度之間。
一種連續式玻璃熱成型組件，其包含一成型腔，該成型腔內可界定成一加熱空間，該成型腔包含一溫度裝置以及一成型裝置，該溫度裝置設置於該成型腔內，使得該加熱空間內形成由下至上逐漸升溫的一溫度梯度，該成型裝置設置於該成型腔的該頂部。
其中，於該成型腔靠近底部區設有一退火區。
進一步地，該溫度梯度由下至上以攝氏200度至攝氏900度梯度分佈，該退火區的溫度設置於攝氏450度至攝氏650度之間。
一種連續式玻璃熱成型設備，其包含一預熱腔、一成型腔、一冷卻腔以及一輸送設備，該預熱腔、該成型腔以及該冷卻腔以上述之順序橫向的連接設置，該輸送設備承載一玻璃，並使該玻璃可依序的經過該預熱腔中預熱、該成型腔中軟化塑型，並且於該冷卻腔中冷卻定型。
其中，該成型腔內可界定成一加熱空間，該成型腔包含一溫度裝置以及一成型裝置，該溫度裝置設置於該成型腔內，使得該加熱空間內形成由下至上逐漸升溫的一溫度梯度。
其中，該成型裝置設置於該成型腔的該頂部，該成型裝置透過一成型方法使軟化的該玻璃成型，該成型方法可選為一吸塑成型方法、一重力成型方法或是一壓模成型方法。
其中，該軌道裝置包含一軌道以及二舉升裝置，二個該舉升裝置對應該成型腔底部位置，成對的設置於該軌道的相對兩側，該舉升裝置可於該加熱空間內上下移動。
進一步地，於該成型腔靠近底部區設有一退火區，該退火區的溫度設置於攝氏450度至攝氏650度之間。
進一步地，包含複數個該成型腔，複數個該成型腔橫向的連接設置於該預熱腔以及冷卻腔之間；該軌道裝置包含二個該軌道、一台車、一位移裝置以及複數個成對設置的該舉升裝置，其中，二個該軌道沿該連續式玻璃熱成型設備連接方向間隔平行設置，該台車於預熱腔以及該連續式玻璃熱成型設備的外部往返移動，該台車包含放置該玻璃的一叉型承載部，該叉型承載部包含間隔設置的二承載手臂以及二個該承載手臂之間界定的一間隔空間，該台車進入該預熱腔時，二個該承載手臂位置相對高於二個該軌道；該位移裝置對應該預熱腔位置，設置於二個該軌道之間，該位移裝置包含一頂升平台，該位移裝置連動該頂升平台上下活動，該台車進入該預熱腔時，該位移裝置連動該頂升平台上下活動，並且穿越該間隔空間；以及複數個該舉升裝置對應複數個該成型腔底部位置成對的設置於二個該軌道的相對兩外側。
請參考圖1至圖3，其為本發明所提供一種連續式玻璃熱成型方法、組件及設備，其包含一預熱腔10、一成型腔20、一冷卻腔30以及一輸送設備40。該預熱腔10、該成型腔20以及該冷卻腔30以上述之順序橫向的連接設置，該輸送設備40承載一玻璃，並使該玻璃可依序的經過該預熱腔10中預熱、於該成型腔20軟化塑型，最後於該冷卻腔30冷卻定型。
該連續式玻璃熱成型方法為:該玻璃進入一成型腔20的底部，該成型腔20內由下至上的逐漸升溫形成有一溫度梯度；該玻璃由該成型腔20底部至該成型腔20頂部移動時逐漸軟化；該玻璃於該成型腔20頂部經由一成型方法成型。
該預熱腔10內可界定成一預熱空間11，該預熱腔10與該成型腔20之間設有一第一間隔門，該玻璃由該連續式玻璃熱成型設備的外部進入該預熱腔10內時，該預熱空間11提供該玻璃一預熱溫度以及一除氧環境，使得該玻璃得以預熱並且進入後續的加熱軟化及塑型的步驟。
該成型腔20內可界定成一加熱空間21，該加熱空間21與預熱空間11透過該第一間隔門可調控的連通，該成型腔20包含一溫度裝置22以及一成型裝置23，該溫度裝置22設置於該成型腔20內，使得該加熱空間11內形成由下至上逐漸升溫的該溫度梯度，該成型裝置23設置於該成型腔20的頂部。該玻璃於預熱腔10預熱以及除氧後，該第一間隔門開啟，使得該玻璃得以進入該該成型腔20底部，該玻璃於該成型腔20的底部由下至上的移動至該成型腔20的頂部，該玻璃因應該溫度梯度逐漸軟化，最後透過該成型裝置23塑型。
較佳的，該溫度梯度由下至上以攝氏200度至攝氏900度梯度分佈，因應一熱空氣往上升的原理，該溫度梯度由下至上升溫的分佈方式可以使該加熱空間21中較高的溫度不會往下擴散，該成型腔20頂部可以持續的維持於最高溫的狀態，且該溫度梯度的每一個溫度區間之間無須設置一溫度調控器反覆調控溫度，節省能源。
該玻璃於該成型腔20頂部塑型後，由上至下的移動至該成型腔20的該底部，使得該玻璃可經由該溫度梯度由上至下的逐漸降溫。較佳的於該成型腔20靠近底部區設有一退火區，該退火區的溫度設置於攝氏450度至攝氏650度之間，該玻璃塑型後，移動至該退火區停留退火，排除該玻璃於加熱成型後，由於冷卻過程產生該玻璃的內外溫差而殘留的應力，如此，該玻璃塑型完後，可直接於該成型腔20完成退火，無須再搬動至下一個工作站重新加熱再退火，節省人力以及時間的耗損。
該成型裝置23可透過一成型方法使軟化的該玻璃成型，該成型方法可選為一吸塑成型方法、一重力成型方法或是一壓模成型方法，例如，該成型裝置23透過該吸塑成型方法時，該成型裝置23包含一模具以及一吸塑裝置，且該吸塑裝置與該模具連接。該玻璃於該成型腔20頂部軟化時，該玻璃與該模具接觸，並且透過該吸塑裝置使得該玻璃對應該模具成型。
該成型裝置23透過該壓模成型方法時，該成型裝置23包含一上模具以及一壓合裝置。且該壓合裝置可連動該上模具，當該玻璃軟化於該成型腔20頂部時，該壓合裝置可驅動該上模具往該玻璃方向壓合，使得該玻璃對應該模具成型。其中該上模具與該玻璃壓合後，該上模具與該玻璃可一體的由上至下移動至該退火區停留一段時間後，該上模具與該玻璃分離，並請復位至該成型腔20頂部。
該冷卻腔30內可界定為一冷卻空間31，該冷卻腔30與該成型腔20之間設有一第二間隔門，該加熱空間21與冷卻空間31透過該第二間隔門可調控的連通，該玻璃於該成型腔20內進入該冷卻腔30內時，該冷卻空間31提供該玻璃一冷卻溫度以及一注氧環境，使得該玻璃得以冷卻定型。
該軌道裝置40包含一軌道41以及一舉升裝置42，該舉升裝置42對應設置於該成型腔20底部位置，該舉升裝置42可於該加熱空間11內上下移動。該軌道41承載該玻璃依序於該預熱腔10、該成型腔20以及該冷卻腔30移動，當該玻璃移動至該成型腔20的該底部時，該舉升裝置42由下至上的頂抵該玻璃，使得該玻璃可於該成型腔20上下移動。本實施例中，利用二個該舉升裝置42由下至上分別頂抵將該玻璃的兩端，使得該玻璃得以於該加熱空間11內上下移動，執行加熱軟化、塑型以及退火等步驟。本發明提供的該連續式玻璃熱成型設備可以避免每一個步驟便需設置一個工作站，節省空間以及人力的浪費。
本發明提供的第二實施例中，該連續式玻璃熱成型設備可以進一步的包含複數個該成型腔20，複數個該成型腔20橫向的連接設置於該預熱腔10以及冷卻腔30之間，使得該連續式玻璃熱成型設備可以同時的執行複數個該玻璃的熱成型步驟，複數個該成型腔20的結構以及實施方式皆於前段說明，在此不再贅述。
請參考圖3，該軌道裝置40包含二個該軌道41、一台車43、一位移裝置44以及複數個成對設置的該舉升裝置42，二個該軌道41沿該連續式玻璃熱成型設備連接方向間隔平行設置，該台車43可於預熱腔10以及該連續式玻璃熱成型設備的外部往返移動，該台車43包含放置該玻璃的一叉型承載部431，該叉型承載部431包含間隔設置的二承載手臂432以及二個該承載手臂432之間界定的一間隔空間433，該台車43將該玻璃由該連續式玻璃熱成型設備的外部輸入至該預熱腔10時，二個該承載手臂432位置相對高於二個該軌道41。
該位移裝置44對應該預熱腔10位置設置於二個該軌道41之間，該位移裝置44包含一頂升平台441，該位移裝置44可以連動該頂升平台441上下活動。該台車43將該玻璃由該連續式玻璃熱成型設備的外部輸入至該預熱腔10時，該玻璃的位置對應該頂升平台441，該位移裝置44由下方往上移動，該頂升平台441穿越該間隔空間433，並且接觸該玻璃，使得該玻璃受到該位移裝置44由下方往上頂升並且脫離該叉型承載部431，此時，該台車43由該預熱腔10往該連續式玻璃熱成型設備的外部移動離開，當該台車43離開後，該位移裝置44由上往下移動，使得該玻璃得以抵靠二個該軌道41並且沿該成型腔20方向。
複數個成對的該舉升裝置42對應複數個該成型腔20底部位置設置於二個該軌道41的相對兩外側，當該玻璃經由二個該軌道41運輸至其中一個該成型腔20底部時，對應其中一個該成型腔20底部設置的二個該舉升裝置42由下至上分別頂抵將該玻璃的兩端，使得該玻璃得以於該加熱空間11內上下移動，如此，該連續式玻璃熱成型設備的每一個該成型腔20之間便可以同時並且獨立的執行一個以上該玻璃的熱成型步驟。
本發明所提供的連續式玻璃熱成型方法、組件及設備可以達到以下優勢：
1.該溫度梯度由下至上升溫的分佈方式可以使該加熱空間21中較高的溫度不會往下擴散，該成型腔20頂部可以持續的維持於最高溫的狀態，節省能源。
2. 該玻璃加熱軟化可直接進行塑型，並且於該成型腔20完成退火，避免每一個步驟便需設置一個工作站，節省空間、人力以及時間上的浪費。
3.設置有複數個該成型腔20時，每一個該成型腔20之間便可以同時並且獨立的執行一個以上該玻璃的熱成型步驟，節省時間。
10:預熱腔
11:預熱空間
20:成型腔
21:加熱空間
22:溫度裝置
23:成型裝置
30:冷卻腔
31:冷卻空間
40:輸送設備
41:軌道
42:舉升裝置
43:台車
431:叉型承載部
432:承載手臂
433:間隔空間
44:位移裝置
441:頂升平台
圖1為發明較佳實施例側視圖
圖2為發明較佳實施例部分結構俯視圖
圖3為發明較佳實施例部分結構側視圖
10:預熱腔
11:預熱空間
20:成型腔
21:加熱空間
22:溫度裝置
23:成型裝置
30:冷卻腔
31:冷卻空間
40:輸送設備
41:軌道
42:舉升裝置
43:台車
44:位移裝置
441:頂升平台
Claims (10)
- 一種連續式玻璃熱成型方法，其步驟包含：一玻璃進入一成型腔內的底部，該成型腔內由下至上的逐漸升溫形成有一溫度梯度；該玻璃由該成型腔內的底部至該成型腔內的頂部移動並且逐漸軟化；以及該玻璃於該成型腔內的頂部經由一成型方法成型。
- 如請求項1所述之連續式玻璃熱成型方法，該玻璃於該成型腔內的頂部成型後，該玻璃由該成型腔內的頂部至該成型腔內的底部移動並且逐漸降溫，該玻璃停留於該成型腔內靠近底部的一退火區。
- 如請求項1或2所述之連續式玻璃熱成型方法，該成型方法可選為一吸塑成型方法、一重力成型方法或是一壓模成型方法。
- 如請求項3所述之連續式玻璃熱成型方法，該溫度梯度由下至上以攝氏200度至攝氏900度梯度分佈，該退火區的溫度設置於攝氏450度至攝氏650度之間。
- 一種連續式玻璃熱成型組件，其包含一成型腔，該成型腔內可界定成一加熱空間，該成型腔包含一溫度裝置以及一成型裝置，該溫度裝置設置於該成型腔內，使得該加熱空間內形成由下至上逐漸升溫的一溫度梯度，該成型裝置設置於該成型腔的該頂部。
- 如請求項5所述之連續式玻璃熱成型組件，於該成型腔靠近底部區設有一退火區。
- 如請求項6所述之連續式玻璃熱成型組件，該溫度梯度由下至上以攝氏200度至攝氏900度梯度分佈，該退火區的溫度設置於攝氏450度至攝氏650度之間。
- 一種連續式玻璃熱成型設備，其包含一預熱腔、一成型腔、一冷卻腔以及一輸送設備，該預熱腔、該成型腔以及該冷卻腔以上述之順序橫向的連接設置，該輸送設備承載一玻璃，並使該玻璃可依序的經過該預熱腔中預熱、該成型腔中軟化塑型，並且於該冷卻腔中冷卻定型，其中，該成型腔內可界定成一加熱空間，該成型腔包含一溫度裝置以及一成型裝置，該溫度裝置設置於靠近該成型腔內，使得該加熱空間內形成由下至上逐漸升溫的一溫度梯度；該成型裝置設置於該成型腔的該頂部，該成型裝置透過一成型方法使軟化的該玻璃成型，該成型方法可選為一吸塑成型方法、一重力成型方法或是一壓模成型方法；以及該軌道裝置包含一軌道以及二舉升裝置，二個該舉升裝置對應該成型腔底部位置，成對的設置於該軌道的相對兩側，該舉升裝置可於該加熱空間內上下移動。
- 如請求項8所述之連續式玻璃熱成型設備，於該成型腔靠近底部區設有一退火區，該退火區的溫度設置於攝氏450度至攝氏650度之間。
- 如請求項8或9所述之連續式玻璃熱成型設備，其中：包含複數個該成型腔，複數個該成型腔橫向的連接設置於該預熱腔以及冷卻腔之間；以及該軌道裝置包含二個該軌道、一台車、一位移裝置以及複數個成對設置的該舉升裝置，其中：二個該軌道沿該連續式玻璃熱成型設備連接方向間隔平行設置，該台車於預熱腔以及該連續式玻璃熱成型設備的外部往返移動，該台車包含放置該玻璃的一叉型承載部，該叉型承載部包含間隔設置的二承載手臂以及二個該承載 手臂之間界定的一間隔空間，該台車進入該預熱腔時，二個該承載手臂位置相對高於二個該軌道；該位移裝置對應該預熱腔位置，設置於二個該軌道之間，該位移裝置包含一頂升平台，該位移裝置連動該頂升平台上下活動，該台車進入該預熱腔時，該位移裝置連動該頂升平台上下活動，並且穿越該間隔空間；以及複數個該舉升裝置對應複數個該成型腔底部位置成對的設置於二個該軌道的相對兩外側。
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Patent Citations (1)
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