3D玻璃热弯成型中需重点把控的五大环节，良率就靠它了
导读：3D玻璃加工工艺中，热弯无疑是最有难度的工艺之一，从石墨选材、石墨模具设计及CNC加工到热弯工艺，每一步对于企业都是非常大的挑战。那么玻璃热弯出现问题后会产生哪些不良情况？在玻璃热弯工艺中有哪些环节需重点把控？
2016年11月12日来自东方碳素蔡总的演讲中提到3D玻璃加工时常见问题，这里总结如下：
一、玻璃热弯出现问题会产生哪些不良情况？
玻璃热弯工艺出现问题后出现的不良情况主要有以下9点：
1. 热弯加工后，外围尺寸精度超差问题；
2. 玻璃弧度异常，造成大小边不一致问题；
3. 热弯后的变形应力，导致玻璃弧面翘曲；
4. 玻璃对角方向明显折痕；
5. 玻璃四角弧面坍塌；
6. 玻璃弧形面与大平面的折痕；
7. 玻璃表面压痕、雾面；
8. 玻璃表面的凹凸点与水波纹；
9. 玻璃碎裂报废。
二、玻璃热弯工艺中有哪些环节需重点把控？
1. 玻璃的开料尺寸
难点：由于有时玻璃切割机不能够高效精准的切割出符合模具形状的玻璃，导致玻璃产品尺寸公差范围过大，于是直接会影响产品的合格率，例如玻璃崩边率会增大。
解决办法：采用精准高效的玻璃切割机，切割后的玻璃尺寸与模具的公差控制在±0.01mm。
2. 玻璃厚度不同厚度的玻璃材料，对于热弯技术参数调整是重要的环节，也是对产品良率产生非常重要的影响。
3. 石墨选材
1）热膨胀系数
难点：石墨的热膨胀系数差异难把握。热膨胀系数大，会使得模具寿命缩短、产品尺寸也会变差，且模具在热弯机高温下没有柔性会挤压模具，导致玻璃表面有严重的压痕。例如某品牌面板玻璃要求71.65mm，POCO的GFLT-1实际尺寸为71.58mm，其它5个品牌的尺寸是71.48mm，如果玻璃热弯后超差太大，在后续钢化工艺中很难补偿。
解决办法：尽量选择热膨胀系数小石墨材料；最好是接近3D玻璃的热膨胀系数。目前市面上石墨材料的热膨胀系数大约为：4x10-6/℃，而做的比较好的企业能将石墨的热膨胀系数减小一倍，即8x10-6/℃。
2）石墨颗粒密度
难点：传统的石墨颗粒大小为20μ~5μ，但是3D曲面玻璃模具的石墨颗粒要求要更小，否则模具表面会很粗糙。颗粒密度过大会导致颗粒间的摩擦力增大，从而减短模具的寿命。
解决办法：石墨颗粒大小最好为<3μ，并且颗粒要均匀，结构要紧密，孔隙大小建议小于0.8μm；密度要高，最好大于1.76g/cm3。
3）纯度及硬度
难点：石墨材料的纯度不足会导致模具出现糙点，并且在高温下石墨被氧化产生气泡现象，从而影响表面光洁度；
解决办法：石墨纯度最好小于5ppm（ppm表示杂质含量，1ppm=百万分之一）；硬度建议选择肖氏硬度60-100，在机加工及模具性能时间，考虑合理的平衡。
4）挠曲强度与抗压强度
难点：3D玻璃本身有弯曲部分，在高温加工过程中石墨模具如果不能抗弯，就容易断裂；抗压强度不够时在石墨模具被施加一定的压力、连续工作的时候模具寿命会缩短。
解决办法：挠曲强度最好大于95MPa，抗压强度最好大于150MPa。
图 POCO用于玻璃成型石墨微观结构
4. 模具结构
模具结构非常关键，主要注意以下几点：
1）模具的精度
大小边公差±0.01mm，极致公差将要做到±0.005mm；平面度±0.01mm（玻璃本身升温降温过程也有差）。
模具的精度将直接影响玻璃的精度，比如模具精度±0.01mm，玻璃精度±0.015，或者模具精度±0.03，玻璃精度±0.05，模具精度做的低，玻璃精度会更低，后段即使再努力也无法满足产品的要求，因此，在整个加工过程中需要丰富的经验才能做到，编程、机床、刀柄、刀具、装夹、温度等累积公差的影响，所以，每个细节都要有独特的工艺，模具精度才能保证±0.01mm。
图：高精度的石墨专用CNC，拍摄于东方碳素
2）两件套结构
目前大家比较少尝试两件套结构，而更注重三件或四件，三件加工中框的话，中框会顶到玻璃表面，会使玻璃表面严重压痕，后段扫光无法祛除，导致玻璃报废，目前工艺还不是很成熟。
3）石墨材料与模具配比问题
石墨材料厚度和模具的合模高度、上下模厚度合理配比。
5. 模具光洁度
对于石墨模具光洁度的要求，正确的加工方案是在尽可能保证模具平面度的情况下，来提高表面光洁度。
这里涉及到一个问题，：石墨模具加工以后到底需不需要抛光？其实在整个加工过程中难免会有刀痕，印迹在模具里面，当你在加工完后很难看清楚，这里有几个验证是否需要抛光的方法：
1）选择细砂纸在凹模四个角表面轻轻抛一下，看刀痕是否很深？如果刀痕不是很深则可以通过。
2）玻璃热弯以后放大检测刀痕是否很深？
3）在扫光加工过程中看是否能把刀痕扫掉，如果能扫掉无需抛光，如果扫不掉则模具需要抛光。
如果上述三个条件均满足，则不需要抛光，毕竟在抛光过程中很难保持石墨模具的平整度。
真正的石墨模具需要做的圆滑精准，才能做出3D好玻璃。
