3D玻璃热弯机模压成型的有限元分析及实验研究
发布时间：2021-12-31 17:38
随着信息电子技术的发展,人们对触摸屏手机的需求量越来越大。所以曲面玻璃顺势发展,应运而生,特别是3D曲面玻璃屏幕和盖板圆润的棱角更符合人体工程学和消费者的习惯,具有更高的审美价值,并且增添了防撞功能,具有较高的贴合度,在今后的应用会越来越广泛。从而生产3D曲面玻璃的模压成型技术的研究具有很重要的现实意义和市场价值。3D弯曲玻璃模压成型技术,是一项非常复杂的热弯加工工艺过程,它具有生产工艺简单、生产精度高、生产成本低、生产效率高、可实现大批量生产的优点成为目前最先进的3D弯曲玻璃生产技术。模压成型技术有限元仿真分析,可实现模压成型工艺过程的可视化,可通过研究分析模压成型各阶段热弯加工工艺参数对残余应力和轮廓偏移量的影响来优选加工工艺参数。本文的主要研究工作如下:首先本文介绍了玻璃材料的成分和性质,非线性有限元及其解法,对光学玻璃模压成型过程进行定性,认定其既属于材料非线性又属于大应变几何非线性,光学玻璃模压成型有限元分析主要包括力学和传热学两个方面。介绍了光玻璃材料热力学性能和机械性能随温度的变化规律,确定了加热模压阶段光学玻璃粘弹性本构模型,以及退火冷却阶段光学玻璃材料的本构模型,为后...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见的手机曲面玻璃的形状
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文-2-图1-1常见的手机曲面玻璃的形状Fig.1-1Theshapeofthecurvedglassofacommonmobilephone.目前,弯曲玻璃的制造技术主要包括两大类：冷加工和热成形。冷加工技术主要包含初加工、精加工、研磨抛光三个步骤，其中以采用计算机数控机床磨削技术比较成熟，但是，该方法存在生产周期长、生产成本高、加工精度不稳定的问题。热成形技术包括热弯模压成形和光学塑料注射成形两种方法。前者工艺流程简单，生产效率高，且具有成本低、可批量生产的特点，近年来已引起了众多国家的广泛关注。3D热弯玻璃如图1-2所示。(a)手机盖板(b)手机屏幕图1-23D热弯玻璃用途Fig.1-2Theapplicationof3Dhotbendingglass1.3课题的国内外研究现状1.3.1成型玻璃加工工艺发展历程20世纪90年代注塑成型工艺已成为生产制造主流。虽然玻璃注塑成型改善了部分成型缺陷，但该方法仍无法避免玻璃熔液与模具的粘连，还不能满足
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文-3-低成本、高效率、高质量的要求，应用范围不广。使用模压成型技术制造玻璃优点如下：1)工序简单，精度较高、表面粗糙度较好；2)能够节省大量的资源，一个小型厂房就可以具备较高的生产力，对技术工人水平要求大大降低，极大地降低了生产成本；3)容易实现大批量生产；4)工艺参数可控，可提高精度；5)可以模压小型化产品，大大提高了生产效率；成型玻璃工艺的发展历程图如图1-3到1-7。图1-3纯手工制作图1-4自动控制机床磨削Fig.1-3PurehandmadeFig.1-4Automaticcontrolmachinetoolgrinding图1-5模压成型机外观图1-6模压成型机内部Fig.1-5AppearanceofmoldingmachineFig.1-6Interiorofmoldingmachine图1-73D热弯机Fig.1-73Dhotbendingmachine
【参考文献】：
期刊论文
[1]非球面光学玻璃透镜的模压仿真研究[J]. 倪佳佳,范玉峰,陈文华. 激光与光电子学进展. 2013(03)
[2]非球面超精密抛光技术研究现状[J]. 袁巨龙,吴喆,吕冰海,阮德南,陆惠宗,赵萍. 机械工程学报. 2012(23)
[3]硫系玻璃的粘弹性及模压工艺的仿真[J]. 刘卫国,沈萍. 红外与激光工程. 2012(03)
[4]小口径非球面透镜模压成形加热加压参数仿真[J]. 尹韶辉,霍建杰,周天丰,朱科军,王玉方,靳松,余剑武. 湖南大学学报(自然科学版). 2011(01)
[5]小口径薄型玻璃透镜精密模压制造[J]. 马韬,余景池,王钦华. 红外与激光工程. 2011(01)
[6]粘弹性聚合物微压印过程的仿真[J]. 刘卫国,沈萍. 西安工业大学学报. 2010(06)
[7]微小非球面玻璃透镜超精密模压成型数值模拟[J]. 尹韶辉,王玉方,朱科军,霍建杰,陈逢军,余剑武,王宇. 光子学报. 2010(11)
[8]一种光学材料高效超精密加工方法[J]. 尹韶辉,大森整,林伟民,上原嘉宏,陈逢军,朱科军. 中国机械工程. 2008(21)
[9]NUMERICAL PREDICTION OF PROCESS-INDUCED RESIDUAL STRESSES IN GLASS BULB PANEL[J]. 周华民,孙强,奚国栋,李德群. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2006(09)
[10]现代超精密加工技术的概况及应用[J]. 周志斌,肖沙里,周宴,汪科. 现代制造工程. 2005(01)
博士论文
[1]光学玻璃透镜模压成形的数值仿真和实验研究[D]. 朱科军.湖南大学 2013
[2]精密热成型光学玻璃透镜的折射率场偏差及矫正方法研究[D]. 赵玮.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]红外玻璃的模压制造研究[D]. 沈萍.西安工业大学 2011
本文编号：3560686
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见的手机曲面玻璃的形状
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文-2-图1-1常见的手机曲面玻璃的形状Fig.1-1Theshapeofthecurvedglassofacommonmobilephone.目前,弯曲玻璃的制造技术主要包括两大类：冷加工和热成形。冷加工技术主要包含初加工、精加工、研磨抛光三个步骤，其中以采用计算机数控机床磨削技术比较成熟，但是，该方法存在生产周期长、生产成本高、加工精度不稳定的问题。热成形技术包括热弯模压成形和光学塑料注射成形两种方法。前者工艺流程简单，生产效率高，且具有成本低、可批量生产的特点，近年来已引起了众多国家的广泛关注。3D热弯玻璃如图1-2所示。(a)手机盖板(b)手机屏幕图1-23D热弯玻璃用途Fig.1-2Theapplicationof3Dhotbendingglass1.3课题的国内外研究现状1.3.1成型玻璃加工工艺发展历程20世纪90年代注塑成型工艺已成为生产制造主流。虽然玻璃注塑成型改善了部分成型缺陷，但该方法仍无法避免玻璃熔液与模具的粘连，还不能满足
哈尔滨理工大学工学硕士学位论文-3-低成本、高效率、高质量的要求，应用范围不广。使用模压成型技术制造玻璃优点如下：1)工序简单，精度较高、表面粗糙度较好；2)能够节省大量的资源，一个小型厂房就可以具备较高的生产力，对技术工人水平要求大大降低，极大地降低了生产成本；3)容易实现大批量生产；4)工艺参数可控，可提高精度；5)可以模压小型化产品，大大提高了生产效率；成型玻璃工艺的发展历程图如图1-3到1-7。图1-3纯手工制作图1-4自动控制机床磨削Fig.1-3PurehandmadeFig.1-4Automaticcontrolmachinetoolgrinding图1-5模压成型机外观图1-6模压成型机内部Fig.1-5AppearanceofmoldingmachineFig.1-6Interiorofmoldingmachine图1-73D热弯机Fig.1-73Dhotbendingmachine
【参考文献】：
期刊论文
[1]非球面光学玻璃透镜的模压仿真研究[J]. 倪佳佳,范玉峰,陈文华. 激光与光电子学进展. 2013(03)
[2]非球面超精密抛光技术研究现状[J]. 袁巨龙,吴喆,吕冰海,阮德南,陆惠宗,赵萍. 机械工程学报. 2012(23)
[3]硫系玻璃的粘弹性及模压工艺的仿真[J]. 刘卫国,沈萍. 红外与激光工程. 2012(03)
[4]小口径非球面透镜模压成形加热加压参数仿真[J]. 尹韶辉,霍建杰,周天丰,朱科军,王玉方,靳松,余剑武. 湖南大学学报(自然科学版). 2011(01)
[5]小口径薄型玻璃透镜精密模压制造[J]. 马韬,余景池,王钦华. 红外与激光工程. 2011(01)
[6]粘弹性聚合物微压印过程的仿真[J]. 刘卫国,沈萍. 西安工业大学学报. 2010(06)
[7]微小非球面玻璃透镜超精密模压成型数值模拟[J]. 尹韶辉,王玉方,朱科军,霍建杰,陈逢军,余剑武,王宇. 光子学报. 2010(11)
[8]一种光学材料高效超精密加工方法[J]. 尹韶辉,大森整,林伟民,上原嘉宏,陈逢军,朱科军. 中国机械工程. 2008(21)
[9]NUMERICAL PREDICTION OF PROCESS-INDUCED RESIDUAL STRESSES IN GLASS BULB PANEL[J]. 周华民,孙强,奚国栋,李德群. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2006(09)
[10]现代超精密加工技术的概况及应用[J]. 周志斌,肖沙里,周宴,汪科. 现代制造工程. 2005(01)
博士论文
[1]光学玻璃透镜模压成形的数值仿真和实验研究[D]. 朱科军.湖南大学 2013
[2]精密热成型光学玻璃透镜的折射率场偏差及矫正方法研究[D]. 赵玮.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]红外玻璃的模压制造研究[D]. 沈萍.西安工业大学 2011
本文编号：3560686
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