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。所述超聲振動裝置包括變幅桿9、連桿11、換能器10、滑塊和導軌12,伺服電機14經轉換器13與滑塊和導軌12相連接,滑塊和導軌12經連桿11、換能器10、變幅桿9與液壓活塞8相連接。
[0013]本發明的錫液容器包括U型槽、直通孔、或L形通槽結構。
[0014]本發明的超聲振動裝置包括變幅桿9以及通過連桿11連接的換能器10與滑塊和導軌12。
[0015]本發明的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。
[0016]本發明的優選實施方式是:錫液容器一端配合安裝液壓活塞8、且經轉換器13連接伺服電機14。
[0017]本發明的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。加熱裝置7使錫液6溶化形成錫液,并將與之接觸的玻璃預形體4均勻加熱至模壓溫度,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,待熔融狀態的玻璃預形體4即將充滿微結構2時,啟動超聲振動裝置,將一定頻率與振幅可控的振動通過錫液6施加到玻璃預形體4上,使其充分充模,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表面的微結構形狀,待成形薄玻璃元件退火、冷卻凝固后,再開模取出制品。
[0018]本發明的在模具1上與錫液容器的敞口端相配合安裝處設置有密封墊3,為其增強密封效果。
[0019]本發明的有益效果是:基于錫液的良好壓力傳遞性能,通過錫液輔助可使模具表面的各個微結構都具有相同壓力而形成更均勻的微結構;引入超聲振動,利用超聲振動的作用改善玻璃在復雜微結構上的流動性和均勻性,提高玻璃、模具的貼合度,增強填充性能。通過專用的基于錫液介質超聲振動輔助模壓成形的裝置,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:通過對活塞施加一定頻率和振幅可控的超聲振動,錫液將此超聲振動傳遞給預形體表面,提高復雜微結構模具的充填性能,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】
[0020]圖1是本發明的工藝流程不意圖;
圖2是本發明的結構示意圖;
圖3是在工藝流程中處于合模狀態的結構示意圖;
圖4是在工藝流程中處于基于錫液介質超聲振動輔助模壓、保壓及退火狀態的結構示意圖; 圖5是本發明的微結構成形腔為通孔的模具俯視圖;
圖6是本發明用于制造菲涅爾透鏡的模具主視圖。
[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、5-U型槽、6-錫液、7-加熱裝置、8-液壓活塞、9-變幅桿、10-換能器、11-連桿、12-滑塊與導軌、13-轉換器、14-伺服電機。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0023]實施例1:本發明的實施工藝過程包括加熱、合模、基于錫液介質超聲振動輔助模壓、保壓及退火、冷卻和取出成形制品等工序,參考圖1至圖6。其具體步驟如下所示:
步驟一、加熱。使用如圖2所示的微結構薄玻璃元件基于錫液介質超聲振動輔助模壓成形的裝置,將足夠的金屬錫裝入兩端開口直徑相近的U型槽內,導入氮氣,用以驅趕U型槽內的氧氣,U型槽左端露出的錫液需要無氧環境,以免錫液氧化。并且整個模壓成形過程都處于無氧條件下,在充滿氮氣的環境下,防止空氣中的氧氣氧化模具,同時氮氣兼具有調控加熱、冷卻速率的作用。待U型槽內達到無氧環境后,打開U型槽底部的加熱裝置并將U型槽加熱至232°C (錫的熔點為231.89°C ),金屬錫達到熔點在U型槽內熔化成液態。
[0024]步驟二、合模。開動伺服電機,通過轉換器驅動U型槽液壓活塞向下運動,擠壓右端U型槽內的錫液至U型槽左端,抬高左端錫液的液面至靠近U型槽左端的端口,將合適體積大小的玻璃預形體放置于u型槽左端左側,推動玻璃板從左至右運動,排除玻璃與錫液之間的空氣,并保證熔融狀態下的玻璃預形體能鋪滿整個錫液面形成封閉面。模具的邊緣開一個淺口環形凹槽,凹槽內圈直徑與U型槽左端口的內圈直徑成裝配尺寸,凹槽里填充二分之一凹槽體積的碳硼烷一一有機硅聚合物(最高耐熱溫度達到800°c的非干性粘彈型密封粘膠劑,具有良好的熱穩定性),隨后將模具微結構成形腔開口向下并壓緊于U型槽左端的端口,模具凹槽與U型槽上端口通過添加的密封材料緊密貼合,模具微結構成形腔與U型槽左端內腔形成密閉腔。U型槽底部的加熱裝置持續加熱,此時玻璃預形體浮于錫液表面,由于錫液的導熱性能良好,與之完全接觸的玻璃預形體受熱均勻。當微結構成形腔內玻璃預形體的粘度達到?ο6?108dPa*s時,停止加熱,并以常規方法保溫。
[0025]步驟三、基于錫液介質的超聲振動輔助模壓。當玻璃預形體被均勻加熱至模壓溫度后,啟動動力裝置給錫液容器的錫液以壓力,擠壓錫液容器內的錫液以增加錫液的內部壓力,同時啟動超聲振動裝置,錫液將此壓力和超聲振動傳遞給已處于熔融狀態的玻璃預形體,從而推動熔融狀態玻璃充填錫液容器一個端口上安裝的模具,模具成形面上設置有微結構成形腔,通過錫液輔助可使每一個微結構成形腔都具有相同壓力而形成高精度微結構薄玻璃元件,從而復制模具表面的微結構形狀;整個過程中微結構成形腔表面各個微結構都受到相等大小的向上壓力。或者在基于錫液介質超聲振動輔助模壓中,先啟動動力裝置給錫液容器的錫液以壓力,當預形體對微結構充填到一定程度后,再啟動與活塞連接的超聲振動裝置,通過錫液給熔融狀態的玻璃預形體施加一定頻率和振幅可控的振動,直至熔融玻璃完全充填滿微結構成形腔表面的微結構。通過超聲振動裝置提供的一定頻率的振動,可提高熔融狀態的玻璃預形體與模具的貼合度,增強其填充性能,減少閉氣現象;并且錫液輔助可使每一個微結構都具有相同壓力而形成高精度微結構薄玻璃元件,從而能更好復制模具表面的微結構形狀。
[0026]步驟四、保壓及退火。待玻璃充分充模后,關閉超聲振動裝置,同時以常規方法保持液壓活塞所提供的較小保持壓力處于恒定狀態,保持一段時間,以免退火時玻璃因結構松弛和降溫收縮而產生變形。關閉U型槽底部加熱裝置,通過U型槽的自然散熱,緩慢降低U型槽內錫液、玻璃以及模具的溫度。當微結構成形腔內玻璃的粘度由106?108dPa*s變為1013dPa*s時,完成退火。
[0027]步驟五、冷卻和取出成品。待步驟四所得模具內玻璃的粘度達到1013dPa*s時,該玻璃形成成品,撤掉作用在模具上的壓力,待微結構玻璃產品冷卻至室溫后,將模具從U型槽左端口取下,從中取出微結構成品。此時,U型槽內的錫液低于熔點變成固態的金屬錫,保留在U型槽內,在下一模壓成形加熱階段又變成液體,可循環反復利用。
[0028]實施例2:參考圖1至圖6。以使