技術(shù)領(lǐng)域

本申請根據(jù)35U.S.C.§119，要求2014年5月23日提交的美國臨時申請系列第62/002,563號的優(yōu)先權(quán)，本文以該申請為基礎(chǔ)并將其全文通過引用結(jié)合于此。

本文一般地涉及對玻璃結(jié)構(gòu)進(jìn)行成形的方法和系統(tǒng)，更具體地，涉及用于對薄玻璃進(jìn)行彎曲中使用的輻射屏蔽。

技術(shù)背景

對薄玻璃片進(jìn)行熱成形和形成的能力正越來越與各種工業(yè)，例如汽車工業(yè)相關(guān)。生產(chǎn)用于車輛的玻璃面板是復(fù)雜工藝，由于越來越嚴(yán)格的環(huán)境和安全要求，其經(jīng)常發(fā)生改變。由于政府法規(guī)所要求的燃料經(jīng)濟(jì)性增加以及排放減少，對于具有高光學(xué)質(zhì)量和輕量化的復(fù)雜玻璃形狀的需求不斷增長。從更薄的玻璃制造車輛部件的能力可轉(zhuǎn)化為更低的汽車重量、改善的燃料經(jīng)濟(jì)性、排放減少和/或改善的汽車重量分布(例如，更低的重心)。

對玻璃進(jìn)行成形的現(xiàn)有技術(shù)方法包括：將玻璃片放在成形模具上，將玻璃運輸通過爐，使得片材均勻加熱和軟化，以及使得軟化的玻璃在重力下發(fā)生松弛至設(shè)想的所需形狀。成形模具起到了表面的作用，環(huán)繞該表面，玻璃片可以形成至所需形狀。對于較厚的常規(guī)玻璃，例如厚度約為3-6mm的玻璃，此類常規(guī)成形系統(tǒng)可良好地工作。較厚的玻璃片通常可發(fā)生粘性形變，同時避免本領(lǐng)域已知的“浴缸效應(yīng)”，其中玻璃的邊緣處顯示出陡峭下降而中心是平坦的。

但是，當(dāng)采用這些常規(guī)方法對(例如，厚度小于約3mm的)較薄玻璃進(jìn)行加工時，玻璃傾向于發(fā)生扭曲和伸長，這導(dǎo)致邊緣處的過度粘性變薄，并且在重力荷載下遠(yuǎn)離玻璃的塊體中心。

可以在玻璃韌化爐中對大的薄玻璃片進(jìn)行成形，所述玻璃韌化爐包括多個串聯(lián)布置的爐，其中，玻璃片的溫度發(fā)生逐步提升以完成重力松弛。但是，無法通過簡單地爐加熱變化來完成實現(xiàn)所需的薄玻璃成形的溫差，因為來自爐壁的熱區(qū)和冷區(qū)的輻射視角因素對玻璃的中心和邊緣兩者都造成影響。需要額外裝置來阻擋輻射，例如阻擋來自熱爐區(qū)的輻射到達(dá)玻璃邊緣以及來自冷爐區(qū)的輻射達(dá)到玻璃中心。

因此，提供對較薄玻璃片進(jìn)行成形和回火的方法和系統(tǒng)，更具體來說，提供能夠在薄玻璃片的邊緣和中心之間實現(xiàn)足夠溫差的系統(tǒng)，會是有利的。例如，在一個實施方式中，提供具有如下溫差的系統(tǒng)可能是有利的，該系統(tǒng)使得玻璃邊緣加熱的溫度低于玻璃中心。為了降低制造成本和/或加工時間，提供可對于用于常規(guī)(例如，較厚)玻璃的彎曲和回火的現(xiàn)有系統(tǒng)(至少部分)起作用的系統(tǒng)可能是額外有利的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在各種實施方式中，本文涉及對玻璃結(jié)構(gòu)進(jìn)行成形的系統(tǒng)，其包括：成形模具、輻射加熱源以及輻射屏蔽，其中，輻射屏蔽基本上布置在輻射加熱源與玻璃結(jié)構(gòu)之間，以及其中，輻射屏蔽包括外壁，所述外壁限定了腔體，所述腔體具有布置成朝向玻璃結(jié)構(gòu)的第一開口以及布置成朝向輻射加熱源的第二開口。

在某些實施方式中，輻射加熱源可包括多個輻射加熱元件。根據(jù)各種實施方式，輻射屏蔽可通過成形模具或爐支撐并與它們附連。輻射屏蔽的外壁可形成具有任意橫截面形狀的腔體，例如，在一些實施方式中，橫截面形狀可以是圓形、卵形、三角形、正方形、矩形、菱形、或者多邊形。在其他實施方式中，可以在玻璃結(jié)構(gòu)和輻射熱屏蔽之間放置不止一個輻射屏蔽，例如兩個或更多個輻射屏蔽。例如，根據(jù)非限制性實施方式，可以布置第二輻射屏蔽，所述第二輻射屏蔽包括限定了第二腔體的內(nèi)壁，例如，所述第二輻射屏蔽同軸地布置在由第一輻射屏蔽的外壁限定的腔體內(nèi)。

本文還涉及對玻璃結(jié)構(gòu)進(jìn)行成形的方法，其包括：將玻璃結(jié)構(gòu)放在成形模具上，將成形模具和玻璃結(jié)構(gòu)引入包含輻射加熱源的爐中，以及對玻璃結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱，其中，輻射屏蔽基本上布置在玻璃結(jié)構(gòu)和輻射加熱源之間，以及其中，輻射屏蔽包括外壁，所述外壁限定了腔體，所述腔體具有布置成朝向玻璃結(jié)構(gòu)的第一開口以及布置成朝向輻射加熱源的第二開口。

在各種實施方式中，將玻璃結(jié)構(gòu)加熱至約為400-1000℃的溫度，停留時間約為1-60分鐘，或更久。根據(jù)某些非限制性實施方式，玻璃結(jié)構(gòu)的厚度可以小于約3mm，例如，約為0.7-1.5mm或者約為0.3-1.5mm。

在以下的詳細(xì)描述中給出了本文的其他特征和優(yōu)點，其中的部分特征和優(yōu)點對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)所作描述就容易看出，或者通過實施包括以下詳細(xì)描述、權(quán)利要求書以及附圖在內(nèi)的本文所述的方法而被認(rèn)識。

應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都表示本文的各種實施方式，用來提供對于權(quán)利要求的性質(zhì)和特性的總體理解或框架性理解。包括的附圖提供了對本文的進(jìn)一步的理解，附圖被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分。附圖以圖示形式說明了本文的各種實施方式，并與說明書一起用來解釋本文的原理和操作。

附圖說明

結(jié)合以下附圖閱讀本發(fā)明，便可以最好地理解下文中的發(fā)明詳述，圖中相同的結(jié)構(gòu)用相同的編號表示：

圖1顯示根據(jù)本文一個實施方式的用于對玻璃進(jìn)行成形的系統(tǒng)；

圖2的偏差圖顯示采用現(xiàn)有技術(shù)均勻輻射加熱方法獲得的理論預(yù)測部件形狀；

圖3A的理論分布顯示根據(jù)本文一個實施方式進(jìn)行成形的玻璃結(jié)構(gòu)的邊緣與中心之間的理論溫差；

圖3B的理論模型顯示采用圖3A的差異熱分布獲得的預(yù)測部件形狀；

圖3C的偏差圖顯示采用圖3A的差異熱分布獲得的理論預(yù)測部件形狀；

圖4的理論模型顯示執(zhí)行根據(jù)本文一個實施方式的差異熱分布和輻射屏蔽的系統(tǒng)；

圖5顯示采用現(xiàn)有技術(shù)方法和根據(jù)本文各種實施方式的方法的玻璃溫度與相對于玻璃中心的距離的關(guān)系圖；

圖6顯示玻璃溫度與相對于玻璃中心的距離的關(guān)系圖，其與輻射屏蔽的長度(L)以及玻璃結(jié)構(gòu)與輻射加熱源之間的距離(H)之比相關(guān)；

圖7的理論模型顯示執(zhí)行根據(jù)本文一個實施方式的差異熱分布和兩個同軸輻射屏蔽的系統(tǒng)；以及

圖8顯示采用現(xiàn)有技術(shù)方法和根據(jù)本文各種實施方式的方法的玻璃溫度與相對于玻璃中心的距離的關(guān)系圖。

具體實施方式

本文揭示了用于對玻璃結(jié)構(gòu)進(jìn)行成形的系統(tǒng)和方法，其包括：成形模具、輻射加熱源以及輻射屏蔽，其中，輻射屏蔽基本上布置在輻射加熱源與玻璃結(jié)構(gòu)之間，以及其中，輻射屏蔽包括外壁，所述外壁限定了腔體，所述腔體具有布置成朝向玻璃結(jié)構(gòu)的第一開口以及布置成朝向輻射加熱源的第二開口。示例性玻璃結(jié)構(gòu)包括但不限于，單片玻璃、單個堆疊中的多片玻璃、玻璃-玻璃層疊結(jié)構(gòu)以及玻璃-聚合物層疊結(jié)構(gòu)等。

系統(tǒng)

參見圖1，顯示了根據(jù)本文用于對玻璃結(jié)構(gòu)進(jìn)行成形的示例性系統(tǒng)的一個實施方式，其包括成形模具110，可以在所述成形模具110上放置玻璃結(jié)構(gòu)G。成形模具可包括任意具有表面的物體，在所述表面上或者繞著其可以對玻璃進(jìn)行成形。成形模具可具有適合生產(chǎn)用于特定應(yīng)用的具有形狀的玻璃產(chǎn)品的任意形狀和尺寸。例如，成形模具可設(shè)計成向玻璃片賦予所需曲率，例如，擋風(fēng)玻璃以及車輛的后窗或側(cè)窗的情況。其他形狀和構(gòu)造也屬于和包括在本申請的范圍內(nèi)。在一些實施方式中，成形模具可以是重力彎曲環(huán)模具、固定形狀的重力環(huán)、多形環(huán)接重力松弛環(huán)、任選具有真空輔助的全表面模具。上述模具可以使用例如任選的預(yù)拉伸機(jī)制。當(dāng)然，本文所述的實施方式不應(yīng)限于本文所述重力彎曲方法，還可適用于壓制輔助的彎曲方法。

可以將玻璃結(jié)構(gòu)G運輸或者任意其他方式引入到爐(或者包含輻射加熱源120的任意其他加熱裝置)中。輻射加熱源至少向一部分的玻璃結(jié)構(gòu)提供輻射熱。理解的是，雖然在某些實施方式中，輻射加熱可以是主要加熱源，但是玻璃加熱可涉及所有熱傳遞模式，包括對流和感應(yīng)加熱。例如，在一些實施方式中，輻射加熱可占據(jù)全部加熱的大于約50％，例如總加熱的大于約60％、大于約70％、大于約80％或者大于約90％。本申請的范圍包括和涵蓋了加熱模式的其他組合。

在某些示例性實施方式中，輻射加熱源可包括多個輻射加熱元件。因此，爐或加熱裝置可分成兩個或更多個溫差區(qū)，例如，包括至少一個第一加熱元件(例如第一組多個加熱元件115)的第一區(qū)135以及包括至少一個第二加熱元件(例如，第二組多個加熱元件125)的第二區(qū)145。第一組多個加熱元件115運行的溫度可以不同于第二組多個加熱元件125，例如，第一加熱元件115可以比第二加熱元件125較為冷卻，或者反之亦可。第一區(qū)135可以基本上與玻璃結(jié)構(gòu)G的第一部分對準(zhǔn)，以及第二區(qū)145可以基本上與玻璃結(jié)構(gòu)G的第二部分對準(zhǔn)。在一些實施方式中，例如如圖1所示的實施方式中，第一區(qū)135可以與玻璃結(jié)構(gòu)G的外周對準(zhǔn)，以及第二區(qū)145可以與玻璃結(jié)構(gòu)G的中心區(qū)域?qū)?zhǔn)。

雖然未示出，可以采用運行在不同溫度的多個加熱元件或者額外的加熱元件來產(chǎn)生數(shù)個加熱區(qū)。因此，圖1所示情況不應(yīng)對所附權(quán)利要求書的范圍造成限制。例如，可以將玻璃結(jié)構(gòu)的數(shù)個部分加熱至不同溫度。在一些實施方式中，玻璃結(jié)構(gòu)的中心區(qū)域可以加熱至第一溫度，玻璃結(jié)構(gòu)的較外區(qū)域可以加熱至第二溫度，以及玻璃結(jié)構(gòu)的外周區(qū)域可以加熱至第三溫度，任選地，這些區(qū)域是相互同軸的。輻射屏蔽和加熱區(qū)可以以任意方式排列，從而按需在玻璃結(jié)構(gòu)的各個部分之間產(chǎn)生所需的溫差，以制造具有所需形狀的玻璃部件。

可以基本上在成形模具110和輻射加熱源120之間放置輻射屏蔽130。在某些示例性實施方式中，輻射屏蔽可起到將輻射熱導(dǎo)向遠(yuǎn)離玻璃結(jié)構(gòu)的一個部分并導(dǎo)向到玻璃結(jié)構(gòu)的另一個部分的作用，從而在玻璃結(jié)構(gòu)的所述部分之間建立所需溫差。例如，輻射屏蔽可以將具有較高溫度的輻射熱導(dǎo)向遠(yuǎn)離玻璃邊緣并導(dǎo)向到玻璃中心，和/或?qū)⒕哂休^冷溫度的輻射熱導(dǎo)向遠(yuǎn)離玻璃中心并導(dǎo)向到玻璃邊緣。輻射屏蔽130可以基本上放置在輻射加熱源120和玻璃結(jié)構(gòu)G之間，從而對輻射熱進(jìn)行再導(dǎo)向和產(chǎn)生所需的溫差。

雖然未示出，但是輻射屏蔽可以與成形模具120附連并由其支撐。或者，當(dāng)爐包括輻射加熱源時，成形模具可以與爐附連并由其支撐，例如與爐的根部附連。輻射屏蔽可類似地與罩住輻射加熱源的任意結(jié)構(gòu)附連。輻射屏蔽130可包括限定了腔體的外壁。在一些實施方式中，外壁可以是限定了腔體的連續(xù)壁，例如環(huán)面。在圖1中，輻射屏蔽130顯示為圓形環(huán)面，包括腔體，所述腔體具有布置成朝向玻璃結(jié)構(gòu)G的第一開口140和布置成朝向輻射加熱源120的第二開口150。但是，輻射屏蔽130可以具有未在圖1中示出的任意各種形狀和橫截面，例如，卵形、正方形、矩形、菱形或者多邊形橫截面形狀等。

輻射屏蔽還可具有垂直長度L。玻璃結(jié)構(gòu)G與輻射加熱源120之間的距離，或者在某些實施方式中，爐根部的高度，可以表示為H。可以改變L/H比以實現(xiàn)例如待成形的玻璃結(jié)構(gòu)G的邊緣與中心之間所需的溫差(ΔT)。較高的L/H比可導(dǎo)致較多屏蔽從而導(dǎo)致更高的ΔT，而較低的L/H比可提供較少屏蔽從而提供較低的ΔT。在某些非限制性實施方式中，輻射屏蔽130可具有沿著垂直長度L的縱軸，其可基本垂直于玻璃結(jié)構(gòu)傳輸(例如進(jìn)入爐或離開爐)的方向。

雖然圖1顯示輻射加熱源120的位置在玻璃結(jié)構(gòu)G上方，但是該布置的目的不是限制性的，因為輻射加熱源120可以布置在玻璃結(jié)構(gòu)G的下方，或者同時布置在上方和下方，以及各種變化形式。玻璃結(jié)構(gòu)和輻射加熱源的取向可以發(fā)生改變，只要存在一個或多個輻射屏蔽并且位置基本上在玻璃結(jié)構(gòu)與輻射源之間即可。在某些實施方式中，輻射屏蔽130可以阻擋來自第一區(qū)135的輻射到達(dá)玻璃結(jié)構(gòu)的中心，以及來自第二區(qū)145的輻射到達(dá)玻璃結(jié)構(gòu)的邊緣。第一開口140可基本上與玻璃的中心對準(zhǔn)，以及第二開口150可基本上與第二區(qū)145對準(zhǔn)。雖然未示出，但是可以使用一個或多個額外的輻射屏蔽，例如，同軸使用，與各個加熱區(qū)配合，從而產(chǎn)生多步階差異加熱曲線。結(jié)合圖7進(jìn)一步討論該實施方式。

根據(jù)各種實施方式，輻射屏蔽的外壁可以包括各種材料，例如，金屬合金如合金，如INCONEL陶瓷，如碳化硅、耐火材料以及高溫金屬如鎳。在某些實施方式中，屏蔽腔的壁可以涂覆至少一種反射性材料。例如，可以在屏蔽壁上作為例如膠態(tài)溶液沉積金或玉鏡(jade mirror)?；蛘?，可以向屏蔽壁施涂箔。反射性材料的厚度可以是如下范圍，例如約為1-500μm，例如約為5-400μm，約為10-300μm、約為20-200μm、或者約為50-100μm，包括其間所有范圍和子范圍。作為非限制性例子，可以通過如下方式實現(xiàn)在上沉積金：首先用環(huán)氧樹脂中的碳化硅粉末懸液噴涂屏蔽腔壁，之后真空沉積金。

輻射屏蔽可具有寬范圍的輻射系數(shù)值，這取決于各種參數(shù)，例如，屏蔽材料、任選的反射性涂層，以及其他參數(shù)，例如屏蔽紋理等。在一些實施方式中，輻射屏蔽可具有如下輻射系數(shù)范圍，例如，約為0.01-1、約為0.02-0.9、約為0.03-0.8、約為0.05-0.7、約為0.1-0.6、約為0.2-0.5、或者約為0.3-0.4，包括其間的所有范圍和子范圍。作為非限制性實施方式，包含電鍍鎳的輻射屏蔽可具有約為0.03的輻射系數(shù)，而黑體可具有約為1的輻射系數(shù)。根據(jù)各種實施方式，可以對屏蔽進(jìn)行機(jī)械加工從而在表面上產(chǎn)生紋理或微紋理，這可進(jìn)一步有助于輻射的再導(dǎo)向。

不希望受限于理論，相信本文所揭示的系統(tǒng)，例如如圖1所示的系統(tǒng)，可以起到在玻璃結(jié)構(gòu)表面上產(chǎn)生兩個或更多個具有離散溫度的區(qū)域的作用，這兩個區(qū)域的溫度存在明顯差異。在松弛彎曲成形工藝的情況下，可以通過例如阻擋冷輻射因子到達(dá)玻璃結(jié)構(gòu)的中心以及阻擋熱輻射因子到達(dá)玻璃結(jié)構(gòu)的邊緣，來實現(xiàn)該溫差。因而，相比于采用均勻加熱曲線的現(xiàn)有技術(shù)方法，本文所揭示的系統(tǒng)可提供對于實現(xiàn)目標(biāo)形狀方面明顯的改善。此類現(xiàn)有技術(shù)方法進(jìn)一步如圖2所示，該附圖顯示在松弛彎曲工藝期間，對于0.7mm厚的玻璃結(jié)構(gòu)，執(zhí)行均勻加熱曲線所獲得的目標(biāo)部件形狀和預(yù)測部件形狀之間的形狀偏差(mm)。“A”所示區(qū)域表示松弛過度，以及“B”所示區(qū)域表示松弛不足。偏差圖顯示，緊接位于結(jié)構(gòu)的4個邊緣內(nèi)的玻璃區(qū)域的松弛過度高至約20mm，而結(jié)構(gòu)的中心具有近似的目標(biāo)形狀。當(dāng)對薄的玻璃結(jié)構(gòu)，例如厚度小于約3.0mm、例如約為0.3-2.0mm、或者約為0.5-1.5mm(包括其間的所有范圍和子范圍)的玻璃結(jié)構(gòu)進(jìn)行成形時，該“浴缸”現(xiàn)象特別普遍。對于較厚的玻璃結(jié)構(gòu)，例如，大于約3.0mm，例如約為3.2-5.0mm的常規(guī)厚度的那些而言，模型結(jié)果顯示“浴缸”效應(yīng)沒有那么嚴(yán)重。

因此，特別是對于較薄的玻璃，申請人尋求提供在玻璃結(jié)構(gòu)上執(zhí)行差異加熱曲線的成形系統(tǒng)和方法。例如，在圖2的目標(biāo)部件形狀的情況下，采用如下差異加熱曲線會是有利的，其中，玻璃結(jié)構(gòu)的外周區(qū)域以較低溫度進(jìn)行加熱，從而維持較高的玻璃粘度和有限的粘性流動，而玻璃結(jié)構(gòu)的中心區(qū)域以較高溫度進(jìn)行加熱，從而實現(xiàn)所需的形狀。該差異加熱曲線如圖3A所示，其中，示例性熱分布預(yù)期玻璃結(jié)構(gòu)的中心區(qū)域約為720℃，以及玻璃結(jié)構(gòu)的外周區(qū)域約為640℃。因此，在圖3A的理論模型中，存在近似80℃的溫差(ΔT)。圖3B顯示通過在松弛彎曲工藝中執(zhí)行差異加熱曲線所獲得的預(yù)測部件形狀，表述為超出平面的變形(mm)。圖3C顯示在松弛彎曲工藝期間，對于0.7mm厚的玻璃結(jié)構(gòu)，執(zhí)行圖3A的差異加熱曲線所獲得的目標(biāo)部件形狀和預(yù)測部件形狀之間的形狀偏差(mm)。在圖3C中，中心區(qū)域A近似處于目標(biāo)形狀，以及外周區(qū)域B略微松弛不足。因此，相比于現(xiàn)有技術(shù)圖1，外周處存在的過度松弛明顯下降。

圖4顯示采用ANSYS FLUENT軟件建立的二維熱模型，其中，將爐400分成2個區(qū)：(i)運行溫度約為650℃的熱區(qū)445，以及(ii)運行溫度約為400℃的冷區(qū)435。在爐頂壁(其包含輻射加熱源)與玻璃結(jié)構(gòu)G之間存在長度L的輻射屏蔽430。H表示爐頂壁與玻璃結(jié)構(gòu)G之間的距離。采用以下假設(shè)：(i)爐的側(cè)壁405假定是絕熱的，(ii)玻璃結(jié)構(gòu)G的初始溫度假定約為400℃，以及(iii)爐400中的停留時間假定約為5分鐘。在模型中沒有顯示成形模具，但是假定存在該成形模具。此外，模具僅顯示了系統(tǒng)的一部分，以及假定沿著線A’和B’存在對稱。

圖5顯示采用圖4的模型，在5分鐘的停留時間之后的玻璃表面溫度分布。繪制玻璃溫度與相對于玻璃中心的距離的函數(shù)。曲線A表示采用具有反射壁的輻射屏蔽(ε＝0.1)實現(xiàn)的玻璃溫度分布。曲線B表示采用沒有涂覆反射材料的輻射屏蔽(ε＝0.9)實現(xiàn)的玻璃溫度分布。圖C表示在不存在輻射屏蔽的情況下實現(xiàn)的玻璃溫度分布。因此，圖5證實了在沒有輻射屏蔽的情況下(曲線C)，發(fā)生了或多或少的來自玻璃結(jié)構(gòu)中心的線性溫度跌落，而引入輻射屏蔽可以產(chǎn)生較熱的玻璃中心和明顯更為冷卻的玻璃邊緣。此外，可以通過調(diào)節(jié)輻射屏蔽壁的反射系數(shù)，來調(diào)節(jié)玻璃結(jié)構(gòu)的熱區(qū)域與冷區(qū)域之間的溫差(ΔT)，其中，較大的反射系數(shù)(曲線A)導(dǎo)致相比于沒有反射系數(shù)的輻射屏蔽(曲線B)更大的ΔT。

還可通過相對于玻璃結(jié)構(gòu)與爐頂壁(或輻射加熱源)之間的距離H調(diào)節(jié)屏蔽的長度L，來調(diào)節(jié)溫差(ΔT)。圖6證實L/H之比對玻璃ΔT的影響。曲線D表示采用L/H的比例＝0.84實現(xiàn)的玻璃溫度分布。曲線E表示采用L/H的比例＝0.6實現(xiàn)的玻璃溫度分布。曲線F表示采用L/H的比例＝0.4實現(xiàn)的玻璃溫度分布。曲線G表示沒有屏蔽的情況下(L/H＝0)實現(xiàn)的玻璃溫度分布。如圖6所證實，隨著輻射屏蔽的長度L增加，例如，隨著L/H之比增加，在玻璃結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生熱區(qū)域與冷區(qū)域之間更明顯的區(qū)分，以及在玻璃結(jié)構(gòu)的中心與邊緣之間更大的ΔT。

如上文所述，某些實施方式可以采用不止一個輻射屏蔽。例如，可以結(jié)合不同加熱區(qū)使用多個同軸輻射屏蔽，從而在玻璃表面上產(chǎn)生多個離散溫度區(qū)域。圖7顯示一個非限制性的此類構(gòu)造，其中，將爐700分成3個區(qū)：(i)運行溫度約為650℃的熱區(qū)745，(ii)運行溫度約為500℃的中等區(qū)755，以及(ii)運行溫度約為400℃的冷區(qū)735。在爐頂壁與玻璃結(jié)構(gòu)G之間存在長度為L的兩個同軸輻射屏蔽730。因而，輻射屏蔽730可形成限定了內(nèi)腔體和外腔體的內(nèi)壁和外壁。

屏蔽730可以對準(zhǔn)從而形成熱區(qū)745與中等區(qū)755之間以及中等區(qū)755與冷區(qū)735之間的輻射阻隔。因此，熱區(qū)745可以與玻璃結(jié)構(gòu)的中心區(qū)域?qū)?zhǔn)，而中等區(qū)755可以與玻璃結(jié)構(gòu)G的外區(qū)域?qū)?zhǔn)，以及冷區(qū)735可以與玻璃結(jié)構(gòu)G的外周區(qū)域?qū)?zhǔn)，但是本文也考慮和包括了其他構(gòu)造。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可以結(jié)合具有額外加熱區(qū)的爐使用額外屏蔽，從而在玻璃結(jié)構(gòu)的表面上產(chǎn)生多個離散溫度區(qū)域。在模型中沒有顯示成形模具，但是假定存在該成形模具。此外，模具僅顯示了系統(tǒng)的一側(cè)，以及假定沿著線A’存在對稱。

圖8顯示采用圖7的模型，在5分鐘的停留時間之后的玻璃表面溫度分布。繪制玻璃溫度與相對于玻璃中心的距離的函數(shù)。曲線H表示采用具有反射壁的同軸輻射屏蔽(ε＝0.1)實現(xiàn)的玻璃溫度分布。曲線I表示采用沒有涂覆反射材料的同軸輻射屏蔽(ε＝0.1)實現(xiàn)的玻璃溫度分布。圖J表示在不存在輻射屏蔽的情況下實現(xiàn)的玻璃溫度分布。圖8還證實了在沒有輻射屏蔽的情況下(曲線J)，發(fā)生了或多或少的來自玻璃結(jié)構(gòu)中心的線性溫度跌落，而使用兩個同軸輻射屏蔽可以在玻璃表面上產(chǎn)生3個離散溫度區(qū)域。同樣地，可以通過調(diào)節(jié)輻射屏蔽壁的反射系數(shù)，來調(diào)節(jié)玻璃結(jié)構(gòu)的不同區(qū)域之間的溫差(ΔT)，其中，較大的反射系數(shù)(曲線H)導(dǎo)致相比于沒有反射系數(shù)的輻射屏蔽(曲線I)更大的ΔT。

本文所揭示的系統(tǒng)可用于對玻璃結(jié)構(gòu)進(jìn)行成形，所述玻璃結(jié)構(gòu)比通過現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行成形的那些更薄。例如，本文所揭示的方法和系統(tǒng)可用于對厚度約為0.3-3mm，例如約為0.5-2mm、或者約為0.7-1.5mm(包括其間的所有范圍和子范圍)的薄玻璃結(jié)構(gòu)進(jìn)行成形?；蛘?，本文所揭示的系統(tǒng)可用于對較厚的玻璃結(jié)構(gòu)進(jìn)行成形，例如，厚度大于約3mm，例如大于約4mm或者大于約5mm的玻璃結(jié)構(gòu)。如上文所述，示例性玻璃結(jié)構(gòu)包括但不限于，單片玻璃、單個堆疊中的多片玻璃、玻璃-玻璃層疊結(jié)構(gòu)以及玻璃-聚合物層疊結(jié)構(gòu)。

方法

根據(jù)本文所揭示的方法，可以將玻璃結(jié)構(gòu)放在成形模具上，并引入包含輻射加熱源的爐中。然后可以將玻璃結(jié)構(gòu)加熱至例如其形成溫度或軟化溫度?？梢詫⑤椛淦帘尾贾迷诨旧喜ＡЫY(jié)構(gòu)與輻射加熱源之間，所述輻射屏蔽包括限定了腔體的外壁，所述腔體具有布置成朝向玻璃結(jié)構(gòu)的第一開口以及布置成朝向輻射加熱源的第二開口。

可以以本領(lǐng)域已知的任意方式將玻璃結(jié)構(gòu)引入到爐中或者其他加熱裝置中。根據(jù)各種實施方式，可以采用傳輸機(jī)(例如，輥或帶式傳輸機(jī))將玻璃結(jié)構(gòu)引入爐中。在某些實施方式中，可以將玻璃結(jié)構(gòu)加熱至形成點或軟化點，例如，可以將結(jié)構(gòu)有效地模制成新形狀的點。根據(jù)各個實施方式，可以將玻璃結(jié)構(gòu)加熱至約為400-1000℃的溫度范圍，例如約為500-900℃，約為600-800℃，或者約為650-750℃，包括其間的所有范圍和子范圍。

在某些實施方式中，輻射加熱源可以是差式輻射加熱源，并且可包括運行在不同溫度的兩個或更多個輻射加熱元件或者兩組或更多組多個輻射加熱元件。例如，第一加熱元件或者第一組多個加熱元件可運行在大于約600℃至約為1000℃的溫度范圍，例如，約為650-900℃、或者約為700-800℃，以及第二加熱元件或者第二組多個加熱元件可運行在約為400-700℃的不同溫度范圍，例如，約為450-650℃、或者約為500-600℃，包括其間的所有范圍和子范圍。其他溫度范圍組合也是可以的，并且包括在本文的部分中。在該情況下，可以將爐有效地分成兩個或更多個區(qū)，它們分別運行在不同溫度。

在額外的實施方式中，可以將爐分成3個或更多個區(qū)，使得差式輻射加熱源包括3個或更多個輻射加熱元件或者3組或更多組多個輻射加熱元件。例如，第一加熱元件或者第一組多個加熱元件可運行在約為400-600℃的溫度范圍，第二加熱元件或者第二組多個加熱元件可運行在約為500至小于約700℃的不同溫度范圍，以及第三加熱元件或者第三組多個加熱元件可運行在約為600-1000℃的不同溫度范圍。其他溫度范圍組合也是可以的，并且包括在本文的部分中。此外，本文不限于任何數(shù)量的輻射屏蔽、爐區(qū)或輻射加熱元件。

在引入爐中或者加熱裝置中之后，可以如上文所述對玻璃結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱，持續(xù)給定的停留時間。停留時間可取決于特定系統(tǒng)和應(yīng)用發(fā)生變化。作為非限制性例子，停留時間可以約為1-60分鐘或更久，例如，約為5-45分鐘、約為6-30分鐘、約為12-24分鐘、或者約為15-20分鐘，包括其間所有范圍和子范圍。在給定的停留時間之后，然后玻璃結(jié)構(gòu)可以離開爐或加熱裝置，并且可經(jīng)受本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的各種額外加工步驟。

應(yīng)理解，多個揭示的實施方式可涉及與特定實施方式一起描述的特定特征、元素或步驟。應(yīng)理解的是，雖然在結(jié)合一個具體的實施方式描述了具體特征、元素或步驟，但是不同實施方式可以以各種未示出的組合或變換形式相互交換或結(jié)合。

還應(yīng)理解的是，本文所用的冠詞“該”、“一個”或“一種”表示“至少一個(一種)”，不應(yīng)局限為“僅一個(一種)”，除非明確有相反的說明。因此，例如，對“一種輻射屏蔽”的引用包括具有兩種或更多種此類屏蔽的例子，除非文本中有另外的明確表示。類似地，“多個”旨在表示“不止一個”。因而，“多個輻射加熱元件”包括兩個或更多個此類加熱元件，例如，3個或更多個此類加熱元件等。

本文中，范圍可以表示為從“約”一個具體值和/或到“約”另一個具體值的范圍。當(dāng)表述這種范圍時，例子包括自某一具體值始和/或至另一具體值止。類似地，當(dāng)使用先行詞“約”表示數(shù)值為近似值時，應(yīng)理解，具體數(shù)值構(gòu)成另一個方面。還應(yīng)理解的是，每個范圍的端點值在與另一個端點值有關(guān)和與另一個端點值無關(guān)時，都是有意義的。

除非另有表述，否則都不旨在將本文所述的任意方法理解為需要使其步驟以具體順序進(jìn)行。因此，當(dāng)方法權(quán)利要求實際上沒有陳述為其步驟遵循一定的順序或者其沒有在權(quán)利要求書或說明書中以任意其他方式具體表示步驟限于具體的順序，都不旨在暗示該任意特定順序。

雖然會用過渡語“包括”來公開特定實施方式的各種特征、元素或步驟，但是應(yīng)理解的是，這暗示了包括可采用過渡語“由......構(gòu)成”、“基本由......構(gòu)成”描述在內(nèi)的替代實施方式。因此，例如，對包含A+B+C的系統(tǒng)的隱含的替代性實施方式包括系統(tǒng)由A+B+C組成的實施方式和系統(tǒng)主要由A+B+C組成的實施方式。

對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯而易見的是，可以在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變動。因為本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到所述實施方式的融合了本發(fā)明精神和實質(zhì)的各種改良組合、子項組合和變化，應(yīng)認(rèn)為本文包括所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的全部內(nèi)容及其等同內(nèi)容。