一種用于制造微結構薄玻璃元件的錫液輔助模壓成形裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于微結構薄玻璃元件模壓成形裝置，尤其涉及一種采用高溫錫液輔助加熱、高壓錫液輔助模壓成形工藝的專用裝置。
【背景技術】
[0002]使用模壓成形方法來制造玻璃元件是一種先進制造技術，應用該技術可提高生產率，并實現批量生產的市場要求。玻璃模壓成形屬于熱成型技術，即采用高精度模具在高溫無氧條件下將玻璃預形體壓制變形，直接復制模具微結構成形腔形狀的一種高效加工方法。玻璃在模壓成形過程中玻璃預形體的充填率、玻璃內部的溫度和應力分布直接影響到透鏡的成形質量。現有的玻璃元件模壓成形技術，一般是采用模具直接壓制熔融狀態的玻璃完成充填，冷卻固化后脫模得到透鏡。如日本東京都Η0ΥΑ株式會社的春日善子、立和名一雄、柳田裕昭發明的并于2002年10月15日申請中國專利的“光學玻璃、模壓成形用玻璃材料、光學元件及其制造方法”(專利申請號:200610111058.9，公開(公告)號:CN1931755A，公開(公告)日:2007.03.21)，它是通過采用成形用玻璃材料加熱、軟化并且模壓成形的玻璃模壓成形品的制造方法，包含使玻璃原材料軟化的工序、使所得到的熔融玻璃成形的工序、以及對已成形的玻璃進行退火的工序。
[0003]然而采用包括上述工藝等傳統方法制作微結構薄玻璃元件時，模壓成形過程中玻璃預形體在模具的直接壓力下變形，預形體受力不均勻而導致各個微結構充填率不一致；預形體表面與模具表面的差異使得預形體受熱或退火不均勻，成形元件內部殘余應力分布不均，尤其針對薄玻璃板時，容易產生翹曲變形，甚至可能出現破裂問題。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明提供一種充填率高、充填更均勻且易于控制的用于制造微結構薄玻璃元件的錫液輔助模壓成形裝置。
[0005]為了解決上述技術問題并實現本發明目的，本發明采用如下技術方案:它包括模具1、錫液容器和液壓裝置，所述錫液容器為通槽、通孔、或通道結構，且一端為敞口，另一端成密封配合安裝有液壓裝置，且在錫液容器底部設置有加熱裝置7 ;模具1為蓋形結構，模具1成密封配合套裝在錫液容器一端的敞口上，且在模具1對應錫液容器敞口一側設置表面為微結構成形腔2。
[0006]所述錫液容器可采用包括U型槽5、直通孔、或L形通槽結構等類似密封通道結構。
[0007]所述液壓裝置可采用包括活塞機構、或其它可改變錫液容器容積的機構。
[0008]所述錫液容器可在其一端配合安裝液壓活塞8、且經轉換器9連接伺服電機10。
[0009]所述錫液容器內盛裝錫液6，并在模具1與錫液容器敞口之間放置玻璃預形體4，玻璃預形體4位于錫液6的液面之上。
[0010]本發明也可在模具1與錫液容器的敞口端相配合安裝處設置有密封墊3。
[0011]本發明還可在錫液容器填充錫，并充入氮氣，以防止空氣中的氧氣氧化錫液。
[0012]本發明所述加熱裝置7包括電加熱裝置、燃氣加熱裝置等其它加熱裝置。
[0013]本發明的加熱裝置7使錫溶化形成高溫錫液6，并將與之接觸的玻璃預形體4加熱熔化后，啟動伺服電機10，通過轉換器9帶動液壓活塞8向下運動，并通過液壓活塞8擠壓錫液6以增加錫液6的內部壓力，錫液6將此壓力等值均勻傳遞給已處于熔融狀態的玻璃預形體4，并推動熔融玻璃充填微結構成形腔2，待保壓處理后，復制出模具1下表面設置的微結構成形腔2的微結構形狀，待成形微結構玻璃元件41冷卻至室溫后，再開模取出制品。
[0014]本發明的有益效果是:通過專用的微結構薄玻璃元件錫液輔助模壓成形裝置，通過錫液容器內錫液的浮力托起玻璃預形體，增加玻璃預形體和錫液的接觸面，提高加熱(退火)效率并改善玻璃預形體內部溫度的均勻性；通過液壓活塞擠壓錫液，錫液將此壓力等值傳遞給已處于熔融狀態的玻璃預形體，并推動熔融玻璃均勻充填微結構，改善各個微結構充填率不一致的問題，從而提高成形精度，它可廣泛用于微結構薄玻璃元件成形工藝領域。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的結構示意圖。
[0016]圖2是本發明在使用過程中的工藝流程參考圖。
[0017]圖3是圖2所示工藝流程中處于合模狀態的結構示意圖。
[0018]圖4是圖2所示工藝流程中處于錫液輔助模壓、保壓及退火狀態的結構示意圖。
[0019]圖5是實施例3中制造微柱狀陣列透鏡模具的俯視結構示意圖。
[0020]圖6是實施例4中制造菲涅爾透鏡模具的主視結構示意圖。
[0021]圖1中標示為:1、模具，2、微結構成形腔，3、密封墊，4、玻璃預形體，41、微結構玻璃元件，5、U型槽，6、錫液，7、加熱裝置，8、液壓活塞，9、轉換器，10、伺服電機。
【具體實施方式】
[0022]參閱圖1至圖4，本發明包括模具1、錫液容器和液壓裝置，所述錫液容器為通槽、通孔、或通道結構，且一端為敞口，另一端成密封配合安裝有液壓裝置，且在錫液容器底部設置有加熱裝置7 ;模具1為蓋形結構，模具1成密封配合套裝在錫液容器一端的敞口上，且在模具1對應錫液容器敞口一側設置表面為微結構成形腔2。
[0023]所述錫液容器可采用包括U型槽5、直通孔、或L形通槽結構等類似密封通道結構。只要是能夠使一端液面升降、并可產生一定壓力的任何結構均可；當然，優選U型槽5的結構，它結構更加簡單，更加易于操作，且效率更高。
[0024]所述液壓裝置可采用包括活塞機構、或其它可改變錫液容器容積的機構。所述液壓裝置優選采用活塞機構，如可以是:錫液容器一端配合安裝液壓活塞8、且經轉換器9連接伺服電機10。但也可采用其它可改變錫液容器容積、或使液體流動的其它機構，如采用液壓栗、或壓縮改變錫液容器的外形以產生壓力和提升液面的所有方法。
[0025]所述錫液容器可在其一端配合安裝液壓活塞8、且經轉換器9連接伺服電機10。
[0026]所述錫液容器內盛裝錫液6，并在模具1與錫液容器敞口之間放置玻璃預形體4，玻璃預形體4位于錫液6的液面之上。
[0027]為增強密封效果，本發明也可在模具1與錫液容器的敞口端相配合安裝處設置有密封墊3。
[0028]本發明還可在錫液容器填充錫，并充入氮氣，以防止空氣中的氧氣氧化錫液。
[0029]本發明在錫液容器底部設置加熱裝置7，主要是用于對錫液容器內盛裝的錫或錫液6進行加熱，可使之液化，此加熱裝置既可以是電加熱、、燃氣加熱裝置等其它加熱裝置。
[0030]本發明的加熱裝置7使錫溶化形成高溫錫液，并將與之接觸的玻璃預形體4均勻加熱軟化后，通過液壓活塞8擠壓錫液6，錫液6將此壓力等值傳遞給已處于熔融狀態的玻璃預形體4，并推動熔融玻璃充填微結構成形腔2，待保壓處理后，復制出模具1下表面設置的微結構成形腔2的微結構形狀，待成形微結構玻璃元件41冷卻至室溫后，再開模取出制品Ο
[0031]由上述可知，本發明通過采用一個帶加熱裝置7的錫液容器，由加熱裝置7將錫液容器內的錫加熱熔化成液體；然后通過將玻璃預形體4放置處于高溫錫液6表面，當玻璃預形體4與高溫錫液6接觸并被均勻加熱至模壓溫度后，所述模壓溫度是指使玻璃的粘度值在106?108dPa*s范圍內所需的溫度，可根據不同玻璃材質加溫到所需的不同溫度，啟動伺服電機10，通過轉換器9帶動液壓活塞8向下運動，通液壓活塞8的向下運動給錫液容器內的錫液6以壓力以增大其內部壓力，錫液6將此壓力均勻傳遞給已處于熔融狀態的玻璃預形體4表面，從而推動熔融玻璃均勻充填錫液容器一個端口上安裝的表面設置為微結構成形腔2的模具1，通過錫液傳力可使每一個微結構都具有相同壓力而形成更均勻的微結構薄玻璃元件；再通過進行保壓處理，從而復制出模具下表面設置的微結構成形腔2內的微結構形狀，常規退火及冷卻處理，待成形薄玻璃元件冷卻至室溫后，再開模取出制品即告完成所有工序。其工藝過程一般包括加熱、合模、錫液輔助模壓、保壓及退火、冷卻和取出成形制品五個工序。
[0032]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0033]實施例1，以采用U型槽結構的錫液容器、且液壓裝置采用活塞機構為例進行詳細說明。
[0034]首先準備一個兩端開口、直徑