根據(jù)35U.S.C.§119，本申請要求保護在2013年12月20日提交的美國臨時申請序列號第61/919029號的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，該專利申請內(nèi)容以全文引用的方式并入到本文中。

本領(lǐng)域涉及使用模具將二維(2D)玻璃板熱再成型為三維(3D)玻璃制品。該領(lǐng)域還涉及在熱再成型過程中供應(yīng)過程流體和真空。

背景技術(shù)：

Bailey等人的美國專利申請公開第2012/0297828號公開了一種玻璃模制系統(tǒng)，玻璃模制系統(tǒng)可以用來從二維玻璃板以連續(xù)方式形成三維玻璃制品。在典型過程中，二維玻璃板放置于三維模具表面上并且然后在玻璃模制系統(tǒng)的一個或多個工位加熱到成型溫度。通過在模具中的開口向模腔供應(yīng)真空，熱二維玻璃板符合三維模具表面以形成三維玻璃制品。在符合之后，從模腔釋放真空。過程流體然后通過相同模具開口供應(yīng)以快速冷卻三維玻璃制品到低于玻璃的應(yīng)變點的溫度。為了在這個冷卻階段控制模具溫度，使用單獨管線來將過程流體供應(yīng)到冷卻板，冷卻板然后通過操作以從模具移除熱。

需要對所供應(yīng)的真空和過程流體進行微調(diào)以控制由該系統(tǒng)形成的玻璃形狀的準確度。為了實現(xiàn)這種微調(diào)，重要的是供應(yīng)真空和過程流體而不發(fā)生泄漏，因為泄漏能造成該系統(tǒng)中從一個位置與另一個位置的過程差異，而這種過程差異可能導(dǎo)致部分與部分之間的形狀差別。

在諸如上文所描述的玻璃模制系統(tǒng)中使用的模具通常需要在高溫不與玻璃起反應(yīng)的涂層。由于這些涂層通常具有較短壽命，有益地能快速地并且自動地換出需要表面重構(gòu)的模具。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一方面，本發(fā)明公開了一種用于玻璃模制系統(tǒng)的模具組件。在一說明性實施例中，模具組件包括：模具，其包括由具有三維形狀的模具表面限定的模腔和用于將過程流體或真空連通到模腔的至少一個開口。模具組件還包括：氣室基座，其安裝到模具上使得腔室限定于氣室基座與模具之間，其中腔室與模具中至少一個開口連通。冷卻板布置于腔室中。外管和內(nèi)管中每一個具有靠近氣室基座的第一端和遠離氣室基座的第二端。外管和內(nèi)管同心布置成使得流體通路限定于外管與內(nèi)管之間。第一流體管道延伸穿過內(nèi)管和氣室基座中的第一開口到腔室。第二流體管道從流體通路延伸穿過外管中的端口和氣室基座中的第二開口延伸到冷卻板。

在一圖示實施例中，在第一流體管道與氣室基座之間的接口包括金屬密封接頭。

在一圖示實施例中，在第二流體管道與外管、氣室基座和冷卻板中每一個之間的接口包括金屬密封接頭。

在一圖示實施例中，該模具組件還包括接納器，其具有內(nèi)孔，用來與內(nèi)孔連通過程流體的第一端口和用來與內(nèi)孔連通過程流體的第二端口，其中外管和內(nèi)管的第二端接納于內(nèi)孔中。

應(yīng)了解前文的一般描述和下文的詳細描述例示本公開并且預(yù)期用于提供理解所要求保護的本公開的性質(zhì)和特征的概述或框架。包括附圖以提供對本公開的進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。附圖示出了本公開的各種實施例并且與描述一起用于解釋本公開的原理和操作。

附圖說明

下文為附圖中視圖的描述。附圖未必按照比例繪制且并且為了清楚和簡潔起見，附圖的某些特點和視圖可能以放大的比例尺示出或者示意性地示出。

圖1示出了無接納器的模具組件。

圖2示出了模具，模具具有開口用于將過程流體或真空連通到模腔。

圖3示出了插入于接納器中的同心管組件的下端。

圖4示出了安裝于玻璃成型工位的模具組件。

圖5示出了具有真空夾持能力的轉(zhuǎn)接板。

具體實施方式

在下文的詳細描述中，陳述了許多具體細節(jié)以便提供對本公開的實施例的透徹理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然，當實踐本公開的實施例時，可以沒有這些具體細節(jié)中的某些或全部。在其它情形下，可能并未描述熟知的特征或過程以便不使本公開不必要地不清楚。此外，相似或相同附圖標記可以用于標識共同或相似元件。

圖1公開了用于在Bailey等人的公開中所描述的玻璃模制系統(tǒng)中的模具組件12。模具組件12包括模具16，模具16具有由三維模具表面20限定的模腔18，其中三維模具表面20的形狀取決于待由模具16形成的三維玻璃制品的形狀。如圖2所示，模具16具有開口21用于將流體通常氣體或真空連通到模腔18。模具16可以包括在其上表面上的一個或多個銷22以輔助將二維玻璃板與模腔18對準。

返回至圖1，氣室基座24附連到模具16的底部。氣室基座24包括殼體26和基板28。殼體26的頂端附連到模具16，并且殼體26的底端附連到基板28。模具16的底表面34、殼體26的內(nèi)表面35和基板28的頂表面37限定腔室32。在一實施例中，為了在高溫玻璃成型環(huán)境中實現(xiàn)防漏腔室32，金屬對金屬密封形成于殼體26與模具16之間的接口39和在殼體26與基板28之間的接口41處。在一實施例中，在接口39、41處在殼體26、模具16和基板28的面對部分很平坦并且光滑使得當它們利用螺旋壓力夾持在一起時，在它們之間形成金屬對金屬密封。由于制造公差，在接口39、41處在殼體26、模具16與基板28的面對部分之間存在較小間隙，但是這些間隙將很小，大約0.1μm或更小，使得從模具組件12外部向腔室32的空氣泄漏量對于在腔室32內(nèi)側(cè)實現(xiàn)的真空壓力量具有可忽略的影響。在其它實施例中，形成于接口39和41處的金屬對金屬密封包括安裝于殼體26、模具16與基板28的面對部分之間的金屬墊片。

冷卻板38布置于腔室32內(nèi)側(cè)，在模具16的底表面34與基板28的頂表面37之間。在一實施例中，冷卻板38與模具16的底表面34間隔開使得主要通過輻射來進行模具16的冷卻。冷卻板38可以如在Bailey等人公開中所描述或者可以是不同類型的冷卻板。支架管40、42、44附連于基板28與冷卻板38之間。支架管40、42、44在基板28上方支承冷卻板38并且也充當管道用于向冷卻板38供應(yīng)流體和從冷卻板38排放流體。通常，向冷卻板38供應(yīng)和從冷卻板38排放的流體是氣體。在圖1中示出，支架管40、42充當供應(yīng)管道，并且支架管44充當排放管道。

冷卻板38在分別對應(yīng)于支架管40、42、44的位置具有開口46、48、50，以接收并且排放流體。為了允許經(jīng)由開口46、48、50與冷卻板38進行防漏流體交換，金屬密封接頭40a、42a、44a分別在開口46、48、50處形成于支架管40、42、44與冷卻板38之間。在一實施例中，金屬密封接頭40a、42a、44a是由金屬聯(lián)結(jié)工藝諸如硬釬焊、焊接或軟釬焊形成的永久密封接頭。

基板28在分別對應(yīng)于支架管40、42、44的位置具有開口52、54、56。為了在高溫玻璃成型環(huán)境中實現(xiàn)防漏腔室32，金屬密封接頭40b、42b和44b分別在開口52、54、56處形成于支架管40、42、44與的基板28之間。在一實施例中，金屬密封接頭40b、42b和44b是通過金屬聯(lián)結(jié)工藝諸如硬釬焊、焊接或軟釬焊形成的永久密封接頭。

模具組件12包括用來向腔室32供應(yīng)工藝流體或真空和用來向冷卻板38供應(yīng)工藝流體的同心管子組件58。同心管子組件58包括同心布置的外管60和內(nèi)管62。內(nèi)管62的外徑小于外管60的內(nèi)徑，得到在外管60與內(nèi)管62之間的流體通路64。外管60和內(nèi)管62的上端接納于基板28中的中心開口66中。金屬密封接頭68在開口66處形成于外管60的上端與基板28之間。在一實施例中，金屬密封接頭68是通過金屬聯(lián)結(jié)工藝諸如硬釬焊、焊接或軟釬焊形成的永久密封接頭。

金屬密封接頭70形成于外管60與內(nèi)管62的上端之間以將外管60連接到內(nèi)管62并且防止從流體通路64到腔室32內(nèi)的泄漏。在一實施例中，金屬密封接頭70是通過金屬聯(lián)結(jié)工藝諸如硬釬焊、焊接或軟釬焊形成的永久密封接頭。在金屬密封接頭70的一示例中，金屬密封環(huán)放置于外管60與內(nèi)管62的上端之間。然后通過金屬聯(lián)結(jié)工藝諸如硬釬焊、焊接或軟釬焊將金屬密封環(huán)聯(lián)結(jié)到外管60和內(nèi)管62的上端。金屬密封接頭72也形成于外管60與內(nèi)管62的下端之間以將外管60聯(lián)結(jié)到內(nèi)管62并且防止向流體通路64內(nèi)泄漏，例如當外管60和內(nèi)管62的下端插入于接納器內(nèi)中時，如在下文中進一步描述。金屬密封接頭72可以具有上文關(guān)于金屬密封接頭70所描述的特征中的任何特征。

在圖1中示出來自排放支架管44的流體將排放到大氣，例如通過在基板28中的開口82。供應(yīng)支架管40、42將從流體通路64接收工作流體(或冷卻流體)供應(yīng)。為了實現(xiàn)這個目的，外管60具有連接到流體通路64的側(cè)端口74、76。供應(yīng)管78、80分別從側(cè)端口74、76延伸到基板28中的開口52、54。在開口52、54處，供應(yīng)管78、80與供應(yīng)支架管40、42對準并且連通。因此，一個流體供應(yīng)管道從流體通路64延伸穿過端口74、供應(yīng)管78、開口52和供應(yīng)支架管40到冷卻板38的開口46。同樣，另一流體供應(yīng)管道從流體通路64延伸穿過端口76、供應(yīng)管80、開口54和供應(yīng)支架管42到冷卻板38的開口48。

為了從流體通路64向冷卻板38防漏供應(yīng)流體，金屬密封接頭78a、80a形成于供應(yīng)管78、80與基板28之間的接口處(即，在開口52、54處)。金屬密封接頭78b、80b也形成于供應(yīng)管78、80與外管60之間的接口處(即，在側(cè)端口74、76處)。金屬密封接頭78a、80a、78b、80b可以是通過金屬聯(lián)結(jié)工藝諸如硬釬焊、焊接或軟釬焊形成的永久密封接頭。

內(nèi)管62的上開口62a通過向腔室32打開而與腔室32連通。這允許過程流體或真空從位于離氣室基座24一定距離的內(nèi)管62的下開口62b供應(yīng)到腔室32內(nèi)。在模具16中的開口(在圖2中的21)向腔室32打開或者與腔室32連通，允許經(jīng)由內(nèi)管62供應(yīng)到腔室32內(nèi)的過程流體或真空連通到模腔(在圖2中的18)。在使二維玻璃板符合三維模具表面(在圖2中的20)期間，真空可以供應(yīng)到模腔以牽拉玻璃板抵靠在三維模具表面上，從而形成三維玻璃制品。在形成了三維玻璃制品之后，工藝流體(或冷卻流體)可以供應(yīng)給模腔以輔助降低三維玻璃制品的溫度低于玻璃應(yīng)變點。

在同心管子組件58的下部段61處，外管60具有外異形表面84，外異形表面84提供軸向間隔開的凹槽86、88用來固持密封件90、92諸如O形環(huán)密封件。在凹槽86、88之間設(shè)有凹陷表面94。外管60在其壁中具有至少一個開口96，開口96將凹陷表面94連接到流體通路64，流體通路64經(jīng)由管78、40、80、42與冷卻板38連通。入口管62的下開口62b也位于同心管組件58的下部段61處。

圖3示出了同心管子組件58的下部段61，下部段61插入于接納器100的內(nèi)孔98內(nèi)使得在外管60中的開口96和內(nèi)管62的下開口62b位于接納器100中。在此位置，密封件90、92接合內(nèi)孔98的壁104。流體空間102形成于內(nèi)孔98的壁104與外管60的凹陷表面94之間。由密封件90、92防止流體從流體空間102泄漏出來到接納器100外側(cè)，密封件90、92鄰近流體空間102的端部接合內(nèi)孔壁104。接納器100具有與流體空間102連通的側(cè)端口106。通過側(cè)端口106、流體空間102和開口96，流體可以連通到流體通路64。接納器100具有底部端口108，底部端口108與內(nèi)管62的下開口62b連通。通過底部端口108，流體或者真空可以供應(yīng)給內(nèi)管62。出于說明目的，冷卻流體或真空源的供應(yīng)端110示出在底部端口108處。

接納器100可以認為是模具組件12的可移除部分或者用于模具組件12的單獨部分。

圖4示出了安裝于玻璃模制系統(tǒng)的一工位的模具組件12。在圖4中，主要基座120由主要基座支架123支承于分度臺122上方。主要基座120具有開口124，開口124與分度臺122中的開口126對準。接納器100附連到分度臺122底部使得接納器100的內(nèi)孔98與分度臺122中的開口126對準。同心管子組件58的下端通過對準孔124、126而插入于接納器100的內(nèi)孔98內(nèi)。支承結(jié)構(gòu)128在主要基座120的頂部上。氣室基座24放置于支承結(jié)構(gòu)128上。在圖4中示出了支承結(jié)構(gòu)128包括安裝塊130、132和在安裝塊130、132之間延伸的支架管134。安裝塊132固定到主要基座120上。

轉(zhuǎn)接板134安裝于安裝塊130上，例如使用螺釘?shù)取馐一?4的基板28安放于轉(zhuǎn)接板134上。諸如銷136等裝置可以用來對準在轉(zhuǎn)接板134上的基板28。銷136可以設(shè)置于轉(zhuǎn)接板134上并且可以由基板28底部的相對應(yīng)孔接納。另外，基板28可以通過真空而固定到轉(zhuǎn)接板134上。圖5示出了轉(zhuǎn)接板134的實施例，轉(zhuǎn)接板134允許基板(在圖4中的28)真空夾持。在圖5中的轉(zhuǎn)接板134具有真空凹槽138和真空孔140。真空可以通過真空夾緊管142供應(yīng)給真空孔140和然后供應(yīng)給真空凹槽138。在真空凹槽138中的真空將基板(在圖4中的28)夾持到轉(zhuǎn)接板134上。諸如螺栓和夾具的其它裝置可以替代地用來將轉(zhuǎn)接板134夾持到基板28上。然而，真空夾持將使得自動換出模具組件12更容易，因為，要分開氣室基座24與轉(zhuǎn)接板134，只需要釋放夾緊真空。

返回至圖4，模具16和氣室基座24位于玻璃成型工位的高溫區(qū)140。接納器100位于玻璃成型工位的低溫區(qū)142。同心管組件58聯(lián)接到氣室基座24并且從氣室基座24延伸到接納器100內(nèi)。接納器100用作與內(nèi)管62和流體通路64連通的共同接口。模具組件12可以快速地從玻璃成型工位卸下以用于操作，諸如模具16的表面重構(gòu)。為了卸下模具組件，氣室基座24的基板28與轉(zhuǎn)接板134分開。然后，從接納器100移除了同心管組件58的下端61。接納器100可以留在分度臺122底部的適當位置或者移除。優(yōu)選地，接納器100留在分度臺122底部的適當位置。如果接納器100留在適當位置，在對已經(jīng)移除的模具進行維修時，另一模具組件可以安裝于玻璃成型工位。

在玻璃成型工位，由于接納器100位于低溫區(qū)142，能利用非永久密封件諸如O形環(huán)密封件(在圖3中的90、92)可靠地實現(xiàn)在接納器100與同心管組件58的下端61之間的密封持續(xù)延長的時間。非永久密封件將允許從接納器100快速地取回同心管組件58的下端61。

雖然關(guān)于有限的幾個實施例描述了本公開內(nèi)容，受益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到可以設(shè)想到不偏離本文所公開的范圍的其它實施例。因此，本公開的范圍僅受權(quán)利要求限制。