用于使玻璃板彎曲的方法和設(shè)備和電子裝置殼體的制作方法
【專利說明】用于使玻璃板彎曲的方法和設(shè)備和電子裝置殼體
[0001]根據(jù)35U.S.C§ 119，本申請要求保護(hù)在2012年6月8日提交的美國臨時(shí)申請序列號第61/657，291號的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其內(nèi)容以全文引用的方式并入到本文中。
[0002]背景
[0003]1.領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明涉及用于形成三維(3D)玻璃制品的方法和設(shè)備。本發(fā)明涉及用于使玻璃板彎曲但不使用模具的方法和設(shè)備。本發(fā)明涉及用于電子裝置的玻璃覆蓋物。
[0005]2.背景
[0006]可以通過使玻璃板適形具有所希望的3D輪廓的模具表面來形成簡單和復(fù)雜的3D玻璃制品。在玻璃處于相對較低粘度，通常18至10 1(1泊時(shí)來進(jìn)行這種適形。在這種低粘度，在玻璃與模具表面之間的任何接觸可能導(dǎo)致模具表面缺陷壓印在玻璃上。此外，取決于模具材料，玻璃可能粘著到模具表面上，這可能使得玻璃表面降級。在其中玻璃的美觀性和強(qiáng)度較為重要的應(yīng)用中，諸如用于電子裝置的玻璃覆蓋物中，模具表面將需要無缺陷并且由在高溫下不粘著玻璃的材料制成以避免上文所提到的問題。這種模具的成本較高并且隨著玻璃制品大小增加而增加。而且，因?yàn)椴Ａнm形模具表面，每個(gè)新玻璃制品形狀將需要新模具設(shè)計(jì)，即使新形狀只是一原型。用于每種新形狀的新模具將增加每種制品的生產(chǎn)成本和原型設(shè)計(jì)成本并且阻礙了制造商對于新形狀要求做出快速響應(yīng)的能力。
[0007]美國臨時(shí)申請61/546687 ( uThermo-mechanical reforming method and systemand mechanical reforming tool”)描述了一種形成3D玻璃制品的方法,其并不涉及使用模具。該方法涉及將玻璃板放置于平坦支承件上并且加熱玻璃板到與玻璃板不能永久變形的相對較高粘度相對應(yīng)的第一溫度。然后將玻璃板局部加熱到與玻璃能永久變形的相對較低粘度相對應(yīng)的第二溫度。在受到局部加熱影響的區(qū)域中，溫度將從第一溫度升高到第二溫度。在不受局部加熱影響的區(qū)域中，溫度將在第一溫度或第一溫度附近大致恒定。
[0008]將致動力施加到玻璃板上。當(dāng)受影響的區(qū)域處于第二溫度或相對較低粘度時(shí)，致動力將在受影響的區(qū)域中產(chǎn)生彎曲。將不在相對較高粘度的未受影響區(qū)域中產(chǎn)生彎曲。受影響區(qū)域中的變形水平受到致動力的線性振幅控制，并且在受影響區(qū)域中的曲率半徑受到致動力的角度振幅控制。然而，這兩種控制并不允許對受影響區(qū)域中的彎曲輪廓進(jìn)行容易的微調(diào)，微調(diào)實(shí)際上取決于在致動力所引起的彎曲動量與局部玻璃粘度之間的局部均衡。利用這種方法，能夠?qū)崿F(xiàn)的彎曲輪廓大致限于“自然輪廓”，其由兩個(gè)直區(qū)域和在兩個(gè)直區(qū)域之間近似恒定曲率半徑組成。能根據(jù)玻璃的曲線長度在數(shù)學(xué)上表達(dá)為變化的曲率半徑的更復(fù)雜的設(shè)計(jì)能允許更有趣并且更有用形狀的玻璃制品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在本發(fā)明的一方面，一種使玻璃板彎曲的方法包括:將玻璃板放置于支承件上并且加熱整個(gè)玻璃板到第一粘度。該方法包括:在一段時(shí)間內(nèi)沿著玻璃板的所要形成預(yù)定彎曲的選定區(qū)域施加熱帶并且使熱帶平移，以在選定區(qū)域中形成預(yù)定彎曲。熱帶將選定區(qū)域分部段地加熱到低于第一粘度的第二粘度。該方法包括:向玻璃板施加致動力以根據(jù)選定區(qū)域中的熱帶的位置而在選定區(qū)域中遞增地形成預(yù)定彎曲。
[0010]在一實(shí)施例中，第一粘度在6X 19泊至10 12泊的范圍。
[0011]在一實(shí)施例中，第二粘度小于或等于19泊。
[0012]在一實(shí)施例中，在熱帶平移的方向上選定區(qū)域的大小大于熱帶平移方向上熱帶大小的二倍。
[0013]在一實(shí)施例中，將玻璃板放置于支承件上包括允許選定區(qū)域懸于支承件上使得支承件并不干擾在選定區(qū)域中形成預(yù)定彎曲。
[0014]在一實(shí)施例中，該方法還包括控制其中安置玻璃板的環(huán)境溫度以維持玻璃板不被熱帶加熱的部分高于第二粘度。
[0015]在一實(shí)施例中，該方法還包括選擇對應(yīng)于預(yù)定彎曲的彎曲輪廓，將彎曲輪廓分成至少三個(gè)輪廓區(qū)段；以及，施加熱帶和致動力以在選定區(qū)域的相對應(yīng)部段中形成輪廓區(qū)段中的每一個(gè)。
[0016]在一實(shí)施例中，該方法還包括基于各輪廓區(qū)段中最小區(qū)段的長度來選擇熱帶大小。
[0017]在一實(shí)施例中，施加致動力包括使與選定區(qū)域接觸的致動器臂沿著曲線路徑平移。
[0018]在一實(shí)施例中，致動器臂在形成預(yù)定彎曲的時(shí)段旋轉(zhuǎn)0°與90°之間的角度。
[0019]在一實(shí)施例中，致動器臂在形成預(yù)定彎曲的時(shí)段旋轉(zhuǎn)90°或更大的角度。
[0020]在一實(shí)施例中，熱帶平移在該時(shí)段中以預(yù)定間隔進(jìn)行。
[0021]在一實(shí)施例中，熱帶平移在該時(shí)段是連續(xù)的。
[0022]在本發(fā)明的另一方面，一種使玻璃板彎曲的設(shè)備包括:玻璃板支承件；以及，加熱器，該加熱器在玻璃板處于玻璃板支承件上時(shí)向玻璃板施加局部熱。該設(shè)備包括:第一機(jī)構(gòu)，其聯(lián)接到加熱器以使加熱器沿著線性路徑平移以便在玻璃板處于玻璃板支承件上時(shí)局部地加熱玻璃板的選定區(qū)域。該設(shè)備包括:致動器臂，其用于在玻璃板處于玻璃板支承件上時(shí)向玻璃板施加致動力。該設(shè)備包括:第二機(jī)構(gòu)，其聯(lián)接到致動器臂用于使致動器臂沿著曲線路徑平移以便在玻璃板處于玻璃板支承件上時(shí)在玻璃板中形成預(yù)定彎曲。
[0023]在一實(shí)施例中，第一機(jī)構(gòu)包括成對致動器臂和致動器，成對的致動器臂布置成平行于線性路徑并且聯(lián)接到局部加熱器，致動器用于使成對的致動器臂沿著線性路徑平移。
[0024]在一實(shí)施例中，該設(shè)備還包括:用于補(bǔ)償由于熱膨脹造成的加熱器位置漂移的裝置。
[0025]在一實(shí)施例中，第一機(jī)構(gòu)聯(lián)接到第一底座支承件，玻璃板支承件聯(lián)接到第二底座支承件，并且補(bǔ)償裝置包括在第一底座支承件與第二底座支承件之間的剛性連結(jié)件。
[0026]在一實(shí)施例中，剛性連結(jié)件由平行于成對的致動器臂布置的剛性桿提供，并且該剛性桿具有匹配成對的致動器臂的熱膨脹特征的熱膨脹特征。
[0027]在一實(shí)施例中，該設(shè)備還包括:用于補(bǔ)償由于熱膨脹造成的致動器臂位置漂移的
>J-U ρ?α裝直。
[0028]在一實(shí)施例中，第二機(jī)構(gòu)包括聯(lián)接到致動器臂的滑輪機(jī)構(gòu)和驅(qū)動滑輪機(jī)構(gòu)的致動器。
[0029]在一實(shí)施例中，滑輪機(jī)構(gòu)聯(lián)接到第一底座支承件，玻璃板聯(lián)接到第二底座支承件，并且補(bǔ)償器件包括在第一底座支承件與第二底座支承件之間的剛性連結(jié)件。
[0030]在一實(shí)施例中，剛性連結(jié)件由滑輪系統(tǒng)的纜線或皮帶提供。
[0031 ] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種電子裝置殼體包括:玻璃主體，其具有前部覆蓋物和與前部覆蓋物的相對端鄰接的側(cè)彎曲部，在前部覆蓋物與側(cè)彎曲部之間不存在物理接縫。側(cè)彎曲部為曲線形并且具有大于90°的彎曲角。前部覆蓋物為平坦的。玻璃主體限定用于電子裝置的外殼。
[0032]在一實(shí)施例中，玻璃主體還包括與側(cè)彎曲部中至少一個(gè)鄰接的至少一個(gè)背部折片，在側(cè)彎曲部與背部折片之間不存在物理接縫，背部折片與前部覆蓋物成相對關(guān)系。
[0033]在一實(shí)施例中，前部覆蓋物平行于背部折片并且背部折片為平坦的。
[0034]在一實(shí)施例中，側(cè)彎曲部的彎曲半徑不同使得前部覆蓋物相對于背部折片傾斜。
[0035]在一實(shí)施例中，側(cè)彎曲部具有大約180°的彎曲角。
[0036]在一實(shí)施例中，玻璃主體呈完整套筒的形式。
[0037]在一實(shí)施例中，玻璃主體呈帶有背部窗口的部分套筒的形式。
[0038]在一實(shí)施例中，前部覆蓋物具有當(dāng)電子裝置布置于玻璃主體中時(shí)與電子裝置的顯示裝置互動的透明孔口。
[0039]應(yīng)了解前文的一般描述和下文的詳細(xì)描述例示本發(fā)明并且旨在提供理解所要求保護(hù)的本發(fā)明的性質(zhì)和特征的概述或框架。包括附圖以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解并且附圖合并于本說明書中并且構(gòu)成本說明書的部分。附圖示出了本發(fā)明的各種實(shí)施例并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理和操作。
【附圖說明】
[0040]下文為附圖中視圖的描述。附圖未必按照比例繪制并且，為了清楚和簡潔起見，附圖的某些特點(diǎn)和某些視圖可以放大的比例尺示出或者示意性地示出。
[0041]圖1示出了玻璃板。
[0042]圖2示出了彎曲輪廓。
[0043]圖3示出了用