并且受到均勻的向上的力。
[0037]步驟四、待熔融玻璃充分充模后，關(guān)閉超聲振動裝置，同時以常規(guī)方法保持活塞8所提供的較小持壓力處于恒定狀態(tài)，保持一段時間，以免退火時玻璃因結(jié)構(gòu)松弛和降溫收縮而產(chǎn)生變形。關(guān)閉U型槽5底部加熱裝置7，通過U型槽5的自然散熱，緩慢降低U型槽5內(nèi)錫液6、玻璃以及模具1的溫度。當(dāng)微結(jié)構(gòu)2內(nèi)玻璃的粘度由106?10 8dPa*s變?yōu)?013dPa*s時，完成退火。
[0038]步驟五、待步驟四所得模具1內(nèi)玻璃的粘度達(dá)到1013dPa*s時，該玻璃形成成品，撤掉作用在模具1上的壓力，待微結(jié)構(gòu)產(chǎn)品冷卻后，將模具1從U型槽5左端口取下，從中取出微結(jié)構(gòu)成品。此時，U型槽5內(nèi)的錫液6低于熔點(diǎn)變成固態(tài)的金屬錫，保留在U型槽5內(nèi)。U型槽5內(nèi)的金屬錫，在下一模壓成形加熱階段又變成錫液6，可循環(huán)反復(fù)利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓成形的方法，其特征在于:首先準(zhǔn)備一個帶加熱裝置的錫液容器，由加熱裝置將錫液容器內(nèi)的錫加熱熔化，然后通過將玻璃預(yù)形體放置處于高溫錫液表面，當(dāng)玻璃預(yù)形體與高溫錫液接觸并被加熱至模壓溫度后，通過動力裝置給錫液容器內(nèi)的錫液以壓力，錫液將此壓力傳遞給已處于熔融狀態(tài)的玻璃預(yù)形體表面，從而推動熔融玻璃充填錫液容器一個端口上安裝的成形表面設(shè)置為微結(jié)構(gòu)成形腔的模具，通過錫液傳力使每一個微結(jié)構(gòu)都具有相同壓力而形成微結(jié)構(gòu)薄玻璃元件；錫液容器另一個端口活塞上方安裝有超聲振動裝置，啟動超聲振動裝置帶動活塞振動，從而通過錫液給熔融狀態(tài)的玻璃預(yù)形體施加一定頻率和振幅可控的振動，從而推動熔融玻璃更好的充填滿微結(jié)構(gòu)成形腔內(nèi)的微結(jié)構(gòu)，充填完后再通過進(jìn)行保壓處理，從而復(fù)制出模具下成形表面設(shè)置的微結(jié)構(gòu)形狀，常規(guī)退火及冷卻處理，待成形薄玻璃元件冷卻凝固后，再開模取出制品即告完成所有工序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓成形的方法，其特征在于:其工藝過程包括加熱、合模、基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓、保壓及退火、冷卻和取出成形制品五個工序。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓成形的方法，其特征在于:在所述加熱工序中，在錫液容器中充入氮?dú)猓苑乐箍諝庵械难鯕庋趸a液，待錫液容器內(nèi)達(dá)到無氧環(huán)境后，打開錫液容器的加熱裝置對錫液容器進(jìn)行加熱，使金屬錫達(dá)到熔點(diǎn)后在錫液容器內(nèi)熔化成液態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓成形的方法，其特征在于:在所述合模工序中，將玻璃預(yù)形體放置處于熔化狀態(tài)的錫液表面，由于玻璃的密度小于錫液，在浮力作用下將玻璃預(yù)形體放置處于錫液表面，當(dāng)玻璃預(yù)形體與高溫錫液接觸并被加熱后，通過動力裝置給錫液容器的錫液以壓力，擠壓錫液容器內(nèi)的錫液至錫液容器安裝模具的端口，排除玻璃與錫液之間的空氣，并保證熔融狀態(tài)下的玻璃預(yù)形體能鋪滿整個錫液面形成封閉面；隨后將模具的微結(jié)構(gòu)成形腔開口向下并壓緊于錫液容器端口的錫液上方的玻璃預(yù)形體；加熱裝置持續(xù)加熱，當(dāng)微結(jié)構(gòu)成形腔內(nèi)的玻璃預(yù)形體的粘度達(dá)到106?108dPa*s時，停止加熱，并以常規(guī)方法保溫。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓成形的方法，其特征在于:在所述基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓工序中，當(dāng)玻璃預(yù)形體被均勻加熱至模壓溫度后，所述模壓溫度為使玻璃的粘度值在106?108dPa*s范圍內(nèi)，啟動動力裝置給錫液容器的錫液以壓力，擠壓錫液容器內(nèi)的錫液以增加錫液的內(nèi)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(tài)的玻璃預(yù)形體表面，從而推動熔融狀態(tài)玻璃充填錫液容器一個端口上安裝的模具上設(shè)置的微結(jié)構(gòu)成形腔，通過錫液輔助使每一個微結(jié)構(gòu)成形腔都具有相同壓力和超聲振動而形成微結(jié)構(gòu)薄玻璃元件，從而復(fù)制模具表面的微結(jié)構(gòu)形狀，整個過程中微結(jié)構(gòu)成形腔表面各個微結(jié)構(gòu)都受到相等大小的壓力。6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓成形的方法，其特征在于:在所述基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓工序中，先啟動動力裝置給錫液容器的錫液以壓力，當(dāng)預(yù)形體對微結(jié)構(gòu)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(tài)的玻璃預(yù)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(jié)構(gòu)成形腔表面的微結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓成形的方法，其特征在于:在所述保壓及退火工序中，待玻璃充分充模后，關(guān)閉超聲振動裝置，以保持較小保持壓力處于恒定狀態(tài)，以免退火時玻璃因結(jié)構(gòu)松弛和降溫收縮而產(chǎn)生變形，關(guān)閉加熱裝置，通過自然散熱，緩慢降低錫液容器內(nèi)錫液、玻璃以及模具的溫度；當(dāng)微結(jié)構(gòu)成形腔內(nèi)玻璃的粘度由106?108dPa*s變?yōu)?013dPa*s時，完成退火。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓成形的方法，其特征在于:在所述冷卻和取出成品工序中，待模具內(nèi)玻璃的粘度達(dá)到1013dPa*s時，該玻璃形成成品，撤掉作用于錫液容器內(nèi)的壓力，待微結(jié)構(gòu)成品冷卻至室溫后，將模具從錫液容器端口取下，從其中取出微結(jié)構(gòu)成品。9.一種基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓成形的裝置，其特征在于:它包括模具(1)、錫液容器、液壓裝置和超聲振動裝置以及動力裝置；錫液容器一端為敞口，另一端成密封配合安裝有液壓裝置，且在錫液容器上設(shè)置有加熱裝置(7 );模具(1)為蓋形結(jié)構(gòu)，錫液容器內(nèi)盛裝錫液(6)，并在模具(1)與錫液容器敞口之間放置玻璃預(yù)形體(4);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(yīng)錫液容器敞口一側(cè)設(shè)置表面為微結(jié)構(gòu)成形腔(2)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓成形的裝置，其特征在于: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(dǎo)軌(12)，伺服電機(jī)(14)經(jīng)轉(zhuǎn)換器(13)與滑塊和導(dǎo)軌(12)相連接，滑塊和導(dǎo)軌(12)經(jīng)連桿(11)、換能器(10)、變幅桿(9)與液壓活塞(8)相連接；所述錫液容器采用包括U型槽(5)、直通孔、或L形通槽結(jié)構(gòu)；液壓裝置采用包括活塞機(jī)構(gòu)、或其它可改變錫液容器容積的機(jī)構(gòu)。
【專利摘要】一種基于錫液介質(zhì)超聲振動輔助模壓成形的方法及其專用成形裝置，它主要可解決現(xiàn)有模壓成形技術(shù)充填率不高和不一致等技術(shù)問題。其技術(shù)方案的要點(diǎn)是：它在加熱板和玻璃預(yù)形體之間引入導(dǎo)熱性能較好的錫液介質(zhì)，并通過錫液介質(zhì)將活塞的壓力傳遞給玻璃預(yù)形體表面，從而推動熔融狀態(tài)玻璃均勻充填錫液容器一個端口上安裝的成形面設(shè)置為微結(jié)構(gòu)形狀的模具；錫液容器另一個端口活塞上方安裝有超聲振動輔助系統(tǒng)，可對活塞施加一定頻率和振幅可控的輔助振動，錫液介質(zhì)將活塞的超聲振動傳遞給玻璃預(yù)形體，提高熔融狀態(tài)玻璃的充填率，從而實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)薄玻璃元件的高精密模壓成形。
【IPC分類】C03B11/16, C03B11/08
【公開號】CN105366918
【申請?zhí)枴緾N201510942967
【發(fā)明人】朱科軍, 尹韶輝, 張高峰, 余建武, 龍朝輝, 陳逢軍, 何源
【申請人】湘潭大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月16日